Basi di Dati Spaziali

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Basi di Dati Spaziali. Daniela Poggioli IREA - CNR DIIAR - Politecnico di Milano. Indice. Introduzione alle basi di dati Definizioni e caratteristiche principali Progettazione di una base dati Esterna, concettuale, logica, interna o fisica Modellizzazione concettuale di dati - PowerPoint PPT Presentation

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  • Basi di Dati SpazialiDaniela PoggioliIREA - CNR DIIAR - Politecnico di Milano

  • Indice Introduzione alle basi di datiDefinizioni e caratteristiche principali Progettazione di una base datiEsterna, concettuale, logica, interna o fisicaModellizzazione concettuale di datiDiagramma entit - relazione Diagramma UMLModellizzazione logica: il modello relazionaleModellizzazione di dati geograficiIl dato geograficoAspetto spaziale- Dati raster e vettoriali- Geometria e topologiaAspetto semantico- Accessibilit dei contenuti- Ontologie Aspetto di qualit- MetadatiCenni ai GISIl problema dellinteroperabilitInfrastrutture di dati spaziali (SDI): definizioneLiniziativa europea Inspire

  • 1. Introduzione alle basi si dati: Definizioni e caratteristiche principaliRappresentare e gestire linformazioneSistemi informativi, informazioni e datiBasi di dati e sistemi di gestione di basi di datiLinguaggi per le basi di datiVantaggi e svantaggi dei DBMS

  • Rappresentare e gestire l informazioneOgni organizzazione ha bisogno di memorizzare e mantenere informazioni specifiche. Ad esempio:

    Utenze telefoniche Studenti iscritti ad un corso di laurea Quotazione azioni nei mercati telematici Propriet catastali

    Necessitano di strumenti per la rappresentazione dellinformazione e della sua gestione.

  • Rappresentare e gestire l informazione

    Informazione: parte di qualsiasi attivit umana

    Rappresentazione: il problema di astrarre i concetti importanti da quelli trascurabili per poter modellare la realt di interesse: ci serve studiare metodi di rappresentazione appropriati

    Gestione: uso e trasformazione dellinformazione in maniera funzionale agli obiettivi

  • Sistemi informativi, informazioni e datiI sistemi informativi organizzano e gestiscono le informazioni necessarie allo svolgimento di ogni attivit di una organizzazione:Sistema Informativo(Attivit di organizzazione e gestione)DATIInformazioni Il concetto di sistema informativo indipendente dalla sua gestione automatica (es. archivi bancari, servizi anagrafici, )Se gestito in modo automatizzato => basi di dati Dati = elementi di informazione, che di per s non hanno interpretazione Informazione = dati interpretati e correlati opportunamente Dati stabili: poich sono una risorsa da mantenere, devono essere indipendenti dalle procedure e applicazioni che operano su di essi

    23775402377540 Numero matricola

  • Sistemi informativiUn sistema informativo un insieme di: risorse umane, strumenti di elaborazione, scambio, acquisizione di informazioni,regole e procedure per il loro trattamento. Lobiettivo quello di memorizzare grandi quantit di informazioni, rendendone disponibili anche le operazioni di modifica e di reperimento

    Levoluzione dei sistemi informativi da settoriali a integrati per garantire linteroperabilit dei dati

  • Gestione dei sistemi informativiLe informazioni differiscono dal tipo di applicazioni e dal loro uso, ma devono avere in comune un sistema di gestione che preveda:

    Input e verifica dei dati Gestione e memorizzazione dei dati Presentazione e output dei dati Trasformazione dei dati Interazione con lutente

  • Basi di dati e sistemi di gestione di basi di datiUna base di dati una collezione di dati utilizzati per rappresentare le informazioni di interesse per un sistema informativo.Un sistema di gestione di basi di dati (DBMS) un sistema software in grado di gestire collezioni di dati grandi, condivise e persistenti, assicurando la loro affidabilit e privatezza. Come ogni prodotto informatico un DBMS deve essere efficiente ed efficace.

  • Caratteristiche delle basi di dati Grandi: anche migliaia di miliardi di byte (necessit di prevedere gestione dati in memoria secondaria)

    Condivise: applicazioni e utenti diversi devono poter accedere, secondo opportune modalit, a dati comuni.

    In questo modo si riduce la ridondanza dei dati e la possibilit di inconsistenze cio copie non uguali dello stesso dato.

    Persistenti: i dati devono essere mantenuti, la loro esistenza non limitata al periodo delle singole esecuzioni dei programmi che le utilizzano.

  • Caratteristiche deisistemi di gestione di basi di dati Affidabilit: Capacit del sistema di conservare intatto il contenuto della base di dati (funzionalit di salvataggio e ripristino dei dati) Privatezza: Definizione di meccanismi per le limitazioni dellaccesso (autorizzazioni)

    Efficienza: Capacit di svolgere le operazioni utilizzando un insieme di risorse (tempo di esecuzione e spazio di memoria) accettabile per gli utenti

    Efficacia: Capacit di rendere produttive le attivit dellutente

  • DBMS: struttura semplificataNoi ci occuperemo della progettazione una base di dati

  • Linguaggi per le basi di datiData Definition Language (DDL) = definisce livelli fisici, logici, esterni del DB (tratta anche le autorizzazioni di accesso)Data Manipulation Language (DML) = per formulare interrogazioni e aggiornamenti delle istanze del DB

    Alcuni linguaggi (ad es. SQL) presentano in forma integrata le funzionalit di entrambe le catagorie.

    Laccesso ai dati pu avvenire mediante:

    Linguaggi testuali interattivi (es. SQL)Comandi speciali integrati in un linguaggio di programmazione (Pascal, C, Cobol, ...)Interfacce user-friendly che permettono di sintetizzare interrogazioni senza usare un linguaggio testuale

  • Vantaggi e svantaggi dei DBMSVANTAGGIPermettono di considerare i dati come una risorsa comune, e le basi di dati come modello della realtControllo centralizzato dei dati con possibilit di standardizzazione La condivisione porta alla riduzione di ridondanze e inconsistenzeIndipendenza dei dati favorisce lo sviluppo e la manutenzione di applicazioni flessibili e modificabili

    SVANTAGGIComplessi, costosi, hanno specifici requisiti in termini di SW e HWServizi forniti dai DBMS, in forma integrata

  • 2. Progettazione di base di dati

    Il ciclo di vita dei sistemi informativi Metodologie di progettazione Fasi di progettazione di basi di dati Modelli dei dati: esterno, concettuale, logico, interno

  • Il ciclo di vita dei sistemi informativiIl progetto di una base di dati si inserisce nel ciclo di vita del sistema informativo che comprende le seguenti attivit:La progettazione dei dati che individua lorganizzazione e la struttura della base di datiLa progettazione delle applicazioni (funzioni), che schematizza le operazioni sui dati e progetta il software applicativo

  • Metodologie di progettazione Una metodologia di progettazione consiste in:

    Decomposizione dellintera attivit di progetto in passi successivi indipendenti fra loro (ad es. separare le decisioni relative a cosa rappresentare e come farlo)

    Insieme di strategie e criteri di scelta da seguire nei vari passi

    Modelli di riferimento per la descrizione dei dati

  • Metodologie di progettazione: propriet Le propriet che una metodologia di progettazione deve garantire sono:

    La generalit rispetto alle applicazioni (possibilit di utilizzo indipendentemente dal caso di studio e dagli strumenti) La qualit del prodotto in termini di correttezza, completezza ed efficienza in relazione alle risorse impiegate La facilit duso sia delle strategie che dei modelli di riferimento

  • Le fasi della progettazione 2. Progettazione

    Concettuale: Esprime i requisiti di un sistema in una descrizione adatta allanalisi dal punto di vista informaticoLogica: Evidenzia lorganizzazione dei dati dal punto di vista del loro contenuto informativo, descrivendo la struttura di ciascun record e i collegamenti tra record diversi. Fisica: A questo livello la base di dati vista come un insieme di blocchi fisici su disco. Qui viene decisa lallocazione dei dati e le modalit di memorizzazione dei dati.1. Analisi dei requisiti Individuare e studiare le funzionalit che il sistema dovr fornire3. Implementazione e validazioneRealizzazione del sistema informativo e verifica del corretto funzionamentoProgettazioneconcettualeProgettazionefisicaProgettazionelogica

  • Le fasi della progettazione Come procedo? Dovr:Modellare dati e relazioni (il mondo reale va descritto)Trovare le strutture appropriate per i datiOgni fase della progettazione avr come prodotto uno SCHEMA che fa riferimento ad un MODELLO di dati.

  • Modelli dei dati, schemi e istanzeModello dei dati: un insieme di concetti che possono essere utilizzati per rappresentare la realt, per organizzare i dati di interesse e descriverne la struttura.

    Schema dei dati: rappresentazione di una specifica parte della realt, che usa un modello dei dati.

    Istanza: collezione di valori dei dati che rispetta la struttura dello schema.

  • Modellazione esterna dei datiSi devono individuare e studiare le funzionalit che il sistema dovr fornire. Comporta linterazione con gli utenti del sistema e gli esperti di dominio e si conclude in una descrizione informale dei requisiti.

    Uso il linguaggio naturale che per soggetto ad ambiguit

  • Modellazione concettuale dei datiHa lo scopo di rappresentare la realt di interesse in termini di una descrizione precisa e completa ma indipendente dai criteri di rappresentazione usati dal sistema informatico scelto per gestire la base di dati (rappresentazione astratta)Uso un linguaggio formale Esempi: Entit-relazione, UML

  • Modellazione logica dei datiLo schema concettuale definito nella fase precedente viene tradotto nello schema logico che fa riferimento ad un modello logico. Ogni modello logico ha lo scopo di rappresentare la realt di interesse in termini di una descrizione ancora indipendente dai dettagli fisici ma concreta, in quanto presente nei sistemi di gestioni delle basi di dati.

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