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Schemi info - Coggle Diagram

- - - - Dato: Rappresentazione grezza, elementare e non interpretata di un fatto o di un fenomeno (es. il numero 38.5).
      - nformazione: Elaborazione dei dati all'interno di un contesto specifico, in grado di conferire loro una forma, un significato e un'utilità per i processi decisionali (es. "38.5 °C è la temperatura corporea del paziente X, indicante stato febbrile").
      - Schema (Livello Intensionale): La componente strutturale del database, fissa nel tempo, che ne definisce le regole, le entità, gli attributi e i vincoli (i metadati).
      - Istanza (Livello Estensionale): L'insieme dei dati effettivi memorizzati nel database in un preciso istante temporale. L'istanza muta continuamente a seguito delle operazioni di inserimento, modifica e cancellazione.
    - - Studio di fattibilità: Definizione degli obiettivi, analisi dei costi/benefici e valutazione dei vincoli tecnici ed economici.
      - analisi dei requisiti: raccolta dettagliata delle necessita degli utenti tramite interviste e analisi documentale
      - progettazione: suddivisa in concettuale, logica e fisica
      - implementazione e sviluppo: scrittura del codice, creazione delle tabelle su dbms e popolamento iniziale
      - validazione e testing: verifica della rispondenza ai requisiti e assenza di bug
        
        manutenzione ed evoluzione: correzione degli errori residui, adattamento a nuove piattaforme e aggiunta di nuove funzionalita
    - - Caratteristiche Fondamentali di un DBMS
        
        Un Database Management System (DBMS) è un sistema software che si frappone tra l'utente (o le applicazioni) e i dati fisici memorizzati sul disco. Un DBMS deve garantire:
        
        Persistenza: I dati devono sopravvivere alla chiusura del software e a guasti hardware.
        
        Condivisione: Più utenti o applicazioni devono poter accedere ai dati simultaneamente.
        
        Concorrenza: Gestione degli accessi simultanei tramite meccanismi di locking per evitare inconsistenze (es. la perdita di un aggiornamento).
        
        Sicurezza e Controllo degli Accessi: Protezione da accessi non autorizzati tramite autenticazione e autorizzazione.
        
        Integrità dei dati: Rispetto dei vincoli strutturali e aziendali definiti nello schema.
  - - - Livello Concettuale (Schema Concettuale): Rappresentazione formale e astratta della realtà di interesse, indipendente dall'hardware e dal software (es. Modello Entità-Relazione). Descrive cosa il database contiene.
        
        Livello Logico (Schema Logico): Traduzione dello schema concettuale in una struttura dati implementabile dal tipo di DBMS scelto (es. Modello Relazionale a tabelle, Modello Documentale). Descrive la composizione logica delle strutture dati.
        
        Livello Fisico (Schema Interno): Descrizione dell'effettiva memorizzazione dei dati sui supporti di memoria di massa (file, indici B-Tree, organizzazione dei record, allocazione dello spazio).
    - - Indipendenza Logica: Capacità di modificare lo schema concettuale (es. aggiungendo un'entità) senza dover modificare gli schemi esterni (le applicazioni o le viste dell'utente).
        
        Indipendenza Fisica: Capacità di modificare lo schema fisico (es. spostando il file di database su un altro disco o creando un indice) senza dover modificare lo schema logico o concettuale.
    - - Una Vista è una tabella virtuale il cui contenuto è definito da una query SQL su altre tabelle (chiamate tabelle di base). Non memorizza i dati fisicamente (tranne nel caso delle viste materializzate), ma genera la tabella dinamicamente al momento della chiamata.
        
        Scopo: Semplificare query complesse, mascherare dati sensibili agli utenti non autorizzati (sicurezza).
    - - I vincoli sono regole atte a garantire la correttezza e la coerenza dei dati nel tempo.
        
        Vincolo di Integrità Referenziale: Regola fondamentale del modello relazionale. Stabilisce che ogni valore non nullo di una chiave esterna (Foreign Key) in una tabella deve corrispondere a un valore esistente della chiave primaria (Primary Key) nella tabella referenziata. Garantisce la solidità dei legami tra record.
        
        Vincolo di Entità: La chiave primaria di una relazione non può assumere il valore nullo (NOT NULL) e deve essere univoca.
        
        Vincoli di Dominio: Limitazioni sui valori ammissibili per un singolo attributo (es. ETA > 14, vincoli sul tipo di dato).
  - - - DDL (Data Definition Language): Comandi per definire, modificare o distruggere le strutture del database (es. CREATE, ALTER, DROP).
      - DML (Data Manipulation Language): Comandi per manipolare le istanze dei dati (es. INSERT, UPDATE, DELETE).
      - DQL (Data Query Language): Sottoinsieme specifico focalizzato sull'interrogazione e il recupero dei dati (istruzione SELECT).
      - DCL (Data Control Language): Comandi per la gestione dei permessi e della sicurezza (es. GRANT, REVOKE).
- - - - Comandi DDL Fondamentali
        
        Il DDL gestisce la definizione geometrica e strutturale delle tabelle e dei vincoli.
        
        CREATE TABLE: Genera una nuova tabella definendo attributi, domini e vincoli.
        
        ALTER TABLE: Modifica la struttura di una tabella esistente (aggiunta/rimozione colonne o vincoli).
        
        DROP TABLE: Elimina definitivamente la tabella e tutti i dati in essa contenuti dal database.
  - - - Il DML opera sulle istanze all'interno delle tabelle create dal DDL.
        
        INSERT INTO: Inserisce nuove tuple.
        
        UPDATE: Modifica i valori di righe preesistenti, filtrate da una condizione WHERE.
        
        DELETE FROM: Rimuove righe specifiche basate su filtri operativi.
        
        L'Istruzione SELECT e le Operazioni di Join
        
        L'interrogazione dei dati (DQL) avviene tramite la struttura SELECT. I tipi fondamentali di JOIN permettono l'accorpamento di tabelle correlate:
        
        INNER JOIN: Restituisce le righe solo se vi è una corrispondenza in entrambe le tabelle coinvolte nella condizione.
        
        LEFT JOIN (o Outer Join): Restituisce tutte le righe della tabella di sinistra e le righe corrispondenti della tabella di destra. Se non c'è corrispondenza, inserisce valori NULL.
  - - - AND, OR, NOT: Operatori logici booleani standard.
      - BETWEEN ... AND ...: Verifica l'inclusione in un intervallo chiuso di valori.
      - IN (...): Verifica la corrispondenza con una lista definita di valori discreti.
      - IS NULL / IS NOT NULL: Verifica l'assenza o presenza di un valore in un attributo.
    - - Le funzioni di aggregazione calcolano un singolo valore riassuntivo a partire da un insieme di tuple.
        
        COUNT(): Conta il numero di righe o valori non nulli.
        
        SUM(), AVG(): Calcolano la somma e la media aritmetica (valori numerici).
        
        MIN(), MAX(): Estraggono il valore minimo e massimo del set.
- - - - PHP (Hypertext Preprocessor): Nato specificamente per il web. Il codice PHP viene inserito direttamente all'interno dei file HTML tramite i tag di apertura/chiusura <?php ... ?>. È interpretato nativamente tramite moduli del server web (es. mod_php) o gestori di processi esterni (PHP-FPM).
      - Python: Linguaggio di programmazione general-purpose multiparadigma. In ambito web non si innesta dentro l'HTML, ma utilizza framework dedicati (es. Flask, Django) che implementano l'architettura MVC (Model-View-Controller) e si interfacciano al server web mediante protocolli standard come WSGI o ASGI.
  - - - Il protocollo HTTP è definito stateless (privo di stato) perché ogni richiesta inviata da un client a un server viene trattata come una transazione indipendente e isolata. Il server non conserva memoria delle richieste precedenti. Per superare questa limitazione e realizzare funzionalità complesse (es. carrelli della spesa, aree riservate con login), sono stati introdotti i Cookie e le Sessioni.
        
        Cookie
        
        Un Cookie è un piccolo file di testo memorizzato direttamente sul computer dell'utente (lotto client) dal browser, su istruzione del server web mediante l'header HTTP Set-Cookie.
        
        Funzionamento: A ogni richiesta successiva verso lo stesso server, il browser allega automaticamente i cookie salvati nell'header HTTP Cookie.
        Problematiche: I dati sono modificabili dall'utente e visibili in chiaro, rappresentando un rischio di sicurezza se utilizzati per dati critici.
        
        Sessioni
        
        La Sessione memorizza i dati sul server (lato server) all'interno di file temporanei o database. Al client viene inviato esclusivamente un codice identificativo univoco e casuale chiamato Session ID, tipicamente memorizzato in un cookie di sessione temporaneo.
- - - - Entità: Classi di oggetti (persone, luoghi, cose, eventi) della realtà di interesse che hanno un'esistenza autonoma e rilevanza ai fini dell'applicazione. Vengono rappresentate graficamente da rettangoli.
        
        Attributo: Proprietà elementari che descrivono le caratteristiche delle entità o delle associazioni. Rappresentate da cerchi o elencate dentro l'entità.
        
        Identificatore (Chiave): Un attributo (o un insieme di attributi) che permette di distinguere univocamente ogni singola occorrenza di un'entità dalle altre. Può essere interno (se composto da attributi dell'entità stessa) o esterno (se coinvolge l'identificatore di un'altra entità tramite un'associazione).
        
        Associazione (Relazione): Legame logico, significativo per l'azienda, che intercorre tra due o più entità. Rappresentata graficamente da un rombo.
        
        Cardinalità delle Associazioni
        
        La cardinalità specifica il numero minimo e massimo di occorrenze di associazione a cui una singola occorrenza di entità può partecipare. Si classificano in:
        
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    - - Normalizzazione delle Relazioni
        
        La Normalizzazione è una procedura matematica di verifica e ottimizzazione strutturale dello schema logico relazionale. Il suo scopo è eliminare la ridondanza dei dati ed evitare le pericolose anomalie di transazione
        
        Le Tre Forme Normali (1NF, 2NF, 3NF)
        
        Prima Forma Normale (1NF)
        
        Una relazione è in 1NF se, e solo se:
        
        Tutti i suoi attributi sono atomici (non composti e non multivalore, ovvero non ulteriormente scomponibili).
        Esiste una Chiave Primaria definita.
        
        Seconda Forma Normale (2NF)
        
        Una relazione è in 2NF se, e solo se:
        
        È in 1NF.
        Tutti gli attributi non-chiave dipendono interamente dalla chiave primaria (non possono dipendere da una parte di essa). Questa verifica ha senso solo se la chiave primaria è composta (ha più attributi).
        
        Terza Forma Normale (3NF)
        
        Una relazione è in 3NF se, e solo se:
        
        È in 2NF.
        Nessun attributo non-chiave dipende in modo transitivo dalla chiave primaria (ovvero nessun attributo non-chiave deve dipendere da un altro attributo non-chiave). Ogni attributo deve dipendere "soltanto dalla chiave, da tutta la chiave, nient'altro che dalla chiave".
  - - - Indicizzazione
        
        Un Indice è una struttura dati ausiliaria (tipicamente implementata tramite alberi bilanciati B-Tree o tabelle Hash) che il DBMS crea e mantiene per velocizzare le operazioni di ricerca e selezione dei record
        
        Vantaggi: Velocità esponenziale nelle interrogazioni (SELECT filtrate da WHERE).
        Svantaggi: Rallenta le operazioni di scrittura (INSERT, UPDATE, DELETE), poiché il DBMS deve aggiornare anche l'indice a ogni modifica dei dati fisici.
        
        Transazioni e Proprietà ACID
        
        Una Transazione è una sequenza di operazioni sui dati che costituisce un'unità logica di lavoro indivisibile. Una transazione deve tassativamente rispettare le proprietà ACID:
        
        Atomicità (Atomicity): La transazione è un atomo: o viene eseguita interamente con successo (COMMIT), o non deve lasciare alcuna traccia sul database; in caso di errore viene annullata completamente eseguendo un (ROLLBACK).
        
        Consistenza (Consistency): La transazione porta il database da uno stato valido a un altro stato altrettanto valido, senza mai violare i vincoli di integrità definiti.
        
        Isolamento (Isolation): L'esecuzione di una transazione concorrente deve essere isolata rispetto alle altre transazioni simultanee, evitando interferenze sui dati intermedi non ancora consolidati.
        
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        Trigger
        
        Un Trigger è un blocco di codice SQL (una procedura memorizzata) che viene eseguito automaticamente dal DBMS al verificarsi di un evento specifico di manipolazione dati (INSERT, UPDATE o DELETE) su una determinata tabella.
    - - Backup Fisico: Copia brutale dei file binari e delle directory dei dati presenti sul disco. Veloce nel ripristino, ma richiede spesso il blocco del DBMS (Cold Backup).
        
        Backup Logico: Generazione di un file di testo contenente tutti i comandi SQL (CREATE, INSERT) necessari per ricostruire interamente la struttura e i dati da zero (es. tramite l'utility mysqldump)
        
        Strategia Incrementale: Si esegue un backup totale periodico (es. settimanale) combinato con backup giornalieri incrementali (che memorizzano solo le variazioni registrate nel Transaction Log dall'ultimo backup).
- - - - Le Limitazioni Principali dei RDBMS
        
        Rigidità dello Schema: I RDBMS richiedono uno schema strutturale fisso e predefinito (Schema-on-Write). Modificare la struttura di una tabella con miliardi di righe per aggiungere una colonna blocca il sistema ed è estremamente oneroso.
        
        Difficoltà di Scalabilità Orizzontale: I RDBMS nascono per scalare verticalmente (aggiungendo hardware più potente come CPU e RAM sullo stesso server). La scalabilità orizzontale (distribuire i dati su un cluster di macchine economiche tramite sharding) è complessa nei RDBMS a causa della necessità di mantenere l'integrità referenziale globale e la coerenza transazionale ACID attraverso la rete.
  - - - Chiave-Valore (Key-Value Stores): I dati sono memorizzati come coppie composte da una chiave univoca e un valore associato (un blocco di dati opaco al DBMS). Massima semplicità e performance velocistiche assolute.
        
        Esempi: Redis, Riak.
        
        Casi d'uso: Gestione di cache di sistema, sessioni utente ad alto traffico.
      - Documentali (Document Stores): Evoluzione del chiave-valore. Il valore è un documento strutturato (tipicamente in formato JSON o BSON), che il DBMS è in grado di leggere e indicizzare internamente.
        
        Esempi: MongoDB, CouchDB.
        
        Casi d'uso: Sistemi di Content Management (CMS), cataloghi e-commerce con prodotti eterogenei.
      - Orientati alle Colonne (Wide-Column Stores): I dati sono memorizzati in colonne anziché in righe, raggruppate in "famiglie di colonne". Permette letture e aggregazioni ultra-rapide su moli di dati sterminate.
        
        Esempi: Apache Cassandra, HBase.
        
        Casi d'uso: Analisi di serie temporali, log industriali, Big Data Analytics.
      - A Grafo (Graph Databases): Basati sulla teoria dei grafi. Rappresentano i dati sotto forma di nodi (entità) e archi (relazioni), entrambi dotati di proprietà. Ottimizzati per navigare relazioni complesse.
        
        Casi d'uso: Social network (reti di amicizie), sistemi di raccomandazione, tracciamento di frodi bancarie.
        
        Esempi: Neo4j, OrientDB.