Introduzione ai Metodi di Valutazione, Gestione Dati e Conoscenza, PDF

Noemi Scarpato METODI DI VALUTAZIONE, GESTIONE DEI DATI E DELLA CONOSCENZA, APPLICATI ALLE ATTIVITA' MOTORIE Noemi Scarpato Introduzione 1 di 26  Noemi Scarpato...

Noemi Scarpato METODI DI VALUTAZIONE, GESTIONE DEI DATI E DELLA CONOSCENZA, APPLICATI ALLE ATTIVITA' MOTORIE Noemi Scarpato Introduzione 1 di 26  Noemi Scarpato METODI DI VALUTAZIONE, GESTIONE DEI DATI E DELLA CONOSCENZA, APPLICATI ALLE ATTIVITA' MOTORIE INTRODUZIONE Introduzione 2 di 26  Noemi Scarpato Introduzione al Corso In questa parte del corso acquisirete gli strumenti per la gestione e la rappresentazione dei dati e della conoscenza. Inoltre apprenderete le metodologie, i modelli e le implementazioni dei sistemi per la gestione dei dati e della conoscenza, cioè apprenderete l’utilizzo degli strumenti per realizzare e gestire astrazioni con lo scopo di manipolare grandi quantità di dati in un sistema informatico. Introduzione 3 di 26  Noemi Scarpato Introduzione al Corso Oltre ad acquisire la conoscenza dei metodi e degli strumenti per la realizzazione di basi di dati e conoscenza, vi saranno forniti alcuni principi di interrogazione e analisi, dei dati contenuti nelle basi di dati e di conoscenza. Tali strumenti vi consentiranno di analizzare i dati raccolti e di valutarne le caratteristiche e le conseguenti implicazioni rispetto ai domini in cui sono stati raccolti i dati. Introduzione 4 di 26  Noemi Scarpato Introduzione al Corso Esame: L’esame consisterà nell’elaborazione di un progetto pratico consistente nella realizzazione di una base di dati e in un esame scritto/orale finale. Bibliografia consigliata: Materiale Fornito dal docente; Riferimenti a materiale disponibile online gratuitamente forniti di volta in volta all’interno delle lezioni; Introduzione 5 di 26  Noemi Scarpato Sistema Informativo Un “sistema informativo” è l’insieme dei dati e delle informazioni che riguardano un certo dominio (organizzazione, ambito di ricerca…). Le funzioni di un “sistema informativo” sono: raccolta, acquisizione delle informazioni, archiviazione, conservazione delle informazioni, elaborazione delle informazioni , distribuzione e scambio di informazioni. Introduzione 6 di 26  Noemi Scarpato Sistema Informativo Il concetto di “sistema informativo” è indipendente da qualsiasi forma di automatizzazione. In numerosi ambiti però è presente anche un “sistema Informatico” che è parte del sistema informativo e supporta la sua gestione. Introduzione 7 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: definizione Una “base di dati” è una collezione organizzata di informazioni che rappresenta dati di interesse per un determinato “sistema informativo”. Le “basi di dati” sono una componente del “sistema informatico”. Introduzione 8 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: perché? Unificare e generalizzare l’accesso ai dati Consentire un accesso semplificato e efficiente Proteggere i dati: Garantire Integrità e Riservatezza (Sicurezza) Tolleranza a malfunzionamenti/guasti Supportare la concorrenza (accesso simultaneo da parte di più utenti) Facilitare lo sviluppo di applicazioni“utente” Introduzione 9 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: perché? Permettono la definizione di porzioni diverse di dati utilizzabili da applicazioni diverse. E’ da notare che: L’astrazione sui dati è diversa ma deve essere“coerente”; L’accesso ai dati è dipendente dalla astrazione utilizzata per rappresentarli; L’accesso ai dati è vincolato dalla natura fisica della memorizzazione è necessario quindi svincolare la natura logica dei dati dalla loro rappresentazione in memoria, cioè dalle forme di memorizzazione Introduzione 10 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: come? La definizione di una base di dati comporta la creazione di tre schemi: fisico,logico,esterno - Schema Fisico: definisce i dettagli legati alla memorizzazione dei dati (file, indici e ecc). - Schema Logico/Concettuale:Definisce i dati in base alla loro natura concettuale. - Schema esterno: Rappresentazione, basata sul modello logico, dei dati che sono utili e necessarie per un gruppo di utenti. Introduzione 11 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: come? Schema Fisico: Definisce i dettagli legati alla memorizzazione dei dati (file, indici e ecc). Es: liste per rappresentare insiemi; liste per rappresentare alberi; alberi per rappresentare insiemi con chiavi. Determina la struttura dei file dedicati a contenere i diversi dati. Definisce forme utili al ritrovamento (es. indici). Introduzione 12 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: come? Schema Logico/Concettuale: Definisce i dati in base alla loro natura concettuale. E’ basato su un Modello Logico di definizione dei dati (vedi slide successiva) Viene realizzato all’interno di un modello logico di definizione dei dati (per es. quello relazionale) In generale, descrive tutte le entità e le relazioni tra di loro che si rendono necessarie per descrivere completamente i dati in modo logico. Introduzione 13 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: come? Uno schema logico dei dati è una collezione di strumenti concettuali per descrivere i dati, le loro relazioni e i vincoli di consistenza sui dati. Sono stati introdotti in ordine cronologico: modelli reticolare e gerarchico; modelli relazionale ed entità/relazioni; modello orientato agli oggetti; modelli ibridi relazionali e orientati agli oggetti; modelli dei dati (basati su) XML Introduzione 14 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: come? Introduzione 15 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: come? Due possibili classificazioni: modelli basati sull'identità degli oggetti (reticolare, gerarchico,orientato agli oggetti) vs modelli basati sui valori (entità/relazioni, relazionale, XML); modelli basati sugli oggetti (entità/relazioni, orientato agli oggetti, XML) vs modelli basati sui record (reticolare,gerarchico, relazionale). Introduzione 16 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: come? Schema esterno: Rappresentazione, basata sul modello logico, dei dati che sono utili/necessarie e “legali” per un gruppo di utenti. Utilizza il modello logico di descrizione dei dati. E’ rappresentato da un sottoinsieme delle informazioni dello schema concettuale, spesso detto “vista”. Introduzione 17 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati vs File System Ridondanza e inconsistenza dei dati; Difficoltà di accesso ai dati (proliferazione di programmi ad hoc); Disomogeneità dei dati; Problemi di integrità dei dati; Mancanza di atomicità delle operazioni di accesso ai dati; Anomalie causate da accessi concorrenti ai dati; Problemi di sicurezza/protezione dei dati. Introduzione 18 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: DBMS gestore della base di dati Un Data Base Management System(DBMS) è un software per la gestione e la registrazione di dati. (vedi lezione successiva) Un DBMS è costituito da una collezione di file interconnessi e da un insieme di programmi che consentono di accedere e modificare tali file Vantaggi dei DBMS: Indipendenza ed accesso efficiente ai dati ; Riduzione del tempo di sviluppo; Introduzione 19 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: DBMS gestore della base di dati Ulteriori Vantaggi: Accesso concorrente; Gestione delle transazioni; Crash recovery; Integrità e sicurezza dei dati; Gestione degli accessi ai dati; Introduzione 20 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: L'amministratore di una base di dati L'amministratore di una base di dati (database administrator) è il responsabile dei dati e delle relative procedure di accesso. Tale figura svolge le seguenti funzioni: definizione dello schema; definizione delle strutture di memorizzazione e dei relativi metodi di accesso; Introduzione 21 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: L'amministratore di una base di dati eventuale modifica dello schema logico e/o dell'organizzazione fisica dei dati; assegnazione delle autorizzazioni per l'accesso ai dati; specifica dei vincoli di integrità. Introduzione 22 di 26  Noemi Scarpato Basi di dati: Utenti di una base di dati Possiamo distinguere più classi di utenti di una base di dati, sulla base delle diverse possibili modalità di interazione col sistema: utenti semplici: accedono al DBMS utilizzando applicativi ad hoc; Programmatori:sviluppano programmi applicativi scritti in un linguaggio di alto livello che necessitano di accedere alla base di dati utenti sofisticati, che utilizzano direttamente il DBMS. Introduzione 23 di 26  Noemi Scarpato Un po’di storia Inizio anni ’60 : Charles Bachman (General Eletric) progetta il primo DBMS (Integrated Data Store), basato sul modello reticolare. Bachman vincerà il primo ACM Turing Awardnel 1973. Fine anni ’60: l’IBM sviluppa l’Information Management System (IMS), basato sul modello gerarchico e usato tutt’oggi. 1970: Edgar Codd (IBM) propone il modello relazionale. Codd vincerà l’ACM Turing Award nel 1981. Introduzione 24 di 26  Noemi Scarpato Un po’di storia Anni ’80: il modello relazionale vince sugli altri, e i DBMS basati su tale modello si diffondono. Il linguaggio SQL viene standardizzato come linguaggio per DBMS basati sul modello relazionale. Anni ’90: sulla spinta di intense ricerche, i DBMS relazionali divengono sempre più sofisticati e diffusi (DB2, Oracle, Informix, ecc.). Nel 1999 James Gray (http://en.wikipedia.org/wiki/Jim_Gray_(computer_scientist)) vince l’ACM Turing Award per il suo contributo alla gestione delle transazioni. Introduzione 25 di 26  Noemi Scarpato Un po’di storia Anni 2000: i DBMS si integrano con il contesto generale dello sviluppo del software e con strumenti WEB Anni 2010: la gestione dei dati diventa sempre più pervasiva; nasce il concetto di “Big Data”, secondo cui tutto il web si può vedere come una grande basi di dati, che necessità di tecniche e metodologie nuove. Introduzione 26 di 26