Basi di dati Architetture e linee di evoluzione

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1 Basi di dati Architetture e linee di evoluzione Paolo Atzeni Stefano Ceri Piero Fraternali Stefano Paraboschi Riccardo Tarlane web site McGraw-Hill

2 IUAV - VENEZIA H 9891 BIBLIOTECA CENTRALE

3 I J ()(),,. M '"lò Paolo Atzeni Stefano Ceri Piero Fraternali Stefano Paraboschi Riccardo Torlone Basi di dati Architetture e linee di evoluzione ISTITUTO UNIVERSITARIO ARCHITETTURA VENEZIA AREA SERVIZI 818UOGRAFICI E DOCUMENTALI BIBLl.OTECA CENTRALE INV... É:..:2.5?.3.Q.. _ McGraw Hill Milano New York San Francisco Washington D. C. Auckland Bogota Lisboa London Madrid Mexico City Montreal New Delhi San Juan Singapore Sydney Tokyo Toronto

4 Indice Prefazione ix Parte I Tecnologia delle basi di dati 1 1 Organizzazione fisica e gestione delle interrogazioni Memoria principale, memoria secondaria e gestione dei buffer Memoria secondaria: caratteristiche Gestione dei buffer DBMS e file system Gestione delle tuple nelle pagine Strutture primarie per l'organizzazione di file Strutture sequenziali Strutture con accesso calcolato Strutture ad albero Indici primari e secondari Strutture ad albero dinamiche Gestore delle interrogazioni: esecuzione e ottimizzazione Profili delle relazioni Rappresentazione interna delle interrogazioni Ottimizzazione basata sui costi Progettazione fisica di una base di dati l Scelte di progettazione fisica Definizione degli indici in SQL 38 2 Gestione delle transazioni Le transazioni l Specifica delle transazioni: commit e rollback Proprietà "acide" delle transazioni Transazioni e moduli di sistema Controllo di affidabilità l Architettura del controllore della affidabilità Organizzazione del log Esecuzione delle transazioni e scrittura del log Gestione dei guasti Controllo di concorrenza

5 vi INDICE 2.3.l Architettura Anomalie delle transazioni concorrenti Teoria del controllo di concorrenza Meccanismi per la gestione dei lock.. Blocco critico Gestione della concorrenza in SQL: Architetture distribuite Architettura client-server Basi di dati distribuite l Applicazioni delle basi di dati distribuite Autonomia locale e cooperazione Frammentazione e allocazione dei dati Livelli di trasparenza Classificazione delle transazioni Tecnologia delle basi di dati distribuite l Ottimizzazione di interrogazioni distribuite Controllo di concorrenza Atomicità di transazioni distribuite Protocollo di commit a due fasi l Nuovi record nel log..... l Protocollo in assenza di guasti Protocolli di ripristino Ottimizzazioni del commit a due fasi Altri protocolli di commit..... l I I Interoperabilità del commit a due fasi: X-Open DTP Parallelismo I I Parallelismo inter-query e intra-query Parallelismo e frammentazione dei dati Speed-up e scale-up Benchmark delle transazioni Basi di dati replicate Nuove funzionalità dei gestori della replicazione Cooperazione di basi di dati eterogenee e autonome Basi di dati e World Wide Web I Internet e World Wide Web Internet I.2 Il World Wide Web Il protocollo HTTP HTML, il linguaggio per la specifica di ipermedia Tecniche per la costruzione dinamica di pagine Web Common Gateway Interface Le estensioni del Web Server Template di pagina e Server Side Scripting Le architetture basate su application server

6 INDICE vii 4.4 Progettazione delle applicazioni Web Analisi dei requisiti Progettazione concettuale della base di dati Progettazione dell'ipertesto Realizzazione dell'applicazione Parte II Evoluzione delle basi di dati Basi di dati a oggetti Basi di dati a oggetti Tipi Classi Metodi Gerarchie di generalizzazione Persistenza Ridefinizioni dei metodi Ridefinizione con raffinamenti di tipo Il manifesto delle basi di dati a oggetti Standard ODMG per le basi di dati a oggetti Linguaggio di definizione degli oggetti: ODL Linguaggio di interrogazione: OQL Basi di dati relazionali a oggetti Modello dei dati di SQL: Linguaggio di interrogazione di SQL:l Il manifesto delle basi di dati della terza generazione Basi di dati multimediali Tipi di dati multimediali Interrogazioni su dati multimediali Ricerca di documenti Rappresentazione dei dati spaziali 21 O 5.5 Estensioni tecnologiche per le basi di dati a oggetti Rappresentazione dei dati e degli identificatori Indici complessi Architettura client-server Transazioni Distribuzione e interoperabilità: CORBA Dati semistrutturati in XML Definizione di dati semistrutturati in XML Interrogazione di dati XML XPath XQuery XSL Gestione di dati XML con DBMS relazionali Le basi di dati XML native

7 .. viii INDICE 6.5 XML per la pubblicazione multi-canale di contenuti su Web Web Service e XML per l'integrazione dei sistemi informativi Basi di dati attive Comportamento dei trigger Definizione e uso dei trigger in Oracle Sintassi dei trigger in Oracle Comportamento dei trigger in Oracle Esempio di esecuzione Definizione e uso dei trigger in DB Sintassi dei trigger in DB Comportamento dei trigger in DB Esempio di esecuzione Definizione e uso dei trigger in SQL: Caratteristiche evolute delle regole attive Proprietà delle regole attive Applicazioni delle basi di dati attive Gestione dell'integrità referenziale Regole aziendali Basi di dati per il supporto alle decisioni Architettura di un data warehouse Rappresentazione multidimensionale dei dati Il modello multidimensionale Operazioni nel modello multidimensionale Realizzazione di un data warehouse l Rappresentazione relazionale di un data warehouse Operazioni su data mart relazionali Indici bitmap e indici di join Materializzazione delle viste Progettazione di un data warehouse Data mining l Il processo di data mining Problemi di data mining. 290 Bibliografia 297 Indice analitico 303

8 Questo libro si rivolge agli studenti di un secondo corso di basi di dati per la laurea di primo o secondo livello; è la continuazione del volume Basi di dati Modelli e linguaggi di interrogazione, e assieme a esso copre le esigenze di un corso unico di Basi di dati. Il libro si rivolge anche a professionisti interessati ad approfondire, in modo unitario, le caratteristiche fondanti della tecnologia delle basi di dati. Scopo del libro è fornire una descrizione delle basi di dati adatta a chi deve progettare e programmare applicazioni, offrendo una visione chiara e aggiornata sugli aspetti fondamentali delle attuali architetture di basi di dati - da semplici modalità client-server ad architetture distribuite e su Web - e sulle linee di evoluzione del settore, soffermandosi su sistemi assai diffusi e rilevanti che vanno oltre i classici database relazionali - le basi di dati attive, a oggetti, per XML e per l'analisi dei dati. Materiale aggiuntivo è reperibile all'indirizzo Paolo Atzeni è professore ordinario di Basi di Dati presso la Facoltà di Ingegneria dell'università Roma Tre. Stefano Ceri è professore ordinario di Basi di Dati presso la Facoltà di Ingegneria dell'informazione del Politecnico di Milano. Piero Fraternali è professore straordinario presso la Facoltà di Ingegneria dell'informazione del Politecnico di Milano. Stefano Paraboschf è professore straordinario presso la Facoltà di Ingegneria dell'università di Bergamo. Riccardo Torlone è professore associato presso la Facoltà di Ingegneria dell'università Roma Tre. 23,00 (i.i.) Basi di dati Architetture e linee di evoluzione ISBN BIRJ w