9/25/2008 A.A

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1 A.A BASI DI DATI COMPLEMENTI BASI DI DATI COMPLEMENTI Docente Prof. Andrea Maurino Esercitatore Dr. Simone Grega 1

2 Corso di basi di dati 1 Abbiamo imparato a: Progettare una base di dati Interrogarla Aggiornarla Assumendo un modello di macchina astratta Semplificato Stand alone Affidabile Dal corso di Basi di dati 1 al corso di Complementi Numero Utenti Multi utente con gestione guasti Stand alone affidabile Basi di dati 1 Centralizzato Distribuito Distribuzione 2

3 Dal corso di Basi di dati 1 al corso di Complementi Numero Utenti Multi utente con gestione guasti Complementi di basi di dati Stand alone affidabile Basi di dati Centralizzato Distribuito Distribuzione Architettura generale di un DBMS centralizzato Utenti dai posti di lavoro Interrogazioni, Aggiornamenti, Transazioni Applicazioni Elaboratore DBMS Amministratore della Base dati Comandi Data Description Language Basi di dati 3

4 Dal corso di Basi di dati 1 al corso di Complementi Numero Utenti Multi utente con gestione guasti Complementi di basi di dati Stand alone affidabile Elementi di Basi di dati Sposta Euro dal conto A Al conto B Centralizzato Distribuito Distribuzione Dal corso di Basi di dati 1 al corso di Complementi Numero Utenti Multi utente con gestione guasti Complementi di basi di dati Stand alone affidabile Elementi di Basi di dati Prenota il posto ore 10 per Roma Carrozza 3 Posto 21 Centralizzato Distribuito Distribuzione 4

5 Dal corso di Basi di dati 1 al corso di Complementi Numero Utenti Multi utente con gestione guasti Complementi di basi di dati Architetture di Basi di dati (1 LM) Stand alone affidabile Elementi di Basi di dati Centralizzato Distribuito Distribuzione Architettura generale di un DBMS distribuito Utenti Utenti Utenti Applicazioni Applicazioni Applicazioni Elaboratore Elaboratore Elaboratore DBMS DBMS DBMS Basi di dati Basi di dati Basi di dati rete 5

6 Dal corso di Basi di dati 1 al corso di Complementi Numero Utenti Multi utente con gestione guasti Stand alone affidabile Elementi di Basi di dati Sposta Euro dal conto A Al conto B Centralizzato Distribuito Distribuzione DataBase Management System DBMS Sistema (prodotto software) in grado di gestire collezioni di dati che siano: grandi di dimensioni (molto) maggiori della memoria centrale dei sistemi di calcolo utilizzati persistenti con un periodo di vita indipendente dalle singole esecuzioni dei programmi che le utilizzano condivise utilizzate da applicazioni diverse Affidabili resistenti ai guasti 6

7 Le basi di dati sono grandi e persistenti La persistenza richiede una gestione in memoria secondaria La grandezza richiede che tale gestione sia sofisticata (non possiamo caricare tutto in memoria principale e poi riscaricare) Le principali azioni nei DBMS riguardano: Memorizzazione fisica efficiente delle strutture dati in memoria secondaria Scelta efficiente delle pagine da trasferire nel buffer in memoria centrale Buffer Memoria secondaria Le basi di dati sono condivise -1 Una base di dati è una risorsa integrata e condivisa i fra le varie applicazioni i i conseguenze Attività diverse su dati in parte condivisi: meccanismi di autorizzazione Attività multi-utente utente su dati condivisi: controllo della concorrenza 7

8 Le basi di dati sono condivise -2 Esempi: due prelevamenti (quasi) contemporanei sullo stesso conto corrente due prenotazioni (quasi) contemporanee sul posto Intutitivamente, le transazioni sono corrette se seriali (prima una e poi l'altra) Ma in molti sistemi reali l'efficienza sarebbe penalizzata troppo se le transazioni fossero seriali: il controllo della concorrenza permette un ragionevole compromesso Le basi di dati vengono interrogate Gli utenti vedono il modello logico (relazionale) I dati sono in memoria secondaria Le strutture logiche non sarebbero efficienti in memoria secondaria: servono strutture fisiche opportune La memoria secondaria è molto più lenta della memoria principale: i serve un'interazione fra memoria principale e secondaria che limiti il più possibile gli accessi alla secondaria Esempio: una interrogazione con un join E percio necessario ottimizzare la esecuzione delle interrogazioni SELECT Nome, Eta FROM Impiegato WHERE Eta > 40 Buffer Memoria secondaria 8

9 Le basi di dati sono affidabili Le basi di dati sono una risorsa per chi le possiede, e debbono essere conservate anche in presenza di malfunzionamenti Esempio: un trasferimento di fondi da un conto corrente bancario ad un altro, con guasto del sistema a metà Le transazioni debbono essere atomiche (o tutto o niente) definitive: dopo la conclusione, non si dimenticano gli effetti Qualita che devono essere garantite da un DBMS correttezza l esecuzione concorrente non deve far perdere la proprieta di esecuzione corretta delle singole transazioni efficienza - utilizzando al meglio le risorse di spazio e tempo del sistema affidabilità, cioe resistenza a malfunzionamenti hardware e software Riservatezza caratterizzate da una disciplina e un controllo degli accessi Velocità l esecuzione delle operazioni deve essere veloce, anche in presenza di milioni di operazioni al secondo 9

10 Architettura di un DBMS Per garantire le precedenti caratteristiche e qualità l architettura di un DBMS deve essere organizzata in termini di un insieme di funzionalità cooperanti tra loro Architettura generale di un DBMS Utenti dai posti di lavoro Interrogazioni, Aggiornamenti, Transazioni Applicazioni Elaboratore DBMS Amministratore della Base dati Comandi Data Description Language (DDL) Basi di dati 10

11 Architettura funzionale di un DBMS Utente/Applicazione Queries Aggiornamenti Transazioni Amministratore della BD Comandi DDL Query compiler DDL Compiler Gestore di Interrogazioni e aggiornamenti Gestore delle transazioni Gestore dei metodi d accesso Gestore del buffer Gestore della concorrenza Gestore della affidabilità Gestore della memoria secondaria Memoria secondaria Gestore degli accessi e delle interrogazioni Queries Aggiornamenti Query compiler Gestore di Interrogazioni e aggiornamenti Dal DDL Compiler Il Database administrator emette al DDL compiler i comandi del Data Description Language riguardanti la struttura dello schema Il Query compiler compila le queries e le invia al G. delle interrogazioni che le ottimizza e le frammenta in comandi elementari di accesso, che... 11

12 Gestore degli accessi e delle interrogazioni Queries Aggiornamenti Query compiler Gestore di Interrogazioni e aggiornamenti Gestore dei metodi d accesso... invia al G. dei metodi di accesso, che li trasforma in comandi di accesso a pagine, che invia al Gestore degli accessi e delle interrogazioni Queries Aggiornamenti Query compiler Gestore di Interrogazioni e aggiornamenti Gestore dei metodi d accesso Gestore del buffer Gestore del Buffer, responsabile della ottimizzazione della gestione del buffer, che le invia al 12

13 Gestore degli accessi e delle interrogazioni Queries Aggiornamenti Query compiler Gestore di Interrogazioni e aggiornamenti Gestore dei metodi d accesso Gestore del buffer Gestore della memoria secondaria Memoria secondaria Gestore della Memoria secondaria che le traduce in accessi a pagine su disco. Il tutto deve avvenire in pochissimo tempo!! Gestore delle transazioni Transazioni Gestore della concorrenza Gestore delle transazioni Gestore della affidabilità Il G. delle transazioni, esegue le transazioni, e garantisce, interagendo con il G. della affidabilita e il G. della concorrenza (o Scheduler), il rispetto delle proprieta transazionali (vedi in seguito proprieta ACID) 13

14 Queries Aggiornamenti Componenti che approfondiremo Utente/Applicazione Query compiler Transazioni Amministratore della BD Comandi DDL DDL Compiler Gestore di Interrogazioni e aggiornamenti Gestore delle transazioni Gestore dei metodi d accesso Gestore del buffer Gestore della concorrenza Gestore della affidabilità Gestore della memoria secondaria Memoria secondaria Argomenti e componenti che approfondiremo (qui e nel seguito dizioni italiane e inglesi) Organizzazione fisica dei dati, metodi di accesso ai dati Index manager Gestione della memoria secondaria e del buffer Buffer Manager, Storage Manager Esecuzione e ottimizzazione delle interrogazioni Query Compiler + Execution Engine (Gestore delle interrogazioni) Controllo della affidabilità Recovery manager (anche Gestore della affidabilita ) Controllo della concorrenza Concurrency Controller (o Scheduler) Sicurezza Controllo degli accessi 14

15 Dal corso di Elementi al corso di Complementi Uno specifico DBMS commerciale Oracle IBM Db2 Complementi di Basi di dati Concetti DBMS Independent: Lezioni + Esercitazioni Basi di dati 1 Argomenti del corso Le tecnologie per le Basi di Dati centralizzate Tecnologie per la progettazione fisica la ottimizzazione delle queries l affidabilità il controllo di concorrenza Sicurezza DBMS Oracle Architettura DBMS IBM DB2 Architettura 15

16 Lezioni: Orari e aule Martedì :30 Aula U6-23 Proposta: iniziare alle 9.00 e terminare alle senza pausa Giovedì :30 Aula U6-23 Proposta: iniziare alle 9.00 e terminare alle senza pausa Sono previste 36 ore di lezione complessive 24 ore frontali 12 ore di esercitazione Ricevimento: Stanza 2017 U14 (prof prof. Maurino) venerdì ore Laboratorio SITI Le attività di laboratorio su ORACLE e IBM saranno svolte nelle ore del laboratorio SITI Lo scorso anno svolte all interno delle ore del corso di basi di dati complementi 32 16

17 Riferimenti Daniele Barone (Esercitatore e Responsabile di laboratorio) Ufficio: Aula Dott. stanza 1004 (1 Piano daniele.barone@unimib.it Simone Grega (Responsabile di laboratorio) Ufficio: Lab. SITI2 stanza 1022(1 Piano simone.grega@disco.unimib.it 33 DISCo e OAI Il dipartimento DISCo è membro del Oracle Academic Initiative (OAI) DISCo-OAI consente di: Apprendere e disporre dello state-of-the-art del software Oracle. Aiutare lo studente ad acquisire appropriate capacità teoriche e pratiche nell ambito di DBMS aziendali. Supportare lo studente t per il conseguimento di Certificazioni Oracle

18 Student Member DISCo-OAI L iscrizione è obbligatoria ai fini di poter usufruire dei programmi Oracle; L iscrizione come Student Member deve essere effettuata direttamente dal sito dell OAI all indirizzo ( e seguire il link Apply for Student Membership). Indicare quando richiesta università la parola chiave: Milano e seguire il link relativo all Università degli studi di Milano-Bicocca. Benefici Sconti del 40% per gli esami di Certificazioni Oracle. Agevolazioni per materiale d esame. Sconto del 50% per Self Test Software (per verificare il grado di preparazione per il conseguimento delle certificazioni Oracle). Ricerca opportunità lavorative nell ambito di Oracle. 35 Lavoro: ruoli e certificazioni Database Administrator le esercitazioni i i durante il corso sono mirate al conseguimento di conoscenze relative all amministazione di Oracle Database 10g. Web administrator Java Developer Portal Developer Developer 36 18

19 Database Administrator: Argomenti Database Administrator Architettura Installazione Oracle database Creazione database Oracle Gestione di un istanza Oracle Gestione della memoria di un database Amministrazione della sicurezza Amministrazione dati e concurrency Gestione Performance e Tuning Backup e Recovery 37 SEQUOIAS e IBM Il gruppo SEQUOIAS (SErvice and Quality InformAtion System) del prof. Batini ha attivato una collaborazione con IBM (IBM Accademy Iniziative) L accordo consente di: Apprendere e disporre dello state-of-the-art del software IBM. Aiutare lo studente ad acquisire appropriate capacità teoriche e pratiche nell ambito delle tecnologie IBM (non solo DB2) Inserimento nel mondo del lavoro. Sono previste sessioni di orientamento per i laureandi, stage, sia in Italia che all'estero, e rapporti di collaborazione a termine con formule contrattuali innovative

20 Certificazione IBM Per poter ottenere la certificazione IBM (gratuita) lo studente deve mandare una mail al docente del corso indicando la disponibilità Database Administrator le esercitazioni durante il corso sono mirate al conseguimento di conoscenze relative all amministazione di IBM DB2. Developer 39 Materiale didattico (ad esclusione parte Testo Oracle) principale di riferimento: P.Atzeni Ceri, Fraternali, Paraboschi, Torlone, Basi di Dati - Architetture e linee di evoluzione 2/ed McGraw-Hill, 2007 Trasparenze Power Point disponibili sul sito Quasi tutte in italiano, un limitato numero in inglese Testi complementari (frammenti, come indicato nelle slides durante il corso): H.G.Molina, J.Ullman, J.Widom, Database Systems The complete book, Prentice Hall, (ISBN: ) 3) R. El Masri S. Navathe Foundamentals of Data Base systems 3rd edition Addison Wesley, M. Tamer Oszu, P. Valduriez Principles of distribuited data base systems Prentice Hall, S. Castano, M. Fugini,,G.Matella Matella..P.Samarati Database Securty Addison Wesley,

21 Testi e materiale utile(oracle) Testo di riferimento: Oracle Database 10g La guida Completa, K.Loney, c.ed. Mc Graw Hill, luglio 2005; Documentazione on-line: Documentazione Oracle generica: x.html; Oracle Documentation ti Database Library: 41 Testi e materiale utile(ibm) Testo di riferimento: DB2 UDB V8.2 on the Windows Environment redbooks Sul sito sono disponibili altri redbook di interesse per il corso 42 21

22 Sito web del corso Raggiungibile anche dal sito del dipartimento DISCO- >Laurea in Informatica->Programmi e siti web dei corsi Dove trovate: Piano delle lezioni Materiale didattico principale e supplementare Trasparenze relative ai vari argomenti del corso Dispense, quando diverse rispetto al testo principale Testi di esame Le date degli appelli e gli esiti degli esami si trovano sul sito del dipartimento Disco Modalita di esame -1 Lo scritto e composto di due parti: Una prima parte di risposte a domande sul programma di esame, senza la possibilità di consultare testi Una seconda parte di esercizi, con possibilità di consultare testi È possibile che il docente richieda un orale per la definizione del voto È indispensabile prenotarsi sul SIFA I voti dell esame scritto compaiono sul sito dopo circa 5-6 giorni dall esame scritto. Le verbalizzazioni i i vanno fatte nello stesso appello in cui si effettua l esame PENA LA PERDITA DEL VOTO 22

23 Modalita di esame -2 Possibilita alternativa: Chi vuole, in gruppi di uno o due studenti, può svolgere un progetto che va concordato con il docente Argomenti: sul prodotto Oracle. sul prodotto IBM. su altri argomenti applicativi di Basi di dati che per motivi di tempo non possiamo affrontare quali: Qualita dei dati Sicurezza Il progetto, a seconda della complessità, sostituisce in tutto o in parte l esame (o solo la parte di esercizi) Il progetto puo essere successivamente esteso a una tesi o stage Il progetto va consegnato al massimo una settimana prima dell appello in cui ci si iscrive per lo scritto parte teorica. Non e possibile scindere temporalmente le due parti. Progetti Relazione e presentazione del prodotto scelto: Caratteristiche ti generali; Dettagli tecnici; Esperienza d uso

24 Comunicazioni docente-studenti Spiegazioni Messaggi di posta elettronica Firmare i messaggi con nome e cognome Prerequisiti Corso di Basi di Dati Elementi frequentato in precedenza Essenziale Corso di Sistemi operativi utile 24

25 Domande? 25