Base di dati

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In informatica, il termine database, in italiano base di dati o banca dati (a volte abbreviato con la sigla DB), indica un insieme organizzato di dati.

Le informazioni contenute in un database sono strutturate e collegate tra loro secondo un particolare modello logico scelto dal progettista del database (ad es. relazionale, gerarchico, reticolare o a oggetti). Gli utenti si interfacciano con i database attraverso i cosiddetti query language (query di ricerca o interrogazione, inserimento, cancellazione, aggiornamento ecc.) e grazie a particolari applicazioni software dedicati (DBMS).

Descrizione

Generalità

Il termine "database" può anche indicare contemporaneamente:

• l'archivio a livello fisico (hardware) cioè il sistema con i supporti di memorizzazione (es. hard disk) che contengono i dati stessi e il processore per l'elaborazione di questi (database server);
• l'archivio a livello logico cioè i dati strutturati e la parte software cioè il database management system (DBMS) ovvero quella vasta categoria di applicazioni che consentono la creazione, manipolazione (gestione) ed interrogazione efficiente dei dati.

Informalmente e impropriamente, la parola "database" viene spesso usata per indicare il database management system (DBMS) riferendosi dunque alla sola parte software. Un client di database lato client interagisce con il DBMS e quindi anche con il database in senso fisico.

Nei database più moderni, ovvero quelli basati sul modello relazionale, i dati vengono suddivisi per argomenti (in apposite tabelle) e poi tali argomenti vengono suddivisi per categorie (campi) con tutte le possibili operazioni di cui sopra. Tale suddivisione e funzionalità rende i database notevolmente più efficienti rispetto ad un archivio di dati creato ad esempio tramite file system di un sistema operativo su un computer almeno per la gestione di dati complessi.

La diffusione dei database, e dei relativi sistemi DBMS di gestione, nei sistemi informativi moderni è enorme e capillare essendo un componente base di un sistema informativo attraverso il rispettivo sistema informatico: si pensi a tutte le attività commerciali di gestione di magazzino, gestione clienti, a sistemi di immagazzinamento di dati personali o pubblici nella pubblica amministrazione e nelle imprese private (es. banche e aziende), contabilità ecc. I database sono presenti anche all'interno dell'architettura three-tier delle applicazioni web dove rappresenta il data layer ovvero la persistenza dei dati costituendo una parte della programmazione web. La gestione e lo sviluppo dei database attraverso DBMS è diventata nel tempo una branca a tutti gli effetti dell'informatica moderna.

Gestione delle informazioni

La base di dati deve contenere anche le informazioni sulle loro rappresentazioni e sulle relazioni che li legano. Spesso, ma non necessariamente, una base dati contiene le seguenti informazioni:

• Strutture dati che velocizzano le operazioni frequenti, di solito a spese di operazioni meno frequenti.
• Collegamenti con dati esterni, cioè riferimenti a file locali o remoti non facenti parte del database.
• Informazioni di sicurezza, che autorizzano solo alcuni profili utente ad eseguire alcune operazioni su alcuni tipi di dati.
• Programmi che vengono eseguiti, automaticamente o su richiesta di utenti autorizzati, per eseguire elaborazioni sui dati. Un tipico automatismo consiste nell'eseguire un programma ogni volta che viene modificato un dato di un certo tipo.

In un sistema informatico, una base di dati può essere usata direttamente dai programmi applicativi, interfacciandosi con il supporto di memorizzazione (insomma, agendo direttamente sui file). Questa strategia era quella adottata universalmente fino agli anni sessanta, ed è tuttora impiegata quando i dati hanno una struttura molto semplice, o quando sono elaborati da un solo programma applicativo.

Dalla fine degli anni sessanta, tuttavia, per gestire basi di dati complesse condivise da più applicazioni si sono utilizzati appositi sistemi software, detti "sistemi per la gestione di basi di dati" (in inglese "Database Management System" o "DBMS"). Uno dei vantaggi di questi sistemi è la possibilità di non agire direttamente sui dati, ma di vederne una rappresentazione concettuale.

La ricerca nel campo delle basi di dati studia le seguenti problematiche:

• Progettazione di basi di dati.
• Progettazione e implementazione di DBMS.
• Interpretazione (analisi) di dati contenuti in database.

Le basi di dati spesso fanno uso di tecnologie derivate da altre branche dell'informatica. È usuale utilizzare tecniche derivate dall' intelligenza artificiale, come ad esempio il data mining, per cercare di estrarre relazioni o più in generale informazioni presenti nelle banche dati ma non immediatamente visibili.

Struttura o modello logico

Le basi di dati possono avere varie strutture, di solito, in ordine cronologico:

1. gerarchico (rappresentabile tramite un albero – anni sessanta, ovvero con strutture simili ai file system gerarchici),
2. reticolare (rappresentabile tramite un grafo – anni sessanta),
3. relazionale (attualmente il più diffuso, rappresentabile mediante tabelle e relazioni tra esse – anni settanta),
4. ad oggetti (estensione alle basi di dati del paradigma "Object Oriented", tipico della programmazione a oggetti – anni ottanta),
5. semantica (rappresentabile con un grafo relazionale – inizio anni duemila).

Il formato XML, oltre che per scambi di dati su web, si sta diffondendo per la definizione di vere e proprie basi di dati. XML ha una struttura gerarchica, pare quindi un "ritorno alle origini" dei modelli di dati.

Un requisito importante di una buona base dati consiste nel non duplicare inutilmente le informazioni in essa contenute: questo è reso possibile dai gestori di database relazionali (teorizzati da Edgar F. Codd), che consentono di salvare i dati in tabelle che possono essere collegate.

La funzionalità di un database dipende in modo essenziale dalla sua progettazione: la corretta individuazione degli scopi del database e quindi delle tabelle, da definire attraverso i loro campi e le relazioni che le legano, permette poi una estrazione dei dati più veloce e, in generale, una gestione più efficiente.

Linguaggi per basi di dati

Nell'ambito dell'utilizzo/amministrazione del database, una qualunque operazione sulla base di dati da parte dell'utente/amministratore su DBMS è ottenibile tramite un opportuno linguaggio attraverso un DBMS manager ad interfaccia grafica o ad interfaccia a riga di comando. In generale è possibile distinguere più linguaggi per basi di dati (ciascuno con lessico e sintassi che definiscono tutte le istruzioni possibili) a seconda del loro utilizzo o finalità a partire dalla creazione/progettazione, gestione, ristrutturazione, sicurezza, fino all'interrogazione del database stesso:

• Device Media Control Language (DMCL) - permette di controllare i supporti (memoria di massa) dove vengono memorizzati i dati.
• Data Definition Language (DDL) - consente di definire la struttura o organizzazione logica della base di dati (schema di database) e le autorizzazioni per l'accesso.
• Data Manipulation Language (DML) - permette di inserire, modificare, cancellare i dati (transazione).
• Data Control Language (DCL) - permette di gestire gli utenti e i permessi.
• Query language (QL) - permette di interrogare il database, cioè di estrarre e leggere i dati.

La sintassi di questi linguaggi varia a seconda del particolare DBMS, mantenendo tra loro un'uniformità concettuale.

Inoltre è possibile suddividere i linguaggi come:

• Linguaggi testuali interattivi, come l'SQL, di cui sono stati pubblicati diversi standard, che rappresenta attualmente il linguaggio più utilizzato.
• Linguaggi testuali interattivi immersi in linguaggi di programmazione comuni, quali C, BASIC ecc.
• Linguaggi testuali interattivi immersi in linguaggi di programmazione proprietari.
• Linguaggi grafici e user-friendly, come QBE (Query By Example), che possono essere utilizzati anche dai meno esperti.

Server di database

Un Server di database è la parte del DBMS (e, per estensione, il server su cui il programma opera) che si occupa di fornire i servizi di utilizzo del database ad altri programmi e ad altri computer secondo la modalità client/server. Il server memorizza i dati, riceve le richieste dei client ed elabora le risposte appropriate.

Tra i più diffusi DBMS open source troviamo:

• MySQL
• MariaDB
• Firebird SQL
• PostgreSQL

I più diffusi sistemi commerciali sono:

• Oracle
• IBM DB2
• Microsoft SQL Server
• Sybase
• Microsoft Access
• Teradata

I database server sono complessi sistemi software concepiti in un linguaggio binario, oltre che per memorizzare i dati, anche per fornire un accesso rapido ed efficace a una pluralità di utenti contemporaneamente e garantire protezione sia dai guasti che dagli accessi indebiti (sicurezza o protezione del database)

Sicurezza dei database

Sicurezza significa impedire che il database venga danneggiato da interventi accidentali o non autorizzati e avere l'integrità che significa garantire che le operazioni effettuate sul database da utenti autorizzati non provochino una perdita consistente di dati.

La protezione da accessi non autorizzati è un tema importante nella gestione dei database, che si rivelano vulnerabili nei seguenti punti:

• Sicurezza dei server
• Connessioni tra database
• Controllo sugli accessi al database.
• Data warehouse
• Data mining

Evoluzione delle architetture dati

Dagli anni settanta le basi di dati hanno subito un enorme sviluppo sia in fatto di quantità di dati memorizzati che in fatto di tipologie di architetture adottate. Queste sono le architetture dati che si sono sviluppate negli anni:

• Architettura Centralizzata, DBMS;
• Architettura Parallela;
• Architettura Distribuita;
• Architettura Federata;
• Architettura Data Integration;
• Architettura Data Warehouse.

Web database

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I web database sono un particolare tipo di servizi web che offrono la possibilità di creare database direttamente sul Web. Questi servizi offrono normalmente tutte le caratteristiche base di un normale database per costruire tabelle strutturate di dati di ogni genere con campi di tipo testo, numeri, data e ora e altri.

Il loro servizio non è solo quello di repository o contenitore di dati, ma anche quello di creare un'interfaccia grafica usabile per la gestione degli stessi presentandosi come vere e proprie applicazioni web. La condivisione svolge un ruolo importante proprio perché i dati sono visibili su Internet e quindi da altre persone che, con le dovute autorizzazioni, possono lavorare sui dati.

Diritto d'autore

Le banche di dati sono tutelate dalla legge sul diritto d'autore sia come opere di ingegno di carattere creativo sia come bene prodotto grazie ai rilevanti investimenti finanziari.

Nel primo caso l'autore di una banca di dati, che ha scelto e organizzato creativamente il materiale all'interno della raccolta, è quindi titolare delle facoltà esclusive di natura patrimoniale e morale riconosciute a tutti gli autori di opere dell'ingegno secondo l'articolo 64-quinquies e seg. della legge 633/1941.

L'autore può quindi effettuare o autorizzare: la riproduzione permanente o temporanea (totale o parziale), la traduzione, le modifiche, gli adattamenti e le diverse disposizioni del materiale, la distribuzione, la presentazione in pubblico e l'utilizzazione economica. C'è invece la possibilità di una libera utilizzazione quando l'accesso e la consultazione sono svolte per finalità didattiche o di ricerca scientifica, quando l'uso dei dati persegue fini di sicurezza pubblica e quando i dati sono utilizzati per una procedura amministrativa o giurisdizionale. La durata del diritto d'autore è di 70 anni dalla morte dell'autore.

Nel secondo caso, invece, al costitutore della banca di dati sarà riconosciuta, sul solo territorio dell'Unione europea, la titolarità di un diritto sui generis, diverso dal diritto d'autore e dai diritti connessi, volto a tutelare il lavoro svolto e gli investimenti effettuati. Il costitutore può infatti vietare le operazioni di estrazione e reimpiego della totalità o di una parte della banca dati. La durata del diritto del costitutore è di 15 anni, rinnovabile in caso di modifiche o integrazioni sostanziali apportate alla raccolta.

Bibliografia

• Paolo Atzeni, Stefano Ceri, Stefano Paraboschi e Riccardo Torlone, Basi Di Dati (Modelli e Linguaggi di Interrogazione), McGraw Hill, 2003, ISBN 9788838666001.
• Atzeni, Ceri, Fraternali, Paraboschi, Torlone – Basi Di Dati (Architetture e Linee Di Evoluzione) - McGraw Hill, 2003
• Ramez Elmasri, Shamkant B. Navathe – Fundamentals of Database Systems, Fourth Edition – Addison Wesley, 2003
• Tamer-Ozsu, P. Valduriez – Principles of Distributed Database Systems - Prentice Hall, 1999
• Giovanni Guglielmetti, La tutela delle banche dati con diritto sui generis nella direttiva 96/9/CE, in Contratto e impresa / Europa, 1997, pag. 177 e segg.;
• Paola A.E. Frassi, "Creazioni utili e diritto d'autore. Programmi per elaboratore e raccolte di dati" - Giuffrè, 1997
• Laura Chimienti, "Banche dati e diritto d'autore" - Giuffrè, 1999

Voci correlate

• ACID
• Affidabilità (basi di dati)
• Algebra relazionale
• Amministratore di database (DBA)
• Attacco ai database
• Base di conoscenza
• Base di dati a grafo
• Base di dati multimediale
• Cache
• Campo (informatica)
• Chiave (basi di dati)
• Database distribuiti
• Base di dati orientata al documento
• DBMS
• Descrittore (informazione)
• Direttiva relativa alla tutela giuridica delle banche di dati
• Domain Name System
• Dump
• Modello reticolare
• Modello gerarchico
• Modello a oggetti
• Modello E-R
• Normalizzazione del database
• Protezione del database
• Query
• Query language
• Record (database)
• Schema di database
• Schema evolution
• Sistema informativo
• SQL
• Database Source Name
• JDBC
• ODBC
• Transazione (basi di dati)
• Trigger (basi di dati)
• Data entry
• Datawarehouse
• Business intelligence
• Big data
• Toad
• SQuirreL SQL Client

Altri progetti

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• Wikizionario
• Wikiversità
• Wikimedia Commons

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «database»
• Wikiversità contiene lezioni su database
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su database

Collegamenti esterni

• Appunti di database, sites.google.com.
• Appunti sulla progettazione di database relazionali, illuminamente.org.
• Diritto D'autore, dirittodautore.it.

Controllo di autorità	GND: (DE) 4113276-2