2.1. Nomenclatura e ulteriori definizioni sui database

Vasilij Kandinski

Spesso si parla di sistema informativo e sistema informatico come se fossero un unicum; è corretto distinguerli.

Per sistema informativo si intende l’insieme di strumenti automatici, procedure manuali, risorse umane e materiali, norme organizzative, orientato alla gestione delle informazioni.

Per sistema informatico (EDP = Electronic Data Processing) è un sottoinsieme del sistema informativo che si dedica solo alla gestione automatica delle informazioni.

Il sistema informativo è composto da: archivi e applicazioni che formano il software, e supporti fisici e strumentazione che formano i componenti dell’hardware.

Per rafforzare l’importanza dei database si pensi sempre alla gestione del magazzino. Mentre una persona sta aggiornando le scorte, nel negozio si continua a vendere la merce. Entrambe le persone devono accedere al file che gestisce il magazzino ma non possono accedervi contemporaneamente in quanto per leggere o scrivere un file bisogna dire al sistema che in quel momento ho aperto il file.

Ad esempio si provi a condividere un file di word da un disco di rete. (Si intende uno spazio di memoria condiviso da più PC), il messaggio che compare è ce se si vuole fare una copia del file si può fare ma poi quando si va a salvarlo cosa succede all’altra copia che sta venendo usata dall’altra persona?

Si generano i seguenti problemi:

incongruenza: il pezzo si troverebbe in quantitativi diversi rispetto al file che tiene questa informazione

inconsistenza: il dato non ha più significato diventando inutilizzabile

ripetizione del dato: il dato viene ripetuto in moltissimi file che utilizzano quel quantitativo

Un database per essere definito in maniera corretta dovrebbe rispettare sempre i seguenti vincoli:

1 – indipendenza dalla struttura fisica dei dati: ossia cambiare i supporti di memoria su cui vengono scritti i dati non devono inficiare la struttura

2- indipendenza logica: se devo aggiungere una caratteristica al pezzo di magazzino ad esempio le sue dimensioni, il programma che estrae il quantitativo deve continuare a funzionare anche se è stato aggiunta una nuova descrizione

DBMS

Database Management System

Il programma che evita i dati ripetuti, l’incongruenza, l’inconsistenza è il DBMS.

Il suo compito è:

gestione di grandi moli di dati: si evitano i dati ridondanti ossia le ripetizioni

condivisione: lo stesso dato viene condiviso da molti utenti senza che per questo rimangano dati non veritieri; ad esempio nel caso dell’aggiornamento del magazzino e della vendita del pezzo, il DBMS riesce a mantenere sempre il quantitativo corretto del pezzo con opportuni meccanismi di gestione delle collisioni.

persistenza: controllo agli accessi dei dati mediante opportune regole di sicurezza, ad esempio non si vuole che il commesso possa cambiare il prezzo della merce ma solo il responsabile del reparto, entrambi possono accedere al dato ma solo uno dei due può modificarlo.

Maggiori DBMS attualmente in commercio:

Oracle

MS SQL server

MS Access

Sybase

Informix

– Ingres

MySQL

PostgreSQL

Che differenza intercorre tra Database e DBMS?

In letteratura non si fa distinzione ma in fase didattica per Database intendo la struttura dei dati opportunamente organizzata, mentre per DBMS intendo quel software che garantisce la grande quantità dei dati, la condivisione e la persistenza dei dati.

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2 – Introduzione ai database

Giacomo Balla

I database sono l’evoluzione naturale della gestione dei file. Ai primi programmatori la cosa più importante era far ripetere le operazioni che, altrimenti , se fatte a mano avrebbe portato via moltissimo tempo e risorse.

Si pensi immediatamente, ad esempio, al calcolo di un’area o di un percorso: tale operazione viene effettuate mediante uno o più integrali. Ebbene tale operazione adesso viene effettuata mediante l’utilizzo di opportuni algoritmi implementati attraverso degli ottimi software.

Una volta terminato un calcolo, a volte, è necessario salvarlo in qualche parte, per rielaboralo successivamente o semplicemente per poi sommarlo a dei calcoli intermedi.

Ad esempio il semplice problema di sapere la media dei promossi al termine di un anno scolastico richiede il salvataggio del dato alla fine di ogni scrutinio per poi essere sommato complessivamente al termine di tutte le operazioni di fine anno.

A questa esigenza si è poi affiancata un’altra ossia quella di memorizzare tutto un insieme di informazioni che non fossero solo di carattere numerico ma anche di formato testo.

Un qualunque corso di programmazione che si rispetti tratta sempre la gestione dei file come si aprono, come si chiudono, come si possono leggere. Sempre più però tale trattazione rimane relegata a chi poi gestirà file più che alla programmazione in generale.

Infatti adesso si cerca di concentrarsi sulla gestione dei dati a largo spettro.

Un esempio prima di tutto:

la gestione un magazzino richiede la quantità di una merce, almeno la sua descrizione.

Un database DEVE seguire le seguenti regole:

1 – semplice: le informazioni devono essere ottimizzate rispetto al tempo e allo spazio

2 – efficiente: l’utilizzo delle risorse deve essere ottimizzato rispetto al tempo e allo spazio – efficiente utilizzo del processore e utilizzo della memoria.

3 – efficace: nel senso che le informazioni devono essere rappresentative della realtà che si vuole analizzare

4 – sicuro: le operazioni sui dati sono permesse solo a utenti autorizzati

5- solido: deve resistere a disfunzioni ed errori, come guasti al computer o alla rete oppure all’erore di un operatore che chiede un dato inesistente

6- condiviso: deve permettere a più utenti di accedere contemporaneamente ai dati.

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Indice di informatica

LA PROGRAMMAZIONE

1.– La creazione di un algoritmo – programmazione top-down

1.2.– La ricorsione

1.3. Esercizio sulla ricorsione

DATABASE

2. Introduzione ai database

2.1. Nomenclatura e ulteriori definizioni sui database

2.1.1. Esercizi su nomenclatura e ulteriori definizioni di database

2.2- Modellazione dei dati

2.3- Modelli logici

2.4. Modello gerarchico

2.5. Modello reticolare

Appendice

A1. Verifica: gruppo 1

A2. Verifica: gruppo 2.

A3. Verifica: gruppo 3.

SQL

3.1. introduzione all’SQL

3.2. Select: i primi passi

3.3. Select: criteri di ricerca

 SISTEMI DI NUMERAZIONE

4.1. Dalla Base 2 alla base 5

4.2. Dalla base 5 alle altre basi

4.3. Sistema additivo: i romani

4.4. Differenza tra sistema additivo e sistema posizionale

Appendice – esercitazioni

A.1- sui cicli

A.1.1. Soluzione

A.2- passaggi di base

A.2.1. Soluzione gruppo A

A.2.2. Soluzione gruppo B

A.2.3. Soluzioni gruppo C

A.3. La ricorsione

A.4. Verifichiamo l’ABC: stampa a video, semplici cicli

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1 – La creazione di un algoritmo – programmazione top-down

Paul Cézanne

Algoritmo = è l’adattamento del nome Al-Khwarizmi alla lingua latina. Al-Khwarizmi visse a Bagdad nell’800 d.C., fu il  matematico che riuscì a raccogliere la maggior parte degli scritti dell’epoca nell’ambito scientifico studiandoli e riportando, ad esempio, le conclusioni geometriche dei greci per la risoluzione delle equazioni di secondo grado. Grazie ai numerosi scambi commerciali del mediterraneo la matematica trovò terreno molto fertile in Italia con matematici del calibro di Leonardo Pisano, Scipione Dal Ferro, Niccolò Tartaglia, Gerolamo Cardano, Ludovico Ferrari e Rafael Bombelli.

Top-down: letteralmente dall’alto verso il basso.

Fare un buon programma significa fare una buona analisi, poi il procedimento attraverso il quale esso si realizza in un programma richiede solo delle conoscenze tecniche dei vari linguaggi di programmazione.

Quando si deve affrontare un programma si deve cercare di atomizzare le istruzioni ossia creare piccoli pezzi che possono essere riutilizzati anche per altri programmi.

La programmazione top – down parte dal fatto che si debba suddividere i problemi in tanti piccoli problemi facilmente realizzabili.

Ad esempio: andare ad acquistare un nuovo portatile.

La programmazione top – down ci porta ad operare in questi termini:

1- uscire

2- se è distante il negozio prendere l’automobile altrimenti andare a piedi

3- entrati in negozio chiedere dove è il reparto dei computer portatili

4 …

Come si può osservare tale fatto implica la suddivisione di grossi problemi in piccoli problemi.

L’utilizzo delle procedure all’interno di un programma permette appunto la suddivisione dei problemi in piccoli problemi.

 

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TFA – Padova – Agosto 2012

Joan Mirò

Allego la prova del secondo scritto della sessione 2012 per il TFA.

Tale prova è stata creata dall’Università di Padova. Si notino come gli esercizi siano improntati strettamente per i soli laureati in matematica escludendo di fatto le altre lauree pur potendo accedere a tale classe di concorso.

Si nota come gli esercizi non trattino assolutamente gli argomenti usati in un normale corso di matematica di alcuna scuola italiana.

Se la scuola italiana affrontasse tali argomenti sicuramente avremo persone molto più preparate ad affrontare l’Università ma poi bisogna vedere se il mondo del lavoro è in grado di valorizzare tali competenze!

TFA Padova agosto 2012

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Per ripassare un intero anno

Filippo Tommaso Marinetti

Espressioni con numeri interi:

1.\left\{ \left [2-7\cdot\left(4-6\right )\right]:\left(-2 \right)-\left (-2^{3}+2^{2}\right)\right\}:\left(-2\right)+\left[-\left(-2+7\right)\cdot\left(-4\right)\right]

2. \left [ \left ( 6-22 \right ):\left ( -2 \right )^{3}+\left ( 11-13 \right )\cdot \left ( -7+4 \right ) \right ]\cdot \left ( 8-11 \right )+\left(-2\cdot3+4\cdot9\right)

3.\left ( -4+2 \right )^{3}\cdot 4-\left \{ \left [ \left ( 5-7 \right )\cdot \left ( 4-1 \right )+3\right ]:3-\left ( -5 \right )+2\left ( -4 \right ) \right \}

4. \left \{ -\left ( +7 \right )-\left [ -3\left ( -3 \right ) \right ] \right \}+\left \{ \left [ -6\cdot \left ( -1 \right ) \right ]-\left [ -\left ( -2 \right ) \right ] \right \}-\left \{ -\left [ -\left ( -5 \right ) \right ]-\left [ \left ( -1 \right )\cdot \left ( -3 \right ) \right ] \right \}

5. \left ( 3\cdot 5-40:2 \right )-\left \{ 5\cdot 2-\left [ 3\cdot \left ( -2 \right )-\left ( -15 \right ):3 \right ]+\left [ \left ( -12 \right ):\left ( -3 \right )-\left ( -6 \right )\cdot \left ( -2 \right ) \right ] \right \}:\left [ \left (-5\right )\cdot 4+17 \right ]

6. \left \{ +12-\left [ +2+2^{3}:\left ( -2 \right )^{2}\cdot \left ( 2^{4}:2^{3} \right )^{2} \right ]:\left [ \left ( -2^{2} \right )^{2}:2^{3} \right ] \right \}\cdot 3+\left ( -3 \right )^{3}

7. \left ( 2^{2} \right )^{5}\cdot \left ( -2 \right )^{3}:\left \{ \left [ -\left ( -2 \right )^{2} \right ]^{3}\cdot \left [ -\left ( -2 \right )^{2} \right ]^{2} \right \}\cdot \left ( -2^{2} \right ):\left ( -2 \right )^{4}

8. \left \{ \left [ -\left ( -3 \right )^{3} \right ]^{5}\cdot \left [ \left ( -3 \right )^{5} \right ]^{2} \right \}:\left \{ -\left ( -3 \right )^{3}\cdot \left ( -3 \right )^{7}\cdot \left [ \left ( -3 \right )^{2} \right ]^{7} \right \}+3^{0}

La rappresentazione dei numeri razionali su una retta

Rappresenta su una retta orientata le seguenti frazioni, indicando per ogni frazione se è propria, impropria o apparente

9. \cfrac{1}{2};\cfrac{3}{4};\cfrac{1}{3};-\cfrac{1}{2};\cfrac{8}{5};\cfrac{7}{8}

10. -\cfrac{5}{6};\cfrac{3}{2};\cfrac{5}{4};-\cfrac{8}{9};\cfrac{3}{3};\cfrac{9}{5}

11. -\cfrac{4}{3};\cfrac{5}{2};-\cfrac{11}{6};-\cfrac{7}{2};\cfrac{7}{6};\cfrac{5}{4}

Le espressioni contenenti somme algebriche
Calcola il valore delle seguenti espressioni

12. 7-\left [ \left ( 3+\cfrac{1}{5}-\cfrac{3}{4}-2 \right )-\left ( \cfrac{2}{5}-6 +\cfrac{3}{4}-\cfrac{1}{2}\right )\right ]+\cfrac{6}{5}-\left ( \cfrac{7}{20}+\cfrac{1}{20} \right )

13. \cfrac{1}{9}-\cfrac{1}{12}+\left ( \cfrac{1}{8}-\cfrac{23}{9}\right )-\left [ \cfrac{3}{8}+\left ( \cfrac{1}{3}-\cfrac{5}{2} \right )-\cfrac{1}{6} \right ]+\cfrac{4}{9}

14. 4-\left [ 2+\left ( 1-\cfrac{2}{3} \right )-\left ( -4+\cfrac{1}{5} \right ) \right ]+\left [ 7-\left ( 6+\cfrac{1}{15}\right )-\cfrac{2}{5} \right ]

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Funzione pari e dispari

Si definisce una funzione pari quando:

f(x)=f(-x)

Ad esempio

f(x)=x^{2}.

f(-x)=(-x)^{2}=x^{2}

allora f(-x)^{2}=x^{2} ed è una funzione pari ed è simmetrica rispetto all’asse y.

Una funzione è dispari quando:

f(x)=-f(-x)

Ad esempio

f(x)=x^{3}.

f(-x)=(-x)^{3}=-(x)^{3} ora

-f(x)=-(-(x)^{3})=(x)^{3}

e quindi f(x)=-f(-x) e la funzione è dispari

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Maturità 2012 Problema 2 – Domanda 4

Gino Severini

Per rispondere è necessario aver compreso fino in fondo la definizione di parabola, ellisse, iperbole, circonferenza ossia come opportuni luoghi geometrici che soddisfano a delle condizioni che determinano le relazioni tra x e y.

Nel caso specifico il centro delle nostre generiche circonferenze giacciono tutte sulla parabola quindi il centro ha coordinate:

C\left(x_{0};-\cfrac{x_{0}^{2}}{6}+\cfrac{3}{2}\right) e raggio r=-\cfrac{x_{0}^{2}}{6}+\cfrac{3}{2}

quindi la circonferenza generica ha equazione:

(1) \left(x-x_{0}\right)^{2}+\left(y-\left(-\cfrac{x_{0}^{2}}{6}+\cfrac{3}{2}\right)\right)^{2}=\left(-\cfrac{x_{0}^{2}}{6}+\cfrac{3}{2}\right)^{2}

Essa è proprio tangente all’asse delle ascisse in quanto ponendo \latex y=0 si osserva che tocca l’asse solo in un punto generico x_{0} infatti la (1) diventa: x^{2}-2xx_{0}+x_{0}^{2} che è un prodotto notevole.

Mettendolo poi in sistema con l’equazione:

x^{2}+y^{2}=1 si ha ancora una soluzione per cui è dimostrato l’asserzione iniziale.

La seconda parte del quesito richiede di mettere a sistema la (1) con la circonferenza:

\left(x-3\right)^{2}+y^{2}=9 e si trova la circonferenza voluta.

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Maturità 2012 – Soluzione Problema 2 domande 1-2-3

Gino Severini

Per risolvere il problema bisogna legger bene le premesse; dipanate opportunamente, lo sviluppo va molto più velocemente di quanto ci si potesse aspettare. E’ solo involuto il testo che presuppone un’immediata intuizione delle funzioni che entrano in gioco.

“Nel primo quadrante del sistema di riferimento Oxy sono assegnati l’arco di circonferenza di
centro O e estremi A(3, 0) e B(0, 3)”  è un arco di circonferenza con equazione:

x^{2}+y^{2}=9 ossia circonfernza con centro in O(0;0) e raggio r=3.

“l’arco L della parabola d’equazione x^{2}=9-6y i cui estremi sono il punto A e il punto (0, 3/2).” è una semplicissima parabola con equazione:

6y=9-x^{2} che messo nella forma più conosciuta è:

(1) y=-\cfrac{x^{2}}{6}+\cfrac{3}{2}

Tale parabola ha concavità verso il basso. Per determinare il vertice calcolo la derivata prima e poi la annullo:

y'=-\cfrac{2x}{6}=-\cfrac{1}{3}x ossia si annulla in x=0 che sostituita nella (1) si trova l’ordinata del vertice che risulta:

V\left(0;\cfrac{3}{2}\right)

I punti di intersezione sono uno il vertice (con l’asse delle ordinate) ,gli altri si determinano con la condizione y=0; i due valori per cui la parabola tocca l’asse delle ascisse sono quelli che risolvono l’equazione di secondo grado:

x^{2}=9 che sono appunto x_{1,2}=\pm\sqrt{9}=\pm3.

Adesso si mette il tutto sul piano cartesiano:

1) Per determinare la retta tangente in A che è un punto di appartenenza della parabola è sufficiente considerare il valore della derivata prima in A.

Retta passante per A ha equazione:

y=m(x-3) la derivata prima della parabola in A vale y'(3)=-\cfrac{2}{6}\cdot3=-\cfrac{1}{3}\cdot3=-1

per cui la retta r ha equazione

y=-1(x-3)=-x+3

Aggiorno il disegno che permette di capire bene la domanda:

Per calcolare l’area si ha un semplice integrale. Per la parte superiore si fa un quarto di circonferenza di raggio 3 meno il triangolo che forma la retta con gli assi cartesiani, triangolo di base 3 ed altezza 3.

A=\cfrac{3^{2}}{4}\pi-\cfrac{9}{2}=\cfrac{9}{4}\pi-\cfrac{9}{2}.

La parte inferiore invece presuppone sviluppare un integrale:

\cfrac{9}{2}-\int_{0}^{3}\left(-\cfrac{x^{2}}{6}+\cfrac{3}{2}\right)=\left.\cfrac{9}{2}-\left(-\cfrac{x^{3}}{18}+\cfrac{3}{2}x\right)\right]_{0}^{3}=\cfrac{9}{2}+\cfrac{27}{18}-\cfrac{9}{2}=\cfrac{3}{2}

2) La seconda domanda è un’applicazione immediata del concetto di integrale il quale fornisce o un’area se viene data una retta che delimita una parte di piano o un volume se viene data una parte spazio. L’integrale ossia è la sommatoria di tanti infinitesimi. Nel caso specifico si ha l’area di una sezione, sommando tutte le sezioni nell’intervallo dato si ha il volume per cui è sufficiente calcolare l’integrale definito:

\int_{0}^{3}\left(e^{5-3x}\right)dx=\left.\left(\cfrac{e^{5-3x}}{-3}\right)\right]_{0}^{3}=\cfrac{e^{-4}}{-3}+\cfrac{e^{5}}{3}=\cfrac{e^{5}-e^{-4}}{3}

3) Si utilizzi la formula per il calcolo del volume di un solido ottenuto dalla rotazione della differenza di due funzioni che sono:

y=\sqrt{9-x^{2}} e y=-\cfrac{x^{2}}{6}+\cfrac{3}{2} ossia:

V=\pi\int_{0}^{3}\left(\sqrt{9-x^{2}}\right)^{2}-\left(-\cfrac{x^{2}}{6}+\cfrac{3}{2}\right)^{2}dx=

\ensuremath{\pi\int_{0}^{3}\left(\cfrac{27}{4}-\cfrac{1}{2}x^{2}-\cfrac{x^{4}}{36}\right)dx=\pi\left.\left(\cfrac{27}{4}x-\cfrac{x^{3}}{6}-\cfrac{x^{5}}{180}\right)\right]_{0}^{3}}=\cfrac{72}{5}\pi

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Studio di funzione es – 16 –

Renè Magritte – Le passeggiate d’Euclide – 1955

16) y=\cfrac{2-2x}{4x^{2}+4}

-a- Dominio della funzione:

Essendo una funzione frazionaria i punti in cui non è definita la funzione sono quelli che annullano il denominatore:

4x^{2}+4=0

x^{2}=-1

che non ha soluzioni nel campo dei numeri reali.

D=\left\{ \forall x\epsilon Re\right\}

-b- Segno della funzione

N: 2-2x>0

x<1

D: è sempre positivo

Quindi la y è positiva per i valori di x minori di 1.

-c- Limiti

Non ci sono limiti verticali proprio per il Dominio

Cerco il limiti orizzontali:

\underset{x\rightarrow+\infty}{lim}\cfrac{2-2x}{4x^{2}+4}=D.L'H.=\underset{x\rightarrow+\infty}{lim}\cfrac{-2}{8x}=0

\underset{x\rightarrow-\infty}{lim}\cfrac{2-2x}{4x^{2}+4}=D.L'H.=\underset{x\rightarrow-\infty}{lim}\cfrac{-2}{8x}=0

Quindi si ha un limite orizzontale

Verifico la presenza o meno del limite obliquo:

\underset{x\rightarrow\infty}{lim}\cfrac{2-2x}{4x^{2}+4}\cdot\cfrac{1}{x}=D.L'H.=\underset{x\rightarrow\infty}{lim}\cfrac{-2}{8x+4}=0

non si ha limite obliquo

d) Massimi o minimi

y'=\cfrac{-2(4x^{2}+4)-(8x)(2-2x)}{(4x^{2}+4)^{2}}=\cfrac{8x^{2}-16x-8}{idem}

lo annullo per verificare la presenza di massimi o minimi relativi.

8x^{2}-16x-8=0

Divido per 8 e risulta:

x^{2}-2x-1=0

x_{1,2}=\cfrac{2\pm\sqrt{4+4}}{2}=\cfrac{2\pm\sqrt{8}}{2}

Approssimo le relative soluzioni:

x_{1}=-0,41 e x_{2}=2,41

Studio la disequazione:

x^{2}-2x-1>0 per capire quale dei due è il punto di massimo e di minimo:

quindi:

x_{1}=-0,41 è il punto di MASSIMO

x_{2}=2,41 è il punto di minimo

Per trovare la relativa ordinata si sostituiscono all’equazione di partenza (16)

e si trova:

M(-0,41;0,60)  e m(2,41;-0,10)

 

e) Intersezioni

Pongo x=0 e trovo y=0,5

Pongo y=0 e trovo x=1

f)  grafico

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