I database relazionali e i database a oggetti sono due importanti categorie di sistemi di database che fungono da pilastri fondamentali per l’archiviazione e la gestione dei dati nelle applicazioni moderne. Mentre i database relazionali sono stati la scelta tradizionale per organizzare i dati strutturati, i database a oggetti offrono un approccio più flessibile e intuitivo, trattando i dati come oggetti con proprietà e comportamenti. In questo articolo approfondiremo le caratteristiche e le differenze tra i database relazionali e i database a oggetti, esplorando le loro strutture di dati, i meccanismi di interrogazione, le caratteristiche delle prestazioni e i casi d’uso in varie applicazioni. Comprendendo le sfumature di questi tipi di database, gli sviluppatori e gli architetti di dati possono prendere decisioni informate quando scelgono la tecnologia di database più adatta ai loro progetti.
Contenuti
Introduzione ai database relazionali e ai database a oggetti
Prima di tutto bisogna aver chiaro il concetto di database. Cos’è un database? Un database è un sistema informatico che racchiude dati strutturati, in modo che sia possibile organizzare, gestire e recuperare le informazioni in modo efficiente. Essi sono progettati per memorizzare grandi quantità di dati, consentendo di eseguire delle richieste complesse, chiamate query, che consentono di filtrare e analizzare tali dati.
Definizione e panoramica dei database relazionali
I database relazionali sono come le biblioteche organizzate del mondo dei dati. Memorizzano le informazioni in modo strutturato, utilizzando tabelle con righe e colonne per tenere le cose in ordine. È come un foglio di calcolo virtuale, ma molto più potente. Ogni tabella ha righe che rappresentano i singoli record e colonne che definiscono diversi attributi. I database relazionali confrontano i dati tra le tabelle, mettendole appunto in relazione. Utilizzano un processo chiamato di normalizzazione per ridurre al minimo la ridondanza e mantenere i dati coerenti tra le tabelle.
Un esempio di database relazionale potrebbe essere un database di gestione delle risorse umane di un’azienda. In questo database, potrebbero essere presenti diverse tabelle collegate tra loro attraverso chiavi primarie e chiavi esterne. Ad esempio, si potrebbe avere una tabella “Dipendente” con le informazioni personali dei dipendenti come id, nome, cognome, data di assunzione, stipendio, ecc. e una tabella “Reparto” con le informazioni sui vari dipartimenti dell’azienda come nome del reparto, capo reparto, numero di dipendenti, ecc.
Le due tabelle potrebbero essere collegate tra loro attraverso una chiave esterna , un vincolo utilizzato per mantenere l’integrità referenziale tra due tabelle, che collega il dipartimento di appartenenza di ciascun dipendente con la tabella dei reparti. In questo modo, sarà possibile gestire in modo efficiente le informazioni sui dipendenti e sui reparti dell’azienda e generare report dettagliati come ad esempio il numero di dipendenti per ciascun reparto o il costo totale del personale per ciascun dipartimento
Definizione e panoramica dei database a oggetti
I database ad oggetti memorizzano i dati sotto forma di oggetti anziché in tabelle che possono risultare più noiose e di difficile interpretazione. Nei database ad oggetti il recupero dei dati un’esperienza più intuitiva. I dati vengono trasformati in oggetti con caratteristiche uniche, appartenenti a classi che ne definiscono il comportamento. Nei database di oggetti, l’ereditarietà non è un mezzo per tramandare cimeli di famiglia ma è un meccanismo per stabilire connessioni tra gli oggetti, consentendo loro di ereditare caratteristiche e funzionalità. Attraverso il polimorfismo, gli oggetti sono in grado di assumere varie forme.
Un esempio di database ad oggetti potrebbe essere un sistema di gestione di una libreria virtuale. In questo database, ogni libro sarebbe rappresentato come un oggetto con attributi come titolo, autore, genere, anno di pubblicazione, numero di pagine, ecc. Oltre ai libri, il database potrebbe anche includere oggetti per rappresentare gli utenti registrati alla libreria virtuale, con attributi come nome, cognome, email, password, lista dei libri letti, etc. In questo modo, il database ad oggetti permetterebbe di gestire in modo efficace e flessibile tutte le informazioni relative alla libreria virtuale, consentendo agli utenti di cercare, visualizzare, prenotare e recensire i libri in modo intuitivo e user-friendly.
Query e manipolazione dei dati
Query dei database Relazionali
Quando si tratta di interrogare i dati nei database relazionali, i principali linguaggi utilizzati per interagire con i database relazionali sono SQL (Structured Query Language) e i linguaggi di programmazione orientati al database, come PL/SQL per Oracle. Questi linguaggi consentono di recuperare informazioni, filtrare i risultati ed eseguire ogni sorta di interrogazione sui dati. Le transazioni seguono le proprietà ACID (Atomicità, Consistenza, Isolamento, Durata) per mantenere l’integrità e l’affidabilità dei dati.
Un esempio di interrogazione potrebbe essere la seguente : SELECT Dipendente.ID, Dipendente.Nome, Dipendente.Cognome, Reparto.Nome as NomeReparto FROM Dipendente INNER JOIN Reparto ON Dipendente.IDReparto = Reparto.ID;
Questa query, facendo riferimento alle tabelle accennate in precedenza, seleziona le colonne ID, Nome e Cognome dalla tabella Dipendente e la colonna Nome dalla tabella Reparto. La parola chiave INNER JOIN viene utilizzata per combinare i record delle due tabelle in base alla corrispondenza dell’IDReparto nella tabella Dipendente con l’ID nella tabella Reparto. Nella query è presente una chiave esterna, che è la colonna IDReparto nella tabella Dipendente, che fa riferimento alla colonna ID nella tabella Reparto. Questa relazione è stabilita tramite la clausola ON Dipendente.IDReparto = Reparto.ID.
Query dei database ad oggetti
Per l’interrogazione di dati nei database relazionali, si consultano spesso i grafi degli oggetti e le loro relazioni. Si utilizza ad esempio OQL (Object Query Language), un linguaggio di interrogazione specificamente progettato per oggetti presenti in un database ad oggetti. È simile a SQL, ma è progettato per gestire oggetti e relazioni tra di essi.
Anche in questo caso, un esempio di query potrebbe essere : SELECT * FROM Libro l WHERE l.genere = 'Fantascienza';
Questa query restituisce tutti i libri di un determinato genere.
Vantaggi e svantaggi
Le differenze principali tra i due tipi di database riguardano dunque la struttura dei dati e le modalità di interrogazione. I database relazionali sono ottimali per gestire dati strutturati e relazioni semplici, mentre i database ad oggetti sono più adatti per gestire dati complessi e relazioni complesse. Inoltre, i database relazionali sono più diffusi e supportati da una vasta gamma di sistemi di gestione dei database (DBMS), come Oracle, MySQL e SQL Server, mentre i database ad oggetti sono meno diffusi e utilizzati in ambiti specifici, come la modellazione di oggetti 3D e la gestione di dati scientifici.
Vantaggi dei database ad oggetti:
- Maggiore flessibilità: i database ad oggetti consentono di memorizzare dati complessi e strutture di dati più avanzate rispetto ai tradizionali database relazionali.
- Maggiore scalabilità: i database ad oggetti possono gestire più facilmente un numero maggiore di dati e offrono prestazioni migliori rispetto ai database relazionali.
- Maggiore coerenza: i database ad oggetti offrono una maggiore coerenza dei dati e facilitano la gestione delle relazioni tra gli oggetti.
- Maggiore produttività: i database ad oggetti semplificano lo sviluppo di applicazioni, consentendo di utilizzare un modello di dati simile a quello utilizzato nella programmazione orientata agli oggetti.
Svantaggi dei database ad oggetti:
- Complessità: i database ad oggetti sono più complessi da progettare, implementare e mantenere rispetto ai tradizionali database relazionali.
- Difficoltà di query: è più difficile scrivere query complesse nei database ad oggetti rispetto ai database relazionali, poiché è necessario comprendere i dettagli della struttura degli oggetti.
- Prestazioni: alcuni database ad oggetti possono soffrire di ridotte prestazioni rispetto ai database relazionali, in particolare quando si tratta di query ad alte prestazioni.
- Costi: i database ad oggetti possono essere più costosi da implementare e gestire rispetto ai database relazionali a causa della maggiore complessità e dell’infrastruttura necessaria.
Vantaggi dei database relazionali:
- Struttura organizzata: i database relazionali organizzano i dati in tabelle, rendendo più facile trovare e manipolare le informazioni.
- Integrità dei dati: i database relazionali offrono meccanismi per garantire che i dati rimangano coerenti e integrati.
- Scalabilità: i database relazionali possono scalare facilmente per gestire una grande quantità di dati.
- Flessibilità: è possibile definire relazioni complesse tra le tabelle per rappresentare meglio i dati.
- Query avanzate: i database relazionali supportano query complesse che consentono di estrarre informazioni specifiche dai dati.
Svantaggi dei database relazionali:
- Complessità: progettare e mantenere un database relazionale può richiedere competenze specializzate.
- Prestazioni: in alcuni casi, le operazioni di query possono essere lente a causa della struttura complessa e delle relazioni dei dati.
- Costo: i database relazionali possono essere costosi da implementare e mantenere, soprattutto per grandi dataset.
- Ridondanza dei dati: la struttura tabellare può portare alla duplicazione dei dati e alla ridondanza delle informazioni.
- Limitazioni: i database relazionali possono non essere in grado di gestire tipi di dati non strutturati o semi-strutturati in modo efficiente.
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