DATABASES AND WEB PROGRAMMING M - Z

12 CFU - 1° e 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

CONCETTO SPAMPINATO

Obiettivi formativi

DATA-BASE
Il corso tratta prima gli aspetti fondamentali dei sistemi di gestione e di progettazione delle moderne basi di dati nell'ambito dello sviluppo e dell'esercizio di sistemi informatici. In particolare esso fa riferimento alle basi di dati relazionali ed alle tecniche implementative fondate sul linguaggio SQL. Vengono inoltre introdotti elementi di base dell'approccio NO-SQL, evidenziando le diverse tecniche di modellazione dei dati.

Gli obiettivi del corso sono:

a) Conoscere le tecnologie e le problematiche di gestione delle basi di dati.

b) Sapere progettare, partendo dai requisiti, una base di dati relazionale (e non), dal punto di vista concettuale, logico e fisico.

c) Sapere utilizzare il linguaggio SQL per gestire i dati ed effettuare interrogazioni efficienti.
WEB PROGRAMMING
Il modulo tratta gli strumenti metodologici per la progettazione dei moderni sistemi informativi basati su web (Web Information Systems) che collegano le basi di dati ai processi elaborativi di tipo interattivo. A questo fine, vengono trattati, in un contesto laboratoriale, gli strumenti per lo sviluppo di un sistema che comprenda la parte di back-end (programmazione lato server) e di front-end (programmazione lato client), quest'ultima con particolare riferimento ad applicazioni web "responsive" e progettate secondo criteri di ottimizzazione della user-experience. Si farà cenno anche a tecniche di progettazione e di implementazione più avanzate basate sul pattern architetturale Model-View-Controller (MVC), e a tecniche di web information retrieval quali scraping e crawling.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

DATA-BASE
Lezioni frontali, esercitazioni, laboratorio e seminari.
WEB PROGRAMMING
Lezioni frontali, esercitazioni, laboratorio e seminari.

Prerequisiti richiesti

DATA-BASE
Conoscenze di base di programmazione.
WEB PROGRAMMING
Conoscenze di base di programmazione.

Frequenza lezioni

DATA-BASE
Consigliata.
WEB PROGRAMMING
Fortemente consigliata.

Contenuti del corso

DATA-BASE
Modelli e Linguaggi per Basi di Dati
- Introduzione ai Database Management Systems (DBMS): Basi di dati e sistemi di gestione delle basi di dati*, modelli dei dati*, indipendenza dei dati*.
- Il modello relazionale: relazioni*, tabelle*, attributi*. Vincoli di integrità*. Chiavi*
- Algebra e calcolo relazionale: operazioni sugli insiemi, ridenominazione, selezione, proiezione, join, interrogazioni. Cenni sul calcolo relazionale
- Il linguaggio SQL: Definizione dei dati*, interrogazioni in SQL* (operatori aggregati, raggruppamento, interrogazioni insiemistiche, interrogazioni nidificate), Istruzioni di modifica dei dati*.
- SQL avanzato: Viste*, funzioni*, stored procedures* e asserzioni. Trigger*, transazioni* e controllo degli accessi
- Un esempio di DMBS relazionale: MySQL.
- Database NO-SQL: MongoDB
Progettazione di Basi di Dati
- Progettazione concettuale: il modello E/R*, raccolta ed analisi di requisiti*, strategie di progettazione concettuale*, verifica di qualita'.
- Progettazione logica: ristrutturazione degli schemi E/R*, traduzione nel modello relazionale*.
- Progettazione fisica: strutture di memorizzazione delle tabelle e indici*. Tecniche di hashing. Esecuzione e ottimizzazione delle interrogazioni
- Tecniche di normalizzazione: Ridondanze*, anomalie*, dipendenze funzionali*, forma normale di Boyce Codd, terza forma normale*, verifiche di normalizzazioni
- Data warehousing: modelli multidimensionali dei dati, data mart, procedure ETL, operatori OLAP
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.
WEB PROGRAMMING
Fondamenti di web programming e sviluppo lato server
- HTML5, CSS e Document Object Model (DOM)*
- Tecnologia Apache-MySQL-Php (AMP)
- Il linguaggio PHP*
- HTML con PHP: form, sessioni e cookies*
- Accesso ai database con PHP
Progettazione di Web Information System (WIS) e Sviluppo di applicazioni web lato client
- Analisi e Strutturazione dei processi interattivi in funzione dell'analisi dei requisiti del sistema informativo*
- Criteri di progettazione di un interfaccia front-end per supportare la user-experience
- Client-side programming: Java Script, Jquery, AJAX
- Il linguaggio Java Script: Programmare form, manipolare finestre e frames in JavaScript: Funzioni*, Oggetti*, Proprieta’ e metodi, prototipi*, Dynamic HTML*, Modello ad Oggetti (oggetti window, document, form)*, Eventi*
- Jquery e Responsive Web Design: Design Selettori CSS*, selettori di posizione e operazioni su oggetti (navigazione e manipolazione DOM)*, eventi e funzioni oggetto-evento*
- AJAX: XMLHttpRequest, Funzioni Ajax di jQuery, risposte HTML, XML e JSON
- Il pattern architetturale MVC: esempi di strutturazione del software in un framework basato su MVC
- Sicurezza delle Web App (SQL injections, HTML/JS injections)
- Web Information Retrieval: reperire contenuti pagine web con crawling e scraping in PHP e Javascript
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

Testi di riferimento

DATA-BASE
1. Basi di dati - 4/ed, Modelli e linguaggi di interrogazione. Di: Paolo Atzeni, Stefano Ceri, Piero Fraternali, Stefano Paraboschi e Riccardo Torlone, Casa editrice: Mc-Graw-HIll

2. High Performance MySQL: Optimization, Backups, and Replication (2011). Di Baron Schwartz e altri, Casa editrice: O'Reilly
WEB PROGRAMMING
3. Programmazione Web lato server (2011). Di: Della Mea, Di Gaspero, Scagnetto, Casa editrice: APOGEO

4. Learning PHP, MySQL & JavaScript: With jQuery, CSS & HTML5 (2014). Di: Robin Nixon, Casa editrice: O'Reilly

5. Dispense del docente

Altro materiale didattico

DATA-BASE
Tutto il materiale didattico utilizzato a lezione e in laboratorio verrà pubblicato su Studium
WEB PROGRAMMING
Tutto il materiale didattico utilizzato a lezione e in laboratorio verrà pubblicato su Studium.

Programmazione del corso

DATA-BASE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione alle basi di dati e al modello relazionale: basi di dati e sistemi di gestione delle basi di dati, modelli dei dati, indipendenza dei dati. Il modello relazionale: relazioni, tabelle, attributi. Vincoli di integrità.	Testo 1. Capitoli 1 e 2
2	Algebra e calcolo relazionale: operazioni sugli insiemi, ridenominazione, selezione, proiezione, join, interrogazioni. Cenni sul calcolo relazionale	Testo 1. Capitolo 3
3	SQL concetti base: definizione dei dati, interrogazioni in SQL (operatori aggregati, raggruppamento, interrogazioni insiemistiche, interrogazioni nidifcate), Istruzioni di modifica dei dati.	Testo 1. Capitolo 4
4	L'ambiente MySQL	Dispense del docente
5	SQL: viste, asserzioni, funzioni, stored procedures	Testo 1. Capitolo 5
6	SQL: Trigger, transazioni e controllo degli accessi	Testo 1. Capitolo 5
7	Progettazione delle basi di dati: metodologie, Il modello Entità-Relazione, documentazione degli schemi, raccolta dei requisiti, qualità di uno schema concettuale	Testo 1. Cap. 6 e 7, Dispense del docente
8	La progettazione logica: analisi delle prestazioni su schemi ER, ristrutturazione di schemi, traduzione nel modello relazionale	Testo 1. Capitolo 8
9	La normalizzazione dei dati: Ridondanze, anomalie, dipendenze funzionali, forma normale di Boyce Codd, terza forma normale, verifiche di normalizzazioni	Testo 1. Capitolo 9
10	Cenni sulla progettazione fisica dei database: strutture per l'organizzazione dei file, sequenziali, ad array, ad accesso calcolato, strutture ad albero dinamiche	Testo 1. Capitolo 11
11	Evoluzione delle basi di dati: data base NOSQL e basi di dati multimediali	Dispense del docente
WEB PROGRAMMING
	Argomenti	Riferimenti testi
1	HTML 5, CSS e Document Object Model (DOM)	Dispense del docente
2	Introduzione al Web Dinamico: Web Server, Web Client, Web Application, Client-side vs. Server-side processing	Testo 4: Capitoli 1-2. Dispense del docente
3	PHP: Variabili, Array, Funzioni, Interazione con HTML Form, Metodi GET e POST, Sessioni, Cookie, Interazione con Database SQL	Testo 4: Capitoli 3-4-5-6, 13. Dispense del docente
4	Javascript: Funzioni, Oggetti, Proprieta’ e metodi, prototipi, Dynamic HTML, Modello ad Oggetti (oggetti window, document, form), Eventi	Testo 4: Capitoli 14, 16-17. Dispense del docente
5	JQuery: Selettori CSS, selettori di posizione e operazioni su oggetti (navigazione e manipolazione DOM), eventi e funzioni oggetto-evento	Dispense del docente
6	Ajax: XMLHttpRequest, Funzioni Ajax di jQuery, risposte HTML, XML e JSON	Testo 4: Capitoli 18-19. Dispense del docente
7	Design Pattern Model-View-Controller: basi per la realizzazione di applicazioni MVC in PHP, Laravel framework	Dispense del docente
8	Web Information Retrieval: reperire contenuti pagine web con crawling e scraping in PHP e Javascript	Dispense del docente

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

DATA-BASE
L'esame consiste in una prova (individuale) da svolgere in laboratorio riguardante la progettazione di una basi di dati, a partire da un insieme di requisiti e dai dati di carico a regime, e la successiva implementazione in MySQL. Il voto sul modulo di database influirà al 50% sul voto totale del corso. La prova viene valutata in base alla capacità di analisi del problema e di giustificare le scelte
progettuali, alla correttezza dello schema E/R proposto, alla correttezza e completezza dell'implementazione in SQL.
WEB PROGRAMMING
L'esame consiste nello sviluppo di un elaborato progettuale (da svolgere individualmente) riguardante lo sviluppo di un Web Information System. L'elaborato (codice e relazione) viene discusso in sede di esame orale e va consegnato tre giorni prima della data concordata per l'esame orale. La prova viene valutata in base alla chiarezza espositiva, alla capacità di analisi del problema e di giustificare le scelte progettuali e implementative adottate, alla correttezza e completezza dell'implementazione.

E' prevista anche una prova in itinere che consiste nalle consegna di tre homework (individuali) intermedi che sono parti costitutive di una Web Application. La consegna di almeno due dei tre gli homework è obbligatoria per partecipare alla prova di di fine corso, durante la quale verrà discussa l'integrazione degli homeworks nel progetto finale di un Web Information System. La mancata consegna di un homework comporta una limitazione nel voto finale. Gli homework, singolarmente, non saranno oggetto di valutazione, ma verranno valutati globalmente durante la discussione del progetto finale.

Il superamento della prova in itinere e della prova di fine corso comporta il superamento del modulo, il cui voto influirà al 50% sul voto totale del corso.

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

DATA-BASE
Esempi di compiti riguardanti la prova di teoria e di laboratorio sono disponibili su Studium.

La prova richiede, dal punto di vista teorico, il passaggio dai requisiti di una base di dati espressi in linguaggio naturale allo sviluppo del relativo modello entità-relazione, con eventuali ristrutturazioni, e lo sviluppo del progetto logico. Le interrogazioni ed operazioni richiesta sulla base di dati dovranno essere implementate in linguaggio SQL.
WEB PROGRAMMING
Per lo sviluppo dell'applicazione web di un sistema informativo, il progetto richiede la presenza delle funzionalità esaminate durante i laboratori, e il supporto di alcuni casi d'uso che verranno definiti dai docenti. Durante la discussione orale verrà chiesto di commentare il codice sviluppato e le soluzioni progettuali adottate.

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