sgbd. introdução biblioteca supermercado internet exemplos de banco de dados: É uma coleção de...
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SGBD
Introdução
BIBLIOTECA
SUPERMERCADO
INTERNET
Exemplos de Banco de Dados: É uma coleção de dados inter-relacionados,
representando informações sobre um domínio específico.[Navathe]
AGÊNCIA BANCÁRIA
LOCADORA DVD
Exemplo de um banco de dados
Compartilhamento dos dados:
A redundância controlada de dados acontece quando o software tem conhecimento da múltipla representação da informação e garante a sincronia entre as diversas representações. Do ponto de vista do usuário externo ao sistema em computador, tudo acontece como se existisse uma única representaçãoda informação. Essa forma de redundância é utilizada para melhorar a performance global do sistema. Um exemplo é um sistema distribuído, onde uma mesma informação é armazenada em vários computadores, permitindo acesso rápido a partir de qualquer um deles.
A redundância não controlada de dados acontece quando a responsabilidade pela manutenção da sincronia entre as diversas representações de uma informação está com o usuário e não com o software.
RedigitaçãoA mesma informação é digitada várias vezes. No caso do exemplo da indústria, os dados de um produto são digitados no setor de vendas, no setor de produção e no setor de compras. Além de exigir trabalho desnecessário, a redigitação pode resultar em erros de transcrição de dados.
Inconsistências de dadosA responsabilidade por manter a sincronia entre as informações é do usuário. Por erro de operação, pode ocorrer que uma representação de uma informação seja modificada, sem que as demais representações o sejam. Exemplificando, uma alteração na estrutura de um determinado produto pode ser informada através do sistema de produção e deixar de ser informada nos demais sistemas. A estrutura do produto passa a aparecer de forma diferente nos vários sistemas. O banco de dados passa a ter informações inconsistentes.
A solução para evitar a redundância não controlada de informações é ocompartilhamento de dados.
Definição
Sistema Gerenciamento de Banco de Dados
Com o tempo, foram sendo identificadas funcionalidades comuns a muitos programas. Por exemplo, hoje em dia, a grande maioria dos programas comunica-se com os usuários através de interfaces gráficas de janelas.Entretanto, normalmente, os programas não contém todo código referente a exibição dos dados na interface, mas utilizam gerenciadores de interface de usuário, conjuntos de rotinas que incluem as funcionalidades que um programador vai necessitar frequentemente, ao construir uma interface de usuário. Da mesma forma, para comunicar-se com processos remotos, usam gerenciadores de comunicação. Para manter grandes repositórios compartilhados de dados, ou seja, para manter bancos de dados, são usados sistemas de gerência de banco de dados (SGBD).
Sistema de Gerenciamento de Bancos de Dados (SGBD) É uma coleção de programas que permite aos usuários criar e
manter um Banco de Dados. [Navathe]
É constituído por um conjunto de dados (BD) associados a um conjunto de programas para acesso a esses dados.[Silberschatz]
DADOSDADOS
SGBD Exemplos
Vantagens dos SGBD
Velocidade Facilidade de acesso Redução da redundância Evita-se inconsistência
X
Vantagens
1.A manutenção de programas torna-se mais simples, pois uma separação clara de funções torna programas mais facilmente compreensíveis.
2.A produtividade de programadores também aumenta, já que os programas ficam menores, pois usam funções já construídas.
Classificação dos usuários de um SGBD Administrador de BD: pessoa que tem o controle
sobre o funcionamento do BD. Funções: definição do esquema modificação da organização física e do esquema
(relativamente raras) concessão de autorização para acesso a dados (diferentes
permissões para diferentes usuários) especificação de restrições de integridade
A secretária pode...
Os alunos não podem....
O gerente pode...
Os clientes não podem....
nota >= 0 e <= 10
salario_professor >= 1000
Usuários
Classificação dos usuários de um SGBD Programadores de aplicação: profissionais da área
de computação que interagem usando comandos para desenvolver programas de aplicação.
Classificação dos usuários de um SGBD Usuários sofisticados (ou ocasionais): interagem
com o SGBD através da linguagem de consulta para atender às requisições.
Classificação dos usuários de um SGBD Usuários simples (ou ingênuos): não sofisticados,
interagem via os programas de aplicação existentes
objetivos
Objetivos dos SGBD Prover um ambiente que seja conveniente e
eficiente para recuperar e armazenar informações de Banco de Dados Eliminar ou reduzir
Redundância ou inconsistência de dados Dificuldade de acesso aos dados Problemas de segurança
Eliminar ou reduzir Anomalias de acesso concorrente Isolamento dos dados
Linguagens
Linguagens de Base de Dados• Linguagem de Definição de Dados (“Data Definition Language” - DDL): é utilizada pelo DBA e projetistas de base de dados para definir seus esquemas. O SGBD tem um compilador para processar descrições em DDL e construir a descrição do esquema armazenado no catálogo;
• Linguagem de Manipulação de Dados (“Data Manipulation Language” - DML): uma vez que o esquema é compilado e a base de dados preenchida com dados, os usuários têm que ter algum modo de manipular os dados. Manipulações comuns como recuperação, inserção, remoção e modificação de dados são realizadas pela DML.
Linguagem de Consulta Porção da linguagem de manipulação que
envolve o resgate de informações
Arquitetura
Arquitetura e Independência de Dados de SGBD’s
Objetivo Separar o usuário da aplicação do banco de dados físico.
A arquitetura mais difundida na literatura é a Arquitetura “Three-Schema” (também conhecida como arquitetura ANSI/SPARC), proposta por Tsichritzis & Klug em 1978.
1.O nível interno tem um esquema interno que descreve a estrutura de armazenamento físico da base de dados. O esquema interno usa um modelo de dados físico e descreve todos os detalhes de armazenamento de dados e caminhos de acesso à base de dados;
2. O nível conceitual tem um esquema conceitual que descreve a estrutura de toda a base de dados. O esquema conceitual é uma descrição global da base de dados, que omite detalhes da estrutura de armazenamento físico e se concentra na descrição de entidades, tipos de dados, relacionamentos e restrições. Um modelo de dados de alto-nível ou um modelo de dados de implementação podem ser utilizados neste nível.
3. O nível externo ou visão possui esquemas externos ou visões de usuários. Cada esquema externo descreve a visão da base de dados de um grupo de usuários da base de dados.
Arquitetura Three-Schema
A arquitetura “three-schema” pode ser utilizada para explicar conceitos de independência de dados, que podem ser definidos como a capacidade de alterar o esquema de um nível sem ter que alterar o esquema no próximo nível superior. Dois tipos de independência de dados podem ser definidos:
Independência Lógica de Dados: É a capacidade de alterar o esquema conceitual sem ter que mudar os esquemas externos ou programas de aplicação. Pode-se mudar o esquema conceitual para expandir a base de dados, com a adição de novos tipos de registros (ou itens de dados), ou reduzir a base de dados removendo um tipo de registro. Neste últimocaso, esquemas externos que se referem apenas aos dados remanescentes não devem ser afetados;
• Independência Física de Dados: É a capacidade de alterar o esquema interno sem ter que alterar o esquema conceitual externo. Mudanças no esquema interno podem ser necessárias devido a alguma reorganização de arquivos físicos para melhorar o desempenho nas recuperações e/ou modificações. Após a reorganização, se nenhum dado foi adicionado ou perdido, não haverá necessidade de modificar o esquema conceitual.
Modelo de Dados
Objetivo Transformar aspectos do Mundo Real em um Modelo de Dados
Formal Exemplos:
Toda pessoa tem um nome e uma data de nascimento (MUNDO REAL)
Pessoa
nome nasc
Toda conta em um banco tem um número e um saldo (MUNDO REAL)
Conta
numero saldo
Modelo Conceitual
Um modelo conceitual é uma descrição do banco de dados de forma independente de implementação em um SGBD. O modelo conceitual registra que dados podem aparecer no banco de dados, mas não registra como estes dados estão armazenados a nível de SGBD.
modelo conceitual=
modelo de dados abstrato, que descreve aestrutura de um banco de dados de forma
independente de um SGBD particular
Modelos Conceituais Modelos de alto nível Possuem conceitos que descrevem os dados
como os usuários os percebem Não são implementados em SGBD
UML Entidade-Relacionamento (E-R)
Toda conta em um banco tem um número e um saldo (MUNDO REAL)
Conta
numero saldo
A técnica mais difundida de modelagem conceitual é a abordagem entidade-relacionamento (ER). Nesta técnica, um modelo conceitual é usualmente representado através de um diagrama, chamado diagrama entidade-relacionamento (DER).
Exemplo de modelo conceitual
Um modelo lógico é uma descrição de um banco de dados no nível de abstração visto pelo usuário do SGBD. Assim, o modelo lógico é dependente do tipo particular de SGBD que está sendo usado.Um modelo lógico para o BD acima deve definir quais as tabelas que o banco contém e, para cada tabela, quais os nomes das colunas. Abaixo é apresentado o modelo lógico (de forma textual)
TipoDeProduto(CodTipoProd,DescrTipoProd)Produto(CodProd,DescrProd,PrecoProd,CodTipoProd)CodTipoProd referencia TipoDeProduto
Modo textual
Modelos Lógicos São implementados em SGBD
Hierárquico Em Rede Relacional Binário Funcional Orientados a Objetos
Modelo de tabelas em um banco de dados relacional
O modelo lógico descreve a estrutura do banco de dados, conforme vistapelo usuário do SGBD.
modelo lógico=
modelo de dados que representa a estruturade dados de um banco de dados conforme
vista pelo usuário do SGBD
Modelos Físicos Modelos de baixo nível Contém conceitos que descrevem os
detalhes de como os dados estão armazenados no computador
Projeto de Banco de DadosO projeto de um novo BD dá-se em duas fases:
1 Modelagem conceitualNesta primeira fase, é construído um modelo conceitual, na forma de um diagrama entidade-relacionamento. Este modelo captura as necessidades da organização em termos de armazenamento de dados de forma independente de implementação.2 Projeto lógicoA etapa de projeto lógico objetiva transformar o modelo conceitual obtido na primeira fase em um modelo lógico. O modelo lógico define como o banco de dados será implementado em um SGBD específico.
evolução
Sistemas de Arquivos
Evolução
SISTEMA DE ARQUIVO SGBD HIERÁRQUICOS
Modelo Hierárquico Dados são representados como um conjunto de árvores, com raiz e seus
ramos Prós:
Os desenvolvedores deste sistema estão entre os primeiros a tratarem características como concorrência, recuperação, integridade e processamento eficiente de consultas.
Contras: Complexidade dos diagramas de estrutura de árvore Consultas complexas
Evolução
SISTEMA DE ARQUIVO SGBD HIERÁRQUICOS SGBD EM REDE
Modelo em Redes Os dados são representados por uma coleção de registros e os
relacionamentos entre dados são representados por meio de links Acesso aos dados através dos relacionamentos Exemplo:
Suponha os registros cliente e conta; Suponha que o cliente Hayes possui a conta A-102, Johnson
possui as contas A-101 e A-201, e Turner possui a conta A-305.
Hayes Main Harrison
Johnson Alma Palo Alto
Turner Putnam Stamford
A-102
A-101
A-201
A-305
400
500
900
350
Modelo em Redes As consultas são complicadas: o programador é forçado a
pensar em termos de links e, em como percorrê-los para obter as informações de que necessita.
Hayes Main Harrison
Johnson Alma Palo Alto
Turner Putnam Stamford
A-102
A-101
A-201
A-305
400
500
900
350
Evolução
SISTEMA DE ARQUIVO SGBD HIERÁRQUICOS SGBD EM REDE
Modelo Relacional Surgiu em 1970, por Codd, tendo por base a teoria
dos Conjuntos
Contribuiu decisivamente para a massificação da utilização da tecnologia de bases de dados
Evolução
SISTEMA DE ARQUIVO SGBD HIERÁRQUICOS
Banco de Dados Avançados
Evolução 1ª Geração - Pré-relacional
Modelo Hierárquico Modelo em Rede
2ª Geração - Relacional Modelo Relacional
3ª Geração - Pós-relacional Novos modelos
Novos modelos na área
SGBD ORIENTADOS A OBJETO
SGBD OBJETO-RELACIONAL
DATA WAREHOUSE DATA MINING
Novos modelos na área
BANCO DE DADOS MULTIMÍDA
BANCO DE DADOS MÓVEIS
Som
Vídeo
Texto
BANCO DE DADOS ESPACIAIS
“Novos” modelos na área Alguns não são nem tão novos assim, mas são considerados
avançados por serem não-convencionais
BANCO DE DADOS DEDUTIVOS
BANCO DE DADOS TEMPORAIS
BANCO DE DADOS ATIVOS
CREATE TRIGGER empregado-salarioON INSERT empregadoIF empregado.salario >
(SELECT ... )THEN abort
EXERCÍCIOSExercício 1.1: Enumere as principais diferenças entre o processamento de dados com arquivos convencionais e o processamento de dados com SGBD.
Exercício 1.2: Descreva alguns fatores que levam alguém a preferir o uso de arquivos convencionais ao uso de SGBD. Descreva alguns fatores que levam alguém a preferir o uso de SGBD ao uso de arquivos convencionais.
Exercício 1.3: Defina, os seguintes conceitos:banco de dados, sistema de gerência de banco de dados, modelo de dados,modelo conceitual, modelo lógico, modelagem conceitual e projeto lógico.
Exercício 1.4: Qual a diferença entre a redundância de dados controlada e a redundância de dados não controlada? Dê exemplos de cada uma delas.
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