Em [SL90] é apresentada uma taxonomia para os sistemas de bancos de dados he- terogêneos baseada no grau de autonomia e no tipo de integração existente entre os componentes do sistema. Os sistemas, dependendo do tipo de integração entre os seus componentes podem ser classificados como sistemas de acoplamento forte e sistemas de acoplamento fraco.
Nos sistemas com acoplamento forte existe uma autoridade central que é respon- sável pela administração da federação. As consultas e atualizações podem ser re- alizadas sem que o usuário saiba os caminhos de acesso ou a localização dos dados. O sistema global tem controle sobre o(s) esquema(s) global(is) e o proces- samento de transações e consultas globais. Os sistemas com acoplamento forte po- dem ser construídos com um único esquema global ou com múltiplos esquemas parciais globais. No artigo de [SL90] é proposta uma arquitetura genérica de cinco níveis de esquema para descrever um SBDH (Figura 3.2). Nesta arquitetura, cada banco de dados componente possui um:
• Esquema local (primeiro nível): define todos os seus dados. Este esquema é expresso no modelo de dados nativo do BD, e portanto, diferentes esquemas locais podem ser expressos em diferentes modelos de dados.
• Esquema componente (segundo nível): é a tradução do esquema local para o modelo de dados comum.
• Esquema de exportação (terceiro nível): é a parte do esquema componente que será disponibilizada para a federação. Podem existir diversos esquemas de exportação para cada banco de dados local.
• Esquema Federado (quarto nível): é a combinação de esquemas de exporta- ção; estes esquemas representam as porções do esquema global lógico
• Esquema Externo (quinto nível): define um esquema para um usuário e/ou aplicação ou uma classe de usuários/aplicações. Os usuários globais acessam a federação através destes esquemas.
Figura 3.2 Arquitetura de um SBDH com Acoplamento Forte Esquema Externo
Esquema Federado
Esquema Externo Esquema Externo
Esquema Federado Esquema de Exportação Esquema Componente Esquema Componente SGBD1 SGBDn
Esquema Local Esquema Local
Esquema de Exportação Esquema de Exportação
1 Modelo de Dados Local 2 Modelo de Dados Comum 3 Modelo de Dados Comum 4 Modelo de Dados Comum 5 .
Em sistemas de acoplamento fraco existe uma interface para acesso direto entre os SGBDs locais componentes, não existindo um esquema global único. Os usuários são responsáveis pela administração da federação. Não existe uma autoridade cen- tral para controlar o acesso à criação de dados. Os usuários globais acessam os da- dos locais através de uma interface que disponibiliza um determinado conjunto de esquemas de exportação. O sistema global suporta todas as transações globais através de ferramentas de linguagem de consulta que proporcionam a integração das informações dos SGBDs locais. Consultas podem ser feitas sobre qualquer dado dos esquemas locais de qualquer nó componente do sistema. Ferramentas de linguagem incluem um espaço global de nomes e funções especiais para mapear informações, de diferentes modelos e representações, para um modelo representa- tivo para o usuário. O usuário é responsável por compreender a semântica dos da- dos que compõem os esquemas de exportação. De uma maneira geral podemos dizer que uma arquitetura genérica para sistemas de acoplamento fraco pode ser representada pela Figura 3.2 retirando o quarto nível da arquitetura. Na Figura 3.31
1. A arquitetura apresentada na Figura 3.3 é específica de um sistema de linguagens de multida-
apresentamos a arquitetura de um sistema fracamente acoplado [LMR90] a qual apresenta três níveis:
• Nível Interno: O nível interno é composto dos SGBDs cada um tendo seu
esquema físico.
• Nível Conceitual: O nível interno apresenta um esquema conceitual para o
nível conceitual. Como pode ser visto na Figura 3.3 o SGBD1 apresenta o esquema conceitual diretamente. Neste caso o esquema conceitual do nível conceitual é o esquema conceitual real do banco de dados componente, isto é, o componente o compartilha completamente com os outros usuários. Para o caso que um banco de dados componente deseja que apenas um subconjunto do seu esquema seja compartilhado, este subconjunto torna-se o conteúdo do esquema conceitual ao nível conceitual e o esquema conceitual real é repre- sentado pelo esquema lógico interno no nível interno (veja o SGBD2 e SGBDn na Figura 3.3). Se um modelo canônico é requerido no nível con- ceitual, como quase sempre é o caso, é responsabilidade do SGBD compo- nente assegurar que o esquema conceitual apresentado no nível conceitual respeite esse requerimento. Neste caso, o componente deve também fazer o mapeamento do esquema conceitual para o esquema local. O nível conceitual também inclue uma facilidade de definir dependências entre coleções de banco de dados. Estes são expressos na arquitetura através dos esquemas de dependência. O propósito destes esquemas é permitir aos administradores da federação especificar as restrições para os bancos de dados inter-relacionados as quais oferecem a habilidade de forçar alguns elementos de consistência na falta dos esquemas integrados. Um exemplo típico de dependências que podem ser especificadas nos esquemas de dependência são equivalências de atributos e/ou domínios.
• Nível Externo: Um usuário pode construir esquemas externos no nível externo como sendo visões de coleções de esquemas conceituais. Coleções de bancos de dados podem ser apresentadas com um único banco de dados integrado no esquema externo, mas isto não deve ser confundido com os esquemas integra- dos dos sistemas fortemente acoplados. Nos sistemas fracamente acoplados os esquemas externos são criados e mantidos com a total responsabilidade do usuário. Não pode ser garantida nenhuma consistência se os conflitos não são resolvidos ou as restrições de integridade dos bancos de dados inter-relaciona- dos não são forçadas.
Figura 3.3 Arquitetura de SBDH com Acoplamento Fraco Esquema Externo 1 Esquema Conceitual 1 Esquema Lógico Interno 2 SGBD1 SGBD2
Esquema Físico 1 Esquema Físico 2
Usuários
Esquema Conceitual 2
Esquema Externo n1 Esquema Externo n2
Esquema Conceitual n Esquema Lógico Interno n SGBDn Esquema Físico n Esquema de Dependência 1 Esquema de Dependência j Nível Interno Nível Conceitual Nível Externo .
De acordo com a classificação apresentada, sistemas com acoplamento forte e sis- temas com acoplamento fraco, podemos ver na Figura 3.4 a classificação dos sis- temas apresentados na seção 2.4.
Figura 3.4 Taxonomia dos SBDHs. SBDH Sistemas com Acoplamento Forte Sistemas de Bancos de Dados Federados Sistemas com Esquema Global Único Sistemas com Acoplamento Fraco Sistemas Interoperáveis Sistemas de Ling. de Multidatabases