Sistemas de Informação ADS

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Infraestrutura de tecnologia da informação

Hardware – equipamentos para realizar atividades de entrada, processamento e saída.

Software – programas que comandam a operação dos dispositivos. Software

de sistemas. Software de aplicação.

Tecnologia de Armazenagem - Banco de dados – armazenam dados e os gerenciam.

Telecomunicações – transmissão eletrônica de sinais de comunicação para realização de tarefas por meio de redes de computadores. Internet – maior rede de computadores do mundo, trocando informações livremente. World wide web – rede de links na internet que contém textos, filmes ...

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Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados Relacionais

Um sistema de gerência de banco de dados (SGBDR) é um

conjunto de programas que permite a criar e manter um banco

de dados.

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Funcionalidades de um SGBDR:

•

Serviços de Armazenamento, Recuperação e Atualização dos

Dados.

•

Catálogo acessível ao usuário.

•

Suporte às Transações.

•

Serviços de Controle de Concorrrência.

•

Serviços de Recuperação.

•

Serviços de Autorização.

•

Suporte a Comunicação de Dados.

•

Serviços de Integridade.

•

Serviços para promover a independência dados

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Vantagens da utilização de um SGBDR:

•

Controle de redundância dos dados.

•

Controle de acesso (segurança).

•

Armazenamento dos dados.

•

Existência de múltiplas interfaces para os usuários.

•

Representação de relacionamentos complexos entre os

dados.

•

Manutenção de restrições de integridade.

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Visão geral da estrutura do Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados

Programadores Usuários _{Administrador das Bases de Dados}

Programas Aplicativos

Consultas Esquema de BD

Compilador de

Linguagem de Definição de Dados

Gerente do Dicionário

Gerencia Arquivos Sistema Gerenciador de

Banco de Dados

Código Objeto do Programa

Pre-processador de Linguagem de Manipulação de dados

Processador de Consulta

Gerenciador de Banco de Dados

Gerenciador deArquivos

Sistema de Buffer Métodos de Acesso

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Código Objeto do Programa Processador de Consulta _{Gerenciador do Catálogo}

Otimizador de consutla

Escalonador

Gerenciador de Recuperação Gerenciador de Buffer

Gerenciador de Dados

Controle de Integridade Processador de Comandos

Controla Autorização Gerenciador de Banco de Dados

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DBA – Administrador de banco de dados – Pessoa com as tarefas de: definir

esquema de banco de dados, especificar regras de integridade, fornecer

autorização de acesso e especificações das estruturas de dados. O DBA cria um conjunto de definições usando Linguagem de Definição de Dados – DDL, que são traduzidas pelo compilador DDL, que armazena essas definições em

estruturas especiais do sistema de banco de dados, como por exemplo, o dicionário de dados.

Usuário de banco de Dados

A – executam queries – usuários sofisticados interagem com o SGDB usando linguagem de consulta apropriada, a Linguagem de Manipulação de Dados

(DML) . Cada uma das solicitações é submetida ao Processador de Consultas cuja função é quebrar a as instruções DML em instruções que o sistema

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Usuário de Banco de Dados

B - Programadores de Aplicação – Interagem com o sistema através de

comandos em Linguagem de Manipulação de Dados – DML, embutidas em programas escritos em linguagem Cobol, C, Pascal, entre outras (chamadas de linguagem hospedeira).

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Linguagem de definição de dados - DDL e Esquema – linguagem para

definição de dados. O resultado da compilação do esquema pelo compilador DDL é armazenado em um connunto de tabelas que constituem um arquivo especial chamado de dicionário de dados.

Dicionário de dados – é um arquivo de metadados: contém dados a respeito de dados.

´

Linguagem de Manipulação de Dados – inclui recuperação, inserção,

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Compilador DML – traduz comando DML, em instruções de baixo nível ,

inteligíveis ao componente de execução das consultas.

Pré-processador DML- converte comandos DML, inseridos em programas

de aplicação, em chamadas de procedimentos normais da linguagem

hospedeira. Interage com o compilador DML para gerar código apropriado.

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Processamento de Consulta – Atividade de traduzir as consultas expressas em linguagem de alto nível em expressões que podem ser implementadas em nível físico do sistema de arquivos.

Os passos básicos envolvidos no processamento de uma consulta:

1 - Análise sintática e tradução – deve haver uma tradução da consulta expressa em linguagem adequada para o ser humano, mas não adequada para uso interno do sistema de banco de dados. O analisador sintático confere a sintaxe da

consulta, e se nomes e relações estão compatíveis com o banco de dados. Então gera uma forma interna de representação da consulta, compreensível para o

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2) Otimizador de Consulta – é a atividade de selecionar o melhor plano de execução de uma consulta. É definir uma estratégia de processamento da consulta visando o menor custo. Vale a pena o sistema gastar uma quantia significativa de tempo na seleção de um bom plano de execução da consulta.

Por exemplo: para a consulta:

Select saldo from conta where saldo < 2500

É possível traduzir essa consulta em duas expressões algébricas:

- Primeiro seleciona o saldo de todas as contas, e deste resultado, seleciona o saldo < 2500.

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Gerenciamento de transações – Atividade de gerenciar a execução apropriada das transações. Deve administrar a execução simultânea de transações de modo a evitar ocorrência de inconsistências.

Transação – conjunto de várias operações no banco de dados, mas visto como uma unidade lógica de trabalho, única, pelo usuário. Ou a transação é executada por completo ou nenhuma parte dela é executada.

Ex: transação de transferência de fundos. Seria inaceitável o débito em uma conta, sem o crédito na poupança.

Ex inconsistência por execução simultânea. Seja duas transações:

Transação A de transferência de fundo Transação B que calcula o total de dinheiro do cliente

Conta Corrente do cliente = 100. Total dinheiro = 100

Débito Conta Corrente Cliente= 10 Conta Corrente Cliente = 100- 10 =90 Transfere para poupança

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Gerenciamento de Recuperação – Atividade de garantir o esquema de recuperação, que é responsável pela restauração do banco de dados para um estado consistente, no caso de falhas. Garante a transação: ou tudo, ou nada.

Há grande variedade de falhas: falha de energia, queda do sistema, falha no disco, ...

Exemplo: Se durante a transação de transferência de fundo, tenha ocorrido queda de energia após o débito, porém antes do crédito, o Gerenciamento de Recuperação, deve garantir que a conta do cliente esteja em estado anterior à ocorrência da transação, ou seja, o débito não pode estar efetivado.

Gerenciamento de Concorrência – Atividade de controlar a interação entre transações concorrentes por meio de mecanismos de controle de concorrência, como por exemplo, protocolos de bloqueios. O controle da concorrênca pode garantir formas de ordenação do processamento das transações. Quando muitas transações atualizam o banco de dados concorrentemente, a consistência do banco pode ser violada. É responsabilidade do gerenciador de concorrência controlar a înteração entre transações concorrentes garantindo a consistência do banco de dados.

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Quando não Utilizar um SGBD

•

Aplicações simples e bem definidas onde não se espera

mudanças.

•

Aplicações de tempo-real.

•

Principal Motivo:

•

Investimento inicial alto

•

Custos adicionais para implementação da solução:

profissionais especializados, custo para definição e

tratamento dos dados, custo adicional para prover as

tarefas administrativas (manutenção de segurança,

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MODELO

REPRESENTAÇÃO ABSTRATA E SIMPLIFICADA DE UM SISTEMA

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MODELAGEM

A modelagem é um

processo estruturado

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PROCESSO DE MODELAGEM DE DADOS

1.

Observar os objetos

2. Entendimento dos conceitos

3. A representação dos objetos

4. A validação dos modelos

Ciclo repetido tantas vezes quantas forem as

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Modelagem de Dados

• O que é Modelagem de Dados

“Consiste em mapear o mundo real do sistema em um modelo

gráfico que irá representar os objetos e o relacionamento

existente entre os dados”

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NÍVEIS DE MODELAGEM

Modelo Conceitual de Dados (MCD)

Modelo Lógico de Dados (MLD)

Modelo Físico de Dados (MFD)

Objetos de

interesse

imutável, mapeia o ambiente, muda com o negócio

depende do tipo da tecnologia . relacional? hierárquica?

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Modelo Conceitual MER - Modelo Entidade e

Relacionamento

“O modelo de dados entidade

-relacionamento baseia-se na

percepção de um universo constituído por um grupo básico

de objetos chamados entidades e por relacionamentos

entre estes objetos.

Ele foi desenvolvido a fim de facilitar o projeto de banco de

dados permitindo a especificação de um esquema de

empreendimento.

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1

_N

gera

Modelo Conceitual ME-R (entidade

–

relacionamento)

relacionamento

entidade

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MODELO LÓGICO RELACIONAL - MR

Dados são representados em forma de tabelas (relações),

Ou seja, através de linhas (tuplas) e colunas (domínios).

Operações sobre as tabelas são feitas por linguagem

suportadas pela a álgebra relacional.

Pessoa

Nome

Cidade

RG

José

Curitiba

2589764532

Maria

Curitiba

4090650431

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Pessoa

RG # Nome Cidade

8976452393 Rita Paraná

8976452391 José São Paulo

8976452392 Maria Belém

Cheque devolvido

Número # Data Valor RG *

74832 01/02/2003 34,50 8976452391

89393 01/02/2003 117,60 8976452392

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M-ER

MR

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Exercício: Uma clínica pretende implementar um SI para atendimento de seus clientes. Guarda seus registros em livros conforme esquema abaixo:

1) Quais os 3 tipos de modelos criados no processo de modelagem dos dados?

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Modelos Dimensionais

Dimensões

–

armazenadas em tabelas de dimensões.

Medidas

–

representadas através de fatos.

Fatos

–

valores de uma medida. Armazenados em tabelas de

fatos.

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Modelo Estrela: Vendas

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Modelo Corporativo

•

• Diminui o tempo de desenvolvimento de um DW.

• Disponibiliza estruturas flexíveis.

• Fornece estruturas para endereçar questões para gerenciamento dos negócios.

• FS-LDM – Financial Services Industry Logical Data Model Teradata.

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Sistemas Operacionais

Composto por um conjunto de programas e rotinas

Controla a execução de qualquer software utilizado em um computador

Gerencia os recursos do computador (hardware e software) de modo a:

Possibilitar sua utilização Aumentar sua eficiência

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Tornar ao usuário a utilização do computador mais conveniente

Esconde detalhes internos

Reduz o tempo necessário a construção de programas

Utilizar o hardware do computador de forma eficiente

Significa mais trabalho obtido pelo mesmo hardware Obtida por uma melhor distribuição/ uso dos recursos

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Compartilhamento dos recursos de uma forma eficiente, organizada e segura.

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Principais finalidades

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Serviços oferecidos

Execução de programas

Controle e acesso de arquivos

Acesso aos dispositivos de entrada e saída

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Serviços oferecidos

Contabilidade

Estatísticas

Monitoração de desempenho

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Serviços oferecidos

Detecção de erros

Erros de hardware Erros de memória

Falha em dispositivos de E/ S

Erros de programação

Overflow em operações aritméticas

Acesso não-autorizado a posições de memória

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 Gestão de Processos

 Gestão da Memória

 Gestçao do Processador

 Gestão de Entrada e Saída

 Gestao de arquivos

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Afinal o que é um Sistema Operacional?

Uma máquina virtual

Esconde aspectos de Hardware de modo a facilitar a vida do programador, apresentando uma interface simplificada

A interface do usuário não corresponde ao hardware existente. Permite executar o mesmo programa em vários ambientes diferentes.

Um Gerente/Alocador de Recursos

Decide que pedidos devem ser atendidos de modo que o sistema possa trabalhar de forma eficiente

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Diferentes visões- Sistema computacional

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Composição Básica

Um sistema operacional consiste, basicamente, de um núcleo

(

Kernel

) e programas de sistema.

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Chamada de sistema

Muitos dos serviços do SO são disponibilizados aos

programadores através das

system calls, ou chamadas de

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Chamada de sistema

• Método empregado para um processo usuário solicitar serviços ao SO.

• Aciona rotinas que:

Identificam o serviço

Verificam a validade dos parâmetros Executam o serviço

Retorna ao processo usuário

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Programas de sistema

Implementam tarefas básicas.

Ex: Interpretador de comandos - ativado quando o SO inicia

uma sessão de trabalho. Ex: interface gráfica de usuário.

Ex: utilitários do SO: programas de desfragmentação de

arquivos (

Speed Disk, Compress, Defrag

); utilitários antivírus

(

Norton, McAfee

); compactadores de arquivos ou discos

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Arqutitetura SO – Monolítica

O sistema operacional é escrito como um conjunto de procedimentos, sendo que cada um pode chamar um dos demais sempre que é

necessário.

• Construção

– Compila-se todos os procedimentos com o objetivo de criar os módulos-objeto.

– Juntam-se todos os módulos-objeto usando o linker,

criando-se um único programa executável chamado kernel.

• Prós Contras

– Desempenho - Manutenção

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Arqutitetura Cliente Servidor

Prós

– Maior proteção do núcleo: todos os processos são executados em modo usuário;

– Alta disponibilidade: se um servidor falhar, o sistema não ficará altamente comprometido;

– Maior eficiência: a comunicação entre serviços poderá ser realizada entre vários processadores ou até mesmo várias máquinas distribuídas;

– Melhor confiabilidade e escalabilidade;

Contras

– Grande complexidade para sua implementação

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Arquitetura Cliente Servidor

É fruto do resultado da tendência de um núcleo de S.O. se tornar o menor possível;

• Os serviços são disponibilizados em processos;

• Cada processo é responsável em gerenciar um conjunto específico de

funções como gerência de memória, gerência de arquivos, gerência de processos etc.;

• Dois tipos: processo cliente e processo servidor;

• A principal função do núcleo é gerenciar a comunicação entre esses

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Classificação dos SO, de acordo com:

Gerenciamento da execução de processos:

Lote / Batch;

Tempo-Compartilhado / Time-Sharing;

Tempo-Real / Real-Time.

Número de usuários por estação:

Monousuário;

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Lote / Batch

Os sistemas batch foram os primeiros tipos de sistemas operacionais multiprogramáveis a serem implementados na década de 1960. Os

programas, também chamados de jobs, eram submetidos para execução através de cartões perfurados e armazenados em disco ou fita, onde aguardavam para ser processados.

Os jobs não possuem interação com o usuário (Ex.: primórdios – compiladores, linkedições, backups).

Início: passagem entre jobs – manual

Evolução: Sequenciamento automático de jobs, transferindo o controle de

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1401 7094 1401

Leitora de cartões Unidade de Fita Entrada da Fita Sistema de Fitas Saída de Fita Impressora

Um sistema “batch” antigo. ( a ) Programadores levam cartões ao 1401.

( b ) 1401 lê batch de jobs em fita. ( c ) A operadora acopla fita de

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Tempo-Compartilhado /

Time-Sharing

Noção da fatia de tempo (quantum / time-slice);

Sistemas conhecidos como on-line: baixo tempo de resposta;

Processamento baseado em cooperação / preempção;

Tempo de resposta depende da carga do sistema;

de seu programa;

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Tempo-Real /

Real-Time

.

Sistemas customizados para aplicações específicas;

Processamento baseado em prioridades;

Tempo de resposta independe da carga do sistema;

Quanto a construção, são bem semelhantes aos sistemas de tempo compartilhado. Porém, os objetivos e exigências são diferentes;

Em geram, atendem (monitoram) processos externos que requerem tempos de resposta dentro de limites rígidos. Ex.: experimentos científicos, tratamento de imagens médicas, controle de processos, etc;

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Sistemas Monotarefa / Monoprogram

á

vel

Único processo aloca todos os recursos disponíveis

Execução serial das aplicações

Sub-utilização de recursos (ex: processador);

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•

Multi-programação

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Sistema Multitarefa / Multiprogram

á

veis

Vários processos compartilhando os recursos existentes;

Execução CONCORRENTE dos processos;

Preocupação com problemas de segurança e

sincronismo na execução dos processos;

Sistemas mais complexos:

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Software básico:

Programa Compilador objeto Ligador executável

biblotecas

objeto objeto

Carregador