Aula05 FBD

(1)

Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de

Sistemas

Fundamentos de Banco de Dados

Aula 05

(2)

Características – SGBD

❖

Backups

❖

Subsistema para

recuperar falhas

de hardware e

software.

❖

Garantia de

voltar ao estado que estava antes

da execução da transação.

Prof. Dra. Luciana M. Vieira Pöttker - Fundamentos de Banco de Dados

(3)

Características – SGBD

❖

Controle de

Redundâncias

❖

Informações podem ser armazenadas em um

único lugar.

❖

Redundância:

❖

Dados duplicados (Dificuldade de atualização,

maior espaço de armazenamento, inconsistência)

(4)

Características – SGBD

❖

Indexação

❖

Estrutura de dados responsável por

aumentar

a

velocidade de

recuperação

de dados;

❖

Estrutura de Dados Árvore;

❖

Estrutura de Dados Hash;

❖

Buffering

❖

Parte dos dados temporariamente na memória

principal.

(5)

Exercícios

※

1) Avalie as sentenças a seguir e verifique se elas são verdadeiras ou

falsas.

※

( ) Um SGBD deve gerenciar o acesso múltiplo aos dados de uma tabela sem

ocasionar perda da integridade dessas informações.

※

( ) Nas organizações, o emprego de sistemas gerenciadores de banco de

dados promove a segurança e a consistência dos dados, favorecendo a

redundância e garantindo a integridade dos dados.

※

( ) Transação é uma unidade atômica de processamento no banco de dados e

tem a seguinte característica: ou estará terminada totalmente ou não foi

realizada de forma alguma.

※

( ) Os níveis interno, externo e conceitual da arquitetura de um banco de

dados são responsáveis, respectivamente, por gerenciar o modo como os

dados serão armazenados fisicamente, por gerenciar o modo como os dados

serão vistos pelos usuários e por representar todo o conteúdo de informações

do banco de dados.

※

( ) Os dados armazenados em um SGBD são acessados por um único

usuário de cada vez, sendo impedido o acesso concorrente aos dados.

(6)

Exercícios

2) Alguns sistemas gerenciadores de bancos de dados relacionais

possuem um módulo de otimização de consultas que visa. Selecione a

alternativa correta:

(A) criptografar as senhas de todos os usuários do banco de dados.

(B) duplicar todos os atributos que sejam chave primária de suas

tabelas.

(C) excluir os registros que possuam valores nulos em seus atributos.

(D) melhorar o desempenho das consultas submetidas ao

gerenciador.

(E) reduzir o número de registros resultante da consulta efetuada.

(7)

Características – SGBD

※

Propriedades

A

CID

※

Atomicidade

※

Capacidade de uma transação ter todas

as suas operações executadas ou

nenhuma delas.

※

Operações do tipo "

tudo ou nada

";

※

Oferecida pelo banco de dados:

※

Desfaz atualizações automaticamente

após falhas;

※

Commit-

Rollback

(8)

Características – SGBD

※

Propriedades A

C

ID

※

Consistência

※

Indica que a base de dados está consistente no

início da transação e ao seu final, porém durante

a transação certas regras podem ser quebradas.

※

Os dados sempre estarão consistentes, de acordo

com a lógica do sistema;

※

Exemplo:

※

Um pagamento de conta não pode ser

efetivado se o processo que debita o valor da

conta corrente do usuário não for efetivado

antes, nem vice-versa.

(9)

Características – SGBD

※

Propriedades AC

I

D

※

Isolamento

※

Capacidade das operações de uma transação

não serem vistas pelas outras transações até que

esta esteja encerrada.

※

Operações em dados compartilhados são

isoladas;

※

Desafio:

segurança

X concorrência;

(10)

Características – SGBD

※

Propriedades ACI

D

※

Durabilidade

※

Indica que depois de uma transação ser executada

com sucesso, as alterações efetuadas

persistam

e não

sejam desfeitas.

※

Falhas catastróficas são recuperáveis;

※

_{Se um banco de dados quebrar, este é capaz de}

recuperar seu estado anterior automaticamente após a

reinicialização;

※

Exemplo:

※

Todos os dados e status relativos a uma transação

devem ser armazenados num repositório

permanente, não sendo passíveis de falha por uma

falha de hardware.

(11)

Características – SGBD

(12)

Características – SGBD

※

Nível de abstração mais alto

(considerada a

visão do grupo de usuários). Apoio a

múltiplas visões de dados (nível

externo

)

※

Nível de abstração intermediário

, descreve

quais dados estão armazenados e que

relação existe entre eles (nível

conceitual

)

※

Nível de abstração mais baixo

, visão do

responsável pela manutenção e

desenvolvimento do SGBD. Neste nível existe

a preocupação de como os dados serão

armazenados (nível

interno

)

Arquitetura

“Three-schema”

(13)

Características – SGBD -

Arquitetura – “Three-schema”

(14)

Exercícios

3) Um Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) permite criar e

manipular o banco de dados. Entre as alternativas abaixo, qual está

INCORRETA sobre o SGBD?

(A) Garantem restrições de integridade.

(B) Tem suporte a controle de concorrência.

(C) A abstração é suportada para os níveis de visão do usuário e

conceitual, sendo o nível físico negligenciado e de responsabilidade

somente do sistema operacional.

(D) Permite controle de acesso.

(E) Otimiza as consultas por métodos de acessos eficientes.

(15)

15

Exercício

4) Propriedade das transações de banco de

dados, imposta pelo subsistema de controle de

concorrência, na qual a execução de uma

transação não deve ser interferida por quaisquer

outras transações que acontecem

simultaneamente, é denominada:

(A) Atomicidade.

(B) Consistência.

(C) Isolamento.

(D) Durabilidade.

(16)

16

Exercício

5) Há 4 propriedades básicas que uma transação

de um banco de dados relacional deve respeitar.

Assinale a alternativa que contém duas dessas

propriedades.

(A) Atomicidade e isolamento.

(B) Consistência e normalização.

(C) Durabilidade e paralelismo.

(D) Normalização e atomicidade.

(E) Paralelismo e isolamento.

(17)

17

Exercício

6) Uma falha não pode deixar o banco de dados

em um estado no qual uma transação tenha sido

parcialmente executada. Qual é a propriedade

que garante que todos os efeitos de uma

transação se refletirão no banco de dados?

(A) Atomicidade.

(B) Consistência.

(C) Isolamento.

(D) Durabilidade.

(E) Redundância.

(18)

Exercícios

※

7) Um SGBD deve aplicar os conceitos ACID

(Atomicidade;Consistência;Isolamento;Durabilidade) na gestão das transações.

Examine as seguintes assertivas.

I-Exclusividade na execução da transação.

II-Sem problemas de integridade.

III-Em uma transação ou se faz tudo ou nada.

IV-Permanência da gravação no banco.

São características das propriedades Consistência e Atomicidade:

(A) I e II.

(B) II e III.

(C) III e IV.

(D) I e IV

(E) I e III.

(19)

Camadas Funcionais de um SGBD

(20)

Projeto de Banco de Dados

(21)

Classificação dos SGBDs

❖

Quanto ao número de usuários suportados:

❖

Mono-usuários

❖

Multi-usuários

❖

Quanto à localização dos dados:

❖

Centralizados

❖

Distribuídos

(22)

Classificação dos SGBDs

❖

Quanto ao modelo de dados adotado:

❖

Hierárquicos;

❖

De rede;

❖

Relacionais

.

(23)

BD – Hierárquico

❖

Os dados são estruturados em hierarquias

(árvores)

❖

Os nós das hierarquias contêm ocorrências de

registros, onde cada registro é uma coleção de

campos (atributos), cada um contendo apenas

uma informação.

❖

O registro da hierarquia que precede a outros é

o registro-pai, os outros são chamados de

registros-filhos.

(24)

Exemplo de um BD Hierárquico

(25)

BD – Rede

❖

O modelo em redes surgiu como uma extensão

ao modelo hierárquico;

❖

Elimina o conceito de hierarquia;

❖

Permite que um mesmo registro esteja envolvido

em várias associações;

❖

No modelo em rede:

❖

Os registros são organizados em grafos onde

aparece um único tipo de associação (set) que

define uma relação 1:M entre o proprietário e

membro

(26)

Exemplo de um BD de Rede

(27)

BD – Relacional

❖

O modelo relacional

❖

Tem por base a teoria dos conjuntos e álgebra

relacional;

❖

Revelou-se ser o mais flexível e adequado ao

solucionar os vários problemas que se colocam no

nível da concepção e implementação da base de

dados.

(28)

BD – Relacional

❖

A estrutura fundamental do modelo relacional é

a relação (

entre tabelas

).

❖

Uma relação é constituída por um ou mais

atributos

(

campos

) que traduzem o tipo de dados

a armazenar;

❖

Cada instância do esquema (

linha

) é chamada

de

tupla

(

registro

).

(29)

Exemplo de um BD Relacional

(30)

Modelos de dados adotado

30 Hierárquico

(31)

Campos, registros e arquivos

armazenados

31 Banco de dados armazenados

Arquivo armazenado de “produtos”

1 Caneta 100

2 Lápis

150 Duas ocorrências

do tipo de registro

armazenado

“produtos”

Ocorrências de campos armazenados

(32)

32

Exercícios

8) No modelo de banco de dados hierárquicos

seus registros são organizados como uma coleção

de:

(A) listas.

(B) filas.

(C) tabelas.

(D) registros duplamente encadeados.

(E) árvores.

(33)

33

Exercícios

9) O entendimento dos modelos de banco de dados é

fundamental para compreender as vantagens e desvantagens

em aspectos de estrutura e manipulação dos dados. Um destes

modelos utiliza tabelas bidimensionais para o armazenamento

dos dados e a maneira como os dados são armazenados

influencia na facilidade de acesso às informações, existindo

técnicas de normalização para aperfeiçoar a organização.

Trata-se do modelo:

(A) hierárquico.

(B) em rede.

(C) relacional.

(D) distribuído.

(34)

34

Exercícios

10) Qual modelo de banco de dados representa todos seus

dados em tabelas simples, mas permite que as informações

possam ser combinadas e recuperadas facilmente?

(A) Hierárquico.

(B) Orientado a objetos.

(C) Rede.

(D) Relacional.

(E) Vetorial.

(35)

Modelagem de Dados

❖

Existem modelos para diferentes níveis de

abstração de representação de dados:

❖

Modelos conceituais;

❖

Modelos lógicos;

❖

Modelos físicos;

❖

Organização dos arquivos de dados em disco;

❖

Não são manipulados por usuários ou aplicações

que acessam o BD;

❖

Decisões de implementação de cada SGBD.

(36)

Modelagem de Dados

❖

Modelos de Dados

Conceituais

❖

Representação com alto nível de abstração

❖

Modela de forma mais natural os fatos do mundo

real, suas propriedades e seus relacionamentos;

❖

Independente de BD;

❖

Preocupação com a semântica da aplicação;

❖

Exemplo:

❖

Diagrama entidade-relacionamento.

(37)

Modelagem de Dados

❖

Modelos de Dados

Lógicos

❖

Representa os dados em alguma estrutura

(lógica) de armazenamento de dados;

❖

Também chamados de modelos de BD;

❖

Dependente de BD;

❖

Exemplos:

❖

Modelo relacional (tabelas);

❖

Modelos hierárquicos;

(38)

Modelagem de Dados

❖

Modelos de Dados

Lógicos

❖

Apoiam:

❖

A especificação dos dados do modelo (DDL);

❖

Dados, seus domínios e restrições

❖

A manipulação dos dados (

DML

).

(39)

Modelagem de Dados

❖

Modelos de BD (

Físico

)

❖

Indexação e estrutura de arquivos;

❖

Transações e controle de concorrência;

❖

Otimização;

❖

Recuperação em casos de falhas;

❖

Mecanismos de proteção (segurança);

❖

Partição e agrupamento de dados.

(40)

Modelo de dados

❖

Diagrama Entidade-Relacionamento (DER)

❖

É um modelo conceitual e deve estar o mais

próximo possível da visão que o usuário tem dos

dados

❖

Objetivo:

❖

Descrever quais dados devem ser armazenados pela

aplicação e como esses dados se relacionam

(41)

Modelo de dados

❖

Diagrama Entidade-Relacionamento (DER)

❖

Exemplo: suponha que uma escola precise

armazenar informações sobre seus alunos,

professores e disciplinas.

41 Professor

Disciplina

Aluno

leciona

estuda

(42)

Modelos de Dados

❖

Blocos básicos de construção de modelos de

dados

❖

Entidade

– representa um conjunto de objetos do

mesmo tipo no mundo real;

❖

Algo (pessoa, local, objeto, evento) sobre o qual

são coletados e armazenados dados;

❖

É representada graficamente por um retângulo

❖

Exemplo: Alunos, Cidades

(43)

Modelo de Dados

❖

Blocos básicos de construção de modelos de

dados

❖

Entidade

❖

Exemplos

❖

Sistema Bancário

❖

Cliente

❖

Conta Corrente

❖

Conta Poupança

❖

Agência

❖

...

❖

Sistema de Controle de Estoque

❖

Produto

❖

Funcionário

❖

Departamento

❖

Fornecedor

❖

...

(44)

Modelos de Dados

❖

Blocos básicos de construção de modelos de

dados

❖

Atributo

❖

É conjunto de propriedades que caracterizam uma

entidade;

❖

Exemplo:

❖

Alunos (ID_aluno, nome, ...)

❖

Cidades (ID_cidade, nome, UF)

(45)

Modelo de Dados

45 Alunos

ID_Aluno

Cidades

Nome

ID_Cid

Nome

UF

RG

CPF

ID_Cid

Atributo chave

(46)

Modelo de Dados

46 Alunos

Cidades

_UF

ID_Cid

Nome

ID_Aluno

CPF

RG

Nome

ID_Cid

Atributo chave

(47)

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