Aula 02 - BD - Introdução a Banco de Dados - Derig

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Derig Almeida Vidal, MSc

Mestre em Computação Aplicada, Engenheiro de Produção e Tecnólogo em Automática

Prof. Derig Almeida Vidal, MSc

BANCO DE DADOS

• Banco de Dados: É um conjunto de dados que contem informações de uma empresa, de uma pessoa, etc. em particular.

• Os sistemas de banco de dados são projetados para gerir grandes volumes de informação, definindo a estrutura de armazenamento e os mecanismos de manipulação dessas

informações.

P R O F . D E R I G A L M E I D A V I D A L C E F E T C E – U N E D -C A R I R I

CONJUNTO DE DADOS

• Ele deve garantir a segurança das informações armazenadas contra eventuais problemas com o sistema e impedir tentativas de acesso não autorizadas.

• Deve, também, evitar a ocorrência resultados anômalos.

SISTEMA GERENCIADOR DE BANCO DE DADOS (SGBD)

“É um software que incorpora as funções de definição, de recuperação e alteração de

dados em um banco de dados (BD)”. • O seu principal objetivo é proporcionar um

ambiente tanto conveniente quanto eficiente para a recuperação e armazenamento das informações do BD.

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SISTEMAS DE ARQUIVO PERMANENTE • Por exemplo, consideremos o caso de um

sistema de um banco de investimentos. • O mesmo é responsável por manter todas as

informações de seus clientes e de suas contas. Uma forma de se guardar esses dados no computador é armazená-los em sistemas de arquivo permanente.

• Para permitir aos usuários a utilização dessas informações, é necessário a utilização de softwares para tratar esses arquivos.

SISTEMAS DE ARQUIVO PERMANENTE • Como, por exemplo:

Um programa para cadastrar os clientes; Outro para lançar os débitos e créditos; Outro para checar os saldos;

Outro para transferências; E por aí vai...

SISTEMAS DE ARQUIVO PERMANENTE

• Esses softwares foram desenvolvidos para atender as necessidades do banco, mas com o passar do tempo são necessárias mais informações e com isso mais arquivos permanentes são acrescidos e mais

programas também são acrescidos para tratar essas novas informações.

OBJETIVOS DE UM BANCO DE DADOS • Com isso registros permanentes são

armazenados em vários arquivos e diversos programas são acrescidos para extrair e gravar registros nos arquivos apropriados.

• Antes do advento do SGDB, as organizações utilizavam estes sistemas para armazenar as suas informações.

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SISTEMAS DE ARQUIVO PERMANENTE • Obter informações organizacionais em

sistemas de processamento de arquivos possui diversas desvantagens, dentre elas:

Inconsistência e Redundância de Dados; Dificuldade de acesso aos dados;

Isolamento dos Dados; Problemas de Integridade; Problemas de Atomicidade;

Anomalias no Acesso Concorrente; Problemas de Segurança;

VISÕES DOS DADOS • Abstração de Dados

Nível Físico: É o nível de abstração mais baixo

onde são descritos os detalhes das estruturas de dados complexas.

Nível Lógico: O banco de dados completo é

representado em um conjunto pequeno de estruturas relativamente simples. Os

administradores de banco de dados trabalham nesse nível.

Nível de Visão: É o nível mais alto de abstração.

O sistema pode fornecer diversas visões de um mesmo banco de dados.

VISÕES DOS DADOS

Visão 1 Visão 2 _... Visão n

Nível de Visão

Nível Lógico

Nível Físico

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INSTÂNCIAS E ESQUEMAS

• Um banco de dados muda ao longo do tempo por meio das informações que nele são inseridas ou excluídas.

• As instancias são o conjunto de informações contidas em determinado banco de dados. • O esquema é o projeto geral do banco de

dados. Os esquemas são alterados com pouca freqüência.

INDEPENDÊNCIA DE DADOS

• É a capacidade de se modificar a definição de esquemas em um determinado nível sem afetar o esquema do nível superior. Existem dois níveis:

Independência de dados física: Pode-se modificar

o esquema físico não necessitando alterar qualquer programa de aplicação. Necessárias ocasionalmente para aprimorar o desempenho.

Independência de dados lógica: Pode-se modificar

o esquema lógico não necessitando alterar qualquer programa de aplicação. Necessárias sempre que uma estrutura lógica do banco de dados é alterada.

MODELO DE DADOS

• É um conjunto de ferramentas conceituais usadas para a descrição de dados,

relacionamentos entre dados, semântica de dados e regras de consistência.

• Podem ser classificados em 3 grupos:

Modelos Lógicos com base em objetos; Modelos lógicos com base em registros; Modelos físicos.

MODELOS LÓGICOS COM BASE EM OBJETOS • São usados na descrição de dados no nível

lógico e de visões.

• Dispõem de recursos de estruturação bem mais flexíveis e viabiliza a especificação explicita das restrições dos dados.

• Alguns modelos amplamente conhecidos são:

Modelo Entidade-Relaciomento;

Modelo Orientado a Objeto; Modelo Semântico de Dados; Modelo Funcional de Dados.

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MODELO ORIENTADO A OBJETOS

• Também tem por base um conjunto de objetos. • Os objetos tem valores armazenados em

variáveis de instancias dentro do objeto. • Estes objetos também possuem um conjunto

de códigos que operam esse objeto (os métodos).

MODELO ORIENTADO A OBJETOS

• Os objetos com os mesmos tipos de valores e métodos são agrupados em classes. Ou seja, as classes podem ser vistas como tipos de objetos.

• A única forma de um objeto ter acesso aos dados de um outro objeto é por meio dos métodos desse outro objeto, através do envio de mensagens.

MODELO ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R) • Tem por base a percepção do mundo real

como um conjunto de objetos básicos,

chamados entidades e do relacionamento entre eles.

• Uma entidade é uma “coisa” ou um “objeto” do mundo real que pode ser identificado por outros objetos. Ex: Pessoa, conta, etc. • As entidades são descritas em um banco de

dados por meio de seus atributos. Ex: Nome, idade, número da conta, etc.

MODELO ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R) • Um relacionamento é uma associação entre

entidades. Ex: Depositante (Cliente e Conta); Participante (Pessoa e Grupo); Etc.

• Além das entidades e dos relacionamentos ele também representa certas regras as quais o banco de dados precisa respeitar. Uma importante é o mapeamento das cardinalidades.

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MODELO ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R) • Toda a estrutura lógica do banco de dados pode ser expressa graficamente através do diagrama E-R.

• Os construtores dos componentes são: Retângulos: que representam os conjuntos de

entidades.

Elipses: que representam os atributos.

Losangos: que representam os relacionamentos

entre os conjuntos de entidades.

Linhas: que unem os atributos aos conjuntos de

entidades e o conjunto de entidades aos seus relacionamentos.

MODELO ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R)

P R O F . D E R I G A L M E I D A V I D A L C E F E T C E – U N E D -C A R I R I Nome do Cliente Cidade-Cliente Número-Cliente Endereço-Cliente Cliente Conta Número-Conta Saldo Depositante

LINGUAGENS DE BANCO DE DADOS

• Um sistema de banco de dados proporciona dois tipos de linguagens:

Uma específica para os esquemas do BD; Outra para expressar consultas e atualizações.

LINGUAGENS DE DEFINIÇÃO DE DADOS

• Faz uso de uma linguagem especial chamada linguagem de definição de dados (data-definition language - DDL).

• O resultado da compilação dos parâmetros DDLs é armazenado em um conjunto de tabelas que constituem um arquivo especial chamado dicionário de dados ou diretório de dados (é um arquivo de metadados – dados sobre dados).

• O dicionário de dados é consultado antes que o dado real seja modificado.

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LINGUAGEM DE MANIPULAÇÃO DOS DADOS • Podemos entender por manipulação de dados:

A recuperação das informações

armazenadas no banco de dados.

Inserção de novas informações no banco

de dados.

A remoção de informações do banco de

dados.

A modificação das informações do banco

de dados.

LINGUAGEM DE MANIPULAÇÃO DOS DADOS • A Linguagem de Manipulação dos Dados

(DML) viabiliza o acesso e a manipulação dos dados.

• A solicitação para recuperação de informações é conhecida como consulta, a parte da DML responsável por isso é chamada de linguagem de consulta (query language) .

• É comum o uso do termo linguagem de consulta como sinônimo de linguagem de manipulação dos dados, embora tecnicamente incorreto.

O ADMINISTRADOR DO BANCO DE DADOS • Uma das principais razões que motivam o uso

dos SGDBs é o controle centralizado dos dados e dos programas de acesso a esses dados.

• A pessoa que centraliza esse controle é o administrador de dados (DBA). Dentre suas funções destacamos:

Definição do Esquema;

Definição da Estrutura de Dados e Método de Acesso; Esquema e Modificações na Organização Física; Fornecer Autorização de Acesso ao Sistema; Especificação de Regras de Integridade.

USUÁRIOS DE BANCO DE DADOS • Usuários Navegantes

Inserem os dados no banco de dados através de

programas já escritos.

• Programadores de Aplicações

Desenvolvem as aplicações que acessão o banco de

dados

• Usuários Sofisticados

Interagem com o sistema diretamente através de

linguagens de consultas. • Usuários Especialistas

Trabalham com os esquemas dos bancos de dados.

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FIXAÇÃO – FORMAR 5 EQUIPES

1. Quais são as quatro principais diferenças entre um sistema de processamento de arquivos e um SGDB?

2. Cite duas desvantagens dos SGDB em relação aos sistema de processamento de arquivos.

3. Explique a diferença entre independência de dados lógica e física.

4. Quais as principais funções do administrador de banco de dados?

FIXAÇÃO - FORMAR 5 EQUIPES 1. Defina:

a) Inconsistência e Redundância de Dados; b) Isolamento de Dados;

c) Integridade; d) Atomicidade;

SEMINÁRIO 01 – EQUIPE

• Resumo em PPT das características, versões, vantagens, desvantagens, etc:

Postgree SQL MySQL Oracle Interbase SQLServer

• Apresentação com no máximo 10 minutos cada equipe.

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FONTES BIBLIOGRÁFICAS

• SILBERSCHATZ, Abraham; KORTH, Henry F.; SUDARSHAN, S. Sistema de Banco de Dados. 3. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 1999. • HEUSER, Carlos Alberto. Projeto de Banco de

Dados. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, 2004.

• SILBERSCHATZ, Abraham; KORTH, Henry F.; SUDARSHAN, S. Fundamentos de Bases de

Datos. 4.ed. Madri: McGraw-Hill, 2002.