SGBD - Orivaldo Santana jr

Sistemas Gerenciadores de
Bancos de Dados
Orivaldo V. Santana Jr
A partir de slides elaborados por Ivan G. Costa Filho
Fernando Fonseca & Robson Fidalgo
Graduação
1
Sistemas de Arquivos
Sistemas de arquivos
Principal característica é a replicação e isolamento de
dados (ilhas de informações)
Aplicações eram escritas para um determinado arquivo
Para cada nova aplicação criava-se um novo arquivo
(redundância descontrolada)
Arquivos possuíam formatos diferentes
Sexo = M ou F e Sexo = 0 ou 1
Nome CHAR (50) e Nome CHAR (40)
2
Sistemas de Gerenciamento
de Banco de Dados (SGBD)
Consistem em uma coleção de dados interrelacionados e em um conjunto de programas
para acessá-los
Contém informações
sobre um empreendimento particular
Coleção de Dados
Banco de Dados
Graduação
3
Banco de Dados
Coleção de dados inter-relacionados
Conjunto de dados estruturados que são
confiáveis, coerentes e compartilhados por
usuários que têm necessidade de informações
diferentes
Graduação
4
Estrutura de um BD
Instância => Os dados
Coleção de dados armazenados no Banco de Dados
em um determinado instante
Esquema => Estrutura dos dados
É o projeto geral do BD
DEPARTAMENTO
COD
NOME
1
2
Informática
Matemática
Graduação
GERENTE
José
João
Esquema
Instâncias
5
SGBD
Conjunto de Programas
Descrever
Armazenar
Restringir o Acesso
Tratar
Manipular
Consultar
Graduação
6
SGBD
Objetivo dos SGBD
Prover um ambiente que seja conveniente e
eficiente
para
recuperar
e
armazenar
informações de Bancos de Dados
Eliminar ou Reduzir
Redundância e inconsistência de dados
Dificuldade no acesso aos dados
(consultas)
Graduação
7
SGBD
Eliminar ou reduzir (Cont.)
Anomalias de acesso concorrente
Problemas de segurança
Abstração de dados
Simplifica a interação do usuário com o
Sistema
Modelo
Modelo de
de Dados
Dados
Graduação
8
Vantagens do uso de SGBDs
Controle de redundância
Controle de acesso
Processamento eficiente de consultas
Backup e restauração
Relações complexas entre dados
Restrições de integridade
http://www.misa.com.vn/Uploads/Images/Metal_Money_Box_Safe_Bank.jpg
Graduação
9
Modelo de Dados
• Coleção de ferramentas conceituais para
descrição de dados, seus relacionamentos, sua
semântica e restrições de consistência
Conceituais
Especialista no domínio, usuário “padrão”
Lógico
Projetista do BD, usuário especialista
Físicos
Desenvolvedor do SGBD
Graduação
10
SGBD
Modelos Conceituais
Entidades, Atributos e Relacionamentos
Entidades: Funcionário, Estudante
Atributos: Nome, CPF
Relacionamentos: DisciplinasCursadas
Não são implementados em SGBD
Entidade-Relacionamento (E-R)
UML
Graduação
11
SGBD
Modelos lógicos
São implementados em SGBD
Baseados em registros
Hierárquico
Em Rede
Relacional
Baseados em objetos
Graduação
12
Linguagens para SGBDs
Linguagem de definição de dados
Especifica o esquema do BD
Linguagem de manipulação de dados
Manipulação dos dados organizados pelo
modelo de dados
Graduação
13
Linguagens para SGBDs
Linguagem de consulta
Porção da linguagem de manipulação que
envolve o resgate de informações
Ex. select * from alunos where nota = 10
Linguagem de 4a geração: combina estruturas
de controle de linguagens de programação com
estruturas para manipulação de elementos de
um Banco de Dados
Graduação
14
Interfaces para Bancos de Dados
Graduação
15
Independência de Dados
Habilidade de modificar a definição de um
esquema em um nível sem afetar a definição do
esquema em um nível mais alto (programa
aplicativo)
Independência física de dados
Independência lógica de dados
Ex. Adição do RG do aluno ao modelo conceitual
Graduação
16
Arquitetura dos SGBD
Usuários
Interfaces
dos Aplic.
Prog. de Aplicações
Especialistas
Programa
de Aplic.
Consultas
Pré-Compilador
ABD
Esquema
de BD
Processador
de Consulta
Compilador
Sistema Gerenciador de BD
Gerenciador
de BD
Gerenciador
de Arquivos
Disco de Armazenamento
Graduação
Arquivos
de dados
Dicionário
de Dados
17
Arquitetura Cliente-Servidor
Rede Local
Clientes
(aplicação que
usa o BD)
SGBD
(processamento
de consultas e
transações)
Graduação
18
Arquitetura Cliente-Servidor na Web
Internet
Servidor WEB
Clientes web
(Safari, Firefox,
IE, etc.)
Rede
Local
SGBD
Graduação
19
Evolução dos SGBD
Sistemas de Arquivos
...
SGBD Hierárquicos
SGBD em Rede
SGBD Orientados
a Objetos
SGBD Objeto-Relacional
Graduação
SGBD
Relacionais
20
Evolução dos SGBD
Sistemas de Arquivos (Inicialmente)
Replicação
Isolamento
Utilização de linguagens de programação
Graduação
21
Evolução dos SGBD
Sis. de
Produção
Sis. de
Vendas
Sis. de
Compras
Arq . de Produção
Arq . de Vendas
Arq . de Compras
Produto
...
Produto
...
...
Sistemas de Arquivos
X
Sis. de
Produção
Produto
Sis. de
Vendas
Sis. de
Compras
Banco de dados
Produto
...
SGBD
22
Evolução dos SGBD
Sistemas baseados no Modelo Hierárquico
Representar hierarquias
Graduação
23
Evolução dos SGBD
Modelo Hierárquico
Departamento
Pai
Hierarquia
Funcionário
Graduação
Filho
24
Evolução dos SGBD
Modelo Hierárquico
Mário Av. S.Carlos
Rui
Silvia Av.D.Pedro
S.P.
Rua XV
1234 55,00
Itu
S.Carlos
7556 3.000,00
1333 600,00
7556 3.000,00
5512 350,00
Graduação
25
Evolução dos SGBD
Sistemas baseados no Modelo em Rede
Reconhece a natureza geral de dados como
não-hierárquica
Construídos a partir de uma modelagem dos
dados
Graduação
26
Evolução dos SGBD
Sistemas baseados no modelo em Rede
Departamento
Funcionário
Graduação
Proprietário
Membro
27
Evolução dos SGBD
Sistemas baseados no modelo em Rede
Mário Av. S.Carlos S.P.
1234 55,00
1333 600,00
Rui Rua XV
S.Carlos
7556 3.000,00
Silvia Av.D.Pedro Itu
5512 350,00
Graduação
28
Evolução dos SGBD
Sistemas Relacionais
Dados representados segundo tabelas
Modelo formal apoiado na teoria dos
conjuntos
Exemplos: ORACLE, MySQL, MS SQL Server
Graduação
29
Evolução dos SGBD
Sistemas Relacionais
COD
NOME
GERENTE
DEPARTAMENTO
Graduação
30
Evolução dos SGBD
Sistemas Relacionais
nome
rua
cidade
nro-conta
Mário
Av. S.Carlos
S.P.
1234
Rui
Rui
Silvia
Silvia
Rua XV
Rua XV
Av.D.Pedro
Av.D.Pedro
S.Carlos
S.Carlos
Itu
Itu
nro-conta saldo
1234
55,00
1333
600,00
5512
350,00
7556
3.000,00
1333
7556
5512
7556
Graduação
31
Evolução dos SGBD
Sistemas Orientados a Objetos
Conceito mais especializado de detalhamento da
realidade (Herança)
Melhor ligação analista X usuário
Dão suporte mais flexível a alterações na
realidade
Possuem maior continuidade em todas as fases
do ciclo de vida do projeto
Eficiência
Forte acomplamento com a LP empregada
Graduação
32
Evolução dos SGBD
SGBD Orientado a Objetos
EX: O2, OBJECTSTORE, IRIS
M2
M1
Cliente
A1,A2,...An
Mn
M1
Troca de
Mensagens
...
Mário, Av. S.Carlos, SP, [1234]
Rui, Rua XV, S.Carlos, [1333, 7556]
Silvia, Av. D. Pedro, Itu, [5512, 7556]
M2
Conta
A1,A2,...An
Mn
...
1234, 55,00
1333, 600,00
5512, 350,00
7556, 3.000,00
33
Evolução dos SGBD
Sistema Objeto-Relacional
Extensão de tipo básico
Objetos complexos
Herança
Graduação
em contexto SQL
34
Evolução dos SGBD
Sistema Objeto-Relacional (Cont.)
Aplicações
Gerenciamento de acervos gráficos e de
vídeo na indústria do entretenimento
Problemas de análise de séries de
tempo no mercado financeiro
Bancos de dados científicos
Sistemas de informações geográficas
Graduação
35
Evolução dos SGBD
Aplicações (Cont.)
Dados
multimídia
freqüentemente
acessados pela WWW
Exemplos
PostgreSQL
ORACLE 8i / 9i/10g/11g
Graduação
36
Evolução dos SGBD
SGBD Relacional-Objeto (ou Objeto-Relacional)
Usa de conceitos OO sobre estruturas relacionais
M1
Cliente
M2
A1,A2,...An
Mn
...
Conceitos
de OO
M1
Conta
M2
A1,A2,...An
Mn
...
37
Evolução dos SGBD
Classificação
Primeira geração (Fim dos anos 60)
Hierárquico
Rede
Segunda geração (Fim dos anos 70)
Relacional
Graduação
38
Evolução dos SGBD
BD Relacional
Características
• Dados bem estruturados
• Tipos de dados simples (Inteiros, Reais,
Caracteres,...)
• Transações simples e curtas
• Acesso através de chaves
Exemplos de aplicações
• Folha de pagamento
• Controle de estoque
• Contas a pagar
Graduação
39
Evolução dos SGBD
Classificação (Cont.)
Terceira geração (A partir do meio da
década de 80)
• Orientação a objetos
• Objeto-relacionais
Graduação
40
Evolução dos SGBD
• Características
– Tipos de dados complexos (Textos, Gráficos,
Imagens, Sons)
– Transações longas
– Controle de versões
– Nível de abstração mais alto
Graduação
41