Introdução aos Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados

Introdução aos Sistemas
Gerenciadores de Banco de
Dados
Profa. Sandra de Amo
O que é um SGBD ?
Um SGBD (Sistema Gerenciador de
Banco de Dados) é um software
projetado para armazenar e manipular
de forma eficiente grandes quantidades
de dados (banco de dados)
Sistemas de Arquivos
versus SGBDs
• Gerenciamento de grandes quantidades de dados –
passagem da memória principal para a memória
secundária (ex. buffering, acesso orientado à pagina,
etc)
• Códigos especiais para diferentes consultas.
• Deve impedir que os dados fiquem inconsistentes
quando manipulados por diversos usuários
concorrentemente.
• Deve fornecer mecanismos de recuperação dos dados
após uma falha
• Deve fornecer mecanismos de segurança e controle de
acesso aos dados.
Por que utilizar um SGBD ?
• Independência dos dados e acesso
eficiente.
• Redução do tempo de desenvolvimento
de aplicativos.
• Integridade e Segurança dos dados.
• Administração uniforme dos dados.
• Acesso concorrente aos dados,
recuperação de falhas.
Por que estudar
Banco de Dados ??
?
• Programação versus Gerenciamento da Informação
• Banco de dados estão crescendo em diversidade e
volume
– Bibliotecas digitais, vídeos interativos, projeto
genoma,...
• SGBDs envolvem pesquisas de diferentes áreas da
Ciência da Computação
– Sistemas Operacionais, Linguagens, Teoria da
Computação, Lógica, Inteligência Artificial, Multimídia.
Quem utiliza e se beneficia
dos SGBDs ?
• Usuários finais e vendedores de SGBDs
• Programadores de aplicativos
– Ex: smart webmasters
• Administradores de Banco de Dados
(DBA)
– Projetos lógicos /Esquemas Fisicos
– Manipula questões de segurança e autorizações
– Recuperação de Falhas
– Database Tuning (sintonia) conforme a necessidade
DBAs devem entender muito bem como um SGBD funciona
internamente !!
As disciplinas de
Banco de Dados no BCC
•
•
•
GBD 1
– Conceitos teóricos subjacentes a um SGBD (Sistema
Gerenciador de Banco de Dados)
– Técnicas de Modelagem de dados
– Manipulação de dados - Linguagem SQL
SBD
– Aprender a utilizar um SGBD particular (PostGres) –
programação SQL em laboratório.
GBD 2
– Como SQL é implementado - algoritmos para os operadores
de SQL
– Como os dados são armazenados em disco – estruturas de
indice que agilizam as buscas em disco.
Perspectiva Histórica dos SGBDs
Relacionais
• Inicio dos anos 60: O primeiro SGBD –
Integrated Data Store
– Projetista : Charles Bachman
– General Electric
– Modelo de dados em rede (Network Data
Model)
– Charles Bachman – Primeiro ganhador da
Medalha Turing (equivalente ao Prêmio
Nobel) em 1973.
Perspectiva Histórica dos SGBDs
Relacionais
• Final dos anos 60:
– Information Management Systems (IMS)
• Desenvolvido na IBM – usado até hoje
• Modelo de dados hierárquico
– Sistema SABRE – para reservas de passagens
aéreas
• American Airlines e IBM
• Já permite acesso concorrente aos dados
através de uma rede de computadores
• Usado até hoje em alguns Serviços Web –
Travelocity
Perspectiva Histórica dos SGBDs
Relacionais
• 1970 : Um marco histórico – Criação do
Modelo Relacional
– Edgar Codd – IBM’s San Jose Research
Laboratory
– Modelo Relacional de Dados
– 1981: Codd recebe a Medalha Turing
Perspectiva Histórica dos SGBDs
Relacionais
• Anos 80
– Consolidação do Modelo Relacional como
paradigma dos SGBDs
– SQL (parte do Sistema R Project da IBM) torna-se a
linguagem padrão de consultas
– Execução concorrente de programas:
Transações
• SGBDs incorporam módulo de Controle de
Concorrência
• James Gray, pesquisador da IBM e Microsoft
Research ganha Medalha Turing em 1999
Perspectiva Histórica dos SGBDs
Relacionais
• Final dos anos 80 e anos 90:
– Pesquisas na criação de novos e mais poderosos
modelos de dados
•
Armazenagem e manipulação de imagens e textos
– Linguagens de consultas mais poderosas
•
Consultas complexas
– Data Warehouses – grandes repositórios de dados
originados de diferentes banco de dados locais
•
Linguagem de consultas OLAP para análise de dados em
Data Warehouses
Perspectiva Histórica dos SGBDs
Relacionais
•
A era da Internet: primeira geração
–
•
Primeira geração dos sites web: dados armazenados nos
sistemas de arquivos dos sistemas operacionais
A era da Internet: atualmente
–
–
–
–
SGBDs são utilizados para manipular e armazenar dados na
Web
SGBDs são manipulados através do browser
Consultas são geradas através de formulários web
Respostas são formatadas usando HTML
Banco de Dados na era da
Internet

Banco de dados multimídia, videos interativos,
dados em fluxo, bibliotecas digitais, dados de
projetos científicos (projeto genoma),
ferramentas de auxilio à tomada de decisão
(Data Mining)
Níveis de Abstração
• Muitas Visões, um único
esquema conceitual (lógico)
e um único esquema físico.
– Visões descrevem como os
usuários vêem os dados.
– Esquema conceitual define
a estrutura lógica dos
dados.
– Esquema fisico descreve os
arquivos e os indices
utilizados nas buscas.
Visão 1
Visão 2
Visão 3
Esquema Conceitual
Esquema Fisico
* Esquemas são definidos utilizando DDL (Data Definition Language);
* Dados são modificados e consultados usando DML (Data Manipulation Language).
ARQUITETURA GERAL
DE UM SGBD
Sistemas de Banco de Dados
• Sistemas de Gerenciamento de Banco de
Dados (SGBD)
– Relacionais (SGBDR) – puramente relacionais,
sem suporte para dados complexos.
– Orientados a Objetos (nativos) – puramente
orientado a objetos (O2)
– Semi-estruturados nativos (XML nativo)
– Objeto-Relacionais (SGBDOR): a maioria das
novas versões dos SGBDs comerciais atuais- têm
suporte a dados semi-estruturados (XML)