bancos de dados - Prof. Marcelo West

BANCO
DE DADOS
Prof. Marcelo West
[email protected]
Nov/2015
Objetivos
• Introduzir a tecnologia de Bancos de Dados e
seus principais conceitos
• Apresentar os Sistemas Gerenciadores de
Bancos de Dados e suas características
• Conceituar Banco de Dados, indicando os
seus principais componentes básicos.
• Mostrar a importância e o significado de um
SGBD dentro de um Sistema de Banco de
Dados
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Conceitos Iniciais
Dados X Informação
500
O paraíso fica a 500 km.
A pessoa mais gorda
do mundo pesa 500 kg.
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Dados
Dados: são fatos ou observações sem
tratamento, normalmente sobre fenômenos
físicos ou transações de negócios. Mais
especificamente, os dados são medidas
objetivas dos atributos (características) de
entidades como pessoas, lugares, coisas e
eventos.
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Informações
Informações:
• São dados processados que foram colocados
em um contexto significativo e útil para um
usuário final.
• Os dados são submetidos a um processo de
“valor adicionado” (processamento de dados
ou processamento de informação).
• É o dado trabalhado que permite ao executivo
tomar decisões.
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Os sistemas de informação
manipulam informações
Geram
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Valor dos Dados
• Valor para os objetivos da empresa
• Custo para obtenção e manutenção
• Desvantagens para a organização em não
possuí-los ou não poder obtê-lo
imediatamente
• É preciso organizar e manter os dados de
uma organização tendo em vista sua
utilização por múltiplos usuários
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Conceitos Iniciais
Mini-mundo ou Universo do Discurso
− Uma abstração do mundo real, onde
consideramos apenas as propriedades
dos objetos que nos interessam para fins
de processamento computacional.
− Exemplo: cadastro de clientes: “cpf”,
“nome”, “endereço”, “telefone”, “e-mail”
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O que é um Banco de Dados?
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O que é um Banco de Dados
Definião de [Elmasri & Navathe, 2000]
• Um banco de dados é uma coleção de dados
relacionados, representando algum aspecto do
mundo real (mini-mundo ou universo de
discurso)
• Logicamente coerente, com algum significado
• Projetado, construído e gerado (“povoado”) para
uma aplicação específica
BD
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O que é um Banco de Dados?
Uma coleção compartilhada de dados interrelacionados, projetados para atender as
necessidades dos múltiplos tipos de usuários.
isto é
Uma coleção de dados da qual, múltiplos
usuários com visões diferentes utilizam em suas
aplicações
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O que é um Banco de Dados?
É uma coleção de dados
operacionais armazenados usados
pelas diversas aplicações de uma
organização. (Date, 1985)
Um conjunto de arquivos
relacionados entre si.
(Chu,1983)
É uma coleção de dados
relacionados. (Navathe,
2000)
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Exemplos de Bancos de Dados
• Uma vídeo locadora que armazena os dados
de seus clientes
• Seus dados referentes a uma conta bancária
• Cadastro de alunos do IFNMG
• Possivelmente você já é autor de um mini
banco de dados (Mala direta do Word)
• “Minha mãe vende bolo e ela tem um
caderninho com a lista dos clientes a serem
visitados”
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Exemplos de Bancos de Dados
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Mais conceitos
• SGBD (Sistema Gerenciador de Banco de
Dados)
− Software que auxilia a criação e manutenção dos
dados em um sistema de banco de dados
− Exemplos: MySQL, Firebird, Oracle Database,
PostgreSQL, entre outros.
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Mais conceitos
• Gerenciador de Banco de Dados
− Conjunto de programas (software) para gerenciar
(criando, modificando e usando) um banco de
dados e garantir a integridade e segurança dos
dados
− Exemplos: IBOConsole, IBExpert, MySQL
Workbench, entre outros.
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Mais conceitos
• Sistema de Banco de dados
− É o conjunto formado pelos aplicativos, SGDB e por
todos os dados manipulados por este.
− Algumas vantagens de usar um sistema de BD:
• Rapidez na manipulação e acesso no acesso à informação;
• Redução do esforço humano;
• Disponibilização no tempo necessário;
• Redução de redundância e de inconsistência de
informações;
• Compartilhamento de dados;
• Redução de problemas de integridade.
17
Sistema de Banco de Dados
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Consolidando Conceitos
Responda rápido:
•
•
•
•
Qual diferença entre Dados e Informação?
O que é Banco de Dados?
O que é o SGBD?
O que é um Sistema de Banco de Dados?
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Resposta 01
Qual a diferença entre Dados e Informação?
− Dados: fatos ou informações sem tratamento.
− Informações: dados processados que foram
colocados em um contexto significativo e útil para
um usuário final.
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Respostas 02 e 03
O que é Banco de Dados?
Uma coleção compartilhada de dados interrelacionados, projetados para atender as
necessidades dos múltiplos tipos de usuário
O que é o SGBD?
(Sistema Gerenciador de Banco de Dados) Software
que auxilia a criação e manutenção dos dados em um
sistema de banco de dados
21
Resposta 04
O que é um Sistema de Banco de Dados?
− É o conjunto formado pelos aplicativos, SGDB e
por todos os dados manipulados por este.
− é um sistema de manutenção de registros por
computador envolvendo quatro componentes
principais , sendo eles: dados, hardware,
software e usuários.
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Evolução dos Sistemas de Banco
de Dados
• Aplicações tradicionais (processamento de
arquivos):
− orientadas a programas;
− Pesquisa sequencial;
− Arquivos de dados sem padronização.
• Aplicações com SGBD:
− orientadas a dados e processos;
− Pesquisas otimizadas (com uso de índices);
− Aumento da padronização.
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Processamento de arquivos típico
24
Aplicações com Banco de dados
25
Usuários de um Sistema de Banco
de Dados
Usuários
Profissionais de BD
• Usuários finais:
casuais, leigos e
especialistas
• Analistas de Sistema
• Programadores de
Sistema
• Projetista de Banco
de Dados (Analista
de Dados)
• DBA – Administrador
de Banco de Dados
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Principais Características do SGBD
• Integridade
− Dados corretos
• Consistência ou Compartilhamento de
Dados
− Dados em um único local
• Segurança ou Restrição de Acesso
− Níveis de acesso:
• Leitura
• Leitura e gravação
• Somente Gravação
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Principais Características do SGBD
• Restauração ou Tolerância a Falhas
− Facilidade de recuperar de falhas de hardware e
software
• Não Redundância ou Controle de Redundância
− Como os dados estão centralizados é possível eliminar
(ou reduzir) a redundância
• Padronização dos Dados
− Dados padronizados. Ex.: sexo “M” ou “masc”?
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Reflexão
Quando devemos utilizar Sistemas de
Gerenciamento de Banco de Dados
(SGBD)?
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Considerações
• Custos:
− do próprio software;
− para implantação;
− de manutenção;
− de treinamentos;
− da possível sobrecarga no ambiente.
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Quando utilizar BD?
• Existência de um conjunto de dados
estruturados que a organização necessite
compartilhar entre diversos usuários
• Quando necessitar de um software que
auxilie o gerenciamento deste processo
• Diversidade de usuários desejando sempre
a mesma informação
• Banco de dados como base ao sistema de
informação da organização
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Quando NÃO utilizar BD?
• Aplicações simples e bem definidas onde não se
espera mudanças
• Aplicações de tempo real
• Aplicações em que não há necessidade do
compartilhamento entre múltiplos usuários
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Quando NÃO utilizar BD?
•Motivo
 Investimento inicial alto¹
 Generalidade na definição e manipulação
dos dados²
 Custo adicional para prover outras
facilidades funcionais (manutenção de
segurança, controle de concorrência,
recuperação de falhas, etc.)
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Benefícios do uso de SGBD’s
• Definição pelo dicionário de dados
• Manutenção da Integridade dos dados
• Acelerar o processo de desenvolvimento de
aplicações
• Manutenção da Padronização
• Economia de espaço (compressão)
• Facilita a eliminação de redundâncias
• Recuperação de informações não programadas
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O Discurso do Controle
Centralizado
• Redundância reduzida
• Inconsistência pode ser evitada
• Manutenção da integridade
• Compartilhamento de dados
• Padronização e segurança
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Alguns outros conceitos
• Esquema
do banco de dados é a concepção
global do banco de dados (arquivos/files)
nos aspectos físicos e lógicos.
• Sub-Esquema
é a visão do esquema global para
atendimento às necessidades específicas
de uma aplicação ou de um usuário (VIEW)
é a coleção de informações
armazenadas no banco de dados em um
• Instância
particular instante.
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Independência de Dados
• Física: É a capacidade de se modificar o
esquema físico sem precisar alterar a
programação de acesso.
• Lógica: É a capacidade de se modificar o
esquema conceitual sem alterar a
programação de acesso.
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Arquitetura de um banco de dados
Arquitetura de Três Esquemas
ou de Três Níveis
Proposta para suportar a independência dos
dados e possibilitar múltiplas visões dos dados
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Arquitetura de um banco de dados
Arquitetura de Três Esquemas
ou de Três Níveis
Nível externo, visão do usuário, userview,
Esquema externo e/ou Sub-esquema:
descreve parte de um banco de dados para
determinado grupo ou determinada aplicação
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Arquitetura de um banco de dados
Arquitetura de Três Esquemas
ou de Três Níveis
Nível conceitual, comunidade de visões, visão
lógica geral, esquema conceitual: descreve
quais dados estão armazenados e as
relações que existem entre eles
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Arquitetura de um banco de dados
Arquitetura de Três Esquemas
ou de Três Níveis
Nível interno, visão física, esquema interno ou
nível físico: descreve como os dados estão
realmente armazenados
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Arquitetura de um banco de dados
A cada nível um
esquema: View ou
userview, Esquema
conceitual,
Esquema físico
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Resumindo: O que é um SGBD?
Um conjunto de programas que permite:
• Definição de dados
• Definição da ligação
entre os dados
• Proteção dos dados
(back-up, restore, backout, recuperação de
blocos, passwords, etc...)
• Geração de relatórios
• Controle físico dos
arquivos (espaço,
número de registros,
layout, última
atualização)
• Controle de performance
• Funções de criação,
modificação e eliminação
de informações
• E outras (depende do
SGBD)
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Componentes de um SGBD
• Gerenciador de arquivos
• Gerenciador de banco de dados
• Processador de consultas
• Pré-compilador DML
• Compilador DDL
• Arquivo de dados
• Dicionário de dados
• Índices
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Componentes de um SGBD
• Gerenciador de arquivos
− Gerencia a alocação do espaço necessário para
a armazenagem do arquivo no disco e as
estruturas de dados utilizadas para representar a
informação armazenada.
45
Componentes de um SGBD
• Gerenciador de banco de dados
− Fornece a interface entre os dados armazenados,
os programas de aplicação e as solicitações
submetidas ao sistema.
46
Componentes de um SGBD
• Principais tarefas do Gerenciador de
banco de dados
− Interage com o Gerenciador de Arquivos;
− Segurança;
− Integridade;
− Cópias de segurança e recuperação;
− Controle de concorrência.
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Componentes de um SGBD
• Processador de consultas
− Traduz comandos numa linguagem de consulta em
instruções de baixo nível de tal forma que o
Gerenciador do Banco de Dados entenda
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Componentes de um SGBD
• Pré-compilador DML
− Converte comandos DML embutidos em um
aplicativo para chamadas de procedimento normal
na linguagem hospedeira. Interage com o
Processador de Consultas para gerar o código
apropriado
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Componentes de um SGBD
• Compilador DDL
− Converte comandos DDL em um conjunto de
tabelas contendo METADADOS (dados acerca dos
dados) que são armazenados em um Catálogo de
Dados
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Componentes de um SGBD
• Arquivos de dados
− Conjunto de arquivos ou os dados propriamente
ditos
• Dicionário de dados
− Metadados ou dados sobre dados
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Funcionamento de um SGBD
• O programa de aplicação chama o SGBD
para ler um registro lógico fornecendo
critérios de pesquisa
• O SGBD verifica se o que o usuário quer ler
existe e se ele tem autorização para isso
• O SGBD verifica na visão lógica (esquema
conceitual) qual(is) o(s) tipo(s) de dado(s)
lógicos necessários
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Funcionamento de um SGBD
• O SGBD examina a descrição física e
determina qual(is) registro(s) físico(s) será(ão)
lido(s)
• O SGBD emite uma ordem ao sistema
operacional instituindo a ler o(s) registro(s)
solicitado(s).
• O sistema operacional interage com o meio
físico onde os dados estão armazenados.
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Funcionamento de um SGBD
• Os dados são transmitidos para um buffer do
SGBD.
• Comparando o sub-esquema e o esquema, o
SGBD deriva dos dados do buffer o registro
lógico solicitado.
• O SGBD transfere os dados para o programa
de aplicação.
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Funcionamento de um SGBD
• SGBD fornece um código de status ao
programa, informando o resultado da
operação, inclusive indicação de erros.
• Finalmente, o programa de aplicação
reassume o controle e pode operar com os
dados na área de comunicação.
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Atividade em Dupla
• Modelo de dados (tipo de banco de
dados):
− Para qual tipo de aplicação é usado cada um
dos modelos?; quais as vantagens e
desvantagens de cada modelo?




Modelo de dados relacional;
Modelo de dados hierárquico;
Modelo de dados orientado a objetos;
Modelo de dados em redes.
56
FIM
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