BANCO DE DADOS Prof. Marcelo West [email protected] Nov/2015

BANCODE DADOS

Prof. Marcelo [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

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Geram

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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Uma coleção compartilhada de dados inter-relacionados, 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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Um conjunto de arquivos relacionados entre si. (Chu,1983)

É uma coleção de dados operacionais armazenados usados pelas diversas aplicações de uma organização. (Date, 1985)

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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• 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.

Mais conceitos

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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.

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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 inter-

relacionados, 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

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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

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Aplicações com Banco de dados

Usuários de um Sistema de Banco de Dados

Usuários

• Usuários finais: casuais, leigos e especialistas

• Analistas de Sistema• Programadores de

Sistema

Profissionais de BD

• 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 27

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.)

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

• Sub-Esquema

• Instância

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do banco de dados é a concepção global do banco de dados (arquivos/files) nos aspectos físicos e lógicos.

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 particular instante.

Independência de Dados

• Física:

• Lógica:

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É a capacidade de se modificar o esquema físico sem precisar alterar a programação de acesso.

É a capacidade de se modificar o esquema conceitual sem alterar a programação de acesso.

Arquitetura de um banco de dados

Arquitetura de Três Esquemasou de Três Níveis

Proposta para suportar a independência dos dados e possibilitar múltiplas visões dos dados

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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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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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Nível interno, visão física, esquema interno ou nível físico: descreve como os dados estão realmente armazenados

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A cada nível um

esquema: View ou

userview, Esquema

conceitual,

Esquema físico

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Resumindo: O que é um SGBD?

• Definição de dados

• Definição da ligação entre os dados

• Proteção dos dados (back-up, restore, back-out, 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)

Um conjunto de programas que permite:

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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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• 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.

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• Gerenciador de banco de dados− Fornece a interface entre os dados armazenados,

os programas de aplicação e as solicitações submetidas ao sistema.

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• 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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• 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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• 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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• 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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• 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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• 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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• 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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• 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.

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FIM

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