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Prof. Rafael Pinheiro – rpinheiro2@gmail.com
SGBD: CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS
CARACTERÍSTICAS VANTAGENS
SGBD : CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS
FUNDAMENTOS DE BANCO DE DADOS
VANTAGENS
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SGBD: CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS
CARACTERÍSTICAS VANTAGENS
Processamento de Arquivos
• Cada sistema define e implementa os arquivos necessários para seucontextoo Os arquivos de dados se confundem com o próprio sistema, formando um bloco
únicoo Qualquer alteração na estrutura dos arquivos gera uma grande alteração nos
FUNDAMENTOS DE BANCO DE DADOS
o Qualquer alteração na estrutura dos arquivos gera uma grande alteração nosprogramas
• Existem programas distintos que necessitam dos mesmos dadoso Redundância de dados: os mesmo dados em lugares diferentes.
• Essa Redundância gera:o Espaço de armazenamento desperdiçadoo Replicação de esforços para manter os dados redundantes
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Abordagem SGBD
Na abordagem utilizando um SGBD, um único Banco de Dados écriado, mantido e acessado por todos os sistemas.
Algumas características:
FUNDAMENTOS DE BANCO DE DADOS
Algumas características:• Natureza autodescritiva• Isolamento entre os programas e os dados, e a abstração dedados• Suporte para as múltiplas visões de dados• Compartilhamento de dados e processamento de transações demultiusuários
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Natureza autodescritiva
• Descrição completa da estrutura do banco e suas restriçõeso Estrutura de cada item, tipo e formato de cada dato, restrições
• Existe um catálogo que armazena as informações chamado
FUNDAMENTOS DE BANCO DE DADOS
• Existe um catálogo que armazena as informações chamadometadadoso O catálogo é utilizado pelo próprio SGBD e também pelos usuários que
precisam de informações sobre a estrutura do banco.
o Não se altera as informações de metadados, o uso de tais informações é apenaspara consulta, caso contrário, o banco poderá apresentar graves problemas.
• O SGBD precisa trabalhar com uma diversidade muito grande deaplicações, o catálogo permite isso.
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Isolamento entre os programas e dados
• Diferente do processamento de arquivos, os programas nãopossuem informações sobre o armazenamento dos dados
• A estrutura dos arquivos de dados é armazenada nos catálogos do
FUNDAMENTOS DE BANCO DE DADOS
• A estrutura dos arquivos de dados é armazenada nos catálogos doSGBD
• O Banco de Dados pode ter sua estrutura alterada sem precisaralterar os programas que o acessam
• Essa característica é chamada independência programa-dados
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Isolamento entre os programas e dados
• O SGBD fornece aos programas uma representação conceitual dedados, que não inclui detalhes de armazenamento
• Essa característica é chamada de abstração de dados
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• Essa característica é chamada de abstração de dados
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Suporte para múltiplas visões de dados
• Um banco de dados típico tem muitos usuários e cada usuáriospode precisar de diferentes visões do banco de dados
• Uma visão pode ser:
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• Uma visão pode ser:
o Um subconjunto do banco de dados, que atendem critérios de necessidades dousuário
o Uma visão virtual dos dados, derivada dos dados existentes, simulandodados/informações que não estão explicitamente armazenados
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Compartilhamento de dados
• Um SGBD deve permitir o acesso concorrente de diversos usuários
• O controle de concorrência deve permitir que muitos usuários, aotentar atualizar o mesmo dado, o façam de modo controlado, para
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tentar atualizar o mesmo dado, o façam de modo controlado, paraassegurar que os resultados das atualizações sejam corretoso Reserva de assento em companhias aéreas
� Atendentes� Internet� Agentes de viagem
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Processamento de transações
• Transação: é um processo que inclui um ou mais acessos no bancode dados, como leitura e gravação de registroso Isolamento: garante que cada transação possa ser efetuada de forma isolada
de outras transaçõeso Atomicidade: garante que todas as operações da transação sejam realizadas
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o Atomicidade: garante que todas as operações da transação sejam realizadasou nenhum delas seja
o Exemplo clássico: Transferência bancária� Leitura de saldo� Validação de saldo� Débito da conta origem� Validação da conta de destino� Crédito da conta destino
• O SGBD deve permitir que transações concorrentes operemcorretamente
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Vantagens da abordagem SGBD
As vantagens da utilização de um SGBD vão além das principaiscaracterísticas apresentadas.
Vantagens:
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Vantagens:• Controle de redundância• Restrição de acesso não autorizado• Garantia de armazenamento persistente• Estruturas para o processamento eficiente de consultas• Garantia de backup e restauração• Restrição de integridade• Inferência e regras• Outras...
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Controle de redundância
• Na abordagem usando banco de dados, os sistemas que precisamdos dados de uma entidade (por exemplo aluno, funcionários, etc)são integrados e utilizam o mesmo repositório.
o Eliminação de esforços: Atualizações feitas uma única vezo Consistência do dados: Atualizações são realizadas em um único local
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o Consistência do dados: Atualizações são realizadas em um único localo Espaço para armazenamento: Problema sério para grandes bancos.
• Entretanto, na prática, algumas vezes é necessário o uso deredundância controlada, para melhorar a performance de algunsprocessos.
o Uma consulta que é muito realizada em um banco de dados e que utiliza váriastabelas.o Transportar os dados de outras tabelas que possuem um custo alto de pesquisapara a tabela que contém mais dados.
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Restrição de acesso não autorizado
• Como todas os dados vão estar em um único local, é possível quenem todas as pessoas tenham acesso à todos os dados.
o Uma pessoa da secretaria pode não ter acesso aos dados financeiroso Uma pessoa do financeiro pode não ter acesso aos dados de salários
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• O SGBD deve ter um mecanismo de segurança e autenticaçãoo Criação de usuários/grupos e autenticação por senhas
• Atribuição de uma série de permissões/bloqueioso Mais comuns:
� Apenas consultar� Consultar apenas alguns dados� Não deletar dados� Somente inserir dados
o A granularidade das permissões depende do SGBD
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Garantia de armazenamento persistente
• Quando um programa é executado, os dados que ficam emvariáveis são descartadas quando o programa termina suaexecução
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• Os bancos de dados fornecem estruturas compatíveis com asvariáveis do programa.o O programa então repassa tais informações a um banco de dados que persiste
as informações.
o Posteriormente é realizado um acesso a tais dados, podendo ser feito poroutros programas, inclusive.
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Estruturas para o processamento eficiente de consultas
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Estruturas para o processamento eficiente de consultas
• Deve fornecer mecanismos para consultas e atualizações eficienteso Dever oferecer formas de encontrar rapidamente um dado no disco
• Para isso são usados:
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• Para isso são usados:o Indexes (índices)o Buffering (armazenamento temporários)
• O SGBD é responsável pela escolha eficiente do plano de execução da consulta baseado nas estruturas de armazenamento existentes
• Tunning:o A opção de qual index criar é de responsabilidade do projetista e o seu ajuste
(tunning) é responsabilidade do DBA.
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Estruturas para o processamento eficiente de consultas
• Indexes (índices)o Estruturas em forma de árvore (tree)o Estruturas em hasho Faz o mapeamento de unidades lógicas armazenadas com o endereço físico em
disco
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disco
• Buffering (armazenamento temporários)o Mantém partes do banco de dados na memória principal (ajustes deste tipo
dependem do sistema operacional)
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Estruturas para o processamento eficiente de consultas
• hash
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Estruturas para o processamento eficiente de consultas
• Índice em cluster
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Estruturas para o processamento eficiente de consultas
• Índice sem cluster
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Garantia de backup e restauração
• O SGBD deve prover facilidades para recuperação de falhas de hardware e software.
• Funcionalidade que realiza uma cópia de segurança do banco de
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• Funcionalidade que realiza uma cópia de segurança do banco de dados e permite que tal cópia seja restaurada caso ocorra uma falha.o Na maioria das vezes, mais importante que a utilização da funcionalidade em
si, é a definição de uma política de backup escolhendo horários e períodos adequados.
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Garantia de backup e restauração
Erro X Falha X Defeito
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Garantia de backup e restauração
• Falha: Ocorre no nível mais baixo do hardware ou software.o Uma fonte queimaro Uma linha de código errada
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• Erro: Uma falha pode gerar um erro. Um erro é a representação dafalha no universo da informação (dados).o Por conseqüência de uma falha um dado foi corrompido
• Defeito: O defeito é o que é percebido pelo usuário, é arepresentação de um erro no universo do usuário.o O sistema já esta com erro e o dado já esta corrompido
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Restrição de integridade
• São restrições identificadas no mini-mundo que o banco representa e garante
• O responsável pela identificação é o projetista do banco de dados
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• O responsável pela identificação é o projetista do banco de dadoso Exemplos simples:
� Valor negativo para o dado altura de uma pessoa;� Nota 110 (maior que 100) em uma disciplina;
• As restrições podem ser verificadas no instante que o dado é inserido ou a partir de um processo manual de teste
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Inferência e regras
• A representação no banco de dados de alguma regra do mini-mundo.
• Especifica-se uma regra e depois tal regra é acionada ocasionando
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• Especifica-se uma regra e depois tal regra é acionada ocasionando na atualização ou geração de dadoso Exemplo:
� Preencher o dado resultado para um conjunto de alunos é a utilização de uma regra, onde, quando o dado nota for menor que 60 o resultado será reprovado.
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Outras vantagens
• Garantia de padrõeso Garantir o uso de padrões na organização, códigos, nomes, datas
• Redução no tempo para desenvolvimento de aplicações
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o Encapsulamento das regras de armazenamento e integrações
• Flexibilidadeo Alteração da estrutura dos dados de forma simples
• Disponibilidade para atualizar informaçõeso Assim que um dado é atualizado, ele está disponível para todos os usuários
• Economias de escalao Investimento pontual em profissionais e equipamentos
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