Administração de Banco de Dados Unidade I

5/25/2018 Administra o de Banco de Dados Unidade I

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Autores: Profa. Gisele Lopes Batista Pinto

Prof. Luiz Fernando de Lima Santos

Colaboradores:Prof. Roberto Macias

Profa. Elisngela Mnaco de Moraes

Prof. Emanuel Augusto Severino de Matos

Administrao de

Banco de Dados


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Professores conteudistas: Gisele Lopes Batista Pinto/Luiz Fernando de Lima Santos

Gisele Lopes Batista Pinto

licenciada em Matemtica pelo Instituto de Matemtica e Estatstica da Universidade de So Paulo, com

especializao em Automao e Informtica Industrial pela Escola Politcnica da USP.

Depois de um instigante e divertido perodo lecionando Matemtica no Ensino Mdio e para cursos de Magistrioem uma escola pblica no Estado de So Paulo, voltou-se para a Tecnologia da Informao. Durante onze anos, foiAdministradora de Bancos de Dados (DBA) no Departamento de Informtica da Reitoria da USP e h cinco anosintegra o Grupo de Projetos Institucionais do mesmo Departamento, atuando nas reas de Mdias Sociais e IntelignciaCorporativa.

Luiz Fernando de Lima Santos

formado em Cincias da Computao pela Uninove e ps-graduado em Tecnologia da Informao pela UNIP.

Atua h mais de 10 anos na rea de Banco de Dados e Business Intelligence, com passagem por empresas comoUnilever e Johnson & Johnson, e com experincia nos maiores bancos do mercado como Microsoft SQL Server e Oracle. professor de Banco de Dados na UNIP nas modalidades presencial e a distancia (EaD).

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ouquaisquer meios (eletrnico, incluindo fotocpia e gravao) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem

permisso escrita da Universidade Paulista.

Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)

P659a Pinto, Gisele Lopes Batista

Administrao de banco de dados / Gisele Lopes Batista Pinto;Luiz Fernando Lima dos Santos. So Paulo: Editora Sol, 2012.

100 p., il.

Nota: este volume est publicado nos Cadernos de Estudos ePesquisas da UNIP, Srie Didtica, ano XVII, n. 2-060/12, ISSN 1517-9230.

1. Informtica. 2. Banco de dados. 3. Administrao. I. Ttulo.

CDU 004.65


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Prof. Dr. Joo Carlos Di GenioReitor

Prof. Fbio Romeu de CarvalhoVice-Reitor de Planejamento, Administrao e Finanas

Profa. Melnia Dalla TorreVice-Reitora de Unidades Universitrias

Prof. Dr. Yugo OkidaVice-Reitor de Ps-Graduao e Pesquisa

Profa. Dra. Marlia Ancona-Lopez

Vice-Reitora de Graduao

Unip Interativa EaD

Profa. Elisabete Brihy

Prof. Marcelo Souza

Profa. Melissa Larrabure

Material Didtico EaD

Comisso editorial: Dra. Anglica L. Carlini (UNIP) Dr. Cid Santos Gesteira (UFBA) Dra. Divane Alves da Silva (UNIP) Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR) Dra. Ktia Mosorov Alonso (UFMT) Dra. Valria de Carvalho (UNIP)

Apoio: Profa. Cludia Regina Baptista EaD

Profa. Betisa Malaman Comisso de Qualificao e Avaliao de Cursos Projeto grfico: Prof. Alexandre Ponzetto

Reviso: Andria Andrade Michel Apt Sueli Brianezi Carvalho


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Sumrio

Administrao de Banco de DadosAPRESENTAO ......................................................................................................................................................9INTRODUO ...........................................................................................................................................................9

Unidade I

1 INTRODUO A BANCO DE DADOS ..........................................................................................................111.2 Histrico ................................................................................................................................................... 12

1.2.1 Modelo hierrquico ................................................................................................................................141.2.2 Modelo em rede ......................................................................................................................................15

1.3 Definio de banco de dados ..........................................................................................................16

1.4 Tipos de bancos de dados ................................................................................................................. 171.4.1 Bancos de dados relacionais ..............................................................................................................171.4.2 Bancos de dados no relacionais .....................................................................................................181.4.3 Bancos de dados orientados a objeto ............................................................................................18

1.5 Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) ....................................................191.6 Funes bsicas de um SGBD .......................................................................................................... 21

1.6.1 Mtodo de acesso ...................................................................................................................................211.6.2 Restries de Integridade (RI) ...........................................................................................................221.6.3 Segurana ..................................................................................................................................................221.6.4 Controle de concorrncia ....................................................................................................................231.6.5 Independncia dos dados ....................................................................................................................23

1.7 Arquitetura bsica de um SGBD .....................................................................................................231.7.1 Nvel fsico .................................................................................................................................................231.7.2 Nvel conceitual .......................................................................................................................................231.7.3 Nvel de viso ...........................................................................................................................................24

1.8 Como os dados so armazenados ................................................................................................. 241.8.1 Diferena entre dado e informao ................................................................................................251.8.2 Dicionrio de Dados (DD) ....................................................................................................................25

2 AGENTES DE INTERAO COM O SGBD................................................................................................. 25

2.1 DBA Data Base Administrator .....................................................................................................262.1.1 AD Administrador de dados ............................................................................................................262.1.2 Desenvolvedor de banco de dados ..................................................................................................262.1.3 Programador .............................................................................................................................................26

2.2 Certificaes ...........................................................................................................................................272.2.1 Certificao Microsoft ..........................................................................................................................272.2.2 Certificao Oracle .................................................................................................................................27

Unidade II

3 DIAGRAMA ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R) ..............................................................................30

3.1 Entidades do DER ................................................................................................................................. 30


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3.2 Relacionamentos do DER .................................................................................................................. 303.2.1 Relacionamentos binrios ...................................................................................................................303.2.2 Relacionamentos reflexivos ................................................................................................................313.2.3 Relacionamentos ternrios .................................................................................................................31

3.3 Atributos do DER .................................................................................................................................. 31

3.3.1 Atributos opcionais ................................................................................................................................323.3.2 Atributos compostos .............................................................................................................................323.3.3 Atributos multivalorados .....................................................................................................................32

3.4 Entidades fracas ....................................................................................................................................323.5 Especializao ........................................................................................................................................32

3.5.1 Especializao com ou sem excluso mtua ..............................................................................323.5.2 Especializao com ou sem obrigatoriedade ..............................................................................33

3.6 Agregao ................................................................................................................................................ 33

4 MODELO ENTIDADE RELACIONAMENTO (MER)................................................................................... 334.1 Domnio .................................................................................................................................................... 344.2 Atributo do MER ...................................................................................................................................344.3 Tupla ..........................................................................................................................................................354.4 Relao ..................................................................................................................................................... 354.5 Chave .........................................................................................................................................................35

4.5.1 Chave primria (PK) primary key ..................................................................................................354.5.2 Chave estrangeira (FK) foreign key ..............................................................................................364.5.3 Chave artificial ou delegada (SK) surrogate key ....................................................................36

4.6 Restries de integridades bsicas ................................................................................................ 374.6.1 Regra de integridade de entidade ...................................................................................................37

4.6.2 Regra de integridade referencial ......................................................................................................374.7 Tipos de relacionamento ................................................................................................................... 404.8 Normalizao ......................................................................................................................................... 41

4.8.1 Primeira Forma Normal (1FN) ............................................................................................................414.8.2 Segunda Forma Normal (2FN) ...........................................................................................................434.8.3 Terceira Forma Normal (3FN) .............................................................................................................44

Unidade III

5 PROJETO DE BANCO DE DADOS ................................................................................................................ 475.1 Linguagens de banco de dados ...................................................................................................... 47

5.2 Tipos de linguagem SQL .................................................................................................................... 485.2.1 Data Definition Language(DDL) .......................................................................................................485.2.2 Data Manipulation Language(DML) ...............................................................................................495.2.3 Data Control Language (DCL) ............................................................................................................505.2.4 Data Transaction Language(DTL) .....................................................................................................525.2.5 Data Query Language (DQL) ...............................................................................................................53

5.3 Mdulos de funcionamento do SGBD .........................................................................................585.4 Etapas do projeto de banco de dados .......................................................................................... 59

5.4.1 Levantamento de requisitos ...............................................................................................................605.4.2 Projeto conceitual ..................................................................................................................................60

5.4.3 Projeto lgico ...........................................................................................................................................60


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5.4.4 Projeto fsico .............................................................................................................................................615.4.5 Criao do banco de dados ................................................................................................................615.4.6 Exemplo de projeto de banco de dados ........................................................................................61

6 TIPOS DE DADOS (DATA TYPES) ................................................................................................................. 646.1 Elementos de dados ............................................................................................................................64

6.1.1 Estrutura de dados .................................................................................................................................646.1.2 Unidades de medidas ............................................................................................................................66

Unidade IV

7 ADMINISTRAO DE BANCO DE DADOS ............................................................................................... 697.1 Backup ...................................................................................................................................................... 70

7.1.1 Recuperao e concorrncia ..............................................................................................................707.1.2 Pontos de sincronizao .......................... ........................... .......................... .......................... ............. 71

7.2 Meios de recuperao (restore) ......................................................................................................727.2.1 Falhas do sistema ....................................................................................................................................72

7.2.2 Falhas dos meios fsicos .......................................................................................................................737.3 Concorrncia ..........................................................................................................................................747.4 Bloqueio (Lock) ...................................................................................................................................... 757.5 Arquitetura bsica do ambiente de banco de dados ............................................................. 76

7.5.1 Clusterde alto desempenho ..............................................................................................................767.5.2 Clusterde alta disponibilidade ..........................................................................................................777.5.3 Clusterpara balanceamento de carga ...........................................................................................77

7.6 Replicao ...............................................................................................................................................777.6.1 Replicao sncrona (eager)................................................................................................................787.6.2 Replicao assncrona (lazy)...............................................................................................................78

7.6.3 Replicao unidirecional (master-slave) .......................................................................................787.6.4 Replicao multidirecional (multi-master) ..................................................................................797.6.5 Exemplo de funcionamento de um clustercom replicao ........................ .......................... 79

8 MODELO DIMENSIONAL ...............................................................................................................................798.1 Fatos .......................................................................................................................................................... 818.2 Dimenso ................................................................................................................................................. 81

8.2.1 Chave artificial (surrogate key) .........................................................................................................838.3 Medidas .................................................................................................................................................... 838.4 Granularidade ........................................................................................................................................83

8.5 Agregados ................................................................................................................................................ 848.6 Passos do projeto de DW ................................................................................................................... 858.7 Data mart (DM) ..................................................................................................................................... 878.8 Ferramentas de acesso aos dados .................................................................................................87


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APRESENTAO

A disciplina Administrao de Banco de Dados parte do curso de Gesto da Tecnologia da Informao.O conceito de banco de dados importante porque auxilia no desenvolvimento das aplicaes para ossistemas de informao, comunicao e processos de automao. Por meio deste curso, voc ser capazde avaliar as tecnologias e arquiteturas disponveis no mercado e fazer a escolha mais adequada. Almdisso, voc poder entender os assuntos referentes modelagem de dados e identificar os aspectos queimpactam no desempenho e na segurana dos dados da empresa.

O contedo programtico dividido em quatro unidades, com dois tpicos em cada uma. Na UnidadeI, apresentamos o conceito e um breve histrico sobre o surgimento dos bancos de dados. Mostramos osdiversos tipos de bancos de dados e falamos um pouco sobre a carreira de um administrador de bancode dados. Na Unidade II, discutimos os conceitos baseados na modelagem fsica e na lgica dos dadose as tcnicas de desenvolvimento de um projeto de banco de dados e suas aplicaes. Na Unidade III,

apresentamos a linguagem de programao usada para tratar os dados que esto e sero armazenadosnas estruturas de banco de dados. Na Unidade IV, falamos sobre a importncia e as tcnicas para salvarou restaurar com segurana os dados armazenados.

INTRODUO

O surgimento da tecnologia de banco de dados ocorreu no momento em que os especialistas nodesenvolvimento de sistemas computacionais perceberam que, para a informatizao de grandesorganizaes, vrias questes relacionadas com o gerenciamento de dados necessitavam ser resolvidas

de forma mais eficiente, por exemplo, o acesso aos dados de diferentes setores de uma mesma empresa,por aplicaes diferentes, de forma compartilhada e consistente, evitando a falta de padronizao eproblemas de segurana dos dados. A manuteno de uma base de dados consistente, sem o auxliodas tcnicas e ferramentas que envolvem os bancos de dados, torna-se um trabalho insano. A maiordificuldade em construir sistemas corporativos em uma organizao ocorre quando os dados soarmazenados de forma no integrada com um projeto global da empresa. Se cada setor mantiver umabase de dados local e independente, fica extremamente difcil a integrao das aplicaes e a construode um sistema de apoio gerencial para a organizao.

A reflexo que devemos fazer a seguinte: a empresa pode no ter a certeza de qual a

verdade referente informao, mas ela deve ser nica em todos os setores da organizao. Se orelatrio do setor de pessoal mostrar que a empresa tem 500 funcionrios, significa que todos osrelatrios dos demais setores devem ter o mesmo resultado. E isso s possvel se a fonte dessainformao for nica em todos os setores, ou seja, esto cadastradas no mesmo banco de dados daempresa e no mais em arquivos locais de cada setor. O banco de dados passa a ser o repositrionico dos dados, com controle eficiente das operaes realizadas sobre os dados armazenados, semfalar na segurana.

Todo o controle sobre o armazenamento e a manipulao de dados no que diz respeito ao acesso,

integridade fsica e lgica, segurana, redundncia, concorrncia entre as diversas aplicaes,autorizao para as diversas operaes etc., so de responsabilidade de um softwaredenominado de


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Sistema Gerenciador de Banco de Dados, isto , o SGBD. Esses softwares so capazes de gerenciardiversos bancos de dados em um nico sistema.

Para se tornar um Administrador de Banco de Dados, alm de conhecer os conceitos que vamos

apresentar neste livro-texto, voc dever entender profundamente como o funcionamento do SistemaGerenciador de Banco de Dados que voc decidir usar no seu projeto, pois cada um desses softwarestem suas particularidades e metodologias de implementao e manuteno. Mas, fique tranquilo(a),pois todos os fornecedores oferecem treinamento e consultoria.


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ADMINISTRAO DE BANCO DE DADOS

Unidade I

1 INTRODUO A BANCO DE DADOS

O desenvolvimento de um sistema de informao envolve a anlise e o projeto de dois componentes:os dados e os processos.

O projeto de dados considerado a parte esttica do sistema, uma vez que diz respeitoa um universo persistente de caractersticas que dificilmente sofre modificaes aps a suadefinio.

O projeto de processos, por sua vez, chamado de parte dinmica, uma vez que as tarefas a seremrealizadas sobre os dados podem variar, conforme ocorre a evoluo do sistema.

Considera-se projeto de um banco de dados a anlise, o projeto e a implementao dos dadospersistentes de uma aplicao, levando em conta a determinao da sua semntica (abstrao dosdados de uma realidade) e, posteriormente, o modelo de dados e o Sistema Gerenciador de Banco deDados (SGBD) a serem adotados.

O projeto de um banco de dados composto das seguintes etapas:

Descrio de requisito

Etapa em que so coletadas informaes sobre os dados de interesse da aplicao, seu uso, ou seja,as operaes de manipulao sobre elas e suas relaes.

Para a realizao dessa etapa, so necessrias tarefas como entrevistas com os futuros usurios dosistema, anlise de documentaes disponveis, arquivos, relatrios etc. O resultado normalmente umadescrio dos requisitos da aplicao mais detalhada e clara possvel.

Caso nenhuma metodologia de engenharia de softwareesteja sendo empregada, essa descrio derequisitos uma descrio informal, na forma de um texto, que contm as informaes necessrias parao entendimento da aplicao.

Projeto conceitual

Pode ser considerada a fase de anlise dos dados ou requisitos capturados na etapa anterior.

Nessa etapa, realizado o que chamamos de modelagem conceitual: so analisados os fatos deinteresse, isto , as entidades ou conjunto de ocorrncias de dados e seus relacionamentos, juntamente


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Unidade I

com seus atributos e propriedades ou caractersticas, e construda uma notao grfica para facilitar oentendimento dos dados e suas relaes, tanto para os analistas quanto para os futuros usurios.

Essa etapa resulta em um modelo conceitual, em que a semntica da realidade deve estar correta. A

ferramenta mais usada nessa etapa o Diagrama Entidade-Relacionamento (ER).Projeto lgico

Considerada a fase de projeto dos dados. Nessa etapa, o desenvolvimento do banco de dados comeaa se voltar para o ambiente de implementao, uma vez que feita a converso do modelo conceitualpara um modelo de dados de um banco de dados (modelo lgico). Esse modelo de dados pode serrelacional, orientado a objetos ou dimensional, por exemplo.

Essa etapa se baseia no uso de regras de mapeamento de um tipo de diagrama de acordo com

o modelo de dados definido. Pode ser um diagrama E-R ou um diagrama de classes, entre outros. Oresultado uma estrutura lgica, como um conjunto de tabelas relacionadas.

Projeto fsico

Esta ltima etapa realiza a adequao do modelo lgico gerado na etapa anterior ao formato derepresentao de dados do Sistema Gerenciador de Banco de Dados escolhido para a implementao.

Para a realizao dessa etapa, deve-se conhecer os elementos e o funcionamento do SGBD, para a

criao da estrutura lgica definida no modelo. O resultado a especificao do esquema da aplicaoe na implementao das restries de integridade.

1.2 Histrico

Podemos afirmar que a histria dos bancos de dados se inicia na dcada de 1950, no momento emque surge a necessidade de armazenar os dados gerados nos computadores. Nessa poca, os recursosdisponveis eram bem inferiores em relao aos existentes hoje em dia. Antigamente, os dados eramarmazenados em fitas magnticas ou em cartes perfurados, e eram lidos e gravados de forma sequencial.

Na dcada de 1960, apareceram os primeiros discos rgidos, e com isso os dados no precisaram maisser gravados de forma sequencial. Surgiu, ento, um dos primeiros modelos, conhecido como ModeloHierrquico, que organizava dados em uma estrutura em rvore. Os SGBD mais conhecidos, nessa poca,foram o IMS e o System 2000.

No final da dcada de 1960 e durante a dcada de 1970, surgiu o Modelo de Redes, que organizavaos dados em uma estrutura formada por vrias listas, que definia uma intrincada rede de ligaes. Nessapoca, os SGBD mais conhecidos foram o IDMS e o Total.

O Modelo Relacional o modelo de dados dominante no mercado ainda hoje e surgiu na dcadade 1970. Ele foi proposto por Edgar Frank Codd e se tornou um marco em como pensar em banco de


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dados. Codd desconectou a estrutura lgica do banco de dados do mtodo de armazenamento fsico,organizando os dados em um conjunto de relaes. Essas relaes so denominadas de tabelas.

Em cima da teoria de Codd, foram criados dois prottipos de sistemas relacionais, que depois foram

sendo aperfeioados com o tempo. O primeiro foi o Ingress, desenvolvido pela UCB, que serviu comobase para os sistemas Ingres Corp., Sybase, MS-SQL Server, Britton-Lee, Wang PACE (que utilizava QUELcomo linguagem de consulta). O outro, o System-R, foi desenvolvido pela IBM San Jose e serviu de basepara o IBM SQL/DS, IBM DB2, Oracle, todos os bancos de dados da HP e o Tandems Non-Stop SQL, queutilizava SEQUEL como linguagem de consulta. O termo Sistema de Gerenciamento de Banco de DadosRelacional (SGBDR ou RDBMS em ingls) foi definido durante esse perodo.

Figura 1 Dr. Peter Chen

O doutor Peter Chen prope o modelo Entidade-Relacionamento (ER) para projetos de banco dedados, dando uma nova e importante percepo dos conceitos de modelos de dados. Assim como aslinguagens de alto nvel, a modelagem ER possibilita ao projetista concentrar-se apenas na utilizaodos dados, sem se preocupar com a estrutura lgica de tabelas.

A partir da dcada de 1980, com o advento da computao pessoal, novos modelos comearam aser definidos, visando atender s necessidades de aplicaes ditas no convencionais, ou seja, aplicaescujas entidades apresentam uma estrutura que no de adqua bem com a organizao relacional dedados.

A Linguagem Estruturada de Consultas (SQL) se torna a linguagem padro mundial para os SistemasGerenciadores de Banco de Dados. Nessa dcada, surge tambm o modelo cliente-servidor, que muda aforma como os sistemas seriam concebidos.

A internet chega aos lares ainda um pouco rudimentar se compararmos com a de hoje, mas funcionalo suficiente para que as pessoas se comuniquem. E, desde ento, a pesquisa cientfica na rea procura

evoluir no sentido de definir e encontrar modelos que representem da melhor maneira possvel os dados


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Unidade I

de uma realidade, ou seja, que os organizem de forma mais prxima maneira como estes so vistos emanipulados pelas pessoas no mundo real.

A grande maioria dos bancos de dados conhecidos hoje comercialmente foi criada nessa

poca. Com a evoluo, comearam a surgir conceitos que so utilizados at os dias de hoje,como:

OLTP Online Transaction Process(Processos de Transao em Tempo Real)

OLAP Online Analytical Process(Processos Analticos em Tempo Real)

Open Source softwarelivre, que so os que mudariam o conceito de posse de um software. Ossistemas open sourcese baseiam em quatro leis, ou quatro liberdades, que so:

Liberdade n 0: a liberdade de executar o programa, para qualquer propsito.

Liberdade n 1: a liberdade de estudar como o programa funciona e adapt-lo para suasnecessidades. Acesso ao cdigo-fonte um pr-requisito para essa liberdade.

Liberdade n 2: a liberdade de redistribuir cpias de modo que voc possa ajudar ao seuprximo.

Liberdade n 3: a liberdade de aperfeioar o programa e liberar seus aperfeioamentos, demodo que toda a comunidade se beneficie. Acesso ao cdigo-fonte um pr-requisito paraessa liberdade.

1.2.1 Modelo hierrquico

O modelo hierrquico foi definido com base na observao de que muitas entidades domundo real so organizadas hierarquicamente. Nesse modelo, os dados so organizadosem um conjunto de tipos de registros (entidades), interconectados por meio de ligaes(relacionamentos).

Uma ligao representa uma relao entre exatamente dois tipos de registros: pai e filho.Assim, tanto o esquema quanto os dados (ocorrncias) so visualizados por meio de umaestrutura em rvore, em que um ou vrios tipos de registros filhos podem estar vinculados a um

tipo de registro pai.

Um esquema no modelo hierrquico chamado de diagrama de estrutura em rvore, conformepodemos ver na Figura 3.

O sentido de acesso sempre unidirecional, ou seja, sempre do pai para o filho (parte sempre da raize percorre os nveis inferiores).


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Ceclia

5657-3 3584-7 2576-5 4876-2 800,00100,68576,80300,00

Lauro Elaine Guaruj 257-1376Mau 257-6425Taubat 526-7890

Figura 2 Diagrama de estrutura em rvore

Observao

O modelo hierrquico no suporta relacionamentos com cardinalidadeN:N em decorrncia da organizao em rvore, que permite apenascardinalidade 1:1 e 1:N, ou seja, um tipo de registro filho sempre estrelacionado a um nico tipo de registro pai. E um pai, por sua vez, pode serelacionar com vrios filhos.

Os casos de cardinalidade N:N devem, ento, ser modelados como uma relao 1:N, por meio da

escolha de qual registro ser tratado como pai. A indicao escolher aquele registro que apresentar ummaior valor mdio de cardinalidade para ser o tipo de registro pai. A redundncia de dados inevitvel,caso uma ocorrncia de um tipo de registro filho se relacionar com mais de uma ocorrncia de um tipode registro pai. No modelo hierrquico, no h acesso direto a ocorrncias de tipos de registros filho.

1.2.2 Modelo em rede

Esse modelo muitas vezes denominado de Modelo DBTG-CODASYL (Data Base Task Group subgrupo da Conference on Data Systems and Language), uma organizao existente na dcada de1970 responsvel pela padronizao de linguagens de programao de sistemas.

Similar ao modelo hierrquico, os dados no modelo de redes so organizados em tipos e ligaesentre dois tipos de registros. No existe restrio hierrquica, ou seja, quaisquer dois tipos de registrospodem se relacionar. Assim, tanto o esquema quanto as ocorrncias de dados so visualizados como umgrafo direcionado. Um esquema no modelo de redes chamado de diagrama de estrutura de dados, deacordo com a Figura 3.

Nome_Cli Cidade_Cli Tel_Cli #_CC Saldo

ContaCliente

Figura 3 Diagrama de estrutura de dado


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Unidade I

Toda vez que existe um relacionamento com cardinalidade 1:1 ou 1:N, define-se um set, ou seja, o tipode registro com cardinalidade fixa igual a 1 chamado de ownere o outro, de member. Uma ocorrncia deum setequivale a uma lista encadeada que parte do ownere encadeia todos os membersrelacionados a ele.

Quando existe um relacionamento com cardinalidade M:N, define-se o que se chama de conector:um tipo de registro adicional que estabelece uma ligao entre dois tipos de registro, ou seja, dois setsso definidos, transformando um relacionamento M:N em dois relacionamentos 1:N. Esse conector podeou no ter atributos.

Observao

No modelo em rede, cada relacionamento presente gera listas encadeadase, com isso, as consultas que percorrem por muitos relacionamentos tm

seu desempenho (performance) comprometido.

1.3 Definio de banco de dados

Um banco de dados pode ser definido como sendo uma coleo de dados operacionaisinter-relacionados. Esses dados so armazenados de forma independente dos programas que os utilizam,servindo assim a mltiplas aplicaes de uma organizao.

Alm disso, o banco de dados deve ser o repositrio nico de armazenamento dos dados, pois, com

isso, diminumos a redundncia e eliminamos redefinies de dados semelhantes de diversas fontes. Oacesso ao banco de dados realizado por meio de linguagens de alto nvel para manipulao de dados.Em outras palavras, um banco de dados um sistema de manuteno de registros. O seu objetivoprincipal manter as informaes para, quando solicitadas, serem disponibilizadas ao usurio.

Existem diversas plataformas de banco de dados, e a escolha depende do oramento e de polticasde investimento em TI nas organizaes. Houve um tempo em que apenas as plataformas proprietriasofereciam produtos de qualidade e segurana, e somente empresas com elevado capital tinhamcondies de adquirir esses produtos. Mas, com o amadurecimento das plataformas open source, aspequenas empresas tambm podem desenvolver seu projeto de banco de dados de forma to eficiente

e segura quanto as empresas de grande porte.

Dentre as empresas fornecedoras de plataformas proprietrias de banco de dados, destacamos asseguintes:

Oracle

Microsoft

Sybase (SAP)

IBM


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Apesar de oferecerem plataformas pagas, elas costumam disponibilizar uma verso gratuita dobanco de dados. Mas essas verses gratuitas no so recomendadas para projetos em sistemas deproduo, porque possuem limitaes se comparadas com a verso paga. No sitedos fornecedores, has recomendaes e restries para o uso dessas verses.

Normalmente, elas so usadas na fase inicial do projeto, para ajudar na escolha da plataformadefinitiva que ser posteriormente adquirida. Funcionam como um teste drive, em que podemosconhecer o produto sem custos.

As solues chamadas open sourcemais conhecidas so:

MySQL

PostgreSQL

Cassandra

SQLite

Saiba mais

Para saber mais e se manter atualizado(a) com os novos projetos eeventos sobre softwarelivre, recomendamos os sites: e .

1.4 Tipos de bancos de dados

Existem diferentes tipos de bancos de dados, os mais conhecidos so:

relacionais;

no relacionais;

orientados a objeto.

1.4.1 Bancos de dados relacionais

Bancos relacionais so os bancos derivados das primeiras pesquisas, realizadas em meados da dcadade 1970. So o tipo de banco mais utilizado no mundo. Os dados so separados em entidades, conformecada assunto, e gravados como atributos dessas entidades. Permitem que essas entidades se relacionementre si e proporcionam uma forma rpida e segura de armazenar e recuperar os dados.

Os mais conhecidos so:

SQL Server Microsoft


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Unidade I

MySQL

PostgreSQL

Informix

DB2 Sybase

Oracle

1.4.2 Bancos de dados no relacionais

Um banco de dados dito no relacional quando no suporta instrues e operaes de junona linguagem SQL. So muito utilizados em sistemas para a internet, por causa da velocidade e daescalabilidade maior em relao aos bancos relacionais. As primeiras pesquisas surgiram em 1998, maso termo NoSQL (not only sql) como conhecemos hoje surgiu em 2009.


Hadoop

Cassandra

Hypertable

Amazon Simple DB

CloudData

Saiba mais

Para mais informaes sobre os bancos no relacionais, recomendamoso site.

1.4.3 Bancos de dados orientados a objeto

Dizemos que um banco de dados orientado a objetos quando cada informao armazenada na forma de objetos, ou seja, utiliza a estrutura de dados chamada de orientaoa objetos.


db4objects

GemStone


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Cach

Zope

1.5 Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD)

Um SGBD um sistema cujo objetivo principal gerenciar o acesso e a correta manuteno dosdados armazenados em um ou mais bancos de dados. O acesso aos dados disponibilizado por meio deuma interface que permite a comunicao com a aplicao desenvolvida.

Em outras palavras, um SGBD um softwareque serve de interface entre o usurio e o banco dedados em si.

Softwareparaprocessar consultas

Softwareparaacessar dados armazenados

Programas deAplicao/consultasUsurios

SGBDSoftwareSGBD

Meta-dadosarmazenados

Base de dadosarmazenados

Figura 4 Esquema de um SGBD

Os SGBD tm interfaces bem parecidas. Todos possuem o que chamamos de Object Explorer no ladoesquerdo, onde exibida a estrutura do banco de dados.

Eles utilizam um formato anlogo ao do Windows Explorer, permitindo a navegao entre os objetosdo banco de dados. Do lado direito, temos uma tela dividida em suas partes na vertical. Normalmente, aparte de cima onde se digitam os comandos SQL, e a parte de baixo onde se visualizam os resultados.

A seguir, alguns exemplos de interface utilizados pelo administrador de banco de dados paragerenciar os bancos de dados.


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Figura 5 SQL Server Management Studio

Figura 6 Oracle PL-SQL Developer


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Figura 7 PHPMyAdmin

Observao

Voc pode testar o Sistema Gerenciador do Banco de Dados MySQL,conhecido como phpMyAdmin, pelo link:

.

1.6 Funes bsicas de um SGBD

Com base na definio, as seguintes funes bsicas so encontradas:

1.6.1 Mtodo de acesso

Duas categorias de linguagem, conhecidas como DDL (Data Definition Language) e DML (DataManipulation Language), devem ser suportadas.

A DDL permite a especificao do esquema da organizao, ou seja, entidades com seus atributos etipos de dados associados, os relacionamentos entre essas entidades e os ndices de acesso associadosaos atributos. Por esquema, entende-se uma organizao lgica dos dados de uma realidade, adequadosao modelo de dados do SGBD.

A DML permite as operaes de manipulao de dados, executadas pelas aplicaes incluso,alterao, excluso e consulta. As consultas devem ser executadas de maneira eficaz, procurandominimizar o nmero de acessos ao meio de armazenamento secundrio, assim como o volume de dados

gerados nos resultados intermedirios do processamento da consulta. Para tanto, a antecipao da


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aplicao de filtros e a busca apenas de dados relevantes para os relacionamentos, em uma certa etapado processamento, so exemplos de estratgias que so consideradas.

1.6.2 Restries de Integridade (RI)

Integridade est associada ideia de dados corretos, consistentes no banco de dados. As restriesde integridade preocupam-se em manter dados sempre coerentes, verdadeiros com a realidade emquesto.

Devem garantir os estados possveis de serem assumidos pelos dados, por exemplo, alteraes novalor do salrio no podem diminuir o valor existente. A manuteno dos relacionamentos vlidos entreos dados devem ser mantidas, isto , se existe uma regra que diz que uma turma de alunos, por exemplo,no pode estar vinculada a mais de uma disciplina, ento deve existir uma restrio de integridade quegaranta essa regra de negcio. Para tanto, o SGBD deve disponibilizar uma linguagem para especificao

de restries de integridade, chamada de DCL (Data Constraint Language), e por meio dessa linguagem possvel programar testes e aes.

1.6.3 Segurana

Esse controle evita a violao dos dados por agentes e/ou situaes no previstas, ou seja, as falhas.

Polticas de autorizao de acesso devem permitir que apenas agentes autorizados sejam usuriosou aplicaes, realizem certas operaes sobre certos dados. Para tanto, faz-se necessrio manter uma

matriz de autorizao, que especifica, para cada agente e cada dado, as operaes autorizadas. Por dado,entende-se alguma poro do banco de dados, como um ou mais registros, um arquivo completo ouvrios, alguns campos de um registro etc. O mecanismo de vises permite especificar a poro do bancode dados que um agente tem direito a acesso.

A recuperao de falhas deve possibilitar o retorno do banco de dados a um estado consistentede seus dados aps a ocorrncia de uma falha. Para tanto, o SGBD deve manter arquivos histricos(log), que cadastram todas as alteraes realizadas no banco de dados por transaes. Entende-se portransao um conjunto de operaes de manipulao de dados que submetido ao banco de dados,sendo que todas essas operaes devem ser efetivadas ou, na ocorrncia de uma falha, nada deve ser

efetivado, para preservar a consistncia dos dados.

Os arquivos histricos (log) devem registrar, dentre outras coisas, a identificao das transaes,os arquivos manipulados, os registros atualizados, a operao feita e os valores atual e antigo. Nocaso de falhas de transao ou de sistema, o arquivo histrico ( log) deve ser consultado e as aesrealizadas por transaes inacabadas devem ser desfeitas. Caso todas as modificaes da transaoestejam registradas, possvel refaz-la. J para falhas de meio de armazenamento, que tornaminoperantes as unidades de disco onde se encontra o banco de dados, deve-se restaurar o banco dedados a partir do ltimo backup realizado e consultar o logpara refazer ou desfazer as transaes

cadastradas aps esse backup.


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1.6.4 Controle de concorrncia

Esse controle evita conflitos de acesso simultneo a um dado por mais de uma transao.

Se esse controle no existisse, os dados consultados por uma transao poderiam se tornar invlidoscaso fossem atualizados por outra transao. Esse controle geralmente feito pelo uso de estratgiasde bloqueio (lock), que garantem que apenas uma transao manipule um dado, durante o espao detempo que necessitar, sem que ocorra interferncia de outras transaes.

1.6.5 Independncia dos dados

Essa funcionalidade do SGBD uma decorrncia direta das vantagens trazidas pelo uso de um bancode dados. Independncia de dados significa transparncia de gerenciamento e armazenamento, assimcomo do esquema global da organizao, para as aplicaes.

O primeiro caso chamado de independncia fsica, ou seja, a aplicao no se preocupa comdetalhes de localizao fsica dos dados ou controles de integridade e segurana. A independncialgica garante, pelo mecanismo de vises, que uma aplicao tenha condies de especificar a porodo banco de dados que deseja ter acesso, no precisando ter conhecimento do esquema global.

1.7 Arquitetura bsica de um SGBD

Um SGBD geralmente interage com diversas aplicaes de uma organizao, assim como com os

meios de armazenamento de dados. No primeiro caso, a aplicao se vale de comandos DML embutidosno seu cdigo. No segundo caso, geralmente existe uma interface com o sistema operacional doequipamento, para leitura e gravao de dados.

Assim, um SGBD lida com diversos nveis de viso de um mesmo dado, de maneira a abstrair detalhesda organizao dos dados.

1.7.1 Nvel fsico

Nvel mesmo abstrato, em que se sabem detalhes fsicos da organizao de um dado, ou seja, o

esquema fsico. uma estruturao de baixo nvel, em que descrito como os dados esto armazenadosem termos de bytes. O mdulo de gerenciamento de arquivos lida com esse nvel de viso dos dados,uma vez que localiza, l e grava registros.

1.7.2 Nvel conceitual

Nvel intermedirio, que suporta uma descrio de mais alto nvel em relao ao nvel fsico, emque a preocupao est em descrever quais dados so significativos para uma organizao, isto , tmsemntica, so relevantes para o dia a dia da organizao. Nesse caso, trabalha-se com os dados em

nvel de entidades e relacionamentos, tais quais esto definidos no esquema. similar, por analogia, descrio de um registro em uma linguagem de programao, ou seja, trabalha-se com nomes


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de arquivos e campos e no com sequncias de bytes. Os usurios que lidam nesse nvel devem terconhecimento completo de todo o esquema da organizao, como o administrador do banco de dadosou o usurio especializado.

1.7.3 Nvel de viso

Nvel mais alto de abstrao, sendo particular de cada aplicao que manipula dados do banco dedados. Nesse caso, cada aplicao pode determinar o universo de dados que deseja ter acesso. Esseuniverso de dados pode ser uma poro do esquema global da organizao. Assim sendo, cada aplicaoabstrai detalhes irrelevantes, desnecessrios para seu processamento. Os usurios desse nvel so osprogramas de aplicao.

1.8 Como os dados so armazenados

Os dados so armazenados em reas chamadas pginas. O tamanho dessas pginas pode variar debanco para banco. Nelas, so armazenados os dados e os metadados (so os dados dos dados).

Figura 8 Exemplo de uma pgina de dados

Os elementos de uma pgina so:

a) PAGE HEADER DATA: armazena as informaes, como a ltima atualizao dos dados, a posiodo prximo dado a ser gravado etc.;

b) ITEM POINTER DATA: grava as informaes sobre os ndices dos dados;

c) ITENS: so os dados e metadados, propriamente ditos.


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1.8.1 Diferena entre dado e informao

Para simplificar, podemos dizer que tudo o que armazenado pode ser considerado como dado. Porexemplo: um nome de uma pessoa, um nome de um produto, uma data, um local, um endereo, um

nmero de telefone etc.A informao surge quando agregamos dois ou mais dados e, a partir deles, inferimos uma concluso.

Por exemplo, vamos considerar os seguintes dados registrados:

Estado = So Paulo

Data = 28 de agosto de 1978

Nome = Luiz Fernando

Nesse caso, temos os seguintes dados, que isoladamente no tm nenhum significado, ou seja,temos uma cidade ou um Estado, temos uma data e um nome de uma pessoa. Mas, dependendo docontexto em que esses dados aparecem, podemos chegar a algumas concluses, como: a pessoa paulista, se essa data se refere data de nascimento, podemos afirmar que ela tem 32 anos e dosigno de virgem.

1.8.2 Dicionrio de Dados (DD)

o catlogo responsvel pela manuteno dos metadados que dizem respeito estrutura do

esquema, integridade, s configuraes do SGBD para efeitos de controle, segurana e desempenho(performance), s estimativas de acesso e estimativas sobre os dados. constantemente consultadodurante a realizao de vrias das suas tarefas, como processamento de consultas, pr-compilao decomandos DML, verificao de integridade em operaes de atualizao etc.

O administrador do banco de dados tem acesso s suas informaes por meio de ferramentasespeciais.

Lembrete

Estrutura de esquema se refere s entidades (com atributos e tipos dedados associados) e relacionamentos.

2 AGENTES DE INTERAO COM O SGBD

Um SGBD deve se comunicar com vrios agentes (usurios ou programas), com o objetivo de atenders necessidades de dados de diversas aplicaes, permitir o desenvolvimento de aplicaes que utilizamum banco de dados, assim como possibilitar que aspectos de performance possam ser otimizados,

conforme a demanda de acesso a dados pelas aplicaes.


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Os sistemas gerenciadores de banco de dados so projetos com muitos recursos visuais e aplicaesinternas que servem como verdadeiros assistentes. Ainda assim, eles no se autoadministram, ou seja,no eliminam a necessidade dos profissionais especializados, apenas agilizam tarefas trabalhosas, comoescrever scripts.

2.1 DBA Data Base Administrator

Especialista no SGBD adotado pela organizao, o DBA (Administrador de Banco de Dados) oprofissional que controla diversos aspectos funcionais, como definio e modificao do esquema,das autorizaes de acesso e das regras de integridade. Alm disso, tem o controle dos procedimentosde segurana, execuo de backups e recuperao de falhas de meio de armazenamento, assimcomo monitorao de performancede acesso de dados e tomada de decises para melhorias noSGBD.

Lembrete: o backupparece simples, mas, na verdade, precisa ser bem planejado. Surge a questo:fazer o backup completo, que armazena todos os registros do banco de dados, vrias vezes ao dia,prejudicando a performancedo sistema, ou fazer backupsincrementais, que s armazenam a lista dosregistros que foram alterados e que complicam uma eventual restaurao?

2.1.1 AD Administrador de dados

o profissional responsvel pelos dados armazenados, especializado em Projeto de Banco de Dados. de sua responsabilidade o desenvolvimento de relatrios gerenciais e a distribuio da informao

dentro da empresa em todos os nveis. Interage com os usurios da aplicao a ser desenvolvida, como objetivo de definir os requisitos de dados e especificar o esquema do banco de dados. Deve ser umespecialista em desenvolvimento de sistemas.

2.1.2 Desenvolvedor de banco de dados

o profissional responsvel pelo desenvolvimento de programas de aplicao dentro do banco dedados. Esses programas interagem com o SGBD por meio de comandos de manipulao de dados (DML)embutidos no seu cdigo. So desenvolvidos usando a linguagem padro do banco de dados, comoOracle PL-SQL, Microsoft T-SQL, Transact SQL da Sybase, entre outros, e podem ser rotinas que so

executadas sob outras aplicaes ou mesmo em conjunto com elas.

2.1.3 Programador

o profissional que desenvolve aplicaes utilizando ferramentas compatveis com oSGBD. Essas ferramentas podem ser compiladores de linguagens de programao tradicionaisque permitem a integrao de comandos da linguagem da DML no seu cdigo, programas queusam alguma linguagem de programao (C#, PHP, VB.NET, DELPHI, JAVA etc.), programao desistemas e aplicativos de manipulao de dados, geradores de interfaces grficas, geradores de

relatrios etc.


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2.2 Certificaes

Dentro do mercado de tecnologia como um todo, alm do tempo de atuao na rea e a experincia,outra forma de se comprovar o domnio de um profissional sobre uma determinada tecnologia pormeio de certificaes.

Essas certificaes so criadas e mantidas pelos fornecedores das solues de tecnologia e as provasaplicadas e gerenciadas por parceiros globais. A seguir, veremos as certificaes mais importantes dentroda rea de banco de dados.

2.2.1 Certificao Microsoft

MCTS Microsoft Certified Technology Specialist(primeiro nvel)

MCITP Microsoft Certified IT Professional(segundo nvel)

MCM Microsoft Certified Master(top)

Divide-se em trs caminhos:

Database Administrator

Database Developer

BI Developer

Saiba mais

Para obter informaes sobre as carreiras e certificaes da Microsoft,recomendamos consultar o site.

2.2.2 Certificao Oracle

Oracle Certified Associate(primeiro nvel)

Oracle Certified Professional (segundo nvel)

Oracle Certified Master(terceiro nvel)

Duas provas por nvel

Necessidade de cursos presenciais


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Saiba mais

Para informaes sobre as certificaes nos produtos da Oracle,

recomendamos consultar o site.

Observao

Apesar de as provas serem mantidas pelas empresas fornecedorasda tecnologia, existe uma agncia externa que as aplica. Trata-se daPrometric, no site , voc encontra informaessobre certificaes, por exemplo, o preo de cada prova.

Resumo

Nesta unidade, voc aprendeu que um banco de dados um conjuntode registros dispostos em uma estrutura regular, possibilitando suareorganizao e a produo de informao.

O surgimento da tecnologia de banco de dados ocorreu no momento

em que os especialistas no desenvolvimento de sistemas computacionaisperceberam que, para a informatizao de grandes organizaes, vriasquestes relacionadas com o gerenciamento de dados necessitavam serresolvidas de forma mais eficiente.

Problemas como redundncia, manuteno dos dados, atualizaes,correes, falta de padronizao, segurana, entre outros, com o uso dosbancos de dados so resolvidos. Os dados passam a ser armazenados emum nico local, ao invs de serem arquivados em diversos formatos eaplicaes locais, sem nenhuma gerncia e segurana.

Todo o cuidado com os dados, no que diz respeito ao acesso, integridade, segurana, concorrncia, autorizao de uso etc., incumbncia de umsoftware de gerenciamento de banco de dados, totalmente projetado paraisso. Alm disso, voc pode ter uma ideia sobre a carreira profissional nessarea e como obter certificao nas diferentes plataformas.

Na rea de Tecnologia da Informao, existe um profissional que s lembrado nos momentos crticos: o DBA. Sua funo maior assegurar

que o banco de dados esteja funcionando e acessvel todo o tempo que o


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sistema necessitar, com rapidez e confiabilidade. Ou seja, quando o sistemaest redondo, ningum se lembra de que existe um DBA que trabalhaarduamente para isso. Porm, se o banco de dados ficar off-linepor algunsminutos, voc receber uma dezena de telefonemas de reclamaes. Dentre

as funes administrativas que devem ser executadas em um banco dedados, esto backup peridico, verificao de consistncia e otimizao(tuning).

O profissional que atua como DBA precisa ter grande conhecimento damodelagem dos dados, para saber em que implicam as alteraes. Esta uma das razes pelas quais o perfil do DBA fica cada vez mais amplo. Suaparticipao na fase de modelagem de dados muito importante, pois seusconhecimentos de performancee otimizao em muito contribuem paraa definio de dados. Outro conhecimento que pode agregar valor a um

DBA o de processos administrativos e de negcios, para que ele entendao porqu do banco de dados que administra e qual a importncia de cadatabela, o que pode fazer diferena em uma otimizao.

Administração de Banco de Dados Unidade I

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