Por Ceçacecafac@gmail.com

Introdução aos SGBDs

Alguns aspectos de SGBDs Motivação, Funções, Vantagens

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Banco de dados: Conjunto de dados inter-relacionados

que objetivam atender as necessidades de um conjunto de usuários

Sistema de Gerenciamento do BD (SGBD): Software que auxilia na definição, carga,

atualização e manutenção de um banco de dados

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As boas decisões exigem boa informação derivada de fatos brutos

Os dados são gerenciados de forma mais eficiente quando armazenados em um banco de dados

As base de dados evoluíram a partir de sistemas de arquivo de computador

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Banco de dados:estrutura computacional compartilhada e integrada que armazena: um conjunto de dados do usuário final,

ou seja, fatos brutos de interesse para esse usuário

metadados, ou, dados sobre dados▪ Os metadados fornecem uma descrição das

características dos dados e do conjunto de relacionamentos entre os dados do BD

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O sistema de gerenciamento de bancos de dados (SGBD) conjunto de programas que

gerenciam a estrutura do banco de dados e controlam o acesso aos dados armazenados

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Podem ser classificados de acordo com: Número de usuários Localização(ões) Tipo e extensão do uso esperado

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Bancos de dados monousuario – suporte a apenas um usuário por vez Banco de dados de desktop – bd monousuário

executado em um computador pessoal Banco de dados multiusuario dá suporte

a vários usuários simultaneamente Banco de dados de grupo de trabalho:

número relativamente pequeno de usuários Banco de dados empresarial: utilizado por

uma organização inteira, com suporte a muitos usuários

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Banco de dados centralizado: dados localizados em um único local

Banco de dados distribuído: dados distribuídos por vários locais diferentes

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Banco de dados operacional: suporte às operações diárias de uma empresa

Data warehouses (armazém de dados): dados utilizados para gerar informações necessárias à tomada de decisões 11

Dados estruturados são resultado da formatação de dados não estruturados A estrutura é aplicada com base no tipo de

processamento que se deseja executar nos dados

Dados semi-estruturados já foram parcialmente processados Nem totalmente sem estrutura nem

estritamente tipados XML (Extensible Markup Language)

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Documentos (dados) em arquivos físicos em pastas e armários

1ª. Evolução: especialista em processamento de dados (PD) conversão de um sistema de arquivos manual

para um sistema de arquivos computadorizado▪ criava as estruturas de arquivos computacionais

necessárias Escrevia o software que gerenciava os dados

dentro dessas estruturas14

Conforme o número de arquivos aumentava no pequeno sistema de arquivos: Cada arquivo no sistema utilizava seu próprio

aplicativo para armazenar, recuperar e modificar dados

Cada arquivo era de propriedade do indivíduo ou do departamento encarregado pela sua criação

A atividade do grupo de PD era programação

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Dependência de dados: quando houver qualquer mudança nas características de armazenamento de dados do arquivo

Independência de dados: alterações nas características de armazenamento de dados sem afetar a capacidade dos aplicativos

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O significado prático da dependência é a diferença entre o formato de dados lógicos e físicos Formato de dados lógicos: os seres

humanos visualizam os dados Formato de dados físicos: como o

computador deve trabalhar com os dadosOs programas continham:

Detalhes de abertura de arquivo, especificação de registros e definições de campo

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Imunidade das aplicações a alterações na representação física e nas técnicas de acesso

Representação Lógica (aplicação) Física (armazenamento)

Que alterações podem ser feitas??? Campos: nome, salario Registros: (“Jose Carlos”, 5000.00) Arquivos: FUNCIONARIO

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Dois ou mais registros podem ser combinados em um só O registro lógico de uma aplicação é

um subconjunto apropriado do registro armazenado

Num_ peça Cor_peça Num_ peça Peso_peça

Num_ peça Cor_peça Peso_peça

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Um registro pode ser dividido em vários Partes utilizadas com menos freqüência

poderia ser armazenadas em dispositivos mais lentos

Num_ peça Cor_peça Peso_peça

Num_ peça Cor_peça Num_ peça Peso_peça

A estrutura do sistema de arquivos dificulta a combinação de dados a partir de várias fontes A estrutura organizacional realiza o

armazenamento dos mesmos dados básicos em locais diferentes (Ilhas de informação)

É improvável que os dados armazenados em locais diferentes sejam sempre atualizados de modo consistente

Redundância de dados: ocorre quando os mesmos dados são armazenados de forma desnecessária em locais diferentes

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Inconsistência de dados: quando versões diferentes e conflitantes dos mesmos dados aparecem em locais diferentes

Anomalias de dados: quando nem todas as alterações necessárias nos dados redundantes são realizadas com sucesso Anomalias de atualização Anomalias de inserção Anomalias de exclusão

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O sistema de banco de dados consiste de dados relacionados logicamente e armazenados em um único repositório de dados lógicos Pode ser fisicamente distribuído em

vários locais

O SGBD elimina a maioria dos problemas de inconsistência, dependência e anomalia de dados

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O SGBD armazena não apenas as estruturas de dados, mas também os relacionamentos entre essas estruturas e os caminhos de acesso a elas Se há redundância, é controlada

Cuida também da definição, armazenamento e gerenciamento de todos os caminhos de acesso necessários a esses componentes

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Exige programação extensivaNão é capaz de executar consultas

ad hocA administração do sistema pode ser

complexa e difícilÉ difícil fazer alterações nas

estruturas existentesOs recursos de segurança

provavelmente serão inadequados27

Simplificar o desenvolvimento de aplicações caracterizadas por uso intensivo de DADOS

COMO? Provendo serviços que diminuem o tempo

de desenvolvimento Através de ferramentas o usuário pode:▪ realizar entrada de dados▪ examinar dados▪ manipular dados de acordo com a aplicação

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Dados e Metadados na base Os dados e a descrição correspondente são

armazenadas na base e gerenciadas pelo SGBD Independência de Dados-Programas

Modificações como inclusão de um novo campo não afetam os programas

Abstração de Dados Representação conceitual através de um

modelo de dados baseado em conceitos lógicosMúltiplas Visões

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O termo SGBD refere-se a uma organização de componentes que define e regula a coleta, o armazenamento, o

gerenciamento e a utilização de dados em um ambiente de banco de dados

o SGBD é composto de 5 partes principais: Hardware Software Pessoas Procedimentos Dados

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Hardware: dispositivos físicos do sistema

Software – três tipos: sistema operacional; O SGBD; Os aplicativos e utilitários

Pessoas: Os administradores de sistema Os administradores de banco de dados Os projetistas Os programadores e analistas de sistemas Os usuários finais

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Procedimentos: instruções e regras que orientam o projeto e a utilização do SGBD

Dados: conjunto de fatos armazenados no banco de dados As soluções de BD devem ser efetivas

em relação a custos-benefícios e a fatores táticos e estratégicos

É provável que a tecnologia de BD já em uso afete a seleção de um sistema

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Sistemas multiusuáriosDados do banco são:

Integrados▪ BD é um conjunto de vários arquivos de

dados relacionados▪ Exemplo: Empregado(CPF, Nome, Depto,

Salario) e Matricula(CPF,Curso)

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Compartilhados▪ Porções de dados utilizadas por vários

usuários inclusive ao mesmo tempo!!▪ Exemplo: informações de EMPREGADO para

usuários do departamento de pessoal e de educação

Persistentes Uma vez aceitos pelo SGBD para entrada

inicial no BD, só podem ser removidos do BD por alguma solicitação explícita ao SGBD

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Funções do SGBD

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Gerenciamento do dicionários de dados O SGBD armazena as definições de

elementos de dados e seus relacionamentos (metadados) em um dicionario de dados

Quaisquer mudanças feitas na estrutura do banco de dados são registradas no dicionário de dados

Fornece abstração de dados e remove a dependência de dados do sistema

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Gerenciamento de armazenamento de dados Cria e gerencia as estruturas complexas

necessárias para o armazenamento de dados

Sintonização de desempenho: atividades que tornam o desempenho do banco de dados mais eficiente em termos de armazenamento e velocidade de acesso

O SGBD armazena o banco em vários arquivos de dados físicos

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Transformação e apresentação de dados Transforma os dados inseridos em conformidade

com as estruturas internas Formata os dados recuperados fisicamente para

as expectativas lógicas do usuárioGerenciamento de segurança

Sistema de segurança que garante a segurança de usuário e a privacidade dos dados

Regras de segurança determinam: usuários que podem acessar o banco de dados, itens de dados que o usuário pode acessar e operações

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Controle de acesso de multiusuário Para fornecer integridade e consistência de

dados, o SGBD utiliza algoritmos sofisticadosGerenciamento de backup e

recuperação Fornece backup e recuperação de dados para

garantir a segurança e a integridade dos dados O gerenciamento de recuperação trata da

recuperação do banco de dados após uma falha▪ Recurso fundamental para preservar a integridade

dos dados

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Gerenciamento de integridade de dados O SGBD promove e aplica regras de

integridade▪ Minimizando a redundância▪ Maximizando a consistência

Os relacionamentos de dados armazenados no dicionário de dados são utilizados para garantir a integridade

Garantia importante em sistemas de bancos de dados orientados a transações

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Linguagem de acesso a bancos de dados e interfaces de programação de aplicações Fornece acesso aos dados por meio de

uma linguagem de consulta Linguagem Estruturada de Consulta

(SQL) ▪ linguagem de consulta vigente e o padrão de

acesso a dados suportado pela maioria dos fornecedores de SGBD

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Usuários precisam: Acrescentar estrutura Inserir dados nas estruturas Consultar dados Alterar dados Remover dados e suas estruturas

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S Q L

A SQL é a linguagem padrão para interação com banco de dados relacionais e é reconhecida por quase todos os produtos de banco de dados hoje

Padrão ANSI (American National Stardard Institute)

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O Banco de Agencia de Automóveis (arquivo CARROS)

CodigoCodigo MarcaMarca ModeloModelo ANO_ ANO_ MODELOMODELO

PLACAPLACA ANO_ ANO_ FABRICACAOFABRICACAO

5555 FiatFiat Uno MilleUno Mille 20072007 KHT3353KHT3353 20072007

123123 FiatFiat IdeaIdea 20092009 GGO0011GGO0011 20092009

989989 FiatFiat FiorinoFiorino 19961996 KSF2134KSF2134 19961996

6464 GMGM CorsaCorsa 20082008 MRR9877MRR9877 20072007

721721 VWVW PassatPassat 20102010 KLG3566KLG3566 20092009

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ColunasColunas• Campos ou AtributosCampos ou Atributos

LinhasLinhas• Registros (dados)Registros (dados)

Inserção de registro INSERT

Modificação de registro UPDATE

Remoção de registro DELETE

Consulta

SELECT11/04/23 Ceça Moraes 49

Selecionar os atributos MARCA, CODIGO e MODELO para os carros fabricados em 2007SELECT MARCA, CODIGO, MODELO

FROM CARROS

WHERE ANO_FABRICACAO = 2007

Resultado:MarcaMarca CodigoCodigo ModeloModelo

FiatFiat 5555 Uno MilleUno Mille

GMGM 6464 CorsaCorsa

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Esquema A estrutura lógica do BD Exemplo: informações sobre o conjunto de

empregados, cursos e relacionamentos entre eles

Instância O conteúdo atual do BD em um

determinado instante de tempo (dados) Exemplo: Antônio fez o curso de Oracle

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Coleção de ferramentas para descrever Dados Relacionamentos entre os dados Semântica dos dados Restrições dos dados

Modelo Entidade-Relacionamento (E-R)

Modelo Relacional11/04/23 Ceça Moraes 53

Componentes “macro” Entidades (objeto distinguível)▪ Qualquer objeto sobre o qual desejamos registrar

informações (Funcionários, Projetos) Relacionamento entre entidades

(trabalha_em)

Amplamente usado para projeto de BD Modelo E-R é usualmente convertido para um

projeto do modelo relacional o qual é usado para armazenar e gerenciar os dados

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Propriedades Informações que desejamos registrar▪ Entidade Funcionários têm local de

trabalho▪ Entidade Projetos têm o tempo em que

estão sendo executados A tabela FUNCIONÁRIOS deve incluir

o atributo CIDADE A tabela PROJETOS deve incluir os

atributos DATA_INICIO e DATA_FIM11/04/23 Ceça Moraes 55

Uma empresa armazena informações sobre: Os projetos em andamento; As peças usadas nesses projetos; Os fornecedores que fornecem as peças; Os empregados que trabalham nos

projetos.

Projetos, Peças, Fornecedores, Empregados são as Entidades básicas

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Relacionamentos entre entidades Relacionamento Fornecedor/Peças – FP▪ Fornecedores fornecem peças▪ Peças são fornecidas por fornecedores

A partir do relacionamento FP Dado um fornecedor, obter as peças

fornecidas por ele Dada uma peça, obter os fornecedores

que fornecem essa peça

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Peças

FP

Fornecedores Projetos

Empregados

PJFPJ GJ

PP

EJ

Os relacionamentos fazem parte dos dados tanto quanto as entidades básicas

Precisam ser representados no banco de dados

Conversão para o modelo relacional No modelo relacional as entidades os

relacionamentos são representados por

tabelas.11/04/23 Ceça Moraes 59

Fornecedores, Peças e relacionamento FP

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P#P# PNOMEPNOME CORCOR PESOPESO

P1P1 PorcaPorca VermelhoVermelho 1212

P2P2 PinoPino VerdeVerde 1717

P3P3 ParafusoParafuso AzulAzul 1212

P4P4 ParafusoParafuso VermelhoVermelho 1414

P5P5 CameCame AzulAzul 1212

P6P6 TuboTubo VermelhoVermelho 1919

F#F# FNOMEFNOME STATUSSTATUS CIDADECIDADE

F1F1 SmithSmith 2020 LondresLondres

F2F2 JonesJones 1010 ParisParis

F3F3 BlakeBlake 3030 ParisParis

F4F4 ClarkClark 2020 LondresLondres

F5F5 AdamsAdams 3030 AtenasAtenas

F

P

FP F#F# P#P# QTDQTD

F1F1 P1P1 300300

F1F1 P2P2 200200

F1F1 P3P3 400400

F1F1 P4P4 200200

F1F1 P5P5 100100

F1F1 P6P6 100100

F2F2 P1P1 300300

F2F2 P2P2 400400

F3F3 P2P2 200200

F4F4 P2P2 200200

F4F4 P4P4 300300

F4F4 P5P5 400400

Aprimoramento do compartilhamento de dados

Aprimoramento da segurança de dadosMelhoria na integração dos dadosMinimização da inconsistência dos dadosAprimoramento do acesso aos dadosAprimoramento da tomada de decisãoAumento de produtividade do usuário

final

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Suporte a transações Transferência de uma quantia de

dinheiro de uma conta A para outra conta B

Envolve duas operações de atualização▪ Uma para retirar o dinheiro da conta A▪ Outra para adicionar o dinheiro na conta B

O sistema deve garantir que as duas operações devem ser realizadas ou nenhuma delas, mesmo na presença de falhas

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Aumento de custos

Complexidade de gerenciamento

Manutenção do banco de dados atualizado

Dependência do fornecedor

Ciclos frequentes de atualização/substituição

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Rob & Coronel – Capítulo 1

Navathe – Capítulo 1

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