Uma breve introdução a Bases de dados -...
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Uma breve introdução a Bases de dados
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Bases de dados
● Uma base de dados é só informação organizada de forma a facilitar a sua consulta.
● Todos vocês já tiveram algum contacto com bases de dados.
● Se trabalharem numa área em que há uma grande quantidade de dados vão ter que usar bases de dados.
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Bases de dados
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Bases de dados
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Bases de dados
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Bases de dados
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Bases de dados
● Hoje em dia o nome base de dados é associado a database management system (DBMS).
● Os DBMS são aplicações que definem como os dados são armazenados e acedidos.
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Modelos de bases de dados
● Existem vários modelos para bases de dados.
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Modelos de bases de dados
● Existem vários modelos para bases de dados.
● Mas quase todas usam o modelo relacional.
● Excepções: NoSQL e NewSQL.
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Modelo Relacional
● Inventado nos anos 70 por Edgar Codd na IBM.
● Aperfeiçoado pela pequena (na altura) companhia de Larry Ellison, actualmente chamada Oracle Corp.
● Hoje em dia o modelo relacional tão comum que muitos que trabalham com bases de dados não sabem que outros modelos existem.
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Modelo Relacional
“Future users of large data banks must be protected from having to know how the data is organized in the machine (the internal representation).”
● Antes do modelo relacional era necessário conhecer organização da base de dados para extrair informação.
● O modelo relacional resolveu este problema através da separação da estrutura das base de dados da informação contida nelas.
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Modelo Relacional
● O básico:– A informação esta organizada em tabelas.
– É possível definir relações entre as tabelas utilizando os valores de uma coluna como referencia para outra.
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Tabela
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Tabela
Id username email
1 José Pedro [email protected]
2 Matthias [email protected]
3 Ravi [email protected]
4 Miguel [email protected]
5 Pedro.P [email protected]
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Tabela
● Linha – uma entrada na tabela.
Id username email
1 José Pedro [email protected]
2 Matthias [email protected]
3 Ravi [email protected]
4 Miguel [email protected]
5 Pedro.P [email protected]
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Tabela
● Colunas – pedaços de informação presentes em todas as entradas.
Id username email
1 José Pedro [email protected]
2 Matthias [email protected]
3 Ravi [email protected]
4 Miguel [email protected]
5 Pedro.P [email protected]
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Tabela
● Chave primaria – identifica unicamente uma entrada da tabela.
Id username email
1 José Pedro [email protected]
2 Matthias [email protected]
3 Ravi [email protected]
4 Miguel [email protected]
5 Pedro.P [email protected]
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Modelo Relacional
● Chave estrangeira – define uma relação com outra tabela, é a chave primaria da tabela referenciada.
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Modelo Relacional
● Chave estrangeira – define uma relação com outra tabela, é a chave primaria da tabela referenciada.
● IMPORTANTE: a integridade relacional deve ser sempre mantida.
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Modelo Relacional
● A schema é organização de todas as a tabelas e relações de uma base de dados, pode ser considerada o esqueleto da base de dados.
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Modelo Relacional
● A schema afecta o desempenho e espaço ocupado pela base de dados.
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Modelo Relacional
Como é que deveria ser organizada uma base de dados para manter informação relativa a genes de varias espécies ?
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Modelo Relacional
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Porque não utilizar excel?
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Bases de dados
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SQL
● O SQL é a linguagem utilizada para aceder a bases de dados.
● Também foi desenvolvida nos anos 70 ao mesmo tempo que o modelo relacional.
● Muito simples.
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SQL
● DBMS diferentes utilizam versões de SQL ligeiramente diferentes.
● Existem varias operações SQL para criar, manipular e aceder a bases de dados.
● Todas as versões de SQL suportam os mesmos comandos principais de forma semelhante.
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SQL – Select
● A operação utilizada para extrair informação de uma base de dados.
● Provavelmente a operação mais utilizada.
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SQL – Select
SELECT * FROM user;
Id username email type
1 José Pedro [email protected] Post-Doc
2 Matthias [email protected] Professor
3 Ravi [email protected] Post-Doc
4 Miguel [email protected] Post-Doc
5 Pedro.P [email protected] Professor
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SQL – Select
SELECT username, email
FROM user;
username email
José Pedro [email protected]
Matthias [email protected]
Ravi [email protected]
Miguel [email protected]
Pedro.P [email protected]
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SQL – Select
SELECT type, COUNT(*) AS Number
FROM user
GROUP BY type;
Type Number
Post-Doc 3
Professor 2
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SQL – JOIN
● É utilizados para combinar dados de varias tabelas.
● Existem quatro tipos de Join.
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SQL – INNER JOIN
SELECT user.name, class.name
FROM user INNER JOIN class
ON user.Id=class.user_Id;
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SQL – INNER JOIN
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SQL – INNER JOIN
SELECT user.name, class.name
FROM user INNER JOIN class
ON user.Id=class.user_Id;
user.name class.name
Matthias Biologia
Matthias Genética
Pedro.P Bioinformatica
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SQL – LEFT JOIN
SELECT user.name, class.name
FROM user LEFT JOIN class
ON user.Id=class.user_Id;
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SQL – LEFT JOIN
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SQL – LEFT JOIN
SELECT user.name, class.name
FROM user LEFT JOIN class
ON user.Id=class.user_Id;
user.name class.name
José Pedro
Matthias Biologia
Matthias Genética
Ravi
Miguel
Pedro.P Bioinformatica
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SQL – RIGHT JOIN
SELECT user.name, class.name
FROM user RIGHT JOIN class
ON user.Id=class.user_Id;
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SQL – RIGHT JOIN
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SQL – RIGHT JOIN
SELECT user.name, class.name
FROM user RIGHT JOIN class
ON user.Id=class.user_Id;
user.name class.name
Matthias Biologia
Matthias Genética
Anatomia
Pedro.P Bioinformatica
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SQL – OUTER JOIN
SELECT user.name, class.name
FROM user OUTER JOIN class
ON user.Id=class.user_Id;
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SQL – OUTER JOIN
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SQL – OUTER JOIN
SELECT user.name, class.name
FROM user OUTER JOIN class
ON user.Id=class.user_Id;
user.name class.name
José Pedro
Matthias Biologia
Matthias Genética
Anatomia
Ravi
Miguel
Pedro.P Bioinformatica
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Alguns exercícios
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SQL – exercícios
Um querry para obter apenas
o entrez id e genesymbols,
com o genesymbol primeiro.
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SQL – exercícios
SELECT genesymbol, entrez
FROM gene;
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SQL – exercícios
Associar cada proteína ao gene codificador.
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SQL – exercícios
SELECT * FROM gene
INNER JOIN protein
ON protein.gene_idgene=gene.idgene
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SQL – exercícios
Contar o numero de genes em cada organismo.
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SQL – exercícios
SELECT species.name,
COUNT(*) AS numb FROM species
INNER JOIN gene
ON species.idspcies=gene.species_idspcies
GROUP BY species.name
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SQL – Outros comandos importantes
● INSERT – Para acrescentar novas entradas a uma tabela.
● UPDATE – Modificar tabelas existentes.● DELETE – Apaga entradas numa tabela.● ALTER – Modifica a tabela.● DROP – Apaga uma tabela.● CREATE TABLE – Cria uma tabela.● CREATE DATABASE – Cria uma base de dados.
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SQL – Outros comandos importantes
● Os comandos para tabelas geralmente tem uma sintaxe semelhante ao select.
● Mas tem tendência a serem mais simples uma vez que condições complexas normalmente não são usadas.
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SQL – Outros comandos importantes
DELETE FROM species
WHERE name='Mus musculus';
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Porque bases de dados
● Uma expulsão de dados biológicos.
● Ajudam a estandardizar os dados.
● Facilitam a partilha de informação.
● Permitem comparar dados de vários projectos.
● A quantidade de dados só vai aumentar por isso temos que começar a organizar o que temos.
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Quando usar uma base de dados
● Quando se esta a trabalhar com dados de vários projectos.
● Quando o projecto envolve múltiplas experiências ao longo de um grande período de tempo.
● Quando se quer compara múltiplas experiências complexas.
● Em suma quando os dados se torna demasiados para usar outra alternativa.
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Algumas bases de dados
● KEGG - http://www.genome.jp/kegg/
● PubMed - http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed
● StemCellNet - http://stemcellnet.sysbiolab.eu/
● HomoMINT -http://mint.bio.uniroma2.it/HomoMINT/Welcome.do
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Referencias
● vídeo criado por djdates.● Imagem de http://vvvnt.com/media/history-of-
databases.