O Ambiente "Base de Dados"

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1 O Ambiente "Base de Dados"

2 Componentes do Ambiente "Base de Dados"
q u i p a s d e A d m i n i s t r a d o r e s d e A d m i n i s t r a d o r e s d e D e s e n v o l v i m e n t o D a d o s B a s e s d e D a d o s U t i l i z a d o r e s Geradores de SQL Ferramentas CASE SGBD User Interface Aplicações SGBD Dicionário de Dados Base de Dados Catálogo Adaptado de McFadden,Hoffer, Prescott (1999)

3 Base de Dados Conjunto integrado de dados e/ou informações que serão partilhados e utilizados concorrentemente para múltiplos objectivos por múltiplos tipos de utilizadores Embora os vários utilizadores partilhem os mesmos dados têm perspectivas e direitos diferenciados sobre eles Esta é apenas uma possível definição de base de dados, caracterizada por alguns conceitos que nos parecem fundamentais: Integração Partilha Concorrência Múltiplos objectivos por múltiplos tipos de utilizadores Neste ponto, pretende-se enunciar uma das principais diferenças do ambiente base de dados em relação ao ambiente tradicional: os mesmos dados vão poder ser utilizados, provavelmente com diferentes níveis de agregação, por utilizadores a diferentes níveis na organização, não só pelos operacionais, mas também por gestores aos níveis táctico e estratégico.

4 Uma Base de Dados é uma colecção de dados relacionados.
Uma Base de Dados é uma colecção organizada de dados logicamente relacionados. McFadden,Hoffer, Prescott (1999) Uma Base de Dados é uma colecção de dados relacionados. Elmasri, Navathe (2000) Uma Base de Dados é uma colecção de dados persistentes, utilizada pelas aplicações de determinada empresa. Date (2000)

5 Tipificação das Bases de Dados - Perspectiva I
“Pessoais” (Suportadas simplesmente em PC) São concebidas para suportar o trabalho individual e são disponibilizadas num PC (portátil ou fixo). Workgroup Suportam o trabalho de uma equipa no desenvolvimento de determinado(s) projecto(s). Departamentais Suportam as várias funções e actividades de um Departamento. Organizacionais Suportam as actividades relacionadas com o core business da Organização (nível operacional ou suporte à decisão).

6 Tipificação das Bases de Dados - Perspectiva II
CONHECIMENTO AP L ICAÇÕ ES DATA WAREHOUSE - Que factores influenciam as vendas em Lisboa? OLAP INFORMAÇÃO On Line Analytical Processing - Vendas mensais por produto em Lisboa? DADOS - Qual o preço do produto X ? OLTP On Line Transaction Processing BASES DE DADOS OPERACIONAIS

7 Sistema de Gestão de Bases de Dados (SGBD)
É um produto de software que gere as Bases de Dados. Características Básicas de um SGBD: Suporta-se num Modelo Lógico de Dados (normalmente Relacional) Faz a gestão de: Transacções Integridade Concorrência Recuperação Disponibilidade Controlo de Acessos Assegurando uma Performance Adequada (Optimização) Modelo de dados Todos os SGBD implementam um determinado modelo de dados, do hierárquico ao rede, do relacional ao orientado por objectos. Este modelo é a base de que depende a simplicidade de acesso para questões não previstas e naturalmente a produtividade no desenvolvimento. Gestão de Transacções O Sistema tem de garantir a atomicidade das transacções efectuadas pelos vários utilizadores. Isto significa que alterações interrelacionadas à BD são realizadas na íntegra ou nenhuma é realizada. • Integridade Uma propriedade básica de qualquer SGBD é a forma como mantém a integridade dos dados "à sua guarda". Gestão da Concorrência Garante que uma execução concorrente de várias transacções é serializável, ou seja, que o resultado é idêntico a uma execução em série dessas transacções. Disponibilidade Idealmente, a informação residente numa base de dados deve estar disponível 24h por dia, 365 dias por ano. Nem sempre é assim. No entanto, os SGBD dispõem de algumas facilidades de backup e recuperação on-line. Performance De acordo com o tipo de utilização pretendida para a BD (Transaccional ou de Suporte à Decisão), a Administração de Bases de Dados deverá efectuar a parametrização e o realizar o tunning adequado a uma boa performance.

8 Evolução dos SGBD 1960s 1970s 1980s 1990s 2000+ Ficheiros Tradicionais
Hierárquicos em Rede Relacionais Universais Object Oriented Multidimensionais Relational - Object

9 SGBD - Arquitectura em Três Níveis (ANSI/SPARC)
EXTERNAL VIEW 1 EXTERNAL VIEW n INTERNAL SCHEMA GLOBAL SCHEMA END USERS . . . EXTERNAL LEVEL external/global mapping GLOBAL LEVEL global/internal mapping INTERNAL LEVEL External Level - Contém o conjunto de perspectivas (subesquemas) existentes sobre os dados definidas para os diversos grupos de utilizadores. Global Level - Contém o esquema global da Base de Dados, utilizando o modelo de dados do SGBD. Internal Level - É composto por parâmetros que descrevem a estrutura física de armazenamento da BD (depende completamente do SGBD em causa, e não do modelo lógico respectivo). STORED DATABASE Cabe ao SGBD estabelecer o mapeamento entre os diversos níveis. Para tal necessita de possuir informação sobre cada um dos níveis e da correspondência entre cada um deles.

10 O Que Há de Novo na Tecnologia de Bases de Dados?
INDEPENDÊNCIA ENTRE DADOS E PROGRAMAS (DATA INDEPENDENCE)

11 Independência entre Dados e Processos (Data Independence)
FÍSICA Os utilizadores e respectivos programas são independentes da estrutura física da Base de Dados. Significa isto que quaisquer alterações à estrutura física (de armazenamento) da BD deixa inalteráveis todos os programas LÓGICA Os utilizadores e respectivos programas são independentes da estrutura lógica da Base de Dados. Significa isto que quaisquer alterações à estrutura lógica da BD (inclusão de mais atributos em tabelas, inclusão de novas tabelas, etc.) deixa inalteráveis todos os programas independentes dessas alterações.

12 Independência entre Dados e Processos (Data Independence)
INTEGRIDADE Os utilizadores e respectivos programas são independentes das regras de integridade (coerência) em vigor na Base de Dados. Significa isto que quaisquer alterações às referidas regras na BD deve deixar, sempre que possível, inalteráveis todos os programas DISTRIBUIÇÃO Os utilizadores e respectivos programas são independentes da localização geográfica dos Dados na Base de Dados. Significa isto que quaisquer alterações à referida localização (alteração da localização de tabelas, replicação de tabelas, etc.) deixa inalteráveis todos os programas).

13 Vantagens da Aproximação "Base de Dados"
Integração de dados de suporte a múltiplas aplicações (aumento da coerência) Independência Programas/Dados Diminuição da Redundância Aumenta a Integridade (Coerência) Diminui o Espaço Ocupado Aumento da Qualidade dos Dados Facilidade de Mudança

14 Vantagens da Aproximação "Base de Dados"(Cont)
Utilização de "Linguagens de Interrogação" pelos Utilizadores Finais (questões ad-hoc) Maior Facilidade de Desenvolvimento e Manutenção Controlo Centralizado de Dados Normas Integridade Segurança Recuperação Apenas algumas notas, em relação ao Controlo Centralizado de dados Normas Implementação de normas relativamente a nomes, formatos, restrições de acesso aos dados e procedimentos uniformes para actualizar e interrogar os dados. Integridade Possibilidade de gerir a integridade de forma centralizada. É muito desejável que a integridade possa ser definida de forma centralizada e juntamente com a definição da base de dados, o que não só permite que seja verificada sempre que haja uma actualização (p. ex. com SQL*Plus), como leva a uma maior produtividade no desenvolvimento dos programas de actualização (em que, como se sabe, grande parte do código trata de validações). Segurança Trata-se da possibilidade de definição de quem pode aceder a quê e como (interrogação, modificação, etc). O controlo centralizado da base de dados pela função de administração da base de dados (ABD), associado às funcionalidades dos sistemas de gestão da base de dados (SGBD) permitem uma maior segurança no acesso aos dados. Recuperação Possibilidade de recuperação da base de dados contra um mau funcionamento dos programas, utilizadores, máquinas ou comunicações. Os SGBD disponibilizam ferramentas para uma boa gestão deste problema, que deve ser cuidadosamente equacionado pela administração da base de dados.

15 SGBD Relacionais - Exemplos
Oracle Informix SQL Server DB2 MySQL Sybase Ingres Rdb ...

16 Catálogo Contém a definição da Base de Dados, descrita num meta- modelo de dados (específico de cada SGBD, utilizando o mesmo modelo lógico usado para a definição da Base de Dados propriamente dita). Exemplo: Num SGBD relacional o catálogo contém as definições das tabelas, views, regras de integridade, etc. Nota: Alguns autores designam o Catálogo por “Dicionário de Dados”

17 Interface com o Utilizador
Como se acede aos dados de uma Base de Dados? Tal como num ambiente de Ficheiros Através de programas escritos especificamente para o efeito em linguagens de 3ª geração, sendo o acesso aos dados efectuado a partir de uma sub-linguagem específica do SGBD (SQL)

18 Interface com o Utilizador
Mas também... Através de “Interfaces” de Interrogação (Queries) Através de Linguagens de 4ª/5ª Geração Geradores de ecrãs (forms) Geradores de relatórios Geradores de menus Através de processos "clientes" executados num ambiente diferente (por exemplo, clientes WEB) Através de interfaces para a Administração da Base de Dados Algumas melhorias que seriam desejáveis nas interfaces com os utilizadores Facilitar a criação de linguagens definidas pelo utilizador, com termos que sejam fáceis de integrar nos domínios dos seus problemas. Os sistemas deverão suportar crescentemente interfaces multi-língua, pois cada vez mais a mesma BD existente sobre o mesmo SGBD encontra-se disponível para utilizadores de diferentes países.

19 Administração de Dados (AD) Gestor dos Recursos Informacionais (?)
Administração de Dados é a função responsável pela gestão global dos recursos informacionais de uma organização, incluindo a definição e manutenção de conceitos e normas relativas ao(s) modelo(s) de dados/informação da mesma. A Administração de Dados é também responsável pelo modelo conceptual de dados. Interage com a Gestão de Topo, Utilizadores, Equipas de Desenvolvimento Informático e Administração de Bases de Dados.

20 Administração de Dados (AD) (cont)
The responsability for definition, organization, supervision and protection of data within an enterprise or organization Department of Defense Directive

21 Funções da Administração de dados
Definição (e negociação) de Conceitos Organizacionais que deverão ser amplamente aceites e divulgados Definição de Normas a adoptar para especificar os objectos Definição de Normas para recolha da Meta-informação Normalização das Nomenclaturas (Classificações) a adoptar Normalização das Metodologias a adoptar Controlo de Qualidade dos Modelos de Dados produzidos pelas equipas de desenvolvimento Controlo de Qualidade da Informação (inclui Auditorias) Políticas de Acesso à Informação Políticas de Salvaguarda e Segurança da Informação Políticas de Retenção da Informação

22 Administração de Bases de Dados (ABD)
Administração de Bases de Dados é a função técnica responsável pelo desenho lógico e físico dos dados (em negociação com a administração de dados e em colaboração com as equipas de desenvolvimento). São ainda da sua responsabilidade a implementação de mecanismos integridade, controlo de segurança e de recuperação das base de dados, para além da monitorização da respectiva performance. Em muitas organizações, especialmente naquelas em que a dimensão o não justifica, estas duas responsabilidades encontram-se atribuídas a uma mesma pessoa. Isto apesar do perfil do Administrador de BD ser essencialmente de carácter técnico e o de Administrador de Dados marcadamente de gestão.

23 Funções da Administração de Base de Dados
Revisão do modelo lógico de dados Elaboração do modelo físico de dados Implementação de Normas várias Implementação de Segurança Implementação de Recuperação Implementação de Integridadade Parametrização global do optimizador Controlo da Performance Alteração do modelo físico da BD em casos de fraca performance

24 Funções das Equipas de Desenvolvimento
Análise e Concepção dos subsistemas de informação, de acordo com as regras produzidas pela Administração de Dados (Metodologias, Nomenclaturas, Nomes,...) Mais específicamente, definição dos Modelos de Dados com todas as regras de integridade e produção da meta-informação associada (Modelos Conceptuais e Lógicos) Desenho, implementação e testes Implantação

25 Responsabilidades da AD, da ABD e das Equipas de Desenvolvimento (ED)
Planeamento das BDs AD Concepção das BDs AD + ED Desenho lógico e físico das BDs ABD + AD + ED Implementação das BDs ABD + AD Implantação das BDs ABD + ED + AD Operação e manutenção ABD Crescimento e mudança ABD + AD

26 CASE (Computer Aided Software Engineering)
Ferramenta de software que visa automatizar parte do desenvolvimento das aplicações e do desenho lógico e físico das bases de dados, bem como das tarefas de manutenção. Mais valias na sua utilização: Acréscimo de produtividade no desenvolvimento Melhoramento da qualidade através da validação automática Preparação e actualização automáticas de documentos Incentivo à prototipagem e ao desenvolvimento incremental Redução do esforço de manutenção

27 CASE (Computer Aided Software Engineering)
Do ponto de vista do desenvolvimento das Bases de Dados, as ferramentas CASE providenciam nomeadamente: Ferramentas para o desenho do modelo conceptual e respectivo controlo de coerência Geração automática do modelo lógico e geração de código para a respectiva implementação Dicionário de Dados, contendo toda a informação recolhida durante o processo

28 Dicionário de Dados O Dicionário de Dados é a base de dados que contém os modelos desenvolvidos, utilizando uma ferramenta CASE. Constitui a base para a integração dos modelos construídos durante o ciclo de desenvolvimento de um projecto, sendo a “fonte de informação” que serve de input à operação de implementação da base de dados e do código das aplicações. Nota: Alguns autores também designam o Dicionário de Dados por “Enciclopédia” ou “Repositório”

29 Repositório Corresponde à base de dados onde se encontram os meta-dados referentes ao Sistema de Informação Organizacional, bem como os recursos para o seu processamento. É o local por excelência onde se gere o ambiente global de processamento de informação da organização (incluindo a gestão de versões e de configurações).

30 Repositório A facility for storing descriptions and behaviors of objects in an enterprise, including requirements, policies, processes, data, software libraries, projects, platforms and personnel, with the potential of supporting both software development and operations management. A single point of definition for all system resources.