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Asterio K. Tanaka BANCO DE DADOS (Fundamentos e Projeto) Asterio K. Tanaka ORÁCULO Consultoria de Sistemas.

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1 Asterio K. Tanaka BANCO DE DADOS (Fundamentos e Projeto) Asterio K. Tanaka ORÁCULO Consultoria de Sistemas Rio de Janeiro Utilização por terceiros autorizada com citação da fonte.

2 Asterio K. Tanaka Programa de aplicação de BD SGBD Programa de aplicação de BD Programa de aplicação dados e regras SISTEMA DE INFORMAÇÃO Sistema de informação: - Organização - Pessoas - Tecnologia - hardware - software - telecomunicações

3 Asterio K. Tanaka Evolução dos Sistemas de Informação 50-60s: programas com dados armazenados 60-70s: sistemas de arquivos 70-90s: sistemas de bancos de dados 90s - ? (depois da WWW): sistemas de informações para Web (WIS)

4 Asterio K. Tanaka Programa com dados armazenados Programa com gerência de arquivos Programa de aplicação de BD Sistema de Gerência de BD Programa com gerência de arquivos Programa com gerência de arquivos Programa de aplicação de BD Programa de aplicação de BD arquivos de dados banco de dados Programa com dados armazenados Programa com dados armazenados Programa de aplicação de BD Middle Ware Programa de aplicação de BD Aplicações Fontes de dados Middle Ware Middle Ware

5 Asterio K. Tanaka Mini-mundo Banco de Dados Usuários Aplicações Coleção autodescritiva de dados relacionados, logicamente coerentes e com algum significado inerente. Projetado, construído e povoado com dados para um propósito específico. Grupo de usuários e Aplicações pré-concebidas. Banco de Dados Conceitos Básicos

6 Asterio K. Tanaka Um Ambiente (simplificado) de Sistema de Banco de Dados Definição do BD (Metadados) BD armazenado Consultas / Programas de Aplicação Software para processar consultas / programas Software para acessar dados armazenados Usuários / Programadores Sistema de BD SGBD

7 Asterio K. Tanaka Componentes de um SGBD Comandos em LDD Comandos privilegiados Consulta de alto nível Programas de aplicação Comandos em LMD Transações compiladas Compilador da LDD Compilador da LMD Processador de consultas Processador do BD em tempo de execução Compilador da linguagem hospedeira Subsistema de controle de concorrência / backup / restauração Gerenciador dos dados armazenados Banco de dados armazenado Catálogo/ Dicionário de Dados ABD e equipe usuários ocasionais programadores de aplicações usuários paramétricos Pré-compilador

8 Asterio K. Tanaka Processamento de uma Aplicação

9 Asterio K. Tanaka Características dos Sistemas de Bancos de Dados versus Sistemas de Arquivos Natureza auto-contida de um sistema de banco de dados –metadados armazenados num catálogo ou dicionário de dados Independência entre programas e dados –estrutura dos arquivos de dados armazenada no catálogo separadamente dos programas de acesso Abstração de dados –representação conceitual dos dados através de modelos de dados Suporte de múltiplas visões de dados –diferentes perspectivas ou visões de usuários Suporte a transações –compartilhamento de dados e processamento multiusuário

10 Asterio K. Tanaka A Arquitetura de Três Esquemas Visão Externa 1 Visão Externa n Esquema Conceitual Esquema Interno Usuários finais... NÍVEL EXTERNO NÍVEL CONCEITUAL NÍVEL INTERNO mapeamento externo/conceitual mapeamento conceitual/interno

11 Asterio K. Tanaka Independência de Dados Capacidade de mudar o esquema num nível de um sistema de banco de dados sem ter que mudar o esquema no nível seguinte mais alto. Independência lógica de dados: Capacidade de mudar o esquema conceitual sem ter que mudar esquemas externos ou programas de aplicação. Independência física de dados: Capacidade de mudar o esquema interno sem ter que mudar o esquema conceitual

12 Asterio K. Tanaka MODELOS DE DADOS Uma coleção de conceitos, construídos com base em mecanismos de abstrações, que são usados para descrever um conjunto de dados e as operações para manipular os dados. Representação: – sintaxe de linguagem – notação gráfica

13 Asterio K. Tanaka Categorias de Modelos de Dados Modelos conceituais: representam a realidade a um nível alto de abstração (ex: ER, modelos semânticos, OO) Modelos lógicos ou de implementação: suportam descrições de dados que possam ser processadas por computador (ex: hierárquico, em rede, relacional, relacional-objeto, OO). Modelos físicos: descrevem como os dados são armazenados no computador através de informações como tipos de arquivos, formatos e ordenação de registros, caminhos de acesso (ex: várias formas de estruturas de arquivos).

14 Asterio K. Tanaka Esquema Conceitual Entidade-Relacionamento EMPREGADO DEPARTAMENTO PROJETO DEPENDENTE supervisiona emprega trabalha gerencia possui controla Data início Número Nome Numero Nome Local Horas CPF Nome Data nascimento Sexo Endereco Salario Nome Sexo data nascimento Relacionamento supervisionado supervisor (1,1) (1,N) (0,N) (1,N) (0,N) (1,1) (0,1)

15 Asterio K. Tanaka Esquema Conceitual Diagrama de Classes - UML

16 Asterio K. Tanaka Um esquema de banco de dados relacional Nome CPF Data-Nasc Endereço Sexo Salário Supervisor Dept Nome Número Num-Dept Localidade Nome Número Local Dept CPF-Emp Num-Proj Horas CPF-Emp Nome-Dep Sexo Data-Nasc Relacionamento EMPREGADO DEPARTAMENTO LOCALIZACAO PROJETO TRABALHO DEPENDENTE Gerente Num Dept Data-Inicio GERENCIA

17 Asterio K. Tanaka Uma instância de banco de dados relacional Nome CPF Data-Nasc Endereço Sexo Salário Supervisor Dept Nome Num-Dept Localidade Nome Núm Local Dept CPF-Emp Num-Proj Horas CPF-Emp Nome-Dep Sexo Data-Nasc Relacionamento EMPREGADO DEPARTAMENTO LOCALIZACAO PROJETO TRABALHO DEPENDENTE Joao Frank Alicia Jane Ramon Joyce Ahmad James Jan55 08Dez45 19Jul58 20Jun31 15Set52 31Jul62 29Mar59 10Nov nulo Santos,SP Tatui,SP Lins,SP Marilia,SP Santos,SP MMFFMFMMMMFFMFMM Pesquisa Administracao Sede Mai88 01Jan92 19Jun Santos Campinas Lins Bauru Santos ProdutoX ProdutoY ProdutoZ Informat. Reorgan. Beneficios Lins Bauru Santos Campinas Santos Campinas ,5 7,5 40,0 20,0 10,0 30,0 10,0 35,0 5,0 20,0 15,0 nulo Alice Teo Joy Abner Miguel Alice Beth FMFMMFFFMFMMFF 05Abr76 25Out73 03Mai48 29Fev32 01Jan78 31Dez78 05Mai57 Filha Filho Esposa Esposo Filho Filha Esposa Num CPFInicio GERENCIA

18 Asterio K. Tanaka Funcionalidades de um SGBD Controle de redundância Compartilhamento de dados Controle de acesso Múltiplas interfaces Representação de relacionamentos Cumprimento das restrições de integridade Capacidade de backup e restauração

19 Asterio K. Tanaka Controle de Redundância Redundância de dados Problemas da redundância de dados: duplicação de esforço para manter os dados atualizados; desperdício de espaço de armazenamento; possibilidade de inconsistência dos dados Armazenamento em um único local no banco de dados X Redundância para melhorar o desempenho das consultas.

20 Asterio K. Tanaka Compartilhamento de Dados Sistemas multiusuários Controle de concorrência Transações atômicas

21 Asterio K. Tanaka Controle de Acesso Segurança e autorização senhas para usuários e para grupos de usuários; restrição de acesso a parte do banco de dados; proibição de executar certas operações; acesso de usuários paramétricos restrito apenas a transações enlatadas; proibição de uso de software privilegiado, como o software de criação de contas.

22 Asterio K. Tanaka Múltiplas Interfaces Linguagens de consulta para usuários casuais; Linguagens de programação para programadores de aplicações; Interfaces gráficas com formulários (telas) e menus para usuários paramétricos; Interfaces para administração do banco de dados; Linguagem natural.

23 Asterio K. Tanaka Cumprimento das Restrições de Integridade Tipo de dado (domínio) Unicidade de itens de dados (chave) Integridade referencial Restrições derivadas da semântica dos dados Cumprimento automático pelo SGBD ou Especificação em programas de aplicação

24 Asterio K. Tanaka Capacidade de Backup e Restauração Casos de falha de hardware ou de software. Backup e restauração (recovery) : consistência de estado do banco de dados.

25 Asterio K. Tanaka Pessoal envolvido em grandes sistemas de bancos de dados Classe dos administradores –administrador de sistema –administrador de dados –administrador de BD (ABD) –pessoal de operação e suporte

26 Asterio K. Tanaka Classe dos desenvolvedores –projetistas do BD –analistas de sistemas –programadores de aplicações Classe dos usuários finais –usuários ocasionais –operadores de aplicações –usuários sofisticados

27 Asterio K. Tanaka Ambiente de BD - Papéis Administrador do Sistema –instala e mantém o SGBD –necessário bom conhecimento do SO –tem os mais altos privilégios Administrador do BD –responsável por criar e manter BDs –tem privilégios nos BDs que gerencia Administrador de Dados –responsável pelo ambiente de dados da organização

28 Asterio K. Tanaka AD versus ABD Administração de Dados está voltada para o planejamento conceitual e a organização dos recursos de dados –modelagem de dados, desenvolvimento de políticas e padrões para uso e gerência dos dados, treinamento de usuários, coordenação de atividades com projetistas de sistemas e usuários Administração de Banco de Dados está voltada para aspectos técnicos associados a um ambiente específico de um sistema de gerenciamento de banco de dados, no que diz respeito à operação e manutenção física de um ou mais BDs.

29 Asterio K. Tanaka 1.Participar dos levantamentos de dados, eventos/funções e regras de negócio junto às áreas funcionais da Empresa; 2.Elaborar e acompanhar a confecção dos modelos Conceituais de Dados; 3.Participar da compatibilização do planejamento de sistemas com os modelos de Dados; 4.Responsabilizar-se pela qualidade e compatibilidade dos modelos de dados com os modelos de implementação; 5.Planejar e coordenar a evolução dos Banco de Dados da Empresa; 6.Definir, manter e auditar os metadados do Dicionário de Dados; 7.Participar da elaboração e ajuste da MDS; 8.Disseminar pela organização a utilização da AD; 9.Normatizar a administração e utilização dos dados em ambientes centralizado e cliente/servidor; 10. Participar da pesquisa de softwares de apoio à AD, ADB e correlatos. Funções do Administrador de Dados

30 Asterio K. Tanaka Funções do Administrador de Banco de Dados 1.Definição e organização da Base de Dados - Construir o Modelo Lógico/Físico da Base de Dados; - Promover o Espaço Físico para o armazenamento; - Manter a organização Física da Base de Dados; - Manter o Dicionário/Diretório de Dados; - Manter o nível de desempenho nas operações a Base de Dados. Proteção da Base de Dados - Controlar as operações sobre a Base de Dados; - Manter a integridade dos Dados; - Controlar o uso correto de mecanismos de recuperação; - Detectar violações de regras; Resolução de conflitos. Especificação da documentação - Descrição da Base de Dados; - Padrões; Procedimentos de Utilização; Senhas de Acesso; - Estatísticas de Desempenho; - Procedimentos de Recuperação; - Facilidades para ambientes de teste; - Diretrizes para Treinamento. Suporte - Escolha, Instalação, Manutenção e suporte ao uso do SGBD; - Participação na escolha do software SGBD e seus produtos afins; - Contato com os Fornecedores.

31 Asterio K. Tanaka Bancos de dados não são sempre a solução Sobrecustos –Alto investimento inicial –Custo da generalidade do SGBD –Overhead de processamento Quando NÃO usar bancos de dados –Volume de dados pequeno, aplicações simples, bem definidas. Mudanças não são esperadas. –Requisitos estritos de tempo real. –Acessos múltiplos e concorrentes não são necessários.


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