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Prof. Jose Fernando Rodrigues Junior Material original: Elaine Parros Machado de Sousa Introdução SCC0141 - Bancos de Dados e Suas Aplicações.

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1 Prof. Jose Fernando Rodrigues Junior Material original: Elaine Parros Machado de Sousa Introdução SCC Bancos de Dados e Suas Aplicações

2 USP – ICMC - GBDI 2 Tópicos da aula Evolução dos Sistemas de Informação Conceitos Básicos SGBDs Histórico

3 USP – ICMC - GBDI 3 Evolução dos Sistemas de Informação Sistemas de Informação baseados em gerenciamento de arquivos programas e arquivos orientados a cada unidade organizacional rotinas específicas para tarefas específicas dados armazenados em disco, usando uma determinada estrutura de dados

4 Aplicações Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 3Dados

5 Aplicações Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 3Dados PROBLEMA?????

6 Arquivos de Dados de Produção Arquivos de Dados de Vendas Arquivos de Dados de Compras Produtos Aplicação de Produção Aplicação de Vendas Aplicação de Compras REDUNDÂNCIA

7 Arquivos de Dados de Produção Arquivos de Dados de Vendas Produtos Aplicação de Produção Aplicação de Vendas REDUNDÂNCIA INCONSISTÊNCIA Nome: Notebook NroSerie: Fabricante: Y Insere: Nome: Notebook NroSerie: Fabricante: X Insere:

8 USP – ICMC - GBDI 8 Consistência de Dados Dados em estado inconsistente informações incorretas ou contraditórias são fornecidas aos usuários

9 USP – ICMC - GBDI 9 Consistência de Dados Consistência é estado ou caráter do que é coerente, do que tem solidez, veracidade, credibilidade, estabilidade, realidade. Consistência: se determinada informação é replicada (redundância), seu valor é sempre o mesmo

10 USP – ICMC - GBDI 10 SIs baseados em arquivos Problemas? Redundância e inconsistência de dados Dificuldade de acesso aos dados Isolamento de dados Anomalias no acesso concorrente Segurança

11 USP – ICMC - GBDI 11 Além disso... SIs baseados em arquivos dados gravados em disco usando ESTRUTURAS DE DADOS Acesso requer conhecimento destas estruturas DEPENDÊNCIA DE DADOS

12 USP – ICMC - GBDI 12 Vários programas compartilhando os mesmos dados todos devem conhecer e manipular as mesmas estruturas E se houver uma alteração na estrutura de dados? Dependência dos Dados TODOS OS PROGRAMAS TERÃO QUE SER ALTERADOS

13 USP – ICMC - GBDI 13 Independência dos Dados Como tornar os programas INDEPENDENTES da estrutura de dados? CRIANDO UM SISTEMA QUE GERENCIE A ESTRUTURA Sistema Gerenciador de Dados Compartilhados Aplicação 1 Aplicação 2

14 USP – ICMC - GBDI 14 Independência dos Dados Sistema de Gerenciamento de Bases (ou Banco) de Dados SGBD SGBD Aplicação 1 Aplicação 2

15 USP – ICMC - GBDI 15 Independência dos Dados Sistema de Gerenciamento de Bases (ou Banco) de Dados SGBD SGBD Aplicação 1 Aplicação 2 Conceitos de abstração e interface

16 USP – ICMC - GBDI 16 SGBD Sistema de Gerenciamento de Bases de Dados conjunto de dados base (banco) de dados conjunto de programas para acesso e manipulação dos dados

17 USP – ICMC - GBDI 17 SGBD Sistema de propósito geral armazenar grandes volumes de dados permitir busca e atualização dos dados eficiência Manutenção de um conjunto lógico e organizado de dados completamente autônomo em relação às aplicações

18 Esquema - Definição da base de dados Instância – Base de dados SGBD Aplicação

19 USP – ICMC - GBDI 19 SGBDs Requisitos Fundamentais: Segurança Física (mais comum no passado) Lógica Usernames e passwords Perfis de usuário

20 USP – ICMC - GBDI 20 SGBDs Requisitos Fundamentais (cont) : Integridade consistência validade Restrições de Integridade!!! Nome: Joaquim Pereira Cargo: Faxineiro Salário: R$ ,00 Arquivos de Dados ?????

21 USP – ICMC - GBDI 21 SGBDs Requisitos Fundamentais (cont) : Integridade - se contem apenas dados válidos, que não contradizem a realidade que estão a representar. Restrições de integridade, que definem o que é válido e o que não é válido. Exemplos: – um funcionário não pode pertencer a mais do que um departamento – o preço de venda de um produto deverá ser superior ao seu custo. – a referência de cada produto deve ser única

22 USP – ICMC - GBDI 22 SGBDs Requisitos Fundamentais (cont) : Recuperação / Tolerância a falhas Transações atômicas unidades lógicas de trabalho, em geral envolvendo várias operações Registros de Log Backup Controle da concorrência gerenciamento de transações concorrentes

23 USP – ICMC - GBDI 23 Por que usar SGBDs? Vantagens: armazenamento persistente de dados e estruturas de dados; INDEPENDÊNCIA DE DADOS; CONSISTÊNCIA DE DADOS; ABSTRAÇÃO E INTERFACE; acesso compartilhado (multiusuário e concorrente) à informação; distribuição de informações

24 USP – ICMC - GBDI 24 Por que usar SGBDs? Vantagens: reduz complexidade das aplicações segurança controle de acesso aos dados backup utilização de padrões

25 USP – ICMC - GBDI 25 Por que usar SGBDs? Desvantagens Custo financeiro Um sistema a mais a ser aprendido e gerenciado

26 USP – ICMC - GBDI 26 Componentes de um SGBD Os componentes funcionais do SGBD: componentes de processamento de consultas componentes de gerenciamento de armazenamento Dados e Metadados Processador de Consultas Gerenciador de Armazenamento SGBD Banco de Dados

27 USP – ICMC - GBDI 27 Componentes de um SGBD Conceitos importantes: Pragmatismo: primeiro modelagem (documentada), seguida de definição e instanciação, e só depois o uso 1. Modelagem: modelo entidade/relacionamento 2. Definição: SQL, subconjunto DDL 3. Instanciação: SQL, subconjuntos DDL/DML 4. Uso: SQL, subconjunto DML

28 USP – ICMC - GBDI 28 Componentes de um SGBD Conceitos importantes: SQL - Data Definition Language SQL - Data Definition Language (DDL) conjunto de comandos para definição do esquema da base de dados Exemplos em linguagem SQL create table alter table drop table Compilador/Interpretador DDL

29 USP – ICMC - GBDI 29 Componentes de um SGBD Conceitos importantes (cont.) : Metadados Metadados Dicionário de Dados: Dicionário de Dados: banco de dados do sistema armazena descrição do esquema armazena metadados armazena restrições de segurança e integridade outras denominações: catálogo de dados, diretório de dados

30 USP – ICMC - GBDI 30 Componentes de um SGBD Conceitos importantes (cont.) : SQL - Data Manipulation Language SQL - Data Manipulation Language (DML) recuperação (consulta) inserção remoção modificação DML viabiliza manipulação dos dados de maneira compatível com o modelo de dados

31 USP – ICMC - GBDI 31 Componentes de um SGBD Conceitos importantes (cont.) : Data Manipulation Language Data Manipulation Language (DML) Exemplos em linguagem SQL insert select delete update...

32 USP – ICMC - GBDI 32 Componentes de um SGBD Conceitos importantes (cont.) : Procedural vs Declarativo Procedural: exige especificação de quais dados são necessários, e como obtê-los requer uma sequência específica de operações a serem executadas ex.: linguagens de programação como C e Pascal, e a linguagem de projeto de bancos de dados álgebra relacional Não-Procedural (Declarativo): exige apenas especificação de quais dados são necessários, e não de como obtê-los ex: SQL A interface dos bancos de dados é definida pela linguagem declarativa SQL (DDL + DML)

33 Usuários Finais Programadores de aplicações Usuários Sofisticados DBAs Interfaces de aplicação Aplicações Consulta (Query)Esquema de BD Pré-compilador de Comandos DML DML embutido no.exe Programas de Aplicações em Código Objeto Compilador DML Interpretador DDL Componente de avaliação e execução de consultas Gerenciador de Buffer Gerenciador de Transações Gerenciador de Arquivos Gerenciador de Armazenamento Processador de Consultas SGBD

34 Pré-compilador de Comandos DML Programas de Aplicações em Código Objeto Compilador DML Interpretador DDL Componente de execução de consultas Gerenciador de Buffer Gerenciador de Transações Gerenciador de Arquivos Gerenciador de Armazenamento Processador de Consultas SGBD Índices Dados Estatísticos Dicionário de Dados Arquivos de Dados [Silbesrchats]

35 USP – ICMC - GBDI 35 Cronologia Década de 1950: Primeiros computadores. Programação em linguagem de máquina Surgimento de Sistemas Operacionais e Linguagens de Programação Sistemas de arquivos com acesso aleatório (não seqüencial) 1959: Sistema RAMAC (IBM)

36 USP – ICMC - GBDI 36 Cronologia Década de 1960: CODASYL: consórcio da indústria COBOL Conceituação de SGBD e modelos de dados Primeiro SGBD comercialmente disponível - Modelo Hierárquico IMS – IBM Integração com a linguagem COBOL Ainda em uso corrente

37 USP – ICMC - GBDI 37 Cronologia Década de 1970: Proposta do Modelo Relacional Surgimento de protótipos de SGBDR INGRES (UC – Berkeley) Sistema R (IBM) Proposta do Modelo Entidade-Relacionamento (MER)

38 USP – ICMC - GBDI 38 Cronologia Década de 1980: Primeiro SGBDR de grande porte disponível DB2 – IBM Surge SQL vinculada ao Sistema R SQL torna-se padrão Modelos Orientados a Objetos

39 USP – ICMC - GBDI 39 Cronologia Década de 1990 em diante: SGBDs orientados a objetos O2 ObjectStore Objectivity/DB Jasmine … SGBDs objeto-relacionais Oracle8, Oracle9, Oracle10g, Oracle 11g PostGreSQL Informix

40 Sugestão de leitura Capítulos introdutórios dos livros citados na bibliografia básica da disciplina USP – ICMC - GBDI 40


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