UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias1 Bancos de Dados Mestrado em Engenharia de Computação área de concentração Geomática.

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1 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias1 Bancos de Dados Mestrado em Engenharia de Computação área de concentração Geomática

2 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias2 Bibliografia [1] ELMASRI, R., NAVATHE, S. B. - Fundamentals of Database Systems, Redwood City: Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., 1994. [2] KORTH, H., SILBERSCHATZ, A. - Sistema de Bancos de Dados, São Paulo: Makron Books, 1998. [3] COUGO, PAULO - Modelagem Conceitual e Projeto de Bancos de Dados, Rio de Janeiro: Editora Campus, 1997. Manuais de SGBDs (DBMSs) específicos.

3 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias3 Banco de Dados Dados SGBD (DBMS) Conceitos fundamentais...

4 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias4 Conceitos fundamentais... Bancos de Dados (BD) - Coleção de dados relacionados Dados - fatos conhecidos que podem ser registrados e que possuem um significado implícito

5 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias5 Propriedades implícitas de um Banco de Dados... i) Um BD representa algum aspecto do mundo real (miniworld ou Universo do Discurso). Mudanças no miniworld são refletidas no BD. ii) Um BD é uma coleção logicamente coerente de dados com algum significado inerente. iii) Um BD é projetado, construído e alimentado com dados para um propósito específico. Possui um grupo intencionado de usuários e algumas aplicações pré- concebidas, de interesse destes usuários.

6 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias6 Propriedades implícitas de um Banco de Dados... iv) Um Banco de Dados tem alguma fonte, de onde seus dados são derivados, algum grau de interação com eventos do mundo real e alguma audiência que está ativamente interessada no conteúdo dos seus dados.

7 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias7 Bancos de Dados - Aplicações Caderninho (agenda) de telefones InfoLand - Comércio de Computadores Empresa DI que constrói e comercializa imóveis DETRAN Sistema SABRE Projetos SIVAM e ZEE-RJ

8 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias8 Agenda de telefones Controle manual normalmente os dados são de interesse de um único usuário consultas por índices número limitado de entradas e de ítens por entrada operações de inclusão, exclusão e alteração fáceis de realizar a perda dos dados pode trazer sérios transtornos (falta de backup)

9 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias9 InfoLand - Comércio de Computadores Universitário que monta micros e os revende único usuário do sistema clientes sofisticados, req uerendo configurações sob-medida monta 8 micros/mês dificuldade em lembrar-se das configurações pretende expandir os negócios

10 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias10 Mala direta para os clientes com ofertas Controle das configurações instaladas Ofertas sob medida para cada cliente, tendo em vista a sua configuração abatimentos e/ou brindes em função do número de clientes recomendados financiamento das vendas (em dólar) InfoLand - Requisitos do Sistema...

11 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias11 Possui 2000 imóveis para comercializar patrimônio imobiliário (terrenos, aps, salas...) no valor de US$ 8 bi desenvolve espaços urbanos Atividades principais: –comercialização de imóveis –administração imobiliária Empresa DI - Imóveis...

12 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias12 Sistema Integrado de Informações ambiente de rede (Intranet/Internet) Posição instantânea da situação do imóvel Posição financeira de cada cliente Relatórios gerenciais diversos Usuários não especializados –uso intensivo de formulários e relatórios pré- fabricados DI Imóveis - Requisitos do Sistema

13 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias13 Empresa DI - Imóveis... Servidor de BD Stand de Vendas GerênciasPúblico

14 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias14 DETRAN Emite carteiras de motoristas, certificados de registro e licenciamento de veículos Controle de cobrança das multas Controle de cobrança de impostos Milhares de usuários Permite consultas via rede bancária e Internet consultas por RENAVAM, motorista

15 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias15 SABRE (www.sabre.com) Sistema de Reservas (viagens aéreas, etc.) mais de 140.000 consultas diárias mais de 40% das reservas efetuadas de viagens efetuadas no mundo oferece serviços para mais de 440 Cias aéreas e 47.000 hotéis tempo de resposta médio <= 3 seg 210.000 terminais interconectados Tulsa Data Center => 30 mainframes capacidade de 14,337 MIPS e 60 terabytes de armazenamento (equivalente a 15 bilhões de páginas de informação)

16 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias16 Projetos: i) SIVAM; ii) ZEE-RJ Vários atores envolvidos Multi-disciplinaridade Ambiente distribuído BDs e SIGs

17 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias17 Comparação Aplicações Pessoais/PME OLTPOLTP Aplicações Cliente-Servidor Bancos de Dados Distribuídos Detran / SABRE Infoland DI Imóveis Mainframes Microcomputadores Redes de Computadores Projeto SIVAM / ZEE Integração Ampla

18 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias18 Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD)... Um SGBD - DBMS (Data Base Magement System) é uma coleção de programas que capacita os usuários a definir, criar, manipular e manter Bancos de Dados.

19 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias19 Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD)... Definir um banco de dados envolve especificar as estruturas (tabelas), tipos de dados e restrições relativas aos dados armazenados no banco de dados. Construir um banco de dados é o processo de armazenar os dados em algum meio de armazenamento que seja controlado pelo SGBD.

20 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias20 Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD)... Manipular um banco de dados compreende funções como consultá-lo (query) para recuperar (recovery) determinados dados, atualizá-lo para refletir as mudanças no mini- mundo e gerar relatórios. Database System = software + database

21 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias21 Exemplo : Banco de Dados Acadêmico Definição: –especificar a estrutura dos registros de cada arquivo e os diferentes tipos de elementos de dados a serem armazenados em cada registro. –especificar um tipo de dados para cada elemento de dado a ser armazenado no registro. Construção: –armazenar os dados que representam cada estudante, curso, seção, grau, e pré-requisito nos arquivos (tabelas) correspondentes Manipulação: envolve consultas e atualizações

22 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias22

23 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias23 Sistema Tradicional de Arquivos Matrícula StudentCourse Course Prerequisite Students Emissão Histórico Escolar Section Section GradeReports

24 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias24 Limitações do Sistema Tradicional... Cada usuário define e implementa os arquivos necessários para a sua aplicação específica –Dados isolados e em diferentes arquivos –Registros incompatíveis –Duplicação de dados (redundância) Programas dependentes dos dados

25 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias25 A Abordagem de Banco de Dados... Um único repositório de dados é definido uma única vez, posteriormente é atualizado e consultado por vários usuários. descrição da base de dadosO Sistema de Banco de Dados contém a base de dados e a descrição da base de dados (catálogo ). Meta-dados: informação armazenada no catálogo.

26 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias26 Arquivo do Usuário

27 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias27 Meta-Dados

28 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias28 Metadados Table Name Number of Columns Primary Key Employee10Ssn Department4Dnumber Project3Pnumber... SysTables Table Name Data Type Length Employee Text 15 EmployeeText1 EmployeeText15... Column Name Fname Minit Lname... SysColumns

29 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias29 Independência programas-dados Independência programa-operação operação = funtion member = método [assinatura (interface) + implementação] abstração de dados = independência programas-dados + programa-operação representação conceitual modelo de dados A Abordagem de Banco de Dados...

30 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias30 Múltiplas visões dos dados BD

31 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias31 Exemplos de visões

32 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias32 Suporte a múltiplas visões dos dados Uma visão pode ser um subconjunto do banco de dados ou ela pode conter dados virtuais que são derivados de arquivos do bd, mas não explicitamente armazenados. A Abordagem de Banco de Dados...

33 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias33 Compartilhamento da Base de Dados –Controle de concorrência ex.: reserva de passagens aéreas –OLTP - On Line Transaction Processing A Abordagem de Banco de Dados...

34 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias34 Um ambiente simplificado de Sistema de Banco de Dados Queries/programas de aplicação Software para processar queries/programas Banco de Dados Meta-dados Software para acesso aos dados Software SGBD Usuários/programadores Sistema de Banco de Dados

35 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias35 Atores em Cena Administradores de Bancos de Dados Projetistas de Bancos de Dados Usuários Finais Analistas de Sistemas e Programadores

36 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias36 Tipos de Usuários Finais Casuais Naive ou paramétricos Sofisticados Stand-alone

37 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias37 Uso Intencional de um SGBD... Controle de Redundância –multiplicação de esforços na entrada de dados –economia de espaço –consistência dos dados Restrições a acessos não autorizados (subsistema de autorização e segurança) –controles similares se aplicam ao software de SGBD (ex.: criação de novas contas)

38 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias38 Armazenamento persistente para estruturas de dados e objetos (bancos de dados orientados a objetos - oodb) Uso de regras de dedução para inferir novas informações (sistemas de bancos de dados dedutivos) Múltiplas interfaces para os usuários –linguagens de consulta (query languages), linguagens de programação, formulários, menus, linguagens naturais Uso Intencional de um SGBD...

39 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias39 Representação de complexas relações entre os dados Imposição de Restrições de Integridade –especificação de um tipo de dados para cada ítem de dados –relacionar um registro em um arquivo com registros em outros arquivos –unicidade de valores para ítens de dados (chaves) Backup and Recovery Uso Intencional de um SGBD...

40 UERJ - Agosto 2000© Oscar Luiz Monteiro de Farias40 Implicações da abordagem de Banco de Dados Potencial para disseminar padrões Redução do tempo de desenvolvimento de aplicações Flexibilidade Informação sempre atualizada (up-to-date) Economias de escala