Org. e Projeto de Banco de Dados Fundamentos de Banco de Dados Prof. Marcio Gonçalves

Definição Banco de Dados ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Definição Banco de Dados - Conjunto de dados interrelacionados que objetivam atender as necessidades de um conjunto de usuários. - Inglês: Database. - BD = Banco de Dados.

Definição de SGBD’s - Software que incorpora as funções ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Definição de SGBD’s - Software que incorpora as funções de definição, recuperação e manutenção de dados em um banco de dados. - Inglês: Database Management System. - SGBD = Sistema de Gerência de Banco de Dados.

Linguagens Envolvidas em SGBD’s ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Linguagens Envolvidas em SGBD’s DDL - “Data Definition Language” - Linguagem usada para descrever o modelo lógico. DML - “Data Manipulation Language” - Linguagem usada para escrever instruções que trabalham sobre a base de dados.

Funções Envolvidas em SGBD’s ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Funções Envolvidas em SGBD’s DBA - Administrador do Banco de Dados - Responsável pela parte física. AD - Administrador de Dados - Responsável pela parte lógica.

Funções Envolvidas em SGBD’s ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Funções Envolvidas em SGBD’s Projetista de Banco de Dados - Constrói partes do modelo conceitual da base de dados . Analista de Sistemas - Define e projeta aplicações sobre a base de dados.

Funções Envolvidas em SGBD’s ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Funções Envolvidas em SGBD’s Programador - Constrói aplicações usando os modelos conceituais e lógicos existentes. Usuários Finais - Acessam a base de dados através de aplicações.

Processamento sem BD - Exemplo: Sistema de Sistema de Sistema de ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Processamento sem BD - Exemplo: Sistema de Vendas Sistema de Produção Sistema de Engenharia Arquivos de Vendas Arquivos de Produção Arquivos de Engenharia Dados de Produto

Processamento sem BD - Dados de diferentes aplicações não ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Processamento sem BD - Dados de diferentes aplicações não estão integrados. - Dados estão projetados para atender uma aplicação específica.

Problemas com a Falta de Integração ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Problemas com a Falta de Integração - Mesmo objeto da realidade é múltiplas vezes representado na base de dados. - Redundância não controlada dos dados.

Problemas com a Falta de Integração ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Problemas com a Falta de Integração - Redundância ocasiona em: - Inconsistência dos dados. - Redigitação de informações.

Processamento com BD - Exemplo: Sistema de Produção Sistema de ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Processamento com BD - Exemplo: Sistema de Produção Sistema de Engenharia Sistema de Vendas Banco de Dados Dados de Produto

Processamento com BD - Cada informação é armazenada uma única vez. ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Processamento com BD - Cada informação é armazenada uma única vez. - Eventual redundância controlada pelo sistema é invisível para o usuário.

Propostas dos Bancos de Dados ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Propostas dos Bancos de Dados - Prover independência das aplicações em relação aos dados. (significa que uma alteração no modelo de dados não deve afetar as aplicações) - O SGBD oferece isolamento das aplicações em relação aos dados.

Propostas dos Bancos de Dados ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Propostas dos Bancos de Dados - Oferecer abstração de dados. - Ou seja, as aplicações devem ver os dados de forma abstrata, independente de detalhes físicos de implementação.

Arquiteturas de Hardware/Software ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Arquiteturas de Hardware/Software - Modelos de Plataformas para Banco de Dados: - Mono-Usuário - Centralizada - Cliente/Servidor - Network Computer

Arquiteturas de Hardware/Software ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Arquiteturas de Hardware/Software - Mono-Usuário - Banco de dados encontra-se no mesmo computador em que são executadas as aplicações. - Não há múltiplos usuários. - Típico de computadores pessoais.

Arquiteturas de Hardware/Software ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Arquiteturas de Hardware/Software - Centralizada - Banco de dados encontra-se no mesmo computador em que são executadas as aplicações. - Múltiplos usuários acessam através de terminais “burros”. - Arquitetura típica de “main-frame”.

Arquiteturas de Hardware/Software ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Arquiteturas de Hardware/Software - Cliente/Servidor - Múltiplos usuários. - Servidor de banco de dados. Ou seja, um computador contém todos os arquivos do banco mais o SGBD. - Os clientes executam as aplicações.

Arquiteturas de Hardware/Software ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Arquiteturas de Hardware/Software - Cliente/Servidor - Trafegam na rede comandos de alto nível para o SGBD. - Arquitetura mais utilizada.

Arquiteturas de Hardware/Software ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Arquiteturas de Hardware/Software - “Network Computer” - Atualmente é somente uma proposta. - Uso de computadores com capacidades restritas (não possuem disco). - Aplicações são enviadas pela rede ao cliente.

Histórico de Banco de Dados ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Histórico de Banco de Dados - A dificuldade das organizações para manter os “sistemas legados”. - A chegada dos primeiros sistemas de banco de dados no fim da década de 60.

Histórico de Banco de Dados ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Histórico de Banco de Dados - Modelos de Sistemas de Banco de Dados: - Hierárquico - Rede - Relacionais - Orientado a Objetos

Modelo Hierárquico - Largamente utilizado durante a década ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Largamente utilizado durante a década de 70 e início da década de 80. - A IBM teve o IMS (DL/1) um dos bancos de dados hierárquicos mais conhecidos. - Outros: System 2000.

Modelo Hierárquico - Um BD hierárquico é composto de ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Um BD hierárquico é composto de árvores de registros. - Entre os diferentes tipos de registros (segmentos) existem as ligações pai-filho. - Um determinado registro somente pode possuir um registro pai.

Modelo Hierárquico - Esquema gráfico de um BD hierárquico: Peça Fornec ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Esquema gráfico de um BD hierárquico: Peça CodPeça NomePeça CorPeça PesoPeça CidadePeça Definição de tipo de relação pai-filho Fornec CodFornec NomeFornec StatusFornec CidadeFornec QtdFornec Definição de tipo de registro

Modelo Hierárquico - Um possível estado do BD hierárquico: Peça Fornec ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Um possível estado do BD hierárquico: Peça P1 Eixo Cinza 10 Blumenau Fornec F3 Álvares 5 São Paulo 200 F2 Souza 10 Rio 400 F1 Silva 5 São Paulo 300

Modelo Hierárquico Peça Fornec Peça P2 Roda Preto 16 Rio F4 Tavares 8 ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico Peça P2 Roda Preto 16 Rio Fornec F4 Tavares 8 Rio 350 F1 Silva 5 São Paulo 300 Peça P3 Mancal Verde 30 São Paulo

Modelo Hierárquico - Outras considerações: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Outras considerações: - Um registro (segmento) pai pode possuir filhos de diferentes tipos. - A hierarquia pode estender-se por diversos níveis.

Modelo Hierárquico - Instruções de acesso a dados: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Instruções de acesso a dados: - get next <record name> [ where < select criteria>]; - Esta instrução busca um registro raiz que obedece a determinado critério com base em valores de seus campos.

Modelo Hierárquico - Instruções de acesso a dados: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Instruções de acesso a dados: - get next <record name> under this [ where < select criteria>] ; - Esta instrução busca um registro que é filho do registro corrente e que obedece a um determinado critério.

Modelo Hierárquico - Exemplos de acessos a dados: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Exemplos de acessos a dados: 1 - Buscar os nomes dos fornecedores que embarcam o produto de código P2.

Modelo Hierárquico - Instruções de modificação do BD: Inclusão = ISRT. ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Instruções de modificação do BD: Inclusão = ISRT. Alteração = REPL. Exclusão = DLET.

Modelo Hierárquico - Análise do modelo hierárquico: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Análise do modelo hierárquico: - Adequado somente para problemas hierárquicos. - Em caso de problemas não hierárquicos cria a redundância de dados.

Modelo Hierárquico - Análise do modelo hierárquico: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Hierárquico - Análise do modelo hierárquico: - O modelador tem que escolher um tipo de registro pai com base em considerações de performance. - Em caso de problemas não hierárquicos cria anomalias nas instruções de modificação da base de dados.

Modelo em Rede - Grande família de SGBD’s baseada ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Grande família de SGBD’s baseada em um padrão CODASYL e mais tarde no ANSI. - O IDMS da Cullinet Software tornou-se um dos mais conhecidos. - Outros: IDS/2, RMS (Digital)

Modelo em Rede - Em um BD em Rede um determinado ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Em um BD em Rede um determinado registro pode possuir diversos registros pai. - A única restrição é que em um tipo de ligação um registro somente pode participar uma vez.

Modelo em Rede - Esquema gráfico de um BD em rede: Peça Embarq Fornec ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Esquema gráfico de um BD em rede: Peça CodPeça NomePeça CorPeça PesoPeça Definição de tipo de relação pai-filho Embarq QtdeEmbarq Fornec CodFornec NomeFornec CidadeFornec Definição de tipo de registro

Modelo em Rede - Um possível estado do BD em rede: Peça Embarq Fornec ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Um possível estado do BD em rede: Peça P1 Eixo Cinza 10 P2 Roda Preto 16 P3 Mancal Verde 10 Embarq 300 400 200 300 350 Fornec F1 Silva São P. F2 Souza Rio F3 João São P. F4 Pedro Rio

Modelo em Rede - Outro Exemplo: Curso Ingr Curric Aluno Disciplina ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Outro Exemplo: Curso Cód Nome Ingr Curric DataIngr ObrOpcDisc Aluno Disciplina CódAl NomeAl CodDisc NomeDisc CredDisc Histórico Conceito AnoSem

Modelo em Rede - Instruções de acesso a dados: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Instruções de acesso a dados: - get next <record name> where < select criteria>; - Instrução que busca um registro de um tipo que obedece a determinado critério com base em valores de seus campos. - Não está restrita a registros raiz.

Modelo em Rede - Instruções de acesso a dados: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Instruções de acesso a dados: - get next <record name> under this in <set name> [ where < select criteria>] ; - Esta instrução busca um registro de um tipo que obedece a determinado critério e que é filho do registro corrente dentro da ligação indicada.

Modelo em Rede - Instruções de acesso a dados: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Instruções de acesso a dados: - get <record name> over this in <set name>; - Instrução da própria abordagem em rede para buscar um registro pai de um filho em uma dada cadeia de registros.

Modelo em Rede - Exemplos de acessos a dados: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Exemplos de acessos a dados: 1 - Buscar os nomes dos fornecedores que embarcaram o produto de código P2.

Modelo em Rede - Instruções de modificação do BD: Inclusão = STORE. ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Instruções de modificação do BD: Inclusão = STORE. Alteração = MODIFY. Exclusão = ERASE.

Modelo em Rede - Análise do modelo em rede: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Análise do modelo em rede: - Na abordagem em rede não aparecem as anomalias de manutenção da base de dados que aparecem em modelos hierárquicos. - A abordagem em rede não está restrita somente a atender problemas hierárquicos.

Modelo em Rede - Análise do modelo em rede: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo em Rede - Análise do modelo em rede: - O programador tem que conhecer as ligações existentes na base de dados. - A independência de dados fica prejudicada, pois a criação/eliminação de ligações implica em alteração dos programas.

Modelo Relacional - Surgiu dos trabalhos teóricos de ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - Surgiu dos trabalhos teóricos de Codd (IBM) procurando um modelo lógico independente de detalhes de implementação. - Baseado na álgebra relacional.

Modelo Relacional - Pesquisas e construções de protótipos ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - Pesquisas e construções de protótipos iniciaram em meados da década de 70. - Como primeiros produtos surgiram o System R (IBM) e o INGRES (Universidade da Califórnia).

Modelo Relacional - Produtos conhecidos atualmente: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - Produtos conhecidos atualmente: - ORACLE, DB2, SYBASE, SQL SERVER, INTERBASE, MYSQL, INFORMIX, etc.

Modelo Relacional - Sistema relacional é aquele no qual os ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - Sistema relacional é aquele no qual os dados são percebidos pelos usuários como tabelas. Uma das idéias básicas por trás da abordagem relacional é a de que os valores de atributos são atômicos.

Modelo Relacional - As ligações entre linhas de diferentes ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - As ligações entre linhas de diferentes tabelas são feitas através do uso de valores de atributos.

Modelo Relacional - Conceitos básicos: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - Conceitos básicos: - Chave Primária: Coluna ou colunas cujos valores diferenciam uma linha das demais para todos os possíveis valores de uma tabela. - O valor da chave primária não pode ser vazio.

Modelo Relacional - Conceitos básicos: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - Conceitos básicos: - Normalmente exige-se que a chave primária seja mínima. - Chave Estrangeira: Coluna ou colunas de uma tabela, cujos valores devem aparecer na chave primária de uma tabela (de outra tabela ou da mesma).

Modelo Relacional - Conceitos básicos: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - Conceitos básicos: - Chave Candidata: Coluna ou colunas de uma tabela, cujos valores diferenciam uma linha das demais para todos os possíveis valores de uma tabela. Porém, por questões funcionais não foram escolhidas para chave primária.

Modelo Relacional - Análise do modelo relacional: ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Relacional - Análise do modelo relacional: - No modelo relacional a independência de dados aumenta, pois programas não são influenciados pela existência ou não de caminhos de acesso.

Modelo Orientado a Objetos ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Orientado a Objetos - Os bancos de dados orientados a objeto iniciaram-se primeiramente em projetos de pesquisa nas universidades e centros de pesquisa (início dos anos 80). - Existem atualmente ainda poucos produtos no mercado.

Modelo Orientado a Objetos ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Orientado a Objetos - O banco de dados Jasmine da Computer Associates é um dos mais conhecido no mercado atualmente. - O Jasmine é o primeiro banco de dados considerado totalmente orientado a objetos. - Outros: Caché da InterSystem.

Modelo Orientado a Objetos ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Orientado a Objetos - Os bancos de dados orientados a objetos tem como objetivo integrar a orientação a objeto com as aptidões dos bancos de dados. - Disponibilizando mais abstração da estrutura de dados do que os bancos de dados convencionais.

Modelo Orientado a Objetos ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Orientado a Objetos - Os bancos de dados orientados a objetos atualmente estão direcionados a disponibilizar soluções para apoiar aplicações que utilizam tipos de dados complexos (como multimídia e desenho).

Modelo Orientado a Objetos ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Orientado a Objetos - Isto deve-se ao fato que os bancos de dados convencionais (no momento) encontram algumas dificuldades para tratar estes tipos de dados.

Modelo Orientado a Objetos ASSELVI / Prof. Marcio Gonçalves Modelo Orientado a Objetos - Transição: - Vários fornecedores de banco de dados relacionais estão disponibilizando em seus produtos o conceito de objeto-relacional.