Alunos: Bruno Zacchi Rausis Gustavo Soares Leonardo Defenti Rodrigo Becker Rabello

A maior parte das aplicações atuais têm a necessidade de manipular dados históricos - dados relativos a estados passado da aplicação. O interesse em registrar a evolução dos estados de uma aplicação como o passar do tempo.

Os SGBDs convencionais não fornecem suporte a estas informações Nas últimas décadas, muitas pesquisas na área de Bancos de Dados Temporais vem sendo realizadas, com o objetivo de definir conceitos e estratégias para tratar de informações históricas.

Bancos de Dados Temporais permitem armazenar todos os estados de uma aplicação (passado, presente e futuro), registrando sua evolução no tempo. Bancos de Dados Temporais são aqueles que apresentam alguma forma implícita de representação de informações temporais.

Os modelos de dados tradicionais apresentam duas dimensões : As instâncias dos dados (linhas das tabelas) e os atributos de cada instancia (colunas das tabelas). Nos modelos tradicionais, cada atributo de uma instância apresenta apenas um valor. Se for feito uma alteração deste valor, o anterior será perdido.

Os modelos de dados Temporais acrescentam uma dimensão em relação aos tradicionais, a dimensão temporal. Esta dimensão associa alguma informação temporal a cada valor. No caso de uma alteração de um valor de um atributo, o anterior não é perdido. O novo valor é acrescentado a tabela associado a alguma informação temporal. Deste modo, é possível analisar a evolução temporal dos valores de atributos.

A dimensão temporal é composta por uma sequência de pontos consecutivos no tempo, que recebe o nome do eixo temporal. O mais comum é que se assuma que o tempo flui linearmente. Em alguns casos pode ser considerado tempo ramificado, tanto com ramificação para o futuro como para o passado. Uma ultima forma de ordenação temporal é considerar o tempo circular.

Ordem Linear: Forma mais usada, cada dado possui no máximo um sucessor e no máximo um antecessor. Aplicações Usuais: -evolução do salário de um empregado;

Ordem Ramificada: Um dado pode ter vários sucessores e/ou predecessores. Aplicações Usuais: – alternativas para o capítulo final de uma novela(futuro ramificado); – hipóteses para a evolução do homem até os dias de hoje (passado ramificado);

Ordem Circular: Um conjunto de dados se repete periodicamente em uma certa ordem Aplicações Usuais: – períodos de promoção de uma loja: verão, páscoa,dia das mães, outono- inverno, dia dos pais;

Bancos de Dados de Tempo Instantâneo. Bancos de Dados de Tempo de Transação. Bancos de Dados de Tempo de Validade. Bancos de Dados de Tempo Bitemporais.

Correspondem aos bancos de dados convencionais. Armazenam somente valores presentes. Se um valor de uma propriedade é modificado, o valor anteriormente armazenado é apagado e somente o último valor fica disponível. É o mais utilizado comercialmente.

A alteração do valor de uma propriedade não destrói o seu valor anterior, ficando com todos os valores armazenados no banco de dados. Associa aos dados o tempo em que à informação foi inserida no BD, sendo possível recuperar informações do passado e do presente. Tempo fornecido automaticamente pelo SGBD(TIMESTAMP), sendo transparente para o usuário.

Esse tipo de banco de dados corresponde ao tempo em que uma informação é verdadeira no momento atual. São definidos, geralmente, pelo próprio usuário. Associa aos dados o tempo em que a informação será válida no BD.

A forma mais completa de armazenar informações temporais. Os tempos de transação e de validade são associados a cada informação. É possível ter acesso a todos os estados passados do banco de dados.

Três formas usuais de representação:  relação instantânea/temporal  relação instantânea e relação temporal  relação temporal delta

Mantém dados instantâneos e temporais em uma única relação R IDa1...anTinicioTfim

Vantagem – menor número de relações Desvantagens –redundância de dados – baixo desempenho para consultas instantâneas

Mantém dados instantâneos e temporais em relações separadas R-Inst R-Temp IDa1...an IDa1...anTinicioTfim

Vantagem – melhor desempenho para consultas instantâneas Desvantagens – redundância de dados – maior número de relações

Mantém relações temporais separadas para cada atributo – definidas apenas para atributos temporais  R-Inst  Ra1-Temp  Ran-Temp IDa1...an IDa1TinicioTfim IDanTinicioTfim

Vantagem – evita redundância Desvantagem – baixo desempenho para consultas temporais – maior número de relações

Informações temporais estão presentes em grande número de aplicações no mundo real. Exemplos de Aplicações: - Aplicações Financeiras - Áreas Empresariais - Informações acadêmicas - Companhias Seguradoras - Sistemas de Reservas

Sistemas de Informação Geográfico são sistemas automatizados usados para armazenar, analisar, manipular e visualizar dados geográficos, ou seja, dados que representam objetos e fenômenos em que a localização geográfica é uma característica inerente a informação e indispensável para analisá-la [Câmara 96]. Um dos aspectos fundamentais para a representação de dados geográficos é o momento ou intervalo de tempo em que a entidade geográfica existe ou é valida. Exemplos de evolução de entidades Geograficas : - Novas entidades Geográficas - Mutação em entidades - Fusão de entidades - Desaparecimento de entidades - Erosão do solo (contínua)

O registro do histórico do paciente é Fundamental para o Diagnóstico. Análise deste registro pode ser utilizado em diversas finalidades: - pelo médico pessoal do paciente - pelo sistema de saúde - por pesquisadores Os projetistas de sistemas de informação médica perceberam, há longo tempo, a necessidade de armazenar e manipular informações relacionadas com o tempo.

Os objetos constituintes de Banco de Dados Multimídias apresentam claramente uma dimensão temporal. Exemplo: - um objeto X deve ser apresentado antes de um objeto Y - o objeto X deve ser apresentado simultaneamente ao objeto Y Exemplo Relacionamento forte entre tempo e espaço em uma mesma apresentação - “Encontre todas as seqüências de vídeos mas quais um automóvel, após virar a esquerda vira para a direita”.

Fornecer valores que são temporais. Exemplo: fornecer o valor que armazena a data de nascimento de uma pessoa. Se referir a um determinado instante ou intervalo no tempo. Exemplo: qual o valor do salário no dia 01/10/98. Recuperar valores com base em restrições temporais. Exemplo: recuperar todos os valores do salário antes do dia 01/10/98. Fornecer informações temporais (datas, intervalos). Exemplo: qual a data em que foi alterado o salário de um funcionário.

O grande volume de dados armazenado em um banco de dados temporal implica na necessidade de novos métodos de indexação (estruturas e algoritmos de busca). O grande volume de dados pode dificultar a execução de consultas, deixando-as mais lentas. Informações podem ser inexistentes ou incompletas, pode ser devido à incerteza quanto à existência do valor em certos pontos do tempo ou em eventos cujo tempo em que ocorreu não é conhecido.

RGNomeFunção 1JoãoMotorista 2MariaSecretária... Salários RGSalárioInicioFim 1500,0001/05/0118/09/ ,0013/01/0202/04/ ,0019/09/ ,0003/04/ BD Convencional: select salário from Empregados E, Salários S where S.RG = E.RG and E.nome = ‘Maria’ and S.início >= ’01/07/02’ and S.fim <= ’31/12/02’ BD Temporal: select salário from Empregados where nome = ‘Maria’ and period ‘[01/07/02, 31/12/02]’

Implementação de um BD Temporal 1. Tabela Instantânea do Departamento: contém as informações atuais de um departamento acadêmico; 2. Tabela Temporal – Nome do Departamento: contém as diferentes denominações do departamento acadêmico ao longo dos anos; 3. Tabela Espaço-Temporal – Localização do Departamento: contém a localização de um departamento acadêmico ao longo dos anos.

Implementação de um BD Temporal 1 – Criação de um modelo conceitual de representação através de um diagrama Entidade-Relacionamento que permita a localização de um atributo em tempo e espaço distintos; 2 – criação de um modelo de Banco de Dados Espaço-Temporal; 3 – definição de um Sistema Gerenciador de Banco de Dados – SGBD open source para se validar o modelo proposto (PostgreSQL) 4 – Validação do modelo proposto através de consultas no SGBD.

Implementação de um BD Temporal Modelo de implementação temporal: - O SGBD trabalha com “timestamps”. - A cada alteração em um atributo é gerado um novo estado do BD. - O mecanismo permanece transparente para o usuário. -Para representar o tempo de transação, optou-se por acrescentar dois atributos adicionais: - início do período de transação (DT_I) - final do tempo de transação (DT_F)

Implementação de um BD Temporal

Os atributos Nome e Localização são TEMPORAIS pois podem apresentar valores diferentes em cada data.

Implementação de um BD Temporal Busca

- BD Convencional: o dado é destruído e substituído por outro (visão do usuário). - BD Temporal: o dado é armazenado com um “timestamp” da data que foi modificado de acordo com o tempo do SGBD (DT_I=NOW) até outra data indefinida (DT_F=NULL). - O dado antigo passa a fazer parte de um histórico e seu “timestamp” será (DT_I=data_da_ultima_mod.) e DT_F=NOW. Implementação de um BD Temporal Atualização dos Dados