ADMINISTRAÇÃO DE BANCO DE DADOS Artefato 01. AT0 - Nivelamento

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1 ADMINISTRAÇÃO DE BANCO DE DADOS Artefato 01 AT0 - Nivelamento

2 Histórico de revisões Data Versão Descrição Autor 25/10/ Criação da primeira versão HEngholmJr

3 Instrutor Hélio Engholm Jr Livros publicados Engenharia de Software na Prática - Novatec Análise e Design Orientados a Objetos - Novatec Sites

4 Agenda Introdução Visão Geral BD Relacional BD Relacional e SQL Design de BD Modelo Entidade Relacionamento Criação de banco de Dados

5 Banco de Dados Relacional Visão Geral

6 Visão Geral Coleção de diferentes componentes de software de base de dados bases de dados contendo as seguintes peças: Programas de aplicação de Banco de Dados Componentes Client Servidor(es) de Banco de Dados Banco de Dados

7 Aplicação de Banco de Dados Programa especial de software que é projetado e implementado pelos usuários ou implementadas empresas de software. Usuários visualizam um banco de dados como uma coleção de dados que se relacionam logicamente. Para um sistema de banco de dados, ele é simplesmente um conjunto de bytes, normalmente armazenado em um disco. Possuem em comum: o sistema de banco de dados precisa fornecer não apenas as interfaces que permitem aos usuários criar bancos de dados e recuperar ou modificar os dados, mas também os componentes do sistema para gerenciar os dados armazenados

8 Aplicação de Banco de Dados Deve fornecer: Variedade de interfaces de usuário Independência Física de Dados Independência Lógica de Dados Otimização de Consultas Integridade de Dados Controle de Concorrência Backup e recuperação Segurança de Dados

9 Variedade de interfaces de usuário A maioria dos bancos de dados são projetados e implementados para utilização por muitos tipos diferentes de usuários com diversos níveis de conhecimento. Um sistema de base de dados deve oferecer diferentes interfaces de usuário incluindo, entre outros, os menus e formulários para os usuários finais e uma linguagem de consulta interativa para usuários experientes.

10 Independência Física de Dados Significa que os programas de aplicação da base de dados não dependem da estrutura física dos dados armazenados em um banco de dados. Este importante recurso permite que façamos as alterações aos dados armazenados sem ter que fazer qualquer alteração à base de dados programas e aplicações. Por exemplo, se os dados armazenados são previamente ordenados através de um critério, e esta ordem é alterada usando outro critério, a modificação dos dados físicos não devem afetar as aplicações de banco de dados existentes ou o esquema de banco de dados existente (uma descrição de uma base de dados gerada pela linguagem de definição de dados do sistema de base de dados).

11 Independência Lógica de Dados Sistemas de base de dados fornecem independência lógica de dados- em outras palavras, é possível fazer alterações à estrutura lógica de banco de dados sem ter que fazer qualquer alteração na aplicação ou programas. Por exemplo, se a estrutura de um objeto chamado PESSOA existe no sistema de banco de dados e você deseja adicionar um atributo a PESSOA (por exemplo endereço), você tem que modificar apenas a estrutura lógica do banco de dados, e não os atuais programas de aplicação.

12 Otimização de Consultas Cada sistema de base de dados contém um subcomponente chamado um otimizador que considera uma variedade de estratégias para execução consulta aos dados e, em seguida, seleciona os mais eficiente. A estratégia selecionada é chamada de plano de execução da consulta. O otimizador faz suas decisões considerando, o tamanho das tabelas envolvidas na consulta, os índices existentes e qual operador booleano (E, ou NÃO) é usado na cláusula WHERE.

13 Integridade de Dados Uma das tarefas de um sistema de base de dados é o de identificar os dados logicamente inconsistentes e rejeitar o seu armazenamento no banco de dados. (A data 30 de Fevereiro e a hora 5:77:00 são dois exemplos de tais dados.) Além disso, a maioria dos problemas reais que são implementados usando sistemas de banco têm restrições de integridade que devem se manter verdadeiro para os dados. (Um exemplo de restrição de integridade pode ser o número dos funcionários da empresa, que deve ser de um número inteiro de cinco dígitos.) A tarefa de conservar a integridade pode ser realizada pelo usuário nos programas de aplicação ou polo DBMS. Tanto quanto possível, esta tarefa deve ser manuseado por o DBMS

14 Controle de concorrência Um sistema de banco de dados é um sistema de software multiusuário, o que significa que muitas aplicações e usuários poderão acessar a base de dados ao mesmo tempo. Cada sistema de base de dados deve ter algum tipo de mecanismo de controle para garantir que vários aplicativos que tentam atualizar os mesmos dados possam fazer de uma forma controlada. Exemplo: Os proprietários de conta bancária no banco X têm um saldo de conta de US$ Os dois co-proprietários da conta bancária, a Sra. A e o Sr. B, vão para dois diferentes caixas de banco e cada um retira $1.000 ao mesmo tempo. Após estas operações, a quantidade de dinheiro na conta bancária caso deve ser $0 e não R$ Todos os sistemas do banco, possuem mecanismos necessários para lidar com casos como este exemplo.

15 Backup e Recovery Um sistema de base de dados devem ter um subsistema que é responsável pela recuperação de erros de hardware ou de software. Por exemplo, se ocorrer uma falha enquanto uma aplicação de base de dados realiza atualizações em 100 linhas de uma tabela, o subsistema de recuperação deve reverter as atualizações previamente executada para garantir que os dados correspondentes estão consistente após a ocorrência do erro. Segurança da base de dados Os mais importante conceitos de segurança em banco de dados são a autenticação e a autorização. Autenticação é o processo de validar as credenciais do usuário para impedir que usuários não autorizados utilizem o sistema. Autenticação é mais comumente aplicada por exigir que o usuário insira um nome de usuário e uma senha. Esta informação é avaliada pelo sistema para determinar se o usuário tem permissão para acessar o sistema ou não. Este processo pode ser reforçado pelo uso de criptografia. Autorização é o processo que é aplicado após a identidade de um usuário ser autenticado. Durante este processo, o sistema determina quais

16 Segurança da Base de Dados Os mais importante conceitos de segurança em banco de dados são a autenticação e a autorização. Autenticação é o processo de validar as credenciais do usuário para impedir que usuários não autorizados utilizem o sistema. Autenticação é mais comumente aplicada por exigir que o usuário insira um nome de usuário e uma senha. Esta informação é avaliada pelo sistema para determinar se o usuário tem permissão para acessar o sistema ou não. Este processo pode ser reforçado pelo uso de criptografia. Autorização é o processo que é aplicado após a identidade de um usuário ser autenticado. Durante este processo, o sistema determina quais recursos do sistema o usuário em particular pode usar.

17 Banco de Dados Relacional O componente do Microsoft SQL Server chamado Endine do Banco de Dados é um banco de dados relacional. O conceito de sistemas de banco de dados relacional foi introduzido pela primeira vez por E. F. Codd em seu artigo Um modelo relacional de dados compartilhados por grandes bancos de dados no ano Ao contrário do que aconteceu em anteriores sistemas de bases de dados (rede e hierárquico), banco de dados relacional são baseadas no modelo de dados relacional, que tem uma forte base matemática.

18 SQL: Uma linguagem de banco de dados relacional A linguagem de banco de dados relacional SQL Server é chamado Transact-SQL. Trata-se de um dialeto dos mais importante idiomas de banco de dados hoje em dia: SQL (Structured Query Language). Ao contrário do que acontece com linguagens tradicionais de programação como, por exemplo, C, C++, Java, SQL é uma setoriented language. Significa que o SQL pode consultar várias linhas de uma ou mais tabelas utilizando apenas uma declaração. Este recurso é uma das grandes vantagens do SQL, o que permite o uso da língua em uma lógica mais elevado do que o nível no qual línguas tradicionais podem ser utilizadas.

19 SQL: Uma linguagem de banco de dados relacional Não é procedural Todo programa escrito em uma linguagem procedural (C, C++, Java) descreve como uma tarefa é realizada, passo a passo. Em contraste com isso, o SQL, como qualquer outro linguagem não procedural, descreve o que é o que o usuário quer. Assim, o sistema é responsável por encontrar o modo mais adequado para resolver pedidos dos usuários. Possui duas sublinguagens: uma linguagem de definição de dados (DDL) e uma linguagem de manipulação de dados (DML). O DDL contém três declarações generic as do SQL. Objeto CREATE, Objeto ALTER e objeto DROP. Estas declarações são utilizadas para criar, alterar e remover objetos do banco de dados, tais como bancos de dados, tabelas, colunas e índices. DML engloba todas as operações que manipulam os dados.

20 Design do Banco de Dados Introdução Projetar o banco de dados é uma fase muito importante no ciclo de vida do banco. Precede todas as outras fases com exceção da coleta de requisitos e análise. Uma base de dados criada simplesmente intuitivamente e sem qualquer plano, poderá ser um banco resultante não satisfaça as necessidades do usuário em matéria de desempenho. Pode ocasionar redundância de dados desnecessária, o que, só por si, tem dois inconvenientes: Existência de anomalias de dados Utilização de uma desnecessária quantidade de espaço em disco.

21 Design do Banco de Dados Normalização Processo no qual as tabelas de um banco de dados são testadas para se encontrar algumas dependências entre as colunas de uma tabela. Caso estas existirem dependências, a tabela é reestruturado em múltiplos (geralmente duas) tabelas, que elimina qualquer dependência entre colunas. Se uma destas tabelas geradas ainda contiver dependências de dados, o processo de normalização deve ser repetido até que todas as dependências sejam resolvidas.

22 Design do Banco de Dados Redundância de dados A eliminação de redundância de dados em uma tabela é baseada na teoria de dependências funcionais. A dependência funcional significa que, utilizando o valor conhecido de uma coluna, o valor correspondente da outra coluna pode sempre ser exclusivamente determinada. As dependências funcionais entre as colunas A e B é denotado por A B, precisando que um valor de coluna, um sempre pode ser usado para determinar o valor correspondente da coluna B. ( B é funcionalmente dependente de A. ) Exemplo: Emp_no emp_lname

23 Formas Normais Design do Banco de Dados Primeira forma Normal Primeira forma normal (1NF) significa que a tabela não tem atributos multivalorados atributos composites. Um atributo composite (composto) contém outros atributos e, portanto, pode ser dividido em partes menores. Segunda forma Normal Uma tabela está na segunda forma normal (2NF) se estiver na 1NF e não há nenhuma coluna dependente de uma chave primária da tabela. Isso significa que, se (A,B) é uma combinação de duas colunas de tabela que constituem a chave e não há nenhuma coluna da tabela dependendo nem somente de A ou somente de B.

24 Fomas Normais Design do Banco de Dados Terceira forma Normal Uma tabela está na terceira forma normal (3NF) se estiver na 2NF e não há dependências funcionais entre colunas sem chave. Por exemplo, a tabela empregado1, que é idêntica a tabela empregado, exceto para a coluna adicional, dept_name, não está na 3NF, pois para cada valor conhecido da coluna dept_no o valor correspondente da coluna dept_name pode ser exclusivamente determinada.

25 Modelo Entidade-Relacionamento

26 Modelo Entidade-Relacionamento Os dados em uma base de dados podem ser facilmente concebidos usando apenas uma tabela contendo todos os dados. A principal desvantagem de um tal projeto de banco é o seu alto nível de redundância de dados. Desvantagens Por exemplo, se o seu banco de dados contém dados relativos aos funcionários e seus projetos (supondo que cada funcionário trabalha ao mesmo tempo em um ou mais projetos, e cada projeto envolve um ou mais funcionários), os dados armazenados em uma única tabela irão conter muitas colunas e linhas. A principal desvantagem desta tabela é que os dados serão difíceis de serem mantidos coerentes, porque causa da sua redundância.

27 Modelo Entidade-Relacionamento O modelo entidade-relacionamento (ER) é usado para projetar bancos de dados relacionais, removendo todas as redundância nos dados. O objetivo básico do modelo é uma entidade que é um objeto do mundo real contendo vários atributos, que são propriedades da entidade e, portanto, o descreve. Com base em seu tipo, um atributo pode ser: Atomic (ou único valorado) um atributo atómico é sempre representado por um único valor para uma determinada entidade. Por exemplo, um estado de pessoa civil é sempre um atributo atómico. A maioria dos atributos são atributos atómicos.

28 Modelo Entidade-Relacionamento Multivalued Um atributo Multivalued pode ter um ou mais valores para uma determinada entidade. Por exemplo, a localização como atributo de uma entidade chamada ENTERPRISE é multivalued, porque cada empresa pode ter um ou mais locais. Composite Os atributos Composite são não atómicos porque eles são montados usando algum outros atributos atómicos. Um exemplo típico de um atributo composto é um endereço da pessoa, a qual é composta por atributos atómicos Cidade, cep e a rua.

29 Criação de Bancos de Dados

30 Module 1: Creating Databases and Database Files Creating Databases Creating Filegroups Creating Schemas Creating Database Snapshots

31 Lesson 1: Creating Databases Considerations for Creating a Database Transaction Logging Database Options Data Compression

32 Considerations for Creating a Database Determine required tables, data types, and permissions Select a collation that supports data storage needs Evaluate the need for: Data placement and storage in OLTP projects Cubes, measures, and dimensions in OLAP projects Query Results OLTP OLAP Client SQL Server

33 Transaction Logging 1 Data modification is sent by application Buffer Cache 3 Modification is recorded in transaction log on disk Disk 2 Data pages are located in, or read into, buffer cache and modified 4 Disk Checkpoint writes committed transactions to database Tip: Place log on separate drive for performance

34 Database Options AUTO options control certain automatic behaviors CURSOR options control cursor behavior and scope Database Availability options control whether the database is online or offline, who can connect to it, and whether it is read-only Date Correlation Optimization controls whether SQL Server maintains correlation statistics between tables External Access Options control whether the database can be accessed by external resources Parameterization controls whether queries are parameterized based on default database behavior Recovery options control the recovery model for the database

35 Data Compression ROW compression enables storing fixed length types in variable length format PAGE compression is built on top of ROW compression Column Prefix Page Level Dictionary Compression comes with additional CPU cost

36 Demonstration: Creating Databases In this demonstration, you will see how to: Create a database by using SQL Server Management Studio Create a database by using Transact-SQL Generate a script using SQL Server Scripts Wizard

37 Lesson 2: Creating Filegroups What are Filegroups? Improving Database Performance by Using Filegroups

38 What are Filegroups? AdventureWorks Database sys... sys... sysusers sysobjects... SalesOrderHeader Customer Product OrdHistYear2 OrdHistYear1 C:\ D:\ E:\ AdventureWorks_ Data.mdf Default Filegroup OrdHist1.ndf OrdHist2.ndf OrderHistoryGroup AdventureWorks_ Log.Idf

39 Improving Database Performance by Using Filegroups Create files or filegroups on as many different available local physical disks as possible Put objects that compete heavily for space in different filegroups Put different tables used in the same join queries in different filegroups Put heavily accessed tables and the nonclustered indexes that belong to those tables on different filegroups

40 Demonstration: Creating Filegroups In this demonstration, you will see how to: Create a filegroup by using SQL Server Management Studio Create a filegroup using the ALTER DATABASE command of Transact-SQL

41 Lesson 3: Creating Schemas What are Schemas? How Object Name Resolution Works

42 What are Schemas? Namespaces for database objects Person Contact (Server1.AdventureWorks.Person.Contact) Sales Customer (Server1.AdventureWorks.Sales.Customer) dbo ErrorLog (Server1.AdventureWorks.dbo.ErrorLog) AdventureWorks

43 How Object Name Resolution Works Person SELECT * FROM Contact Lance (Default schema = Person) SELECT * FROM Person.Contact Contact Sales SELECT * FROM ErrorLog Anders SELECT * FROM Contact (Default schema = Sales) dbo ErrorLog

44 Demonstration: Creating a Schema In this demonstration, you will see how to: Create a schema by using Transact-SQL Display ownership of a schema

45 Lesson 4: Creating Database Snapshots How Database Snapshots Work When to Use Database Snapshots

46 How Database Snapshots Work Source DB Snapshot DB SELECT UPDATE Copy-On-Write SELECT

47 When to Use Database Snapshots Use Database Snapshots to: Maintain historical data for report generation Mirror data to free up resources Safeguard against administrative error Safeguard against user error Manage a test database

48 Demonstration: Creating Database Snapshots In this demonstration, you will see how to: Create a database snapshot by using T-SQL View a database snapshot by using SQL Server Management Studio

49 Lab: Creating Databases and Database Files Exercise 1: Creating a Database Exercise 2: Creating a Schema Exercise 3: Creating a Database Snapshot Logon information Virtual machine User name Password NY-SQL-01 Administrator Pa$$w0rd Estimated time: 45 minutes

50 Lab Scenario You are a database administrator at Adventure Works. You have been asked by various managers to create new database and create a SQL Server Management Studio Scripts project following several specifications. You have also been asked to grant database access to a new user and create and manage a database snapshot.

51 Lab Review How can we quickly create scripts of an entire database, or a single database object using the default options? How can we grant the user NY-SQL- 01\Katie rights to another schema? Who can create database snapshots of a database?

52 Module Review and Takeaways Review Questions Best Practices