Segunda Licenciatura em Informática. Disciplina : Banco de Dados I

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1 Segunda Licenciatura em Informática Disciplina : Banco de Dados I

2 Apresentação Professor : Evandro Luís Souza Falleiros Coordenador do Curso Técnico de Nível Médio Integrado em Informática e do Curso Técnico de Nível Médio Integrado em Manuteção e Suporte em Informática PROEJA - no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso do Sul, campus Nova Andradina; Experiência de 5 anos com Desenvolvimento de Softwares utilizando as linguagens C/C++, Java, Python e Sistema Operacional Linux.

3 Ementa Sistemas de banco de dados; Sistemas de gerenciamento de banco de dados; Modelagem de dados; Modelos conceituais; O modelo relacional; Normalização; A linguagem SQL; Princípios de projeto de banco de dados; Projeto de banco de dados.

4 Objetivos - Disciplina Introduzir aos alunos o conceito de Bancos de Dados e suas aplicações no mundo real.

5 Bibliografia Bibliografia Básica KORTH, H. F.; SILBERSCHATZ, A. Sistemas de Bancos de Dados. 2.ed. São Paulo: Mcgraw-Hill, KROENKE, D. M. Banco de Dados - Fundamentos, Projeto e Implementação. Rio de Janeiro: LTC 6ed., SETZER, V. W. Banco de Dados: conceitos, modelos, gerenciadores, projeto lógico, projeto físico. São Paulo: Edgard Blucher, Bibliografia Complementar. GARCIA-MOLINA, H.; ULLMAN, J.; WIDOM, J. Database System Implementation. New York: Prentice Hall, ELMASRI, R; NAVATHE, S. B. Fundamentals of Database Systems. New York, 3ed., HEUSER, C. A. Projeto de Banco de Dados. Porto Alegre: Sagra Luzzato, 1ª. Ed., SILBERSCHATZ, A.; KORTH, H.; SUDARSHAN, S. Database Systems Concepts. New York: McGraw Hill, 3ed., ULLMAN, J. D.; WIDOM, J. A First Course in Database System. New York: Prentice Hall, SILBERSCHATZ, A.; KORTH, H.; SUDARSHAN, S. Database Systems Concepts McGraw Hill, 3ª. Ed., ULLMAN, J. D.; WIDOM, J. A First Course in Database System, Prentice Hall, 1997.

6 Forma de avaliação Provas Trabalhos NF = (P1 + P2 + NT) / 3 NT = SNTE / NTA NT = Nota trabalhos SNTE = Somatório das notas dos trabalhos entregues NTA = Número de trabalhos aplicados

7 Módulo 1 Objetivo Compreensão dos conceitos relacionados a sistemas de banco de dados, sistemas de gerenciamento de banco de dados, modelagem de dados, modelos conceituais e modelo relacional. Após o término do referido módulo, o aluno será capaz de compreender os conceitos relativos a bancos de dados e sistemas gerenciadores de banco de dados, tendo como base o aprendizado da modelagem de dados junto aos modelos conceitos existentes, sendo o Modelo Relacional o modelo conceitual utilizado para o ensino da disciplina.

8 Módulo 1 Introdução Definição: Banco de Dados Coleção de dados relacionados; Dados???? Ex: Nome, CPF, Endereço,... Representa aspectos do mundo real. É um mini-mundo; Coleção lógica e coerente de dados, onde existe um significado inerente. Contexto atual: Grande volume de dados a serem manipulados; Interação com eventos do mundo real e um público efetivamente interessado em determinado conteúdo.

9 Módulo 1 Domínio Domínio para estudo Revendedora de auto-peças. Contexto: Grande volúme de peças no estoque; Controle de diversos tipos de peças; Para cada peça específica, podemos ter tamanhos diferentes destas; Peças iguais ou semelhantes podem ser fornecidas por diferentes fornecedores; Diversos outros problemas que demandam manipulação de dados.

10 Módulo 1 Domínio Como podemos automatizar o controle de tantos dados (registros)? Como podemos garantir que os dados relativos às peças serão mantidos em segurança e atômicos (sem alteração)? Como garantimos que determinada peça do estoque não irá simplesmente desaparecer ou que a quantidade relativa a uma determinada peça não sofrerá alterações involuntárias? Várias???????????????????

11 Banco de Dados Histórico Problemas com a manipulação de dados iniciaram na década de 1950; Dados armazanados em fitas magnéticas e cartões perfurados; Todo programador possuía um dom divino, pois somente deuses gregos podiam manipular um computador, mesmo assim, com certa dificuldade

12 Módulo 1 Histórico Os discos rígidos surgiram somente no final da década de 60 Nascimento dos bancos de dados hierárquicos; Dados organizados por lista e árvores Na década de 1980, surge o Modelo Relacional de Banco de Dados e iniciam-se as pesquisas relacionadas aos Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGDB) Na década de 1990 ocorre a explosão da WEB, onde cada vez mais aumenta a utilização de bancos de dados.

13 Módulo 1 Dinâmica sobre o domínio Como funcionária o controle da base de dados: Auto-peças na década de 1950; Auto-peças na década de 1970; Auto-peças na década de 1980; A partir de 2000: quantidade astronômica de dados a serem manipulados.

14 Módulo 1 Níveis de Abstração Objetos, Seres, Fatos Mundo Real Organização e suas alterações Informações Informais Informações Formais Dados Bits Modelo Descritivo Modelo Conceitual Modelo Operacional Modelo Interno Descrição de estruturas e procedimentos Estrutura de Informações e Definição de manipulação Extruturas Externas de Dados Estruturas internas de arquivos

15 Módulo 1 SGDB (contextualização) Sistemas gerenciadores de banco de Dados, mais conhecidos como SGDBs; Definição: Conjunto de softwares responsáveis pelo gerenciamento de uma base de dados; Manipulação da inserção, pesquisa, atualização e remoção de dados Exemplos: MySQL, Postgre, Firebird, Oracle, SQL-Server...

16 Módulo 1 Modelo Relacional Baseia-se no conceito de relações existentes entre os dados (conceito de entidade e relacão) A definição teórica é baseada na lógica de predicados e na teoria dos conjuntos; Conceito criado por Edgar Frank Codd, em 1970; Não trata-se do único modelo existente. (Temos, por exemplo, o modelo orientado a objetos)

17 Módulo 1 Modelo Relacional Linguagem padrão: SQL Structured Query Language (Linguagem de consulta estruturada) Desenvolvida nos anos 70 nos laboratórios da IBM

18 Módulo 1 Modelo Relacional Modelo de Dados: Conjunto de conceitos que podem ser usados para descrever a estrutura de um banco de dados

19 Módulo 1 Modelo Relacional Entidade e Relacionamento O modelo de dados é representado através de um Modelo Entidade-Relacionamento (modelo ER); Graficamente, representamos o modelo ER com um Diagrama Entidade-Relacionamento (DER).

20 Módulo 1 Modelo Relacional Entidade Definição: Conjunto de objetos da realidade modelada sobre os quais deseja-se manter informações no banco de dados Uma entidade pode representar tanto objetos concretos da realidade (pessoa, automóvel) quanto objetos abstratos (departamento, endereço) Quais são as entidades existentes no domínio da revendedora auto-peças estudada?

21 Módulo 1 Modelo Relacional Entidade Representação Gráfica (DER) CLIENTE FILME Representar gráficamente as entidades do domínio da revendedora auto-peças

22 Módulo 1 Modelo Relacional Atributos Definição: conjunto de informações que deseja-se guardar sobre determinado objeto; Quais são os atributos da entidade FORNECEDOR no domínio da revendedora auto-peças estudada?

23 Módulo 1 Modelo Relacional Atributos - Classificações Atributo : Elemento de dado que contém informação que descreve uma entidade Atributo Monovalorado : assume um único valor para cada elemento do conjunto- entidade. Ex. : Nome Atributo Composto : formado por um ou mais sub-atributos. Ex. : Endereço Atributo Multivalorado : uma única entidade tem diversos valores para este atributo (seu nome é sempre representado no plural). Ex. : Dependentes Atributo Determinante / Chave : identifica cada entidade de um conjunto-entidade. Ex. : Cod_ Funcionario

24 Módulo 1 Modelo Relacional Atributos Representação Gráfica (DER) Código Nome CPF Código Título Duração CLIENTE FILME Representar gráficamente os atributos do domínio da revendedora auto-peças

25 Módulo 1 Modelo Relacional Relacionamento Definição: conjunto de associações entre as entidades de determinado domínio; Quais são as possíveis relações existentes no domínio da revendedora auto-peças estudada?

26 Módulo 1 Modelo Relacional Relacionamento Representação Gráfica (DER) Código Nome CPF Código Título Duração CLIENTE Locação FILME Representar gráficamente os relacionamentos do domínio da revendedora auto-peças

27 Módulo 1 Modelo Relacional Cardinalidade Definição: Número mínimo ou máximo de ocorrências de entidades associadas a um ocorrência da entidade em questão através do relacionamento; Classificação: N:N - muitos para muitos; 1:N - um para muitos; 1:1 - um para um

28 Módulo 1 Modelo Relacional Cardinalidade Representação Gráfica (DER) Código Nome CPF Código Título Duração CLIENTE 1 N Locação FILME Representar gráficamente os relacionamentos do domínio da revendedora auto-peças

29 Módulo 1 Modelo Relacional Relacionamento Ternário Representação Gráfica (DER) CLIENTE 1 Locação FILME GAME A cardinalidade refere-se a pares de entidades

30 Módulo 1 Modelo Relacional Representação Gráfica (DER) Organizar o DER relativo ao modelo estudado no domínio da revenda de auto-peças

31 Módulo 1 SGDB Características de um SGDB: Integridade; Restrições; Segurança e privacidade; Restauração; Reorganização; Eficiência.

32 Módulo 1 SGDB Transações Conceito: Conjunto de procedimentos que é executado num banco de dados, que para o usuário final é visto como uma única ação. Ex: Inserção de dados (conjunto de procedimentos acontecem por trás)

33 Módulo 1 SGDB Integridade de Transações: Depende de 4 propriedades básicas (ACID): Atomicidade: todas as ações do conjunto de procedimentos devem ser concluídas com sucesso para que determinada operação seja efetivada; 1) Erro em uma das ações: rollback (transação desfeita) 2) Sucesso em todas as ações do conjunto: commit (transação efetivada)

34 Módulo 1 SGDB Consistência: Nenhuma transação pode ser parcial; Ex: A subtração ou adição de valores no saldo de uma conta bancária não pode ser efetivada sem a verificação anterior do saldo atual

35 Módulo 1 SGDB Isolamento : Cada transação funciona à parte de outras transações. Nenhuma operação pode interfirir no funcionamento da transação corrente (mecanismo de controle). Não existe a visualização e utilização de resultados parciais

36 Módulo 1 SGDB Durabilidade : Os resultados de uma transação são permanentes, podendo somente serem desfeitos por uma operação posterior

37 Módulo 1 SGDB Controle de Concorrência Trata-se de um método utilizado para garantir que as transações solicitadas sejam efetuadas com sucesso e de forma segura, para que as regras ACID sejam seguidas; Os SGDBs são capazes de assegurar que nenhuma ação de transações completadas com sucesso seja perdida ao desfazer-se transações abortadas. Ex: Checkpoint (log com transações efetivadas com sucesso)

38 Módulo 1 SGDB Tabelas (Entidades) Objeto utilizado para armazenar os dados fisicamente Todos os dados de uma banco de dados relacional são armazenadas em tabelas Os dados são armazenados em linhas (registros ou tuplas) e colunas (campos ou atributos) Ex: Tabela Clientes ATRIBUTOS TUPLAS Código Nome CPF RG 10 Édson A. do Nascimento

39 Módulo 1 SGDB Tabelas - Chaves As tabelas relacionam-se umas com as outras através de chaves; Chave: conjunto de um ou mais atributos que determinam a unicidade de cada registro (evitar replicação de dados); Existem dois tipos de chaves: Chave Primária (PK primary key): é a chave que identifica cada registro dandolhe unicidade. Uma chave nunca se repetirá; Chave Estrangeira (FK foreign key): é a chave formada através de um relacionamento com chave primária de outra tabela. Define o relacionamento entre as tabelas em questão. Caso a chave primária seja composta na origem, a chave estrangeira também o será.

40 Módulo 1 SGDB Tabelas - Índices É uma ferramenta utilizada pelo SGDB para facilitar a busca de linhas dentro de uma tabela. O índice pode ser: a) Índice Único: Criado a partir da chave primária. Não há a permissão para inserção de linhas duplicadas (replicação de dados); b) Índice de Performance: Facilita a busca de linhas na tabela.

41 Módulo 1 EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS Tabelas (Entidades) 1) Construir as tabelas do DER proposto no domínio em estudo. 2) Construir o DER para as seguintes descrições: a) Uma escola tem muitos alunos e muitos professores. Um professor tem vários alunos e apenas leciona numa escola. Cada aluno tem muitos professores e pertencem apenas a uma escola. b) Uma empresa textil tem vários fornecedores. Cada fornecedor vende material a várias empresas texteis. c) Uma empresa decidiu organizar um jogo de futebol em que cada funcionário da empresa pertence a uma equipe. Os funcionários são agrupados por departamentos e, cada departamento tem apenas uma equipe. 3) A partir da construção dos DERs do exercício anterior, elaborar as tabelas para cada entidade definida contendo os atributos principais de cada entidade.

42 Módulo 1 EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXTRAS Tabelas (Entidades) 1) Construa um diagrama E-R (incluindo as cardinalidades) para controle do prontuário de pacientes de um hospital. O hospital possui um conjunto de pacientes e um conjunto de médicos. No registro dos pacientes, temos o nome, RG, CPF, endereço e telefone. No registro dos médicos temos o nome, especialidade, RG, CPF, CRM, endereço e telefone. Cada paciente tem associado a si um prontuário (sua ficha), onde são registradas basicamente todas ocorrências, exames, consultas, medicamentos ministrados associadas a ele. Cada registro no seu prontuário, além de ter a data tem que estar relacionado a um médico, que é o responsável pela informação do registro cadastrado no sistema.

43 Módulo 1 EXERCÍCIOS EXERCÍCIOS EXTRAS Tabelas (Entidades) 2) Construa um diagrama E-R para uma companhia de seguros de automóveis com um conjunto de clientes, onde cada um possui um certo número de carros. Os dados do cliente são nome, RG, CPF, endereço e telefone. Do carro deve-se armazenar a placa, código Renavan, fabricante, modelo, e ano. Associado a cada carro há um histórico de ocorrências. Um carro podem possuir várias ocorrências ou nenhuma. Cada ocorrência deve ter uma data, local e descrição.

44 Módulo 1 TRABALHO TRABALHO 01 Para: 12 de Março de 2011 Forma de entrega: Impresso ou digital (procurar seguir as normas ABNT) Para entrega digital: o nome do arquivo a ser entregue deve ser como o exemplo abaixo: Ex: evandro_falleiros_trab01_12mar11.doc Enviar no Como assunto do e mail: TRAB 01 2 LIC. UEMS SEU NOME Dissertar sobre : 1) Bancos de dados não relacionais / Movimento NoSQL Quando a abordagem contida no modelo relacional torna-se inviável? O modelo relacional é soberano e sempre indicado para projetos de grande porte com altíssimo volume de dados? 2) Bancos de dados orientados a objetos - O que são e quais os fatores principais que levam a adoção de banco de dados orientados a objetos. Recomendações : Procure ser objetivo e esclarecedor, porém, dissertar buscando demonstrar os principais aspectos dos temas abordados. Ambos tópicos possuem respostas curtas e simples. Apenas deve-se pesquisar atentamente e as respostas tornarão-se claras. Bom trabalho a todos

45 Módulo 1 Fim INSTITUCIONAL PESSOAL

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