Banco de Dados. Aula Inaugural. CURSO: CC/SI SÉRIE: 2º e 3º semestre DISCIPLINA: Banco de Dados CARGA HORÁRIA SEMANAL: 04 horasaula

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1 Banco de Dados Aula Inaugural CURSO: CC/SI SÉRIE: 2º e 3º semestre DISCIPLINA: Banco de Dados CARGA HORÁRIA SEMANAL: 04 horasaula CARGA HORÁRIA SEMESTRAL: 80 horas-aula Semana 1: Semana 2: 4 aulas de teoria (Alan) 2 aulas de teoria (Alan) 2 aulas de laboratório (Alan/Luiz) 1

2 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Sistemas de Gerência de Bancos de Dados (SGBDs): Definições Funções básicas Arquitetura Dicionário de dados Módulos principais Modelos de Bancos de Dados Modelos hierárquicos, rede e relacional Modelo relacional Fundamentação teórica Estrutura relacional Restrições de integridade básicas Manipulação e álgebra relacional Integridade semântica Visões 2

3 Projeto de Bancos de Dados Relacionais Etapas Modelo conceitual: diagrama entidade relacionamento Modelo lógico: mapeamento do modelo conceitual para o modelo relacional Normalização Bibliografia SILBERSCHATZ, A; KORTH, H. Sistema de banco de dados. São Paulo : Makron Books. HEUSER, C. A. Projeto de Banco de Dados. Porto Alegre : Saggra Luzzato. DATE, C. J. Introdução a Sistemas de Bancos de Dados. Rio de Janeiro : Campus. GUIMARÃES. Fundamentos de Bancos de Dados Modelagem, Projeto e linguagem SQL. Campinas : UNICAMP. 3

4 Avaliação: 1º bimestre : Prova (0 a 10) 2º bimestre : Prova (0 a 8) Trabalho(0 a 2) Prova: Questões dissertativas (Modelos, Códigos,...) e Questões de múltipla escolha. Trabalho (Projeto de Banco de Dados) Em grupo de até 4 integrantes: Entregar: Descrição do negócio Levantamento de requisitos Modelo Conceitual (Entidade- Relacionamento) Modelo Lógico (Relacional). Excelente oportunidade para praticar os conhecimentos adquiridos. 4

5 Introdução Dado: um fato ou forma de representar um fato. Informação: conjunto de dados organizados de forma a apresentar um valor agregado. Conhecimento: regras usadas para selecionar, organizar ou combinar informações e dados. Definição: dado Um fato do mundo real ou forma de representar um fato. Exemplo: nome de um empregado, o número de horas trabalhadas na semana, código de um produto,...ect A representação de um dado utiliza alguns tipos: Texto/Números/Datas Imagem: desenhos e figuras Mídia: som e vídeo 5

6 Definição: Informação Informação: conjunto de dados organizados de forma a apresentar um valor agregado. Exemplo: total da folha de pagamentos, média de horas extras no mês. A utilidade da informação é determinada por um contexto. Transformação de dados em informação Conhecimento Dado Transformação Informação 6

7 Etapas na transformação de dados 1. Atividades que geram dados no sistema 2. Dados são coletados 3. Dados coletados são armazenados 4. O processamento transforma os dados 5. Geram-se as informações Sistemas de Informação 6. Com as informações tomam-se decisões Como dados podem ser armazenados? Uma coleção organizada de dados pode ser considerada como um banco de dados. Para organizar os dados é necessário conceber uma modelagem. Na modelagem definem-se os dados que devem ser armazenados e como fazê-lo. 7

8 Conceitos de bancos de dados SGBD Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados Centraliza diversos bancos de dados, cada qual com seu grupo de tabelas e um sem número de dados O papel do SGDB é gerenciar as interações entre os usuários e os dados armazenados nas bases. Modelos de dados Modelo para organização dos dados de um BD define um conjunto de conceitos para a representação de dados exemplos: entidade, tabela, atributo,... Existem modelos para diferentes níveis de abstração de representação de dados modelos conceituais modelos lógicos modelos físicos 8

9 Modelos Conceituais Representação com alto nível de abstração modela de forma mais natural as entidades do mundo real, suas propriedades e seus relacionamentos independente de BD exemplo: modelo entidade-relacionamento Alunos matricula nome N lotação M Cursos Código Nome Modelos Lógicos Representa os dados em alguma estrutura (lógica) de armazenamento de dados também chamados de modelos de BD dependente de BD exemplos modelo relacional (tabelas) modelos hierárquico (árvore) modelo orientado a objetos (classes objetos complexos) 9

10 Modelos de Bancos de Dados Histórico de gerações 1ª geração: Modelos pré-relacionais modelos hierárquico e de rede 2ª geração: Modelo relacional 3ª geração: Modelos pós-relacionais modelos orientado a objetos, objeto-relacional, temporal, geográfico,... Modelo Relacional Definido em 1970 (E. Codd IBM/Califórnia) Modelo com uma sólida base formal teoria dos conjuntos Modelo simples estruturas tabulares poucos conceitos Linguagens declarativas para a manipulação de dados álgebra relacional e cálculo relacional (formais) SQL (comercial) 10

11 Modelo Relacional Organização dos dados conceitos do modelo atributo, relação, chave,... Integridade restrições básicas para dados e relacionamentos Manipulação Contexto negócio Real MER Modelo Entidade- Relacionamento Modelo Relacional Normalização Modelo Hierárquico Modelo rede 11

12 Tabela/arquivo 21/02/2013 Campo, registro e arquivos Rótulos Aluno matricula nome endereco 1 Cecília Ortiz Rezende Rua dos Ipês, 37 2 Abílio José Dias Avenida Presidente Jânio Quadros, Renata Oliveira Franco Rua Nove de Julho, 45 registro Campo Campo é um conjunto de dados (coluna) Registro é um conjunto de campos (linha) Arquivo é um conjunto de registros Tipos de dados Tipos básicos Textos (char, varchar, string) Dados compostos por valores alfanuméricos. Inteiros (int, bigint, long) Dados numéricos composto de números inteiros Ponto Flutuante (float, decimal) Os conhecidos números Reais da matemática Data /Hora (date, time, datetime) Campos que recebem data, hora ou números inteiros que representam uma fração de tempo 12

13 13

14 Sistemas Comerciais dbase: Lançado pela Ashton-Tate e posteriormente adquirido pela Borland. Possuía uma linguagem de programação própria para desenvolvimento de aplicações, teve versões para DOS e Windows, trabalhava com gerenciamento de arquivos planos baseados em listas invertidas. A partir da versão 7, os direitos foram vendidos pela Borland. Paradox: Possui ambiente integrado de desenvolvimento para criação de aplicativos. Os direitos de produção foram vendido pela Borland para a Corel. Teve versões para DOS e hoje possui apenas versões para Windows. DataFlex: Popular para ambiente Unix, mas teve versões para DOS e Windows. Possui ambiente integrado para desenvolvimento de aplicações e hoje é comercializado com o nome de Visual Data Flex. FoxBase/FoxPro: Concorrente do dbase com total compatibilidade em termos de arquivos e programas-fontes. Com recursos adicionais como a capacidade de pré-compilação dos códigos-fontes para melhorar performance. Hoje, após a aquisição pela Microsoft da Fox Software (produtora original), se chama: Visual FoxPro. 14

15 Sistemas Comerciais Access: é padrão em banco de dados para microcomputadores do ambiente Windows. Possui ambiente integrado que permite a criação e gerenciamento do banco de dados, desenvolvimento de aplicações e geração de relatórios. A linguagem de programação usada neste ambiente deriva do Visual Basic. Oracle: O primeiro em Banco de Dados Corporativos (cliente/servidor) possuindo grande variedade de distribuições (para Macintosh, Windows, Linux, FreeBSD, Unix) e para computadores de grande porte. É padrão SQL com uma linguagem própria para desenvolvimento de aplicações. Interbase: Foi incluído, pela Borland, nas suas ferramentas de desenvolvimento (Delphi, C++Builder, JBuider). Teve uma versão liberada como Open Source. MS-SQL Server: Produzido pela Microsoft, inicialmente era uma versão especial do Sybase. As versões atuais são independentes e opera exclusivamente sobre Windows. Sistemas Comerciais Sybase SQL Anywhere: Concorre com o Oracle no mercado corporativo. Aplicações para este banco são desenvolvidas com o PowerBuilder. MySQL: Possui versões para Windows, Solaris, Unix, FreeBSD, Linux) e é gratuito. Muito poderoso, usado principalmente para desenvolvimento WEB como servidor de dados para comércio eletrônico. PostgreSQL: Gratuito e com boa aceitação. Originalmente concebido para rodar em Linux. Possui versões para Windows. Principalmente usado para comércio eletrônico juntamente com linguagem PHP. Informix: Boa escalabilidade e desempenho. Comercializado pela IBM. DB2: Produzido pela IBM, nasceu nos ambientes de grande porte, sendo posteriormente portado para plataformas mais simples (microcomputadores). Firebird: Nascido de uma iniciativa da Borland em abrir o código do InterBase 6, este sistema é open source e esbanja versatilidade e robustez. Possui recursos de trigger, store procedures e transações concorrentes. 15

16 Ciclo de Vida de Banco de Dados Passo I: Análise de Requisitos (Realidade) Produtos Ordens Clientes Vendedores Ciclo de Vida de Banco de Dados Passo II: Modelagem conceitual Visão do Vendedor Cliente N servido pelo M 1 compra Vendedor N N Produto M vendido pelo Visão do Cliente Cliente 1 efetua N Pedido 16

17 Ciclo de Vida de Banco de Dados Passo II: Modelo Lógico Cliente cd_clie no_clie. Produto cd_prod no_prod qt_estoque Ordem cd_ordem cd_vendedor cd_clie Item da Ordem cd_ordem cd_prod Vendedor cd_vendedor ender cargo dias_ferias Ciclo de Vida de Banco de Dados Passo III: Refinamento de Uso (melhorar a performance) Cliente Ordem cd_clie. cd_ordem cd_vendedor cd_clie Cliente / Refinado cd_clie cd_vendedor 17

18 Ciclo de Vida de Banco de Dados Passo IV: Distribuição de Dados Todos os Produtos Todos os Vendedores Todos os Clientes L4 L5 Todos os Produtos Vendedores Sudeste Clientes Sudeste REDE L3 L2 Todos os Produtos Vendedores RJ Clientes RJ L1 Todos os produtos Vendedores MG Clientes MG Todos os produtos Vendedores RJ Clientes SP Ciclo de Vida de Banco de Dados Passo V: Projeto Físico Create Table Cliente (cd_cliente integer, no_cliente char(15), endereco char(30), cd_vendedor char(15), Primary Key (cd_cliente), Foreign Key (cd_vendedor) references Vendedor) 18

19 Ciclo de Vida de Banco de Dados Passo VI: Implementação, Monitoração e Modificação de Banco de Dados - Criação das tabelas do BD através da Data Definition Language (DDL) do SGBD - Data Manipulation Language (DML) para consultas e atualizações do B.D. Consulta a Dados no Banco de Dados Linguagem mais usada: SQL Todos os comandos de manipulação podem ser executados através de comandos SQL Select * from tabela Interativamente ISQLW (versões anteriores) Query Analyser (v2000) MySQL Intercalados no programa COBOL Visual Basic DELPHI, etc. SELECT * FROM... 19

20 Aplicações de Bancos de Dados Data Mining Mineração de Dados Processo de extração dos padrões de comportamento dos dados

21 Exemplos Áreas de aplicações potenciais: Vendas e Marketing Identificar padrões de consumo de consumidores Identificar características demográficas de consumidores Identificar consumidores leais Exemplos Áreas de aplicações potenciais: Bancos Identificar padrões de fraudes (cartões de crédito) Identificar características de correntistas Mercado Financeiro ($$$) 21

22 Exemplos Áreas de aplicações potenciais Médica Comportamento de pacientes Identificar terapias de sucessos para diferentes tratamentos Fraudes em planos de saúdes Exemplo (1) - Fraldas e cervejas O que as cervejas tem a ver com as fraldas? homens casados, entre 25 e 30 anos; compravam fraldas e/ou cervejas às sextasfeiras à tarde no caminho do trabalho para casa; Wal-Mart otimizou às gôndolas nos pontos de vendas, colocando as fraldas ao lado das cervejas; Resultado: o consumo cresceu 30%. 22

23 Exemplo (2) - Lojas Brasileiras Aplicou 1 milhão de dólares em técnicas de datamining Reduziu de produtos para produtos oferecidos em suas lojas. Exemplo de anomalias detectadas: Roupas de inverno e guarda chuvas encalhadas no nordeste Batedeiras 110v a venda em SC onde a corrente elétrica é 220v Exemplo (3) - Bank of America Selecionou entre seus 36 milhões de clientes Aqueles com menor risco de dar calotes (Scoragem BD + Redes Neurais) Resultado em três anos o banco lucrou 30 milhões de dólares com a carteira de empréstimos. 23

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