CES-30 Técnicas de Banco de Dados - BD e CE-240 Projeto de Sistema de BD

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Maria das Graças da Mota Almeida
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1 CURSO DE GRADUAÇÃO e DE PÓS-GRADUAÇÃO DO ITA 1º SEMESTRE 2002 CES-30 Técnicas de Banco de Dados - BD e CE-240 Projeto de Sistema de BD Conceitos de Banco de Dados Hierárquico CES-30 / CE A. M. Cunha Banco de Dados Modelo de Dados Hierárquico : Linguagem de Manipulação de Dados (LMD) = Data Manipulation Language (DML); Possui três comandos básicos para localizar um segmento: GET UNIQUE, GET NEXT, e GET NEXT WITHIN PARENT; CES-30 / CE A. M. Cunha

2 Propriedades do BD Modelo de Dados Hierárquico Básico: Num BD Modelo de Dados Hierárquico, somente relacionamentos hierárquicos podem ser representados diretamente; Um bom exemplo de BD Modelo de Dados Hierárquico foi o Sistema de Administração de Informações (Information Management System - IMS) da IBM do final dos anos 60; CES-30 / CE A. M. Cunha Propriedades do BD Modelo de Dados Hierárquico Básico Terminologia: Segmento = um Registro ou uma coleção de campos descrevendo a ocorrência de uma Entidade; Raiz = o segmento localizado no topo de uma conexão entre segmentos hierarquizados; Relacionamentos = todos os segmentos devem ter um único pai, e qualquer segmento pode ter muitos filhos; Não podem existir Segmentos soltos; Um tipo de Entidade = um tipo de Segmento; Uma ocorrência de Entidade = uma ocorrência de Segmento; Um Diagrama Estruturados de Dados (DSD) = uma Árvore de Definição Hierárquica (HDT); Um Banco de Dados Lógico (LDB) = uma coleção completa de Registros de Banco de Dados de uma dada HDT; CES-30 / CE A. M. Cunha

3 Terminologia de um Modelo Hierárquico Árvore de Definição Hierárquica - HDT VOLUME BIBLIOTECA CLIENTE LIVRO CÓPIA BIB-X BIB-V VOLX2 VOLX3 VOLX4 VOLX5 VOLV1 VOLV2 VOLV3 VOLV4 VOLV5 VOLX1 LIVRO1 LIVRO2 LIVRO3 LIVRO4 CÓPIA11 CÓPIA12 CÓPIA13 CÓPIA21 CÓPIA31 CÓPIA32 CÓPIA41 BANCO DE DADOS LÓGICO (LDB) CES-30 / CE A. M. Cunha Um Exemplo de Diagrama de Estrutura de Dados para um BD de Controle das Bibliotecas BIBLIOTECA emite cartao tem cartao CLIENTE filiais FILIAL colecoes CARTAO empresta VOLUME copias LIVRO CES-30 / CE A. M. Cunha

4 Um Exemplo de Árvore de Definição Hierárquica HDT para o Aplicativo de BD de Bibliotecas BIBLIOTECA nome diretor FILIAL CLIENTE nome endereco nr_cliente nome endereco nr_catalogo VOLUMES PERTENCENTES nr_copia nr_emprestimo d_ emprestimo VOLUMES_EMPRESTADOS nr_catalogo nr_copia nm_filial d_emprestimo LIVRO nr_catalogo titulo VOLUME nm_bibl nm_filial autor nr_copia editora d_emprestimo Um Exemplo de Algoritmo Transverso de Pré-Ordem: Este é um dos algoritmos mais comumente utilizados para ordenação implícita de todas as ocorrências de Segmentos em um Banco de Dados Modelo de Dados Hierárquico: 1- Visite o Segmento corrente se este ainda não foi visitado; 2 - Senão, visite o filho mais a esquerda ainda não visitado; e 3 - Se não houver descendentes remanescentes para serem visitados, retorne ao Segmento pai. CES-30 / CE A. M. Cunha

5 Avaliação do BD Modelo Hierárquico: Vantagens: Sua relativa simplicidade; e Sua representação natural para muitos Sistemas do mundo real inerentemente hierárquicos. Desvantagens: Sua inabilidade em representar qualquer Sistema do mundo real que não seja verdadeiramente hierárquico; e Conseqüente aumento das duplicações, dos tempos de consultas, e dos tempos de processamento. Exemplos: Um Sistema de Registro Universitário é naturalmente hierárquico; Mas para listar Currículos, ele é iineficiente e de custo alto. CES-30 / CE A. M. Cunha O BD Modelo de Dados Rede: Apesar de muitos Sistemas de BD há tempos atrás empregarem técnicas de Rede, este termo é usualmente utilizado p/ referir-se especificamente aos propósitos da Conferência de Sistemas de Linguagens de Banco de Dados (CODASYL) no Grupo de Tarefa sobre Banco de Dados (DBTG); Os conceitos até que não são muito complicados; Mas as suas implementações podem tornar-se até extremamente complexas; CES-30 / CE A. M. Cunha

6 Um BD Modelo de Dados Rede : Estrutura; Propriedades Básicas - Registros, Conjuntos, e Ocorrência; Linguagem de Definição de BD (DDL); Linguagem de Manipulação de BD (DML); e Evolução. CES-30 / CE A. M. Cunha Diagrama de Estrutura de Dados para o BD Modelo Rede de um Aplicativo de BD de Bibliotecas: BIBLIOTECA CLIENTE CARTÃO No BD Modelo Rede: FILIAL VOLUME LIVRO 1. Um Conjunto não pode ser usado diretamente para representar relacionamentos; 2. Relacionamentos N:M não podem ser diretamente expressados; e 3. Retângulo = Tipo Registro, Seta = Tipo Conjunto, apontando do tipo Registro proprietário do Conjunto para o tipo de Registro Membro. CES-30 / CE A. M. Cunha

7 Estrutura do BD Modelo de Rede: Entidades: Registros; Atributos : Armazenados nos itens de dados que compõem um Registro; Tipo de Registro - Genérico - Ex: BD Bibliotecas -----> Tipo de Registro = Livro; Ocorrência de Registro - Específico - Ex: BD Bibliotecas ----> Ocorrência Registro = Punição por Crimes; Relacionamentos: Conjunto; Tipos de Conjuntos - Genérico - Ex: Consiste de dois tipos de Registros (Proprietário + Membro); e Ocorrências de Conjunto: Existem automaticamente para todas as Ocorrências Registro do Tipo de Registro Proprietário e pode ter vários Membros, incluindo zeros. CES-30 / CE A. M. Cunha Continuação do BD Modelo de Rede: Um tipo de Registro - Pode ser o Proprietário de alguns Tipos de Conjuntos e Membro de outros; e Em geral, pode participar de vários Conjuntos. Únicas Restrições - O Proprietário e o Tipo de Registro Membro do Conjunto devem ser diferentes; e A não Ocorrência de Registros pode ser considerada como um Membro de mais do que uma Ocorrência de Conjuntos de um Tipo Dados. CES-30 / CE A. M. Cunha

8 Principais Diferenças entre Implementações de um BD Modelo Rede e de um BD Modelo Hierárquico : 1- Não é necessária a duplicação de registros - Somente uma ocorrência do Registro LIVRO é requerida para o trabalho, não havendo problema de quantas FILIAIS possuam esta cópia. Neste caso, o Conjunto construído é usado para associar todas as ocorrências de Registros de VOLUME com a ocorrência simples do Registro LIVRO; 2- Não é permitido relacionamento hierárquico - Uma ocorrência de registro VOLUME pode ser simultaneamente ligada através de um elemento para um LIVRO, uma FILIAL, e um CLIENTE; e 3- Pesquisas extensas já não são mais necessárias para se realizar qualquer uma dessas conexões. CES-30 / CE A. M. Cunha O BD Modelo Rede: Linguagem de Manipulação de BD (DML) - - Funções de Recuperação FIND FIND... FIND DUPLICATE... USING... IN... FIND FIRST LAST NEXT... WITHIN COPIES... PRIOR... FIND... WITHIN...USING... IN.. KEEP USING... CES-30 / CE A. M. Cunha

9 O BD Modelo Rede : Linguagem de Manipulação de BD (DML) - - Outras Funções para Manipulação de Dados GET GET... IN...,... IN... STORE MOVE... TO... IN... ERASE ERASE... MODIFY MODIFY... CONNECT CONNECT record-type TO set-type DISCONNECT DISCONNECT record-type TO set-type RECONNECT RECONNECT record-type TO set-type CES-30 / CE A. M. Cunha Representação Lógica de um Conjunto em um BD Rede: Proprietário Memb 1 Memb 2 Memb 3 Memb 4 Memb n CES-30 / CE A. M. Cunha

10 Exemplos de Consultas a um BD: Q1 - Determine o status corrente de um VOLUME tal, disponível para empréstimo. Caso não esteja disponível, encontre com quem este VOLUME se encontra e quando o mesmo será devolvido. Q2 - Encontre as FILIAIS da Biblioteca que possuem uma cópia do LIVRO tal. Q3 - Quais são os LIVROS atualmente em poder de um CLIENTE específico? CES-30 / CE A. M. Cunha Integrando os Modelos de Dados - Hierárquico: Sofre uma significativa herança de falta de recursos; e Suas atualizações têm sido evitadas. Rede: Livre das dificuldades notadas no Hierárquico, ele pode ser visto como uma extensão racional deste, dando ao programador um considerável controle sobre os recursos de alocação de armazenamento e estrutura, e sobre os caminhos utilizados para se ir de um Registro para outro. Relacional: Preocupa-se mais com a capacidade que o Sistema provê aos usuários, e pouco com os Mecanismos de Controle. Os BDs Modelo Orientado a Objeto: As tendências atuais apontam para a evolução dos BD Modelo Relacional em direção aos Modelos Relacional-Objeto e Orientado a Objeto. CES-30 / CE A. M. Cunha

11 Características Relacionamentos Entidades Representação Entidade Modelos de Banco de Dados HIERÁRQUICO REDE RELACIONAL OBJETOS Ocorrências Entidade Tipo Relacionamento Ocorrências Relacionamentos Atributos Manipulação de Dados Caminho de Acesso Consultas AD HOC Facilidade para Usuário Complexidade Técnica

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