Banco de Dados. Aula 1 - Introdução e Conceitos Básicos

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1 Banco de Dados Aula 1 - Introdução e Conceitos Básicos

2 Objetivo Compreender o que são dados, banco de dados e SGDB. Compreender a importância do armazenamento de dados. Motivar para o uso dos SGDB.

3 O que é banco de dados Para entender melhor o que é banco de dados iremos analisar separadamente as duas palavras: Segundo o dicionário Aurélio: Banco: Assento, Banco de Areia, estabelecimento que recebe deposito de dinheiro, Acervo ou conjunto de dados de obras, documentos, informações de determinado tipo, devidamente armazenados e organizados para uso. Dados: Elemento de Informação, em forma apropriada para armazenamento, processamento ou transmissão por meios automáticos.

4 Banco de Dados Banco de Dados: Conjunto de dados, organizados por categorias, de modo a facilitar a pesquisa, comparação e atualização das informações. Os banco de dados são os locais que utilizamos para armazenar os dados manipulados pelos nossos programas. Até agora toda vez que fazíamos um programa quando ele era encerrado os dados eram perdidos. No entanto, muitas vezes é necessário rever essas informações para isso temos que armazena-las.

5 Sistemas Computacionais e BD Dos sistemas computacionais mais simples aos mais sofisticados grande parte não funcionaria satisfatoriamente se não existisse o armazenamento de dados. Imagine: Utilizar o MS Word sem poder salvar os arquivos Ter um sistema de controle de estoque sem poder armazenar os produtos vendidos e comprados Utilizar o sistema de uma agencia bancaria sem poder armazenar informações sobre depósitos e saques

6 A importância do Armazenamento de Dados Os dados são de extrema importância para empresa, muitas vezes os dados chegam a valer mais que o patrimônio físico delas (prédios, máquinas, etc) Exemplo: SERASA Facebook Uma vez que os dados são tão importantes é necessário ter sistemas que manipulem e esses dados com maior eficiência e segurança.

7 Antigamente Nos primórdios da programação os dados eram armazenados em arquivos, os programadores eram responsáveis por criar tanto as rotinas de negócio, quanto as rotinas necessárias para manter e recuperar os dados. (MUITO TRABALHOSO!!!) Porem naquela época os sistemas eram pequenos e manipulavam pequenas quantidades de dados.

8 Exemplo de Código em C #include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct TProduto { char nome[50]; int quantidade; float valorunitario; float total; } Produto; typedef struct TPessoa { char nome[50]; char endereco[50]; Produto produtos[10]; } Pessoa; void lerarquivo() { FILE *pf; Pessoa cliente2; if ((pf = fopen("c:\\banco.if", "r")) == NULL) { printf("erro na abertura do arquivo\n"); exit(1); } while (fread(&cliente2, sizeof (Pessoa), 1, pf) == 1) { printf("o nome da pessoa %s\n", cliente2.nome); printf("o nome do produto %s\n", cliente2.produtos[0].nome); printf("o nome da pessoa %d\n", cliente2.produtos[0].quantidade); printf("o nome da pessoa %f\n", cliente2.produtos[0].valorunitario); printf("\n"); } fclose(pf); } void gravaarquivo() { FILE *pf; Pessoa cliente1; int i = 0; printf("digite o nome da Pessoa\n"); gets(cliente1.nome); printf("digite a quantidade do produto\n"); scanf("%d", &cliente1.produtos[i].quantidade); printf("digite o valor do produto \n"); scanf("%f", &cliente1.produtos[i].valorunitario); cliente1.produtos[i].total = cliente1.produtos[i].quantidade + cliente1.produtos[i].valorunitario; } if ((pf = fopen("c:\\banco.if", "a")) == NULL) { printf("erro na abertura do arquivo\n"); exit(1); } if (fwrite(&cliente1, sizeof (Pessoa), 1, pf)!= 1) { printf("erro ao escrever no arquivo"); } fclose(pf); } int main(int argc, char** argv) { int opcao = 0; do{ printf("escolha uma opcao\n"); printf("1) Realizar Venda\n"); printf("2) Mostrar Vendas\n"); scanf("%d", &opcao); switch(opcao){ case 1: gravaarquivo();break; case 2: lerarquivo(); break; } }while(opcao!= 0); return (EXIT_SUCCESS); } printf("digite o endereco da Pessoa\n"); scanf("%s", cliente1.endereco); for (i = 0; i < 2; i++) { printf("digite o nome do produto\n"); scanf("%s", cliente1.produtos[i].nome);

9 Atualmente Nos dias atuais, as aplicações estão cada vez mais complexas, gerenciando grandes quantidades de informação. Os programadores devem estar focados no desenvolvimento da lógica da aplicação sem perder a segurança dos dados. Imagine desenvolver um site de vendas online (por exemplo submarino) e armazenar os dados utilizando o sistemas de arquivos. Seria muito ruim comprar um DVD do Jogo Diablo e receber um CD do Reginaldo Rossi.

10 Problemas dos Sistemas de Arquivos Como os programadores eram responsáveis por criar tanto as rotinas de negócio, quanto as rotinas necessárias para manter e recuperar os dados, a criação de sistemas tornava-se complexa e demorada, além disso esses sistemas apresentavam vários tipos de problemas. As principais dificuldades na utilização do sistemas de arquivos eram:

11 Inconsistência e redundância de dados Os arquivos e aplicações são criados e mantidos por diferentes programadores, em geral durando longos períodos de tempo. Com isso a informação pode ser repetida em diversos lugares (arquivos), gerando redundância de dados, ademais a informação por estar repetida em diversos lugares pode apresentar divergências. Exemplo: Redundância O endereço e o telefone de um cliente pode aparecer tanto no arquivo de cadastro de clientes, quanto no arquivo de contas a pagar. Exemplo: Inconsistência Um cliente mudou de endereço e solicitou a alteração de seus dados no cadastro da empresa, contudo seus dados só foram atualizados no arquivo de cadastro de cliente, no arquivo de contas a pagar seu dados ainda permaneceram desatualizados.

12 Dificuldade de acesso aos dados Como a manipulação dos arquivos é realizada por meio de programas específicos, caso seja necessário emitir o relatório que não estava previsto na implementação do sistema será necessário criar um nova aplicação para que os dados possam ser acessados.

13 Isolamento de dados Como os dados estão dispersos em vários arquivos, e estes arquivos podem apresentar diferentes formatos, é difícil escrever novas aplicações.

14 Problemas de Integridade Os valores de dados armazenados em um banco de dados devem respeitar certas restrições. Exemplo: Suponha que para abrir um conta em um banco o cliente deve fazer um deposito inicial de R$ 100,00. Ao abrir a conta é necessário verificar se o cliente fez o deposito do valor mínimo, caso isso não ocorra não haverá integridade nos dados contidos no banco. O mesmo pode ocorrer no caso do cadastro de um cliente de uma financiadora, pode ser necessário verificar a idade do cliente antes de efetuar seu cadastro. Suponha que só seja possível cadastrar clientes que possuam idade entre 18 e 65 anos, caso o sistema permita o cadastro de clientes fora dessa faixa de idade os dados armazenados não serão íntegros.

15 Problemas de atomicidade Um sistema computacional, como qualquer outro dispositivo mecânico ou elétrico, esta sujeito a falhas. Em muitas aplicações é crucial assegurar que, uma vez detectada uma falha, os dados sejam salvos em seu ultimo estado consistente, anterior a ela. Exemplo: Considere um que você esta fazendo uma transferência de R$ 100,00, da sua conta para a conta de um amigo, pela internet. O processo de transferência de consiste em duas operações no banco: 1 Debitar o R$ 100,00 da sua conta 2 Creditar o R$ 100,00 na conta de seu amigo

16 Problemas de atomicidade Considere que ao iniciar a transferência acabe a energia elétrica de seu computador, na sua conta poderia ter sido debitado os R$ 100,00, porém poderia ocorrer dos R$ 100,00 não terem sido creditados na conta de seu amigo. Este fato criaria um estado de inconsitência no banco de dados. Para que haja consistência é essencial que ambas as operações (debito e credito) sejam realizadas, ou então que nenhuma delas sejam. Isto é a operação (debito e credito) deve ser atômica deve ocorre por completo ou não ocorrer.

17 Anomalias no acesso concorrente Grande parte dos sistemas permitem atualizações simultâneas nos dados para aumento do desempenho do sistema. Nesse tipos de ambientes, a interação entre atualizações concorrentes pode resultar em inconsistências de dados. Exemplo: Suponha que o saldo de uma conta bancária seja de R$ 1.000,00 e que dois clientes realizem um saque, de R$ 50,00 e 100,00, em terminais eletronicos diferentes ao mesmo tempo. Saldo na Conta = R$ 1.000,00 Cliente 1 Cliente 2 Saldo na Conta = R$ 1.000,00 Lê Saldo = R$ 1.000,00 Efetua Saque = R$ R$ 50,00 Lê Saldo = R$ 1.000,00 Efetua Saque = R$ R$ 100,00 Escreve novo Saldo = R$ 950,00 Escreve novo Saldo = R$ 900,00 Dependendo da operação que gravar os dados no banco primeiro o saldo será R$ 950,00 ou R$ 900,00, onde o correto seria R$ 850,00.

18 Problemas de Segurança Nem todos usuários do banco possuem autorização de acesso a todos os dados, alguns dados podem ser de uso exclusivo de um grupo de usuários. Ademais os arquivos possuem pouca segurança, podendo ser copiados, apagados e/ou lidos e modificados. Essas dentre outras dificuldades provocaram o desenvolvimento dos SGDBs.

19 Solução Para resolver esses problemas separamos os dados (arquivos) e os programas para acesso a esses dados dos programas com as regras de negocio (lógica). Antes tínhamos: Programa de Vendas Programa para Manipular dados Arquivos (dados) Programa de Cobrança Programa para Manipular dados Arquivos (dados)

20 Solução Agora temos: SGDB Programa para Manipular dados Arquivos (dados) Programa de Vendas Programa de Cobrança Programa de Estoque

21 Solução Agora os desenvolvedores se preocupam em desenvolver apenas a logica dos programas. Os códigos para armazenar os dados são providos por um outro programa mais especializado. Assim diminuem o tempo, esforços de desenvolvimento e o custo e aumenta a performance e segurança. Um SGDB - Sistema gerenciador de banco de dados é constituído por um conjunto de dados associados a um conjunto de programas para acesso a esses dados.

22 Exercícios 1. Explique com suas palavras a importância do armazenamento de dados em sistemas computacionais. 2. O sistema de armazenamento de arquivos apresentavam grandes problemas. Responda quais são esses problemas e por que? 3. O que é redundância? 4. O que é atomicidade? 5. O que é problema de acesso concorrente? 6. O que é um banco de dados? 7. O que é um SGDB? 8. Qual a diferença entre banco de dados e SGDB?