Banco de Dados. Aula 1 - Prof. Bruno Moreno 16/08/2011

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1 Banco de Dados Aula 1 - Prof. Bruno Moreno 16/08/2011

2 Roteiro Apresentação do professor e disciplina Definição de Banco de Dados Sistema de BD vs Tradicional Principais características de BD Natureza autodescritiva de um sistema de BD Isolamento entre programas e dados, e abstração de dados Suporte a múltiplas visões dos dados Compartilhamento de dados e processamento de transação multiusuário Profissionais de BD Vantagens do uso de BD 2

3 Apresentação - Professor Bruno Neiva Moreno Graduação: UFPB Mestrado: UFPE bruno@dce.ufpb.br 3

4 Apresentação Disciplina Curso: Banco de Dados Ementa Conceitos e características de Sistemas de Informação Funcionalidades de um SGBD Banco de Dados Relacionais Modelagem de Dados Arquitetura e Infra-Estrutura de BD Projeto e Implementação de sistemas de informação suportados por Bancos de Dados Gatilhos e visões Transações 4

5 Apresentação Disciplina Módulo 1 - Introdução (1) Definição de Banco de Dados Emprego de Banco de Dados Vantagens de uso de Banco de Dados Definição de SGBD Estrutura geral de um SGBD Profissionais de Banco de Dados Exemplos de SGBD 5

6 Apresentação Disciplina Módulo 1 - Introdução (2) Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados: conceitos e arquitetura Histórico Tipos Modelo de dados, esquemas e instâncias Arquitetura e independência de dados Linguagens de banco de dados (3) Apresentação do PostgreSQL 6

7 Apresentação Disciplina Módulo 2 Modelagem Conceitual (1) Esquema geral de modelagem de BD (2) Conceitos básicos de modelagem Tipos Entidades Atributo-chave Relacionamento (3) Diagrama Entidade-Relacionamento Notações Especialização e generalização 7

8 Apresentação Disciplina Módulo 3 O Modelo Relacional (1) Conceitos do modelo relacional Tipos Entidades Restrições e esquemas Mapeamento MER para Relacional Restrições de domínio Restrições de chave Integridade referencial 8

9 Apresentação Disciplina Módulo 3 O Modelo Relacional (2) Álgebra Relacional Operações unárias Seleção Projeção Operações baseadas na teoria dos conjuntos União, interseção e subtração Produto cartesiano 9

10 Apresentação Disciplina Módulo 3 O Modelo Relacional (2) Álgebra Relacional Operações unárias Seleção Projeção Operações baseadas na teoria dos conjuntos União, interseção e subtração Produto cartesiano Operações binárias Junção e divisão, divisão 10

11 Apresentação Disciplina Módulo 3 O Modelo Relacional (2) Álgebra Relacional Outras operações relacionais Funções agregadas e agrupamento Operações de clausura recursiva Operações de junção externa Operação de união externa Calculo Relacional Prova 1 (3) Projeto de Banco de dados relacional baseado no mapeamento MER-Relacional 11

12 Apresentação Disciplina Módulo 4 SQL (1) Definição de dados e tipos de dados (2) Restrições (chaves) (3) Comandos de alterações (alter, drop) (4) Consultas SQL Select-from-where Aliases Where ausente e uso de asterisco Operações de conjuntos 12

13 Apresentação Disciplina Módulo 4 SQL (4) Consultas SQL Comparações Ordenação Consultas aninhadas e comparação Junções Funções de agregação Agrupamento: Group by e having 13

14 Apresentação Disciplina Módulo 4 SQL (5) Comandos de inserção, exclusão e atualização Insert Delete Update (6) Restrições genéricas (7) Visões (8 ) SQL embutida e SQL dinâmica (9 ) Programação de funções (10) Procedimentos armazenados em banco de dados (stored procedures) 14

15 Apresentação Disciplina Módulo 5 Projeto de Banco de Dados (1) Diretrizes e orientações para projeto de BD (2) Normalização de um banco de dados relacional (3) Programação de um banco de dados integrandoo com Java: JDBC 15

16 Apresentação Disciplina Módulo 6 Processamento de Transações Teoria do processamento de Transações Técnicas de controle de concorrência Técnicas de recuperação de banco de dados Prova 2 16

17 Avaliações Prova I = Módulo 1 + Módulo 2 + Módulo 3 Prova II = Módulo 4 + Módulo 5 + Módulo 6 Projeto Fase I Modelagem ER (DER) Fase II Otimizações no modelo Fase III Sistema acessando a base de dados (PostgreSQL) 17

18 Avaliações Nota 1 80% da Prova I 20% da Fase I do Projeto Nota 2 80% da Prova II 20% da Fase II do Projeto Nota 3 Projeto final Média = Nota 1 + Nota 2 + Nota

19 Controle de frequência 25% de 35 aulas = 9 aulas Horário das aulas 19

20 Bibliografia 20

21 Banco de Dados DEFINIÇÃO DE BANCO DE DADOS 14:23 21

22 Emprego de BD Representam papel crítico em todas as áreas de uso de computadores 22

23 Emprego de BD Um banco de dados é uma coleção de dados relacionados Dados representam fatos que podem ser gravados e que possuem um significado implícito Exemplo: nomes e números de telefone podem ser gravados em uma agenda de papel ou agenda telefônica 23

24 Emprego de BD Outros exemplos Banco de dados de clientes Banco de dados de um banco Catálogo de uma biblioteca 24

25 Emprego de BD Banco de dados possui um significado restrito: (1) Representa aspectos do mundo real Mudanças no minimundo refletem no banco de dados (2) É uma coleção lógica e coerente de dados com algum significado inerente (3) É projetado, construído e povoado por dados atendendo a uma proposta específica Possui um grupo de usuários e aplicações 25

26 Emprego de BD Um BD pode ser gerado e mantido manualmente ou de forma automatizada Sistemas de arquivos permanentes Aplicações escritas para tarefas específicas Sistemas gerenciadores de banco de dados SGBD Sistema Gerenciador de Banco de Dados DBMS Database Management System 26

27 Emprego de BD Sistema de Arquivos Sistema de Banco de Dados Aplicativos Dados (arquivos) Aplicativos SGBD Dados (arquivos) 14:23 27

28 Definição de SGBD Um SGBD é uma coleção de programas que permite aos usuários criar e manter um banco de dados. É um sistema de software de propósito geral que facilita a definição, construção, manipulação e compartilhamento de banco de dados entre vários usuários e aplicações 28

29 Definição de SGBD Coleção de programas Programa 1 Programa 2... Programa N DEFINIÇÃO CONSTRUÇÃO MANIPULAÇÃO COMPARTILHAMENTO 29

30 Definição de SGBD Definição Especificar tipos de dados, estruturas e restrições para dados a serem armazenados no BD Construção Processo de armazenar os dados em uma mídia apropriada e controlada pelo SGBD Manipulação Inclui funções como pesquisas em BD para recuperar (resgatar) algum dado específico, atualizar o BD e gerar relatórios Compartilhamento Permite que múltiplos usuários acessem, concorrentemente, o banco de dados 30

31 Definição de SGBD Outras funções importantes Proteção Contra mau funcionamento e falhas em hardware e software e segurança contra acesso não permitido ou malicioso Manutenção Manutenção no sentido de atualização constante para bancos de dados muito antigos 31

32 Definição de SGBD 32

33 Um Exemplo: Universidade Armazena-se dados para representar cada aluno, disciplina, turma, histórico escolar e pré-requisito como um registro no arquivo apropriado Relacionamentos entre os registros Manipulação do banco de dados envolve consulta e atualização 33

34 Um Exemplo: Universidade Exemplos de consultas Recuperar uma lista de todas as disciplinas e notas Listar os nomes e notas dos alunos matriculados na disciplina Banco de dados oferecida no segundo semestre de 2008 Listar os pré-requisitos do curso de Banco de dados 34

35 Um Exemplo: Universidade Exemplos de atualizações Alterar o tipo de aluno de Silva para segundo ano Criar outra turma 'para a disciplina Banco de dados para este semestre Inserir uma nota A para Silva na turma Banco de dados do último semestre 35

36 Um Exemplo: Universidade 36

37 Banco de Dados I SISTEMA DE BD X TRADICIONAL SGBD 37

38 Sistema de BD x Tradicional Abordagem tradicional Uso de arquivos e programação Cada usuário define e implementa os arquivos necessários para uma aplicação específica Exemplo: Universidade Um arquivo para alunos e suas notas (secretaria) Alunos e mensalidades (contabilidade) Redundância Ambigüidade Desperdício de armazenamento 38

39 Sistema de BD x Tradicional Sistemas de Banco de Dados Único repositório de dados Acessado por diversos usuários Acessado por diversas aplicações Principais características (1) Natureza de autodescritiva de um sistema de BD (2) Isolamento entre programas e dados, e abstração de dados (3) Suporte a múltiplas visões dos dados (4) Compartilhamento de dados e processamento de transação multiusuário 39

40 Natureza de autodescritiva de um sistema de BD O sistema de banco de dados contém definição completa de sua estrutura e restrições Catálogo do BD Informações sobre a estrutura de cada arquivo, tipo e formato de armazenamento de cada item de dado e restrições Metadados 40

41 Natureza de autodescritiva de um sistema de BD O catálogo é usado pelo: Software de SGBD Usuários do banco de dados que precisam de informações sobre a estrutura do banco de dados 41

42 Isolamento entre programas e dados, e abstração de dados Independência de dados do programa A estrutura dos arquivos de dados é armazenada no catálogo do SGBD separadamente dos programas de acesso Propriedade: independência programa-dados Independência da operação do programa Uma operação é especificada em duas partes: A interface de uma operação inclui o nome da operação e os tipos de dados de seus argumentos A implementação da operação pode ser alterada sem afetar a interface Propriedade: independência programa-operação 42

43 Isolamento entre programas e dados, e abstração de dados Independência programa-dados Independência programa-operação Abstração de Dados 43

44 Abstração de Dados Um SGBD oferece aos usuários uma representação conceitual dos dados Não inclui detalhes sobre armazenamento Operações implementadas Modelo de dados Aula 1-14:24 44

45 Qual é mais interessante? Nome do item de dado Posição Inicial do Registro Tamanho em caracteres Nome 1 30 NumeroDoAluno 31 4 ou Turma 35 4 Curso_Hab 39 4 Aula 1-14:24 45

46 Abstração de Dados Na abordagem de BD, todos os detalhes estão descritos no catálogo Usuários e aplicações referem-se aos dados utilizando a representação conceitual 14:24 46

47 Suporte para Múltiplas Visões dos Dados Visão Subconjunto do banco de dados Contém dado virtual derivado dos arquivos do banco de dados, mas que não estão armazenados explicitamente SGBD multiusuário Usuários têm uma série de aplicações distintas SGBD precisa oferecer facilidades para definir múltiplas visões Aula 1-14:24 47

48 Compartilhamento de Dados e processamento de transação multiusuários SGBD multiusuário Permite que múltiplos usuários acessem o banco de dados ao mesmo tempo Software de controle de concorrência Garante que vários usuários tentando atualizar o mesmo dado faça isso de uma maneira controlada Resultado dessas atualizações seja correto Aplicações de processamento de transação online (OLPT) Regra fundamental do SGBD multi-usuário: suporte a execução de transações concorrentes Aula 1-14:24 48

49 Compartilhamento de Dados e processamento de transação multiusuários Transação Fundamental para muitas aplicações de banco de dados Programa em execução ou processo que inclui um ou mais acessos ao banco de dados Propriedades ACID Atomicidade: A transação será executada totalmente ou não será executada Consistência: Transações não podem quebrar as regras de negócio e de BD. Banco continuará sendo consistente. Isolamento: Transação não será interferida por outra transação concorrente. Durabilidade: Garante que o que foi salvo não será mais perdido. Aula 1-14:24 49

50 Freqüência! Aula 1 - BD - Prof. Bruno Moreno 16/08/2011