Banco de Dados. Prof. Dr. Rogério Galante Negri

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1 Banco de Dados Prof Dr Rogério Galante Negri

2 Tradicionalmente O armazenamento dos dados utilizava arquivos individuais, sem nenhum relacionamento Cada programa utilizava seu próprio sistema de arquivo Como diferentes programas podem compartilhar das mesmas informações? Banco de Dados (BD) é um conjunto de dados relacionados, logicamente coerentes, por diferentes programas em um organização

3 Vantagens Em comparação com o sistema de arquivo simples: Menor redundância: se vários arquivos diferentes contém a mesma informação Menos inconsistência: se a mesma informação for armazenada em mais de um lugar, quaisquer modificação precisa ocorrer em todos os locais Eficiência: a forma como os dados são armazenados proporciona melhor eficiência Integridade de dados: o banco gerencia questões sobre as autorizações para modificação dos dados Confidencialidade: é mais fácil se o armazenamento é feito em um único local (o banco)

4 SGBD Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados O SGBD define, cria, e mantém um banco de dados, além de permitir acesso controlado a suas informações É uma combinação de hardware, software, dados, usuários e procedimentos SGBD Hardware Software Dados Usuários Procedimentos

5 Componentes do SGBD Hardware: é o sistema físico do computador que permite o acesso aos dados (em disco, memória, etc) Software: é o programa que permite acessar, manter e atualizar os dados, assim como controlar as permissões dos usuários Dados: armazenados fisicamente, são considerados uma entidade separada do software que o acessa Isto possibilita que o software seja atualizado sem que os dados sejam alterados, ou alterar como os dados são armazenados

6 Componentes do SGBD Usuários: são divididos em duas categorias Usuários finais: pessoas que fazem o acesso, que podem ser administradores do BD ou usuários normais Programas da aplicação: que acessam e processam os dados Procedimentos: regras que deve ser claramente definida e seguida pelos usuários

7 Arquitetura de BD O ANSI/SPARC estabeleceu uma arquitetura de três níveis para um SGBD: interno, conceitual e externo Interno: faz a interação com hardware, define onde os dados são fisicamente armazenados, lida com métodos de acesso e como os dados são transferidos de/para dispositivos de armazenamento Conceitual, define: Uma visão lógica dos dados O modelo dos dados Principais funções de consulta do SGBD Modifica a visão interna dos dados para uma visão externa Externo: interage diretamente com o usuário (finais ou programas), modificando os dados vindos do nível conceitual para um formato legível para os usuário ANSI/SPARC: American National Standars Institute / Standards Planning and Requirements Committee

8 Arquitetura de BD Usuário Usuário Nível externo Nível conceitual Nível interno Hardware Usuário

9 Modelos de BD O modelo de BD define o projeto lógico dos dados, além de descrever as diferentes partes dos dados Três modelos de BD têm sido usado: Hierárquico Rede Relacional

10 Modelo Hierárquico Os dados são organizados como uma árvore Cada entidade tem um pai, mas pode ter vários filhos Este modelo já é obsoleto Nº Nº Nome Nome Departamento Unidade Disciplinas ID Nome Professores ID Nome Disciplinas Alunos

11 Modelo de Rede Os dados são armazenadas como um grafo As entidades podem ser acessadas por diversos caminhos Não há hierarquia Este modelo já é obsoleto também Nº Nº Nome Departamento Nome Unidade Disciplinas ID Nome Disciplinas ID Nome Alunos Professores

12 Modelo Relacional Os dados são armazenados em tabelas bidimensionais (relações) Não há estrutura hierárquica ou de redes, só relação entre tabelas É o modelo mais comum em uso Departamento Nº Nome ID Nome Depto Nº Professores Disciplinas Disciplinas Nº Nome Depto Nº Prof ID Unidade ID Nome Alunos Disciplinas

13 Modelo Relacional Os dados são representados como um conjunto de relações As relações, na visão externa, são aparentemente tabelas bidimensionais No entanto, os dados não são armazenados como tabelas o armazenamento físico independe da organização lógica A relação em um SGBD tem as características: Nome Atributos Tuplas

14 Modelo Relacional Nome: cada relação deve ter um nome único Atributos: Cada coluna (seu título) em uma relação é chamada de atributo Dá significado ao dado ali armazenado Os nome dos atributos devem ser únicos dentro da relação O número de atributos define o grau da relação Tuplas: São as linhas de cada relação, e define um conjunto de valores de atributos O número de linhas em uma relação é chamada cardinalidade Atributos Nº Disciplinas Nome Prof ID BD11 Matemática Discreta 001 BD13 Inglês IV 051 BD19 Ling Programação I 100 BD02 Arq Org Computadores 002

15 Operações com relações Podemos definir operações para criar novas relações a partir das relações já existentes As seguintes operações são de uso comum: Inserção Exclusão Atualização Seleção Projeção Junção União Intersecção Diferença Vamos verificar como essas operação são definidas na Linguagem de Consulta Estruturada (Structured Query Language SQL) SQL é a linguagem padronizada pela ANSI/ISO para uso em banco de dados relacionais Esta linguagem foi implementada pela Oracle em 1979

16 Operações Unárias Inserção: Esta operação insere uma nova tupla na relação insert into <NOME DA RELAÇÃO> values (,, ) Exclusão: Exclui uma tupla segundo um critério da relação delete from <NOME DA RELAÇÃO> where <CRITÉRIOS> Atualização: Modifica o valor de alguns atributos de uma tupla update <NOME DA RELAÇÃO> set <atributo1> = <valor1>, <atributo2> = <valor2>, where <CRITÉRIOS>

17 Operações Unárias Seleção: As tuplas da relação resultante é um subconjunto da relação original (* indica que todos atributos são escolhidos) select * from <NOME DA RELAÇÃO> where <CRITÉRIOS> Projeção: Os atributos na relação resultante é um subconjunto dos atributos da relação original select <LISTA DE ATRIBUTOS> from <NOME DA RELAÇÃO>

18 Operações - Binárias Junção: Combina duas relações tendo como base atributos comuns select <LISTA DE ATRIBUTOS> from <RELAÇÃO1>, <RELAÇÃO2> where <CRITÉRIOS> União: Combina duas relações tendo como base atributos comuns, porém, ambas relações devem ter os mesmos atributos select * from <RELAÇÃO1> union select * from <RELAÇÃO2>

19 Operações - Binárias Interseção: Assim como a União, combina duas relações tendo como base atributos comuns, porém retorna uma relação com tuplas que aparecem em ambos select * from <RELAÇÃO1> intersection select * from <RELAÇÃO2>

20 Operações - Binárias Diferença: Também deve ser aplicada sobre duas relações com os mesmos atributos, retornando uma relação composta por tuplas que estão na primeira e não na segunda select * from <RELAÇÃO1> minus select * from <RELAÇÃO2>

21 Projeto de BD O projeto de um BD é uma tarefa extensa e complicada Normalmente, a primeira etapa seria uma pesquisa com os potenciais usos do banco, a fim de coletar informações que precisam ser armazenadas e conhecer as exigências de acesso A segunda etapa consiste em construir um modelo entidade-relacionamento (ER), que define as entidades, os atributos e as relações entre elas Em seguida é escolhido o tipo do BD a ser usado (relacional, hierárquico, )

22 Entidade-Relacionamento O projetista do BD cria um diagrama ER Nº Retângulos: conjunto de entidades Elipses: atributos Losangos: conjuntos relacionados Linhas: vinculam atributos a conjuntos de entidades Nome Disciplinas Unidade M frequenta ID-Aluno 1 Nome Endereço Aluno M ensina 1 Professor ID-Prof Nome Endereço

23 Bibliografia (da aula) Forouzan, B; Mosharraf, F Fundamentos da Ciência da Computação, Cegange Learning, 2011

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