Persistência e Banco de Dados em Jogos Digitais

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1 Persistência e Banco de Dados em Jogos Digitais Prof. Marcos Francisco Pereira da Silva Especialista em Engenharia de Software Jogos Digitais - Computação Gráfica 1

2 Agenda Vantagens de usar a abordagem de SGBD Arquitetura do Sistema de BD Banco de Dados em Jogos Modelo Entidade-Relacionamento Jogos Digitais - Computação Gráfica 2

3 Vantagens de usar a abordagem de SGBD A escolha de um bom SGBD é essencial para o desenvolvimento de um bom projeto pois auxilia na administração de inconsistências e uso de grandes BD multiusuários. O SGBD auxilia com a restrição de acesso de determinados usuários/grupo de usuários em tabelas específicas O tipo de operação de acesso também pode ser controlado: recuperação ou atualização Jogos Digitais - Computação Gráfica 3

4 Vantagens de usar a abordagem de SGBD Persistência para objetos de um programa (orientado à objetos) O SGBD oferece estruturas de armazenamentos e técnicas de consultas Executa consultas (com auxílio de índices que facilitam o encontro de resultados); Atualiza dados de forma eficiente; Jogos Digitais - Computação Gráfica 4

5 Vantagens de usar a abordagem de SGBD O SGBD oferece backup e recuperação em caso de falhas de hardware e software. O SGBD oferece múltiplas interfaces para usuários, alguns semelhantes à formulários. O SGBD oferece a representação de relacionamentos complexos entre dados. Jogos Digitais - Computação Gráfica 5

6 Vantagens de usar a abordagem de SGBD Representação de relacionamentos complexos entre dados Jogos Digitais - Computação Gráfica 6

7 Vantagens de usar a abordagem de SGBD O SGBR oferece a associação de gatilhos (ou triggers) que são considerados regras que são acionadas em determinado momento da atualização de uma tabelas, além disso, o SGBD conta com procedimentos armazenados (ou stored procedures) Jogos Digitais - Computação Gráfica 7

8 Arquitetura do Sistema de BD Jogos Digitais - Computação Gráfica 8

9 Arquitetura do Sistema de BD Uma das principais características de Banco de dados é devido a sua abstração. Não existe a necessidade do detalhamento em relação ao armazenamento dos dados. Baseado nas características de um banco de dados podemos definir sua arquitetura como de três esquemas. Nem todos os SGBD executam a separação nos três níveis, mas permite suporte a elas. Jogos Digitais - Computação Gráfica 9

10 Arquitetura do Sistema de BD Nível interno: Possui um esquema interno que descreve de que forma a estrutura do banco de dados é armazenado fisicamente na estrutura de arquivos. Nível conceitual: Este esquema não tem definição física, o foco da estrutura é descrever as entidades, relacionamentos, restrições e operações. Jogos Digitais - Computação Gráfica 10

11 Arquitetura do Sistema de BD Nível externo: Este modelo atende um grupo especifico de usuários sendo possível ocultar uma parte do banco de dados, estes esquemas geralmente são exibidos em modelos de dados representativos. Este modelo de arquitetura permite que os bancos de dados possuam independência de dados. Jogos Digitais - Computação Gráfica 11

12 Arquitetura do Sistema de BD Independência lógica de dados: permite alteara o esquema conceitual sem ter que modificar os esquemas externos ou as aplicações. Pode ser criado novas restrições ou mesmo a alteração do desenho destas tabelas, porém para garantir a independência as aplicações precisam trabalhar com visões de dados. Jogos Digitais - Computação Gráfica 12

13 Arquitetura do Sistema de BD Independência física de dados: É possível altear o esquema interno do banco sem que exista alteração para o esquema conceitual. Algumas modificações nos esquemas físicos podem garantir um melhor desempenho, se por exemplo um novo grupo de arquivos físicos for criado ou até mesmo uma reorganização dos mesmos. Jogos Digitais - Computação Gráfica 13

14 Arquitetura do Sistema de BD A arquitetura básica de um SGBD cliente/servidor é distribuída em dois módulos: Módulo cliente: instalado na estação de trabalho ou em um computador pessoal, este módulo oferece interfaces amigáveis. Módulo servidor: é responsável pelo armazenamento dos dados, acesso, pesquisa e outras funções. Jogos Digitais - Computação Gráfica 14

15 Banco de dados em Jogos Jogos Digitais - Computação Gráfica 15

16 Banco de dados em Jogos Jogos digitais podem utilizar seus próprios bancos de dados sem a utilização de um SGBD. Porém SGBD podem ser utilizados dependo da aplicação, tamanho e complexidade dos dados envolvidos no armazenamento. Os bases podem ser utilizadas apenas para controle interno ou também para os próprios usuários do jogo. Jogos Digitais - Computação Gráfica 16

17 Banco de dados em Jogos Em jogos existem alguns tipos diferentes de banco de dados como por exemplo: Persistência para salvar e carregar o progresso do jogo; Base de dados de tipos; Base de dados de modelos; Jogos Digitais - Computação Gráfica 17

18 Banco de dados em Jogos Persistência salvar / carregar: Normalmente ao jogar os usuários precisam parar e continuar o jogo, para isso é necessário salvar e posteriormente carregar esse ponto em que o jogo foi parado. Para isso é utilizado um banco de dados, ou estrutura de persistência, dependendo do tipo de jogo ou complexidade para carregar e dar continuidade ao jogo. Jogos Digitais - Computação Gráfica 18

19 Banco de dados em Jogos Base de dados de Tipos: O objetivo desse banco de dados é guardar informações de modelos do jogo, como por exemplo: artwork, estatísticas básicas, assets, imagens, sons entre outros. Normalmente este tipo de banco de dados segue o modelo orientado a objetos, porém é implementado utilizando banco de dados relacional. Jogos Digitais - Computação Gráfica 19

20 Banco de dados em Jogos Base de dados de Tipos: As informações neste tipo de base não sofrem alterações, são utilizadas na definição e acessadas pelo jogo como referencia de seus mapas, objetos, personagens, etc. Em alguns jogos que existem a possibilidade de altera mapas, criar novos cenários, esta base pode então ser atualizada ou novos dados criados. Jogos Digitais - Computação Gráfica 20

21 Banco de dados em Jogos Base de dados de Modelos: O objetivo desde banco de dados é agregar os modelos utilizados no jogo. Alguns jogos tem a necessidade de controlar vários modelos simultaneamente, nestes caso o banco de dado deve ser utilizado. Alguns casos para o uso dessa base é em casos que o mundo não cabe na memória, ou apesar de caber em memória existem muitos modelos como IA, física ou imagens. Jogos Digitais - Computação Gráfica 21

22 Banco de dados em Jogos Base de dados de Modelos: Sincronização de cliente e servidor para os jogos online ou multiplayers. O banco de dados normalmente é hierárquico, pois tem um melhor desempenho que o banco de dados relacional. A base de dados de modelos deve ser de acesso rápido para o jogo. Jogos Digitais - Computação Gráfica 22

23 Modelo Relacional Jogos Digitais - Computação Gráfica 23

24 Modelo Relacional Foi introduzido por Ted Codd, da IBM Research, em 1970 que baseou-se em relações matemáticas simples. Atualmente muitos SGBD que incluem o modelo de entidade-relacionamento, alguns deles são: DB2, Oracle, Sybase, SQL Server, MySQL e PostgreSQL. Jogos Digitais - Computação Gráfica 24

25 Modelo Relacional O modelo relacional representa o banco de dados como uma coleção de relações. Informalmente cada relação que existe é semelhante a uma tabela. Quando os dados são representados com uma tabela, os valores de cada linha representão uma coleção relacionada de dados. Uma linha da tabela normalmente representa uma relação ou uma entidade do mundo real. Jogos Digitais - Computação Gráfica 25

26 Modelo Relacional Domínio: são conjunto de valores que são indivisíveis em se tratando do modelo relacional formal. Atributos: um cabeçalho da coluna. Tuplas: uma linha da tabela. Relações: as ligações de referencia entre tuplas de diferentes tabelas. Jogos Digitais - Computação Gráfica 26

27 Modelo Relacional Para melhor representar o modelo relacional existe um diagrama conhecido como DER (Diagrama de Entidade-Relacionamento). O digrama possui 3 tipos básicos de elementos: Entidades Atributos Relacionamentos Jogos Digitais - Computação Gráfica 27

28 Modelo Entidade-Relacionamento Entidades: São conjuntos de coisas de interesse para uma determinada aplicação, normalmente representam alguma forma física do mundo real. Uma entidade é membro ou instancia de um tipo de entidade. As entidades devem ser identificadas de forma única para que seja possível criar as relações. Jogos Digitais - Computação Gráfica 28

29 Modelo Entidade-Relacionamento Entidades: São normalmente representadas por um retângulo. Jogos Digitais - Computação Gráfica 29

30 Modelo Entidade-Relacionamento Atributos: são propriedades dos tipos de entidades ou relacionamentos. Um tipo de entidade deve ter uma chave primária assim como outros atributos descritivos. No diagrama os atributos adicionais podem ser omitidos e adicionados em uma lista separada. Jogos Digitais - Computação Gráfica 30

31 Modelo Entidade-Relacionamento Algumas ferramentas de criação de DER emitem os atributos por completo, tendo um gráfico formado apenas pelas entidades. Jogos Digitais - Computação Gráfica 31

32 Modelo Entidade-Relacionamento Relacionamentos: são associações entre tipos de entidades, normalmente o nome do relacionamento aparece sobre a linha que cria a ligação. Os nomes utilizados para relacionamentos são verbos, uma vez que as entidades são substantivos. Podem existir relacionamentos envolvendo dois tipos diferentes de entidades, um único tipo ou até mesmo múltiplos tipos. Jogos Digitais - Computação Gráfica 32

33 Modelo Entidade-Relacionamento Os relacionamentos seguem um sentido natural com a linguagem, por exemplo, ao dizermos que um curso tem um oferecimento, já fica evidente a relação. Existem também aos relacionamentos um elemento que informa a quantidade de objetos que participam. Jogos Digitais - Computação Gráfica 33

34 Modelo Entidade-Relacionamento Jogos Digitais - Computação Gráfica 34

35 Modelo Entidade-Relacionamento Cardinalidade: Restringe o número de objetos que participam do relacionamento. Curso Curso 1 Curso 2 Curso 3 Oferecimento Oferecimento 1 Oferecimento 2 Oferecimento 3 Oferecimento 4 Jogos Digitais - Computação Gráfica 35

36 Modelo Entidade-Relacionamento Com base nas relações podemos concluir que o oferecimento sempre está relacionado a um curso. E na direção oposta, temos que cada curso está relacionado a zero ou mais oferecimentos. Para representação de cardinalidades em DER, existe uma modelo chamado Pé-De-Galinha Jogos Digitais - Computação Gráfica 36

37 Modelo Entidade-Relacionamento A notação Pé-De-Galinha utiliza de três símbolos para representação das cardinalidade. O símbolo que define o nome da notação é representado por duas linhas anguladas e uma linha reta, que significa muitos. O circulo significa uma cardinalidade zero. E uma linha perpendicular a linha do relacionamento completando com o significado de cardinalidade um. Jogos Digitais - Computação Gráfica 37

38 Modelo Entidade-Relacionamento A cardinalidade deve ser representada em mínimo e máximo. Para isso é adicionado dos símbolos para cada entidade do relacionamento, sendo o símbolo do lado do relacionamento o mínimo e o símbolo do lado da entidade o máximo. Jogos Digitais - Computação Gráfica 38

39 Modelo Entidade-Relacionamento Jogos Digitais - Computação Gráfica 39

40 Modelo Entidade-Relacionamento Classificação de Cardinalidades: podem ser classificadas pelos valores comuns de mínima e máxima. Uma cardinalidade mínima de um ou mais indica um relacionamento obrigatório. Por exemplo, o relacionamento tem é obrigatório para cada entidade de oferecimento, devido a cardinalidade um. Jogos Digitais - Computação Gráfica 40

41 Modelo Entidade-Relacionamento Este tipo de relacionamento obrigatório torna o tipo desta entidade depende de existência do relacionamento. Uma entidade oferecimento não pode existir sem que uma entidade curso exista. Jogos Digitais - Computação Gráfica 41

42 Modelo Entidade-Relacionamento Por outro lado, uma cardinalidade zero indica um relacionamento opcional. Por exemplo, o relacionamento tem para a entidade curso é opcional, pois uma entidade curso pode existir sem se relacionar com uma entidade oferecimento. Jogos Digitais - Computação Gráfica 42

43 Modelo Entidade-Relacionamento Jogos Digitais - Computação Gráfica 43

44 Modelo Entidade-Relacionamento Classificação Restrições de Cardinalidade Obrigatória Cardinalidade mínima >= 1. Opcional Cardinalidade mínima = 0. Funcional ou de valor único Cardinalidade máxima = 1. 1-M Cardinalidade máxima = 1 em uma direção e cardinalidade máxima > 1 na outra direção. M-N Cardinalidade máxima > 1 nas duas direções. 1-1 Cardinalidade máxima =1 nas duas direções. Jogos Digitais - Computação Gráfica 44

45 Modelo Entidade-Relacionamento Jogos Digitais - Computação Gráfica 45

46 Modelo Entidade-Relacionamento Jogos Digitais - Computação Gráfica 46

47 Atividade 2 Escolha um jogo para a atividade; Identifique possíveis entidades do jogo; Identifique possíveis atributos para cada entidade. Identifique os relacionamentos. Identifique as cardinalidades. Grupos de até 5 pessoas; Será utilizada para o Exercício Prático 1 Jogos Digitaris - Computação Gráfica 47

48 Perguntas? Comparação de Modelo Entidade- Relacionamento UML Próxima aula: Jogos Digitais - Computação Gráfica 48

49 Referências NAVATHE, Shamkant B.; ELMASRI, Ramez E. Sistemas de Banco de Dados. 6.ed. Addison- Wesley, MANNINO, M V. Projeto Desenvolvimento de Aplicações e Administração de Banco de Dados. McGraw-Hill, Jogos Digitais - Computação Gráfica 49

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