Unidade 5 05/11/2008. Curso Superior de Tecnologia: Banco de Dados Sistemas para Internet Redes de Computadores

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1 Faculdade INED Curso Superior de Tecnologia: Banco de Dados Sistemas para Internet Redes de Computadores Disciplina: Banco de Dados Prof.: Fernando Hadad Zaidan 1 Unidade Conceitos do projeto físico. 5.2 Normalização. 5.2 SQL - Introdução Imagem: BARBIERI, Carlos. 2 Material usado na montagem dos Slides HEUSER, C. A. Projeto de Banco de Dados. 5a. Edição. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, ROCHA, Rogério Morais. Slides da disciplina Projeto de Banco de Dados Relacional II. Faculdade INED, SILBERSCHATZ, Abraham; KORTH, Henry F.; SUDARSHAN, S. Sistema de banco de dados. Tradução da 5ª Edição. São Paulo: Campus,

2 CONCEITOS INICIAIS Modelo Físico de Dados Objetivo: Alguns modelos ignoraram os problemas relativos ao acesso aos dados (performance, volume e custo) para se concentrar exclusivamente na lógica da organização dos dados. O Modelo Físico dos Dados (MFD) tem como objetivo agir sobre o Modelo Lógico dos Dados (MLD) assim como ter em conta as especificidades informáticas na implementação. 4 Modelo Físico de Dados A otimização do MLD e a análise do MFD devem ter em conta os tratamentos realizados sobre os dados. Assim, otimizações diferentes poderão ser propostas segundo o tipo de tratamento efetuado sobre os dados. A organização física dos dados deverá ter em conta as seguintes restrições: Volume dos dados na Base de Dados; Tempo necessário para acessar aos dados e Transferência dos dados entre a Base de Dados e a unidade de Processamento. 5 Modelo Físico de Dados Otimização: As performances das bases de dados relacionais são cada vez mais elevadas devido a dois fatos principais: Módulo integrado de otimização de consulta. Paralelismo a nível do tratamento das consultas. No entanto, a otimização do MLD é uma etapa importante para a implementação com sucesso de um sistema de informação. 6 2

3 Modelo Físico de Dados Otimização Devem-se tomar em conta dois tipos de otimização: A Otimização Física que consiste em tirar partido das potencialidades do SGBD para uma implementação mais eficiente; A Otimização Lógica que consiste em adaptar o MLD à implementação. Deverá ser realizada com muito cuidado devido à possível introdução de futuras incoerências quando da evolução da Base de Dados. 7 Modelo Físico de Dados Otimização Física A otimização física deve inteirar-se dos seguintes fatores: A escolha das estruturas de armazenamento físico; A definição dos acessos primários (índices - ex.hash, Heap), Partição horizontal ou vertical das tabelas, Agrupamento(Clustering) de tabelas. 8 Modelo Físico de Dados Partição de Tabelas Esta otimização tem como objetivo reduzir os custos de acesso aos dados eliminando informação transferida inutilmente da memória secundária para a memória central. De fato, todos os atributos e as tuplas das tabelas são raramente utilizados nas consultas. Em regra geral, 20% dos dados são utilizados por 80% das consultas. Assim pode ser astucioso partir os dados de forma a reduzir o fluxo de informação em entrada e saída. 9 3

4 Tunning A tradução literal de tuning seria sintonia ou ajuste de alguma coisa para que funcione melhor. Um SGBD é um produto de software sofisticado permitindo vários ajustes. Por ser flexível, é possível fazer pequenos ajustes que afetam a performance do banco de dados. 10 O que é performance de banco de dados? Fazendo uma analogia em termos de oferta e demanda. Os usuários demandam informações do banco de dados. O SGBD fornece informação para aqueles que o pedem. A taxa entre os pedidos que o SGBD atende e a demanda para informação pode ser denominado performance de banco de dados. 11 ÍNDICES Os índices são estruturas físicas de banco de dados criadas para otimizar a performance no acesso. Os comandos SQL ficam mais rápidos após a criação de índices pelos campos de ordenação. No entanto, o uso excessivo de índices pode ser prejudicial ao desempenho, pois todo comando que atualiza a tabela origem pode gerar uma alteração no índice. Os índices não são visíveis para o usuário, pois o algoritmo do otimizador do SGBD é que decide se deve ou não utilizá-los. Os índices geralmente são definidos em conjunto pelo DBA e pelo analista do sistema, que conhecem quais são as consultas mais críticas que evolvem um maior volume de acesso a dados. 12 4

5 Os índices podem ou não ser únicos. O índice é único quando não se permitem repetições. Índice pela chave primária é sempre único. Em alguns SGBDs este índice pela chave primária já é gerado automaticamente. ti t Portanto, os índices são criados usualmente para as chaves primárias e para as chaves estrangeiras, visando agilizar os comandos que envolvem junção de tabelas

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7 19 SQL A linguagem SQL é responsável por garantir um bom nível de independência do código de um programa em relação ao SGBD utilizado. Trata-se da proposta de uma linguagem padrão comum aos SGBD s relacionais, e que pode ser utilizada para a manipulação (consulta e alteração) dos dados de um banco, definição da estrutura a ser utilizada (tabelas e restrições) e, de forma menos padronizada, definição de algumas regras do negócio embutidas no próprio banco. 20 Histórico da linguagem SQL SQL = Structured Query Language Linguagem de Consulta Estruturada; Criado pela IBM em San Jose - CA, em 1970 para o produto DB2; SQL foi adotado pela ANSI (pela American National Standards Institute) em 1986 e pela ISO (International Organization for Standardization) em 1987; Tornou-se padrão para os SGBD; 21 7

8 Histórico da linguagem SQL A ANSI e ISO publicou a padronização SQL-86, ANSI-89 e ANSI-92; Novamente houveram revisões em 1999 e 2003 para se tornar SQL-1999 e SQL-2003; Produtos adotam o SQL ANSI mas adicionam extensões proprietárias; Ao usar um produto SQL, procure trabalhar voltado para o padrão ANSI; SQL tornou-se o padrão para client/server: Client --> entrada de dados com alguma consistência, interface amigável, dependência lógica do servidor; Server --> armazenamento, consulta, trabalho pesado de I/O e integridade da informação; 22 Histórico da linguagem SQL É uma linguagem não-procedural: ela diz o que fazer e não como fazer; SQL é que torna possível o funcionamento de um SGBD - sistema gerenciador de banco de dados; Poupa tempo de programação com entrada/saída de arquivos; SQL usa uma combinação de construtores em álgebra e cálculo relacional; 23 Objetivos da padronização A implementação regras de negócio, caso o BD for proprietário (comandos específicos da linguagem SQL), e não padronizado, em uma migração do BD, fatalmente muitos comandos SQL deverão ser reescritos para o novo BD. Padronização é imprescindível para que se alcance um alto grau de qualidade na engenharia de sistemas; Garantir a uniformidade e manutenibilidade dos objetos construídos e disponibilizados; 24 8

9 Objetivos da padronização O estabelecimento de padrões implica em: Diminuição de custo na manutenção dos sistemas; Coesão dos dados e consistência nas informações fornecidas; Independência do fabricante; Portabilidade entre computadores; Estímulo à reutilização dos objetos. 25 Subdivisões da linguagem SQL Um esquema de banco de dados precisa de uma linguagens: DDL (Data Definition Language): linguagem de definição de dados. Permite a especificação da base de dados; Definir as tabelas; Comandos para esquemas de relação; Criação de índices; Ex.: create table, alter, drop, 26 Subdivisões da linguagem SQL DML (Data Manipulation Language): linguagem de manipulação de dados. Permite a consulta e atualização de informações; Abrange a álgebra e o cálculo relacional de tuplas; Comandos para inserção, exclusão e modificação; Ex.: - select, insert, delete, 27 9

10 Subdivisões da linguagem SQL DCL (Data Control Language - Linguagem de Controle de Dados). Controla os aspectos de autorização de dados; Também as licenças concedidas aos usuários; Controle de quem tem acesso e quem pode manipular dados dentro do banco de dados. Ex.: - grant, revoke, alter password, 28 Subdivisões da linguagem SQL DTL (Data Transaction Language - Linguagem de Transação de Dados). Inclui comandos para a especificação de iniciação e finalização de transações; Algumas implementações permitem o bloqueio de dados para controle de concorrência; Ex.: start transaction, commit, rollback, 29 Limitações da linguagem SQL SQL padrão oferece recursos limitados para o tratamento de campos longos; SQL é uma linguagem mais voltada para descrever conjuntos e suas relações; Não-procedural, ou seja, não permite agrupar as palavras chaves sob a forma de programas executáveis; Linguagens de consulta são diferentes das linguagens de programação; 30 10

11 Limitações da linguagem SQL Não se espera que as linguagens de consulta sejam Turing completas Turing completas - se puder ser demonstrado que a linguagem é computacionalmente equivalente à máquina de Turing; As linguagens de consulta não foram pensadas para uso em cálculos complexos; Linguagem de consulta de mais alto nível que as de linguagens de programação tradicionais. 31 DDL - CREATE TABLE CREATE TABLE Funcionario ( Matric INT NOT NULL, Nome CHAR(30) NOT NULL, Salario DECIMAL NOT NULL, Cargo CHAR(15) DEFAULT 'Analista', Estado CHAR(2) NOT NULL, Idade SMALLINT NOT NULL, Cod_Depto SMALLINT NOT NULL, CONSTRAINT chavefunc PRIMARY KEY (Matric), CONSTRAINT uniconome UNIQUE (Nome), CONSTRAINT checkestado CHECK (Estado IN ('MG', 'RJ', 'SP'))) 32 CREATE TABLE Departamento ( Cod_Depto SMALLINT NOT NULL, Desc_Depto VARCHAR(30)); ALTER TABLE departamento ADD CONSTRAINT CHAVECOD PRIMARY KEY (COD_DEPTO); Departamento Funcionario Funcionario ALTER TABLE Departamento ADD CONSTRAINT Depto_Func FOREIGN KEY (Cod_Depto) REFERENCES Funcionario (Cod_Depto); Departamento 33 11

12 INDICES - Exemplos O índice deve ser o mais seletivo possível. Ex.: não se deve criar um índice para o campo Sexo só 2 valores. CREATE [UNIQUE] INDEX Nome-do-índice ON tabela (coluna ou lista-de-colunas) Exemplos: CREATE INDEX IX_Cod_Depto ON Funcionario (Cod_Depto); CREATE UNIQUE INDEX xfuncionarios ON Funcionario (Matricula); 34 SELECT DML Sintaxe: SELECT <lista de atributos> FROM <nome das tabelas> WHERE <condição de pesquisa / filtro> create table Peca ( Peca Cod_Peca Nome_Peca Preco Qte 56 Peca X 23, Peca Y 56, Peca Z 80,00 0 Cod_Peca smallint not null, Nome_Peca varchar(30), Preco decimal(12,2), Qte int); alter table peca add constraint pkcodpec primary key (cod_peca); 35 Selecionar o código e o nome das peças com código menor do que 100: SELECT Cod_Peca, Nome_Peca FROM Peca WHERE Cod_Peca < 100 Selecionar todas as informações de todas as peças: SELECT * FROM Peca Cod_Peca Nome_Peca Preco Qte 56 Peca X 23, Peca Y 56, Peca Z 80,

13 INSERT - Inserção Sintaxe - Inserção Unitária: INSERT INTO <tabela> ( <lista-de-colunas>) VALUES ( <lista-de-valores>) l Inserir Cod_Peca, Nome_Peca, Preco INSERT INTO Peca (Cod_Peca, Nome_Peca,Preco) VALUES (380, Peca W,77.00) 37 Inserir uma Peca com todos os atributos INSERT INTO Peca VALUES (423, Peca K,100.00,15) Sintaxe - Inserção em Massa: INSERT INTO <tabela1> (<lista-de-colunas>) SELECT UPDATE - Alteração UPDATE <tabela> SET <coluna1> = <expressão1>, <coluna2> =<expressão2>,... WHERE <condição-de-alteração> 39 13

14 Exemplos: Alterar o Preco da peça 200 de 80,00 para 90,00 UPDATE Peca SET Peso = WHERE Cod_Peca = 200 Alterar o preco das peças cuja qte for menor que 10, para 50,00 UPDATE Peca SET Preco = WHERE Qte < 10 or Qte is null 40 DELETE (Exclusão) DELETE FROM <tabela> WHERE <condição-de-exclusão> Excluir a peça 200: DELETE FROM Peca WHERE Cod_Peca = 200 Excluir as peças que tem mais de 1000 na Qte: DELETE FROM Peca WHERE Qte > Funcionalidades do SQL Operadores: Comparação: =, <>, >, <, >=, <= Lógicos: AND, OR, NOT BETWEEN <expressão1> AND <expressão2>: testa intervalo IN ( <lista de valores>): testa presença na lista IS NULL: testa nulo LIKE: testa conteúdo de string de caracteres 42 14

15 ORDER BY - Ordenação Exibir os registros em uma determinada ordem. Crescente (ASC default) ou decrescente (Desc). Caso a expressão não esteja presente, os registros serão exibidos na ordem em que foram inseridos na tabela. Os campos que constam da expressão ORDER BY devem obrigatoriamente estar presentes na expressão SELECT. Não é necessário possuir um índice fisicamente criado e composto pelos campos da ordenação para usar o ORDER BY. No entanto, caso o índice exista o comando será executado mais rápido. Pode-se utilizar números indicando que a ordenação será feita por determinado campo de acordo com a ordem do SELECT. 43 Exemplos Order by SELECT Cod_Func, Nome FROM Funcionario ORDER BY Nome SELECT Salario, Nome FROM Funcionario ORDER BY 1 DESC Nomes dos funcionários em ordem decrescente de salário. 44 Bons Estudos! Prof. Zaidan fhzaidan@gmail.com Somos o que fazemos repetidamente. Por isso o mérito não está na ação, e sim no hábito. Aristóteles 45 15