Banco de dados voltados a objeto: este é o futuro? Faculdade dos Guararapes (FG) Recife PE Brasil

Transcrição

1 Banco de dados voltados a objeto: este é o futuro? Diana Cabral Cavalcanti 1, Edgard Thomas Martins 2 1 Curso de Ciência da Computação Faculdade dos Guararapes (FG) Recife PE Brasil 1 spdiana@gmail.com, 2 edgard@upe.poli.br Resumo Com o início do uso de computadores e o conseqüente avanço tecnológico surgiu a necessidade de sistemas de armazenamento de dados cada vez mais elaborados que permitam uma melhor interação homem máquina e que organizem os dados em um formato mais próximo a forma como são visualizados e manipulados no mundo real. Esse trabalho tem a intenção de mostrar que as representações de modelo de dado orientado a objetos apontam para uma forte tendência de se firmar como um cenário definitivo e amplamente aceito na área de desenvolvimento e uso de banco de dados. Apresentamos uma contextualização fundamentando objetos na realização de uma formação de significado na mente humana de modo muito mais denso que um conjunto de códigos apoiados em aspectos conceituais tal como é encontrado na atualidade tecnológica. Palavras-chave: banco de dados, avanço tecnológico, futuro. Abstract With the beginning of the use of computers and the consequent technological advance each time more appeared the necessity of systems of storage of elaborated data than they allow one better manmachine interaction and that they organize the data in a next format the form as they are visualized and manipulated in the real world. This work has the intention to show the more significant representations of models of data to the model of data oriented objects point with respect to one strong trend of if firming as a definitive and widely accepted scene in the development area and use of data base. We present the fundamentation for basing objects on the accomplishment of a formation of meaning in the mind human being in much more dense way that a set of codes supported in aspects you appraise as is found in the technological present time. Key-words: database, advanced technology, future. 1. INTRODUÇÃO A informação é um dos bens mais significantes para qualquer organização nos dias atuais. A procura por novos meios de armazenamento de dados mais eficientes e eficazes vem crescendo e gerando um impulso ascendente no uso de banco de dados nas áreas onde é necessário. A utilização de banco de dados em computadores vem sendo aplicada em diversos segmentos, envolvendo desde o comércio, a indústria, a 1 Aluna de Graduação Curso de Ciência da Computação da Faculdade dos Guararapes. 2 Aluno do Doutorado no Departamento de pós-graduação em Psicologia Cognitiva da Universidade Federal de Pernambuco - Recife, PE. Orientador e Professor do curso de Graduação de Ciência da Computação da Faculdade dos Guararapes.

2 2 pesquisas acadêmicas, científicas, entre outras. Os informativos científicos mostram que o uso de computadores e manipulação de dados tem sido cada vez mais adotado permitindo o emprego de banco de dados (KORTH, 2001). A busca intensiva de informações organizadas de forma mais segura, mais íntegra e acesso mais ágil aos dados propiciou a intensificação no estudo e desenvolvimento de ferramentas que simplificassem o armazenamento e manipulação de dados, este crescimento rápido gerado pela modernização do hardware aliado às comunicações contribuiu para a disseminação do emprego de BD (Banco de Dados) situado como centralizador de informação de grande parte dos sistemas de software desenvolvidos (FANDERUFF, 2003). A evolução dos modelos de banco de dados é extraordinária quanto à ampliação e ao emprego de técnicas organizacionais de dados. Historicamente, os primeiros modelos surgem na década de 60, a partir daí passam a existir vários modelos de BD's, entre eles o modelo de rede e o modelo hierárquico, considerados como uma grande evolução às poucas tecnologias existentes na época, mas o usuário precisava ainda conhecer a estrutura física do banco para poder realizar consultas. Um pesquisador chamado Edgar Frank Codd, procurando um modo melhor de organizar as informações, define o conceito de um banco de dados relacional inteiramente organizado em tabelas simples, onde a estrutura lógica é desvinculada do método de armazenamento físico possibilitando trabalhar com uma visão de mais alto nível. Segundo Sayão (2001), caracteristicamente, estes modelos enfatizam os aspectos sintáticos e estruturais dos dados sem considerar o significado das informações ou o relacionamento próprio e lógico entre eles. As pesquisas científicas em BD's sempre procuram evoluir no sentido de determinar e localizar modelos que representem da melhor maneira possível os dados de uma abordagem, ou seja, que organizem os dados em um formato mais próximo a forma como são visualizados e manipulados no mundo real (FANDERUFF, 2003). Seguindo esta abordagem origina-se o banco de dados orientados a objeto, com este modelo é possível uma representação das informações mais próxima da realidade. A característica principal dos sistemas gerenciadores de BD's orientados a objeto é modelar dados mais sofisticados e de maior abrangência, armazenando não só a estrutura da informação, mas o seu comportamento também. Isto é possível devido ao modelo ser baseado no paradigma da programação orientada a objeto que segue com intuito de incorporar aspectos comportamentais ou dinâmicos de dados nos formalismos de modelagem, com o objetivo de representar com maior autenticidade a complexidade semântica do mundo real da informação (SAYÃO, 2001). A técnica em orientação a objeto (OO) usa objetos para estruturar os significados. Então, num BDOO, não se tem apenas dados armazenados numa estrutura, e sim o significado que está induzindo a alguma definição, tendência esta que foge da codificação tradicional. As razões para a sedução por este tipo de registro de informações estão destacadas no capítulo seguinte. Nesse contexto, este artigo mostra os principais modelos de representação de dados seguindo a evolução dos modelos com enfoque ao modelo de dados orientado a objetos, através do que pretendemos formular a hipótese que este modelo será, em um futuro próximo, largamente adotado como modelo de representação de dados ideal. Podemos, pois, destacar que a importância deste trabalho leva em conta que os sistemas de banco de dados são um dos principais recursos da tecnologia da informação empregados atualmente em qualquer área que possa ser aplicado. Acreditamos que os sistemas de banco de dados continuarão em pleno processo de evolução de modo a expandir cada vez mais a sua capacidade de lidar com novos tipos de aplicações e de representações de informações. 2. CONTEXTUALIZAÇÃO O objeto realiza uma formação de significado na mente humana muito mais denso que um conjunto de códigos apoiados em aspectos conceituais. Tem um efeito direto no ser humano, pois quase não exige um processo de decodificação já que traz em seu arcabouço muitas mensagens não transformadas em um conjunto de sinais. No processo lingüístico redacional usando alfabeto, o registro de significados requer, na interlocução, uma codificação e uma correspondente e respectiva decodificação. O esquema abaixo, na figura 1, representa que para realizar a transmissão de uma mensagem de uma pessoa a outra apresenta o paradigma relacionado ao estabelecimento de uma comunicação que não acontece direta, fácil nem intuitivamente. Requer um uso de código (que pode ser o alfabeto ou uma linguagem qualquer) que por sua vez significa existirem conceitos prévios onde, a partir deste cenário, os interlocutores precisam estar equalizados em conhecimento para ocorrer e concluir o significado.

3 3 Figura 1 - Transmissão de mensagens entre agentes Observe-se que um incontável conjunto de problemas pode deformar a mensagem se os códigos não forem corretamente utilizados para formatá-la. Segundo cita Bezerra (2004), objeto é uma palavra originada do latim objectus que significa lançar, jogar para frente. No dicionário Michaelis (Weiszflog, 2004) é uma coisa material ou tudo que constitui a matéria de ciências ou artes. No Novo Dicionário da Língua Portuguesa de Aurélio Buarque de Hollanda Ferreira (FERREIRA, 1995): 1. Tudo que é aprendido pelo conhecimento, que não é o sujeito do conhecimento; 2. Tudo que é manipulável ou manufaturável; 3. Tudo que é perceptível por qualquer um dos sentidos; Para a Filosofia (Japiassú & Marcondes, 1996) a palavra objeto tem dois significados: Em um sentido genérico, uma coisa é a realidade material, externa, aquilo que se apresenta; A noção de objeto se caracteriza por oposição ao sujeito, ou seja, designa tudo aquilo que constitui a base de uma experiência efetiva ou possível, tudo aquilo que pode ser pensado ou representado distintamente do próprio ato de pensar. Nesse sentido, o objeto se constitui sempre em uma relação com o sujeito, sendo um conceito tipicamente epistemológico. Uma classificação primária de objetos apresenta duas categorias: da natureza e do homem. Para Santos (2002) há quem distinga os objetos das coisas, com estas sendo o produto de uma elaboração natural, enquanto os objetos seriam os produtos de uma elaboração social. Henri Focillon (1943 apud Sarter, 1995) diz que as coisas formas naturais são obras de Deus, enquanto os objetos formas artificiais são obras dos homens. As próprias coisas, quando passam a ser utilizadas pelo homem, passam também a ser objetos. Segundo Abraham Moles (1969 e 1971 apud Santos, 2002) um objeto é um elemento do mundo exterior, fabricado pelo homem e que este deve assumir e manipular. Se apontarmos para uma concepção original, os objetos se reproduzem e se difundem, gerando objetos semelhantes (Hewitt et al, 1973 apud Santos, 2002). A criação de objetos responde a condições sociais e técnicas presentes num dado momento histórico. A complexidade dos objetos prossegue Moles (1971 apud Santos, 2002), aparece em dois níveis, como complexidade funcional e estrutural. A complexidade funcional de um objeto está relacionada com o repertório de funções que podem ser combinadas no seu uso. A complexidade estrutural se relaciona com a variedade do repertório de seus elementos. A conceituação e aproximação da imagem impressa nos nossos sentidos pela artificialidade do objeto técnico é a garantia de sua eficácia para as tarefas para as quais foi concebido. Para G. Simondon (1958 apud Santos, 2002) é assim que ele se torna concreto, isto é, portador de virtualidades precisas que o distinguem e distanciam das incertezas da natureza, mediante especializações a cada dia mais estritamente funcionais, devido

4 4 à extrema intencionalidade do objeto técnico atual. Segundo Bezerra (2004), os objetos de arte são os menos determinados funcionalmente, sua apreciação reside em fatores externos, no observador, no sujeito. A função do valor se complementa com o que há na cabeça do usuário. Depende também do momento histórico que determina uma grande variação de valor. Outra noção importante, como nota Baudrillard (1970 apud Santos, 2002), é a de que, hoje, poucos objetos são oferecidos sós, não funcionando isoladamente. Trata-se de um todo cujos elementos apenas são viáveis em conjunto. Como exemplifica Sarter (1995), os carros não funcionam sozinhos, dependem de postos de gasolina, estradas, oficinas, entre outros. São as propriedades de uma coisa que dizem como ela se relacionará com outras coisas. Para Hegel em Santos (2002) uma coisa tem propriedades, e essas estão principalmente nas suas relações com as outras coisas. Essa é a base em que os sistemas de objetos se constroem e obtêm um significado. A renovação, intencional principalmente, dos objetos é definida por Roland Barthes (apud Santos, 2002) no seu Sistema da Moda onde os objetos são definidos como um conjunto de unidades de funções e de forças. Para este sistema há um processo no quais os objetos já nascem com data certa de morrer. Os objetos técnicos atuais também são substituídos e perdem valor rapidamente. Nesta renovação, há uma grande influência da evolução tecnológica. As dimensões dos objetos, pela diferença de entendimento quando um objeto é pequeno ou grande, é outra noção importante. O pequeno é visto como de menor complexidade e o grande como de maior, independentemente do fato desta variação de complexidade não acontecer desta maneira. Esta noção tem uma forte influência na percepção dos mesmos quando caracterizados como possíveis ou não de serem executados como protótipos. Como em Santos (2002), com os progressos recentes da ciência, da tecnologia e da informática, vivemos num mundo onde objetos infinitamente pequenos e outros muito grandes convivem e colaboram. É a época da miniaturização e do gigantismo. Os objetos devem ser entendidos como sistemas. E como tais são tratados como componentes destes sistemas sendo inseridos, manipulados e armazenados nos dispositivos computacionais. Para um objeto se materializar e ser inserido em processos computacionais, o homem criou técnicas e métodos para executá-los ou, antes da execução e partindo de uma idéia, transmitir a idéia pensada através dessas técnicas como o planejamento e o projeto Conceito de objeto no meio computacional No contexto computacional um objeto modela uma entidade do mundo real, é um elemento que representa, na competência da solução, alguma entidade abstrata ou concreta. Um objeto pode ser um objeto físico, tal como um computador, um veículo, ou uma pessoa. Pode ser um evento, tal como uma fila na frente do caixa. As funções de uma pessoa, tais como um professor, tutor, estudante, e assim por diante são classificados como objetos (RAHAYU, 2005, p. 3). Segundo Davies (2003, p. 116) um objeto é um conjunto de procedimentos e dados. Os dados estão contidos nos atributos de um objeto. Os procedimentos são definidos por métodos de um objeto. Os métodos são ativados pelas mensagens passadas entre objetos Conceitos de orientação a objeto A visão de orientação a objetos proporciona um excelente paradigma para a compreensão de um determinado contexto ou situação. O padrão Orientado a Objetos (OO) surgiu com o intuito de melhorar a eficiência no desenvolvimento e a qualidade de software. Conforme registra Rahayu (2005), a idéia principal de orientação a objeto é deixar o mais próximo o mundo computacional do mundo real. O segmento base do sistema orientado a objeto é um objeto. Tudo o que existe é distinguível, e é objeto, estes são representados computacionalmente fornecendo melhor compreensão e manipulação de complexas relações que possam existir. A idéia é tentar simular o mundo real no computador, afinal o mundo é composto de objetos Classe e subclasse Uma classe é uma abstração que define um tipo de objeto. Davies (2003, p. 117) cita que Uma classe é um agrupamento de objetos similares. É usada para definir os atributos, os métodos e os relacionamentos comuns a um grupo de objetos. Exemplificando, comparando que uma classe pode ser representada por um veículo que tem suas características: relacionadas a motor, combustível, etc. Um veículo terrestre é uma sub-classe dos veículos, pois possui todas as característica de um veículo, mas também tem outras características. Uma classe pode

5 5 especificar um objeto. Esta possui atributos que são as variáveis de cada um dos objetos e possui os métodos que são as ações que agem sobre os dados (BOSCARIOLI, 2006) Herança De acordo com Davies (2003, p. 4), herança é associado à idéia de uma hierarquia. Uma subclasse herda os atributos e os métodos da classe superior. Para Boscarioli (2006), o conceito de herança permite que uma classe seja estendida por outra classe. Ele afirma que essa característica é muito útil quando há a necessidade de representar um problema onde muitos dos atributos e operações são comuns para as outras classes. Rahayu (2005, p. 4) diz que um relacionamento da herança é conhecido como um relacionamento da generalização ou da especialização, em que a definição de uma classe pode ser baseada em outras classes existentes Polimorfismo De acordo com Leite (2002), polimorfismo etimologicamente, quer dizer "várias formas", no conceito da orientação a objeto é definido como um código que pode ser aplicado a várias classes de objetos. Boscarioli (2006) cita que Polimorfismo é um princípio que permite um comportamento diferenciado seja implementado por duas classes, desde que sejam especializações de uma mesma classe e o método tenha a mesma assinatura Encapsulamento Encapsular dados permite que sejam visualizadas externamente apenas as informações que um objeto julgue apropriadas, (BOSCARIOLI, 2006). Um objeto encapsulado significa que as ações feitas com esses dados só podem ser realizadas através dos procedimentos colocadas dentro deste objeto (LEITE, 2002) Abstração Para nos abstrairmos da complexidade dos objetos do mundo real é necessário definir funções que os manipulam. Abstração de dados é a capacidade de modelar as características, variáveis e constantes dos objetos do mundo real de forma que despreze os dados que não interessam. (LEITE, 2002) SGBD (Sistema Gerenciador de banco de dados) Fanderuff (2003) conceitua SGBD como o conjunto formado por um banco de dados além das aplicações que o manipulam. Servem para definir, construir e manipular uma base de dados. Provê um acesso otimizado aos dados propiciando consulta, inserção, exclusão e atualização através de interfaces disponibilizadas pelo SGBD. Fanderuff (2003) prossegue listando as principais características dos SGBD's: Integridade: consiste em evitar que um determinado código em uma relação não tenha correspondência em outra relação. Cita com exemplo uma disciplina relacionada em um Histórico Escolar sem a sua descrição na tabela Disciplina. Consistência: consiste no armazenamento da informação, com acesso descentralizado, e compartilhado a vários sistemas e atualização dessas informações são atualizadas em todos dos sistemas. Segurança: define para cada usuário o nível (leitura, gravação, sem acesso) de acesso a informação. Impede que pessoas não autorizadas tenham acesso aos dados. Restauração: implica que o SGBD deve apresentar facilidade para recuperar falhas de hardware e software, através de arquivos de backup (cópia de segurança) ou de outros recursos. Não-redundância: consiste em armazenar a informação em um único local não existindo a duplicação dos dados. Padronização dos dados: permite que as informações sejam padronizadas seguindo um determinado formato de armazenamento. Concorrência: permite acesso simultâneo aos dados por mais de um usuário mantendo a consistência e integridade da base de dados. Consultas: permite recuperar (visualizar) dados de várias maneiras. 3. FUNDAMENTOS DO PENSAMENTO E A RELAÇÃO COM OBJETOS Para a compreensão deste tema precisamos inicialmente entender a formação de significados na mente do ser humano. O ser humano não estrutura palavras, códigos e símbolos similares aos registrados em memórias de computadores, na sua mente e sim construtos de significado próximos a imagens. Ao conjunto dos conceitos que

6 6 ancoram os conceitos básicos de formação de significados e de comportamento consciente, segundo Ausubel (1978) é dado nome de subsunçor, originado da palavra subsumer. 3.1 Objetos e sua grande importância no processamento de dados Poderíamos tratar este título sob a forma de uma pergunta seguinte para sintetizar nossa questão fundamental, transformando-o em uma hipótese. Porque objetos têm tanta importância no processamento de dados? A fixação dos conceitos que conduzem à resposta passa pelos conceitos do funcionamento da mente consolidando a estrutura cognitiva (o ato ou processo de conhecer, que envolve atenção, percepção, memória, raciocínio, juízo, imaginação, pensamento e linguagem) para transformar positivamente os construtos para formação de significados que depende de alguns condicionantes externos e internos (ontogênese). A figura 2 abaixo representa a estrutura cognitiva de um sujeito no processo de assimilação de um objeto e fixação de um novo conhecimento. A mente do indivíduo possui um repertório prévio de informações agrupadas em conjuntos chamados SUBJUNÇORES, segundo Ausubel (1978), op.cit. Estes conjuntos mentais irão ancorar um novo elemento para formar um novo significado que chega à percepção da pessoa, estabelecendo desta forma um novo conhecimento. Estes subjunçores estão muito mais próximos de imagens e objetos que os códigos de escrita de uma linguagem, conforme um computador operacionaliza para registro de informações. Desta forma, se os sistemas computacionais trabalhassem com objetos ao invés de códigos, estariam muito mais próximos da compreensão humana. Figura 2 Uma figura capturada pelos sentidos de um SUJEITO na sua estrutura cognitiva. O repertório mental existente conduz à interpretação e traz em seu arcabouço um grande volume de informações. Estes conceitos permearão um conjunto cultural e emocional com forte influência na formação apropriada destas estruturas que servirão de ancoradouro para interpretação e operacionalização dos novos conhecimentos. Este problema se agrava na informática pela lógica utilizada no processo de capacitação relacionado à tomada de decisões na modelagem de dados e sistematização de processos, que é a tradicional, clássica, cartesiana, positivista, indutiva e booleana. Mas a lógica da mente é difusa e os construtos mentais que servirão de ancoradouros para tomada de decisões fundamentais na ação de transformar em processos computacionais o mundo real, repercutindo na deformação dos subsunçores que serão utilizados por estas pessoas. É neste território que o objeto tem mais influência no funcionamento da mente e formação de significados. Wertsch et al (1995) ressaltam as relações entre o funcionamento da mente humana, de um lado, e as situações culturais institucionais e históricas nas quais o funcionamento ocorre. Cultura é todo ambiente simbólico interativo no quais os humanos comunicam-se e vivem. O cérebro e a mente podem ser profundamente influenciados pela cultura, em seu considerável processo de evolução, se considerarmos um ser humano adulto. Outro autor defende que o cérebro, sob a influência da cultura, modifica-se não em termos de arquitetura anatômica, mas em termos de arquitetura funcional. Cultura é prioritária no desenvolvimento da

7 7 mente e é apenas outra dessas forças capaz de inibir o sistema ou estimulá-lo. (DONALD, 2000). Estes autores reforçam que a cultura tem um papel determinante sobre as habilidades operacionais dos indivíduos. Ela efetivamente modula a atividade cognitiva através das interações entre os indivíduos e o seu meio circundante (forma e estrutura a mente). Focamos o tema cultura como um forte elemento diferenciador de indivíduos já que cada pessoa passa por processos distintos na formação de suas mentes, trazendo para uma sociedade particularidades e distinções incontestáveis. E cada pessoa terá um conjunto de parâmetros de referência distinto em uma ocorrência cognitiva como acontece em um processo de capacitação em uma profissão, por exemplo. Mas o processo transformativo na mente somente se processará utilizando, modificando e construindo subsunçores que possibilitarão a ocorrência de um processo cognitivo pertinente à aquisição de novos conhecimentos. São processos mediados por sistemas simbólicos. Vários autores tratam destes sistemas simbólicos como Moreira (1983) e Ausubel (1978) nos estudos de Ausubel buscam os conceitos que nos parecem muito apropriados para fundamentar os princípios que queremos enfatizar. Segundo Ausubel (1978), um subsunçor é uma estrutura específica ao qual uma nova informação pode se integrar ao cérebro humano (vide figura 2), que é altamente organizado e detentor de uma hierarquia conceitual que armazena experiências prévias do aprendiz. A operacionalização de conhecimentos e a aprendizagem significativa (aprendizagem mecânica) caracteriza-se por uma interação (não uma simples associação), entre aspectos específicos e relevantes da estrutura cognitiva e as novas informações, através da quais estas adquirem significado e são integradas à estrutura cognitiva de maneira não arbitrária e não literal, contribuindo para a diferenciação, elaboração e estabilidade dos subsunçores pré-existentes e, conseqüentemente, da própria estrutura cognitiva. Um subsunçor é, portanto, um conceito, idéia, ou proposição já existente na estrutura cognitiva do indivíduo, capaz de servir de ancoradouro para uma nova informação de modo que ela adquira assim um significado para o indivíduo conforme simulado na figura 3. (MOREIRA, 1983). + = Novo significado Figura 3. Um novo conhecimento é ancorado em um ou mais subsunçores existentes. 3.2 O Comportamento Operante A teoria clássica da representação falha em resolver o problema da intencionalidade: a estocagem de informação na forma de símbolos e códigos, como os utilizados na informática tradicional, cartesiana e Von- Newmaniana e sua manipulação não podem conter o elemento extra-mental ou extra-representacional. As teorias dão credibilidade à existência dos subsunçores, mas como exatamente descrever seus limites e suas relações? Qual nível de concentração que uma determinada pessoa, em particular deve fornecer no processo de aprendizado/ aculturamento, atenção e informação externa capturando imagens e processando a guarda de objetos de significado? O humano os constrói e os transforma apropriadamente para que a operacionalização dos seus significados os torne ativos em uma determinada condição social ou profissional. O ser humano utiliza a lógica clássica aplicada no registro de dados em equipamentos em um mundo altamente computadorizado, que para tomar decisões no mundo real, está em descompasso com a própria lógica da mente humana: O ser humano aprende como programar computadores e é movido a operacionalizar estes conhecimentos cartesianamente. Os subsunçores que operacionalizam seus conhecimentos fazem entrar em ação as estruturas mentais previamente existentes. A lógica humana é uma modalidade da lógica capaz de tratar conceitos vagos, imprecisos ou ambíguos em geral descritas na linguagem natural humana e convertê-los para um formato numérico, de fácil processamento computacional (SHAW e SIMÕES, 1999). A ciência cognitiva, sedimentada no viés do computacionalismo clássico não estabelece as similaridades necessárias para consolidar esta teoria. O computador digital desenvolvido por Von Newman foi derivado principalmente da

8 8 máquina chamada Colossus, projetada por Allan Turing durante a Segunda Grande Guerra. E esta, por sua vez, está sedimentada na função lógica tradicional e clássica. O domínio da computação mono-processador, no campo de utilização de linguagens procedurais se fundamenta na lógica clássica e apresenta as características típicas de um sistema lógico/seqüencial. O processamento paralelo que engatinha atualmente fora das aplicações de processamento distribuído implantada em redes de computadores, poderia ter uma leve correspondência com a mente humana. A possível similaridade com seres humanos implementada por Newman ( ) na nas IAS 3 foi um grande avanço científico no pós-guerra e promoveu toda esta cientificidade eletrônica apoiada por atuadores eletrônicos representada hoje pela micro-informática e micro-computadores pessoais. Mas a lógica binária, cartesiana, booleana aplicada aos computadores são perfeitos e notáveis pela precisão, mas inúteis para estabelecer similaridades com o funcionamento da mente diante de situações não precisas, não claras, não perfeitas ou não visíveis ou com informações não planejadas ou insuficientes para estabelecerem tomadas de decisão em situação crítica ou de perigo real e imediato. A grande capacidade do computador em auxiliar o ser humano em quase todas as áreas da ciência suprimiu a sua visão das verdadeiras diferenças processuais da mente dos humanos na operacionalização de estruturas de conhecimento em confronto com as aplicações formais, rápidas e precisas que os computadores promovem. O homem, impressionado com as altas possibilidades amplas de processamento dos computadores é levado a realizar uma engenharia reversa com a mente do humano, comparando-a e estabelecendo um paralelo de funcionamento, com muita propriedade e competência, como cita Pinker (2000) em suas teorias. Este cientista escreve como se fizesse o trabalho inverso de John Von Newman (quando desenvolveu o projeto de seu computador a partir de características do ser humano). Pinker (2000) apresenta as características computacionais da mente apontando, muito apropriadamente, para programações e estruturas biológicas similares aos computadores eletrônicos. Mas o ramo da inteligência artificial se depara com severas críticas e linhas de trabalho exatamente porque a mente é um cofre fechado com seus segredos de seu funcionamento. As várias linhas de interpretação e teorias do funcionamento da mente foram elaboradas por muitos pensadores desde os tempos de Decartes até hoje com Pinker passando por Piaget, Vernaut e Vygotsky dentre muitos notáveis e obstinados cientistas que se devotaram ao estudo da mente, da inteligência, do conhecimento e da formação dos sentidos e de linguagem. A lógica clássica possui uma relação muito próxima com a linguagem natural. No entanto, algumas características da linguagem natural não se adequam a um procedimento formal. Por exemplo, a linguagem natural é permeada de contradições. Por essa razão, Frege fundador da lógica moderna, buscou a elaboração de uma linguagem artificial mais econômica e exata (sem ambigüidades) (WADLER, 2000). Segundo Wadler (1996), um sistema formal deve apresentar: (1) um conjunto qualquer de símbolos, ou alfabeto; (2) um conjunto de expressões bem formadas ; (3) um conjunto de axiomas; (4) um conjunto finito de regras. Além disso, a lógica clássica (LC), a princípio, trabalha com dois valores: verdade e falsidade. Desse modo, um predicado pode ser verdadeiro ou falso, mas nunca simultaneamente verdadeiro e falso. Na LC não se está preocupado com o fato de uma expressão ser realmente uma verdade ou não para a ciência ou filosofia. Seus procedimentos funcionam independentes desta veracidade. Em outras palavras, o que está sob o domínio dessa lógica são procedimentos formais que permitem partir de premissas e alcançar um resultado. A correspondência entre este resultado e algo externo à própria lógica não é uma questão que a LC se proponha. A computação normalmente se baseia na LC para gerar um modelo do funcionamento da mente, e nesse sentido a Máquina de Allan Turing e Tommy Flowers (Colossus) é um modelo lógico abstrato da mente. Este equipamento é considerado o precursor dos computadores. Seu objetivo foi aprender a decifrar códigos de guerra. Mas é possível perguntar até que ponto esse modelo é realmente adequado ou ainda, quais aspectos da mente humana são evidenciados através deste modelo. A resposta a essas perguntas envolve não somente aspectos filosóficos, mas também computacionais e, nesse caso, lógicos. 4. EVOLUÇÃO DOS MODELOS DE DADOS AO ORIENTADO A OBJETO 3 Projeto e construção do computador do Instituto de Estudos Avançados (IAS) de Princeton por John Von Neumann e seus colaboradores em

9 9 Com o início do uso de computadores e o conseqüente avanço tecnológico, surgiu também a necessidade de sistemas de armazenamento de dados cada vez mais elaborados que permitam uma melhor interação homem máquina. Por falta de métodos que organizassem a maneira de como os dados eram manipulados, estes quase sempre não atendiam as especificações do cliente e nem a garantia de integridade das informações, o que ocasionou a pesquisa e buscas de melhorias quanto ao armazenamento de dados originando variados modelos de banco de dados (SAYÃO, 2001, p 13). Segundo Korth (2001), um banco de dados é uma coleção de elementos inter-relacionados, representando informações sobre um domínio específico, ou seja, sempre que for possível agrupar dados que se relacionam e tratam de um mesmo assunto, pode-se dizer que se tem um banco de dados. De acordo com Date (1990), o propósito principal a ser alcançado pelos sistemas de BD desde o seu surgimento, era o de oferecer recursos que visam manter os dados organizacionais e torná-los disponíveis quando solicitados. Com a adoção de sistemas de banco de dados, as empresas puderam dispor de uma ferramenta eficiente para tratamento e disseminação de informações, superando assim todas as restrições impostas pelos sistemas anteriores. Hoje, podemos afirmar que os sistemas de informação evoluíram consideravelmente, contribuindo de forma significativa para o amadurecimento e o crescente uso dos sistemas de banco de dados. A modelagem de dados surge como uma ferramenta conceitual para o auxílio na organização, formalização e na padronização de objetos do mundo real. O modelo de dados é, portanto, um conjunto de conceitos usados para descrever a estrutura de uma base de dados. (RUMBAUGH, 1994). Os modelos podem se apresentar adequados ou inadequados para certa utilização de forma que existem vários tipos de modelos de dados. O armazenamento e acesso a dados na década de 50 e em meados da década de 60 eram bastante rudimentares. Algumas iniciativas de projetos mais avançados estavam em andamento, mas a grande maioria dos desenvolvedores ainda armazenava as informações em sistemas de arquivos. Estes eram normalmente formados por campos de tamanho fixo, e o acesso a eles não promovia mais do que as operações de leitura e escrita em arquivos. Embora esta fosse uma metodologia bastante simples para armazenamento, não tardou a perceber que, na maioria dos casos, não era a forma mais eficiente (SAYÃO, 2001 p. 3). A utilização comercial de banco de dados iniciou nos anos 60 com base nos tais primitivos sistemas de arquivos disponíveis na época, os quais não controlavam o acesso concorrente por vários usuários ou processos. Os modelos de SGBD's evoluíram desses sistemas de arquivos de armazenamento em disco, criando novas estruturas de dados com o objetivo de organizar, guardar e controlar informações de forma mais segura e rápida e, com o tempo, passaram a utilizar diferentes formas de representação, ou modelos de dados, para descrever a estrutura das informações contidas em seus bancos de dados. Ao ser traçada uma linha do tempo sobre a evolução dos modelos de dados, ela fica separada por décadas, conforme a figura 4. Sistema de Arquivos Acesso Seqüencial Sistema de Arquivos Acesso randômico Geração prérelacional Modelos: rede e hierárquico Geração relacional Modelo: relacional hierárquico Geração pósrelacional Modelo: orientado a objetos Figura 4. Evolução 70 histórica dos bancos de dados. (FANDERUFF, 2003, p.3) 4.1 Sistemas de arquivos Nos primitivos sistemas de arquivos, as informações eram armazenadas em arquivos separados, escritos em distintos aplicativos de programas e eram baseados em armazenamento de dados em forma seqüencial. Esses sistemas têm como vantagem a simplicidade na forma em que os elementos são estruturados no arquivo. No entanto, as limitações desta abordagem são incompatíveis quanto ao formato de arquivo e quanto à redundância de dados, pois não apresentam relação entre eles e não apresentam similaridade nos mecanismos de busca e nos recursos para evitar problemas de integridade. Como não existe independência de dados, a estrutura de arquivos depende da linguagem de programação da aplicação. São armazenados em arquivos separados, de forma isolada, tornando difícil o acesso aos dados e tendo, o programador, a responsabilidade de sincronizar o processamento dos dados para garantir a veracidade das informações extraídas. Em caso de falha no sistema, é mais custoso trazê-los de volta para um estado consistente quando os dados são distribuídos por diversos arquivos

10 10 (RAMAKRISHNAN, 2000, p. 13). E prossegue este autor, afirmando que também é complexo compartilhar dados para diferentes aplicações, já que as informações podem estar distribuídas em vários arquivos e/ou em diferentes formatos. Do mesmo modo, não havia um sistema suficientemente flexível para aplicar políticas de segurança, no qual os usuários teriam permissões diferentes a diferentes subconjuntos de acesso a dados. 4.2 Banco de Dados Em 1961, segundo Hayes (2002) foi criado, pelo pesquisador Charles Bachman, o primeiro sistema de gerenciamento de dados funcional chamado de IDS (Integrated Data Store Sistema de Dados Integrados), o sistema funcionava apenas nos computadores de grande porte da General Eletric, permitia somente um único arquivo no banco de dados e todas as tabelas tinham de ser programadas uma-a-uma. Este modelo foi considerado a base para o surgimento do modelo de rede Modelo de rede O modelo de rede foi padronizado pela CODASYL (Conference on Data Systems Languages - Conferência sobre as Linguagens de Sistemas de Dados), um consórcio da indústria de Tecnologia da Informação formado em Este grupo foi autor da primeira especificação padrão de banco de dados com linguagem própria para definição e manipulação de dados. Segundo Korth (2001) o modelo de redes é um conjunto de registros ligados uns aos outros através de links. Cada registro é um conjunto de campos (atributos), onde cada um possui um único valor. O link é exatamente a ligação entre dois registros. De acordo com Damaris (Fanderuff, 2003), não existe restrição hierárquica, ou seja, quaisquer dois tipos de registro podem se relacionar, criando mais de uma relação pai-filho e estabelecendo relações entre os seus elementos. Esta abordagem torna a pesquisa aos dados mais ágil e mais flexível, pois não depende de um único nó raiz como parâmetro de inicialização de pesquisa. Entretanto, qualquer alteração realizada em uma classe de dados acarretaria na criação de uma nova estrutura para comportar a alteração (ROB, 2004) Modelo hierárquico Para Silberschatz (2001) em 1968, a IBM lançou o IMS (Information Management System Sistema de Gerenciamento de Informações) um sistema de banco de dados hierárquico para os computadores de grande porte da IBM. O desenvolvimento do modelo de dados hierárquico foi possível devido à consolidação dos discos de armazenamento endereçáveis, pois esses discos possibilitaram a exploração de sua estrutura de endereçamento físico para viabilizar a representação hierárquica das informações. Neste modelo, os dados são estruturados em hierarquias ou árvores. O esquema consiste de dois componentes básicos: caixas, que correspondem aos tipos de registro, e linhas, que correspondem às ligações, onde há uma coleção de registros conectados uns aos outros por meio de links. Os nós das hierarquias contêm ocorrências de registros, onde cada registro é uma coleção de campos (atributos), cada um contendo apenas uma informação. O registro da hierarquia que precede a outros é o registro-pai, os outros são chamados de registros-filhos. Este modelo tem como desvantagem caso uma classe de dados principal ou a classe que possuem classes dependentes seja alterada é necessário refazer todo o banco de dados caracterizando uma estrutura de dados muito rígida (ATZENI, 1999). Esta representação de dados foi adotada por muitos devido ao formato de organização mostrar-se bastante rápido e fácil para um computador administrar, porém é rápido apenas enquanto a base de dados procura informações dentro de uma única hierarquia. Silberschatz (2001) afirma que torna-se muito lento e complexo quando tenta comparar dados Modelo relacional Em 1969, o pesquisador da IBM Edgar Frank Codd, analisando um modo melhor de organizar dados, introduziu o conceito de um banco de dados relacional inteiramente organizado em tabelas simples. De acordo com Loshin (2001), Codd criou um modelo que permitia aos projetistas quebrar suas bases de dados em tabelas separadas, porém relacionadas, de modo a otimizar a eficiência de execução enquanto mantinha a mesma aparência externa do banco de dados original para os usuários finais. Desde então, Codd é considerado o pai do banco de dados relacional. Em 1970, Codd escreveu um artigo Um modelo relacional para os grandes bancos de dados compartilhados na Comunicação da ACM (Association for Computing Machinery - Associação para Maquinaria da Computação). Seu trabalho desencadeou as pessoas a trabalhar com o modelo relacional. Uma das mais significativas implementações do modelo relacional foi o "System R", desenvolvido pela IBM em 1970, que foi concebido como uma "prova de conceito" para mostrar que se poderiam construir sistemas de

11 11 banco de dados relacional e trabalhar de forma eficiente. Ele deu origem a grandes empreendimentos como uma consulta estruturada chamada linguagem SQL (Structured Query Language - Linguagem de Consulta Estruturada), que posteriormente se tornou uma norma ISO (International Organization for Standardization - Organização Internacional para Padronização) e padrão de fato da linguagem relacional padrão. Diversos produtos comerciais relacionais foram desenvolvidos durante a década de 1980 como DB2, SQL / DS, e Oracle (SUMATHI, 2007). Segundo Davies (2003), Codd em seu trabalho teórico manteve que haviam três problemas que ele queria endereçar. Primeiro, ele sustentou que os modelos de dados anteriores tratavam os dados de modo indisciplinado. Seu modelo foi proposto como uma forma disciplinada de manipulação de dados usando o rigor da matemática, particularmente a teoria dos conjuntos. Segundo, Codd acreditava que suas idéias poderiam melhorar o conceito de programa, de dados e de independência. Terceiro, ele também esperava melhorar a produtividade do programador. Como prova deste fato, Codd em 1982 recebeu da ACM o título de aceitação, com sua publicação Banco de dados relacional: uma base concreta para a produtividade (CODD, 1982). Em 1985, Codd publicou uma lista de regras que se tornou uma forma padrão de avaliação de um sistema relacional. Após a publicação do artigo original, declarou Codd que não existem sistemas que irão satisfazer todas as regras. Estas regras continuam representando ideais e paradigma para os designers de banco de dados relacional. O modelo relacional usa uma coleção de tabelas para representar tanto os dados e as relações entre esses dados. Devido ao fato da construção relacional ser inspirada em um modelo matemático, a álgebra relacional e o cálculo relacional são as ferramentas utilizadas para manipular as informações na base de dados, tendo assim forte influência matemática. Codd, originariamente, tomou a partir da terminologia da matemática, elementos para denotar seu modelo. Colunas de tabelas são conhecidas como atributos. Linhas de tabelas são conhecidas como tuplas. O modelo relacional é uma combinação de três componentes: estrutural, integridade e manipuladores (DAVIES, 2003). Ramakrishnan (2000) relata que quando Codd propôs o modelo a maior dedicação foi quanto ao aspecto de manipulação de dados. A recuperação de dados neste modelo é realizada através de uma série de operadores conhecidos coletivamente como a álgebra relacional. A álgebra relacional é um conjunto de operadores, cada operador tem um ou mais relações como entrada e produz uma relação como saída. Os três principais operadores da álgebra são a seleção, a projeção e a junção, com esses operadores é possível realizar as manipulações mais necessárias de sistemas relacionais. Korth (2001) afirma que não há um SGBD que programe álgebra diretamente como manipulador de dados, mas as linguagens de consulta incorporam cada vez mais conceitos de álgebra e os algoritmos de consulta são fundamentados da álgebra. Esta aplicação relacional foi um grande marco na evolução em modelagem de dados representando um modelo totalmente independente de características de implementação Modelo orientado a objetos Novos modelos de bancos de dados foram surgindo, adotando estruturas hierárquicas e similares, surgiu um novo modelo - o modelo relacional, que por suas características de flexibilidade, tornou-o extremamente atrativo para os usuários. No entanto, o uso de computadores se universalizou e à medida que a adoção de computadores se expandiu, novos tipos de dados mais complexos passaram a existir como aplicações gráficas (engloba jogos eletrônicos, projetos de equipamentos para viagens espaciais, passando também pela publicidade, como vinhetas eletrônicas, pela medicina na criação de imagens de órgãos internos ao corpo humano possibilitando o diagnóstico de males, entre outros), hipertexto (texto em formato digital, ao qual se agrega outros conjuntos de informação na forma de blocos de textos, imagens ou sons), vídeo, sistemas de simulações (simular acidentes ou acontecimentos importantes) (GONÇALVES, G., 2007). Em decorrência, se percebeu que trabalhar com esses tipos de dados precisaria de melhores técnicas de desenvolvimento, novas linguagens e conseqüentemente um suporte mais abrangente em relação aos gerenciadores de banco de dados. Breternitz (1998) registra que ultimamente, tabelas vêm seguindo como melhor alternativa para armazenarem dados como controle de estoque, folha de pagamento, visto que esses dados tendem a ser bidimensionais por natureza, agora se acrescentarmos a eles uma imagem ou um áudio, por exemplo, uma tabela passa a ser inadequada para este fim Observando que toda modelagem de dados é uma abstração do mundo real, é admissível afirmar que a tecnologia OO torna possível representar muito mais claramente os objetos de modo com eles existem. A origem do conceito de orientação a objeto vem da linguagem Simula, na década de 60, na Noruega, criada por Ole Johan Dahl e Kristen Nygaard para fazer simulações. A programação Orientada a Objetos (POO) originou através da linguagem Smalltalk, criado por Alan Kay, no início da década de 70. Este paradigma de programação é relativamente antigo, mas sua maior utilização ocorreu nos anos 90 quando passou a ser umas das principais metodologias de desenvolvimento de software. Segundo Boscarioli, (2006), a competência que

12 12 esse paradigma possui para representar dados complexos vinculou-se a tecnologia de banco de dados originando os Bancos de Dados Orientados a Objetos (BDOO) que comportam modelagem e criação de dados como objetos. Breternitz (1998) prosseque afirmando que o uso da orientação a objetos avançou a partir do momento que os projetistas perceberam que o conceito OO havia bastante similaridade com o mundo real, sendo possível modelar de forma mais natural um determinado contexto. Fanderuff (2003) afirmou que a orientação a objeto (OO) é um padrão de programação que toma como base que tudo no mundo é objeto. A relação entre um objeto e o resto do sistema é definida como uma coleção de mensagens, nesse contexto os procedimentos fazem parte de um objeto assim como também os atributos e os métodos. O modelo de dados orientado a objeto é uma adaptação do paradigma das idéias dos modelos de dados tradicionais e de linguagens de programação orientada a objetos. São caracterizados por fornecer poderosos repositórios para aplicações avançadas por combinar conceitos de OO com capacidade de banco de dados (KORTH, 2001). Neste modelo um objeto é a unidade de informação que contém dado e o comportamento dos dados são definidos como métodos. Cada objeto possui uma identidade, um valor e métodos. Como podem existir objetos semelhantes, estes respondem às mesmas mensagens e métodos, contendo variáveis do mesmo tipo, sendo estes agrupados e formando uma classe. Uma classe representa no banco uma descrição para um grupo de objetos e não um repositório para objetos. Os objetos possuem existência independente dos endereços de armazenamento físico. A figura 6 ilustra os conceitos de programação OO (vide capítulo 2) e de SGBD (vide capítulo 2) que juntos fornecem a base de dados orientada a objeto. Encapsulamento de Dados Abstração Herança Programação Orientada a Objeto Polimorfismo Um Banco de Dados Orientado a Objeto é a combinação da Programação Orientada a Objeto e Tecnologia de Banco de Dados Intregridade Segurança Capacidades de Banco de Dados Restauração Consultas Padronização Não-Redundância Concorrência Consistência Figura 6. Composição de uma base de dados orientada a objeto. (SUMATHI, 2007, p.486) 5. DADOS COMPLEXOS Neste artigo, afirmamos que avanço tecnológico expandiu a utilização de computadores e consequentemente novos tipos de dados surgiram definindo informações mais rebuscadas. Mais na verdade o que constitui esses objetos complexos? Um dado complexo pode ser representado por uma imagem, um som, um vídeo ou até mesmo um documento contendo várias páginas de textos, mas o que caracteriza um objeto complexo é que a informação não é meramente bidimensional (linhas e colunas) ou formada por tipos de dados simples como exemplo caracter ou inteiro. Rob (2004) registra que, por ser qualificada como informação complexa, a linha que armazena o registro em um banco de dados OO compõe um objeto e não necessariamente um vetor, isto significa, que o banco não está restrito a manter os dados em linhas e colunas. Os sistemas de OO fornecem o conceito de objetos complexos para permitir a modelagem de entidades do modo como eles existem. Outro autor, Ramakrishnan (2000, p. 736) cita que um objeto complexo contém um número arbitrário de campos, cada um armazenando valores ou referências atômicas de dados a outros objetos, através de construtores pode-se representar conjuntos de tuplas, arrays, seqüências e assim por diante. Um objeto complexo

13 13 modela exatamente a percepção do usuário de alguma entidade do mundo real. Neste contexto, cada objeto é uma instância específica de um conjunto de informações que contém todos os itens da informação para apenas um registro. Um objeto pode conter, por exemplo, uma conta bancária e ao mesmo tempo todos os itens associados à conta, coisa que em um banco de dados relacional envolveria pelo menos duas tabelas diferentes. Um objeto pode ser construído a partir de outros objetos, herdando componentes. Neste caso, o desenvolvedor cria uma definição que descreve completamente uma determinada classe de informação (GONÇALVES, G., 2007). A multiplicidade de tipos de dados em BDOO's nos permite uma concepção mais natural e eficiente de esquema de dados. 6. REFLEXÃO: O MODELO ORIENTADO A OBJETO E O MODELO RELACIONAL Moraes (2007) registra que os primeiros modelos de dados que surgiram apresentavam uma analogia muito próxima quanto a estruturação física dos dados. Com o aparecimento do modelo relacional surge uma linguagem específica de manipulação e também o conceito de independência física das informações. Constituído no paradigma de relações que apresentam entidades e relacionamentos empregam os valores de atributos e não mais ponteiros para representar os relacionamentos existentes. O domínio de uma aplicação de banco de dados está agrupado quanto ao aspecto comportamental e estrutural. O estrutural abrange as restrições, os tipos de dados e os relacionamentos. O aspecto comportamental representa as operações que influenciam sobre as entidades e relacionamentos, na maior parte dos modelos, estão restritas as aplicações. O aumento da ênfase no processo de integração de dados é uma força motriz para a adoção de sistemas de banco de dados orientado a objeto. Sumathi (2007) afirma que, como exemplo, a Computer Integrated Manufacturing (CIM), Manufatura Integrada por Computador, método de fabricação em que todo o processo de produção é controlado por computador, concentra-se fortemente na tecnologia orientada a objeto. Sistemas de automação de escritório utilizam sistemas de BDOO's para lidar com dados hipermídia. Sistemas de simulação também adotam a tecnologia. Todas essas aplicações são caracterizadas por terem que gerir dados complexos e altamente inter-relacionados, que é uma das características do modelo BDOO. Mas porque o modelo de dados relacional não é tão capaz de lidar com as necessidades de complexos sistemas de informação? O problema com sistemas de banco de dados relacional é que eles requerem que o desenvolvedor da aplicação force um modelo de informações em tabelas onde as relações entre entidades são definidas por valores. Mary Loomis (Loomis, 1992 apud Sumathi, 2007) o arquiteto do Versant OODBMS compara bases de dados relacionais e orientados por objeto. O projeto de banco de dados relacional é realmente um processo de tentativa de compreender como representar objetos do mundo real dentro dos limites de tabelas de tal modo que o bom desempenho resulte a integridade de dados. O projeto de base de dados orientado a objetos é completamente diferente. Para a maioria, o projeto de base de dados é uma parte fundamental do processo de projeto total da aplicação. As classes de objeto usadas pela linguagem de programação são as classes usadas pelo BDOO. Porque seus modelos são consistentes, não há nenhuma necessidade de transformar o modelo de objeto do programa a algo original para o gerente de base de dados. A orientação de objeto é, contudo, mais um passo na procura para expressar soluções aos problemas a uma maneira mais natural e mais fácil de compreender. A característica fundamental do nível de descrição do sistema baseado na OO é que é mais perto do conhecimento humano do domínio de um problema. As descrições a este nível podem realçar comunicação entre desenhistas de sistema, conhecedores de domínio e, enfim, usuários finais de sistema. Alguns benefícios do desenvolvimento de aplicações da base de dados orientada a objeto concentramse nas operações, estas são definidas uma vez e podem ser reusadas por todas as aplicações. As mudanças em uma operação afetam todas as aplicações, simplificando a manutenção da base de dados isso gera aumentos na produtividade acarretando alto nível de reuso de código e de uma maior habilidade de lidar com a complexidade resultando do refinamento gradativo dos problemas. A flexibilidade de modelagem é devido aos tipos de dados que podem ser estendidos para suportar dados complexos, tais como multimídias, definindo novas classes de objeto que têm as operações para suportar as novas categorias da informação. A herança permite que desenvolva soluções aos problemas complexos incrementalmente definindo novos objetos. Conforme vimos no capítulo 2, o polimorfismo permite que se definam operações para um objeto e então compartilhe a especificação da operação com outros objetos. Sumathi (2007) conclui que, finalmente, os colaboradores e os usuários experimentarão benefícios resultando da naturalidade e da simplicidade de representarem dados como objetos. As disparidades geradas por uma aplicação totalmente orientada a objetos ao tentar passar para uma persistência relacional são várias, diferenças estas quanto à modelagem de dados, querys nativas de SQL são

14 14 rápidas, porém codificá-las é trabalhoso e também, quanto ao desempenho da aplicação, já que muitos desenvolvedores recorrem a ferramentas de mapeamento que realizam esta integração para facilitar o desenvolvimento, mas reduzem o desempenho da aplicação. Dentre os mapeadores de banco de dados existentes no mercado, para a Linguagem de programação Java, citamos o Hibernate e o TopLink. Ambos dividem a comunidade de desenvolvimento na Linguagem Java no que se refere ao mapeamento objeto/relacional. Existem vários outros mapeadores para diversas linguagens (GONÇALVES, E., 2007). Podemos citar como BD totalmente voltado a objeto e que vem sendo adotado em alguns países por diversos usuários e consumidores, o DB4O desenvolvido e comercializado pela DB4Objects. O DB4O é um banco de objetos de código aberto. Os objetos são armazenados nativamente, eliminando a complexidade extra e a perda de performance com a conversão para outros formatos como SQL. (DB4O, ). Guerra (2007) afirma que O DB4O é um banco de dados inteiramente orientado a objetos, projetado para aplicações tipo embarcada, cliente-servidor e desktop. A ferramenta permite armazenar classes Java diretamente no banco, sem precisar utilizar consultas SQL ou qualquer tipo de ferramenta que faça o mapeamento objeto-relacional. O DB4O permite que o desenvolvedor trabalhe em um ambiente totalmente voltado a objeto, pois tem como característica armazenar os objetos exatamente como eles são representados em bytecode no JAVA ou em CIL (Common Intermediate Language - linguagem intermediária que abstrai os detalhes do hardware e sistema operacional) no.net. O DB4O é simples quanto à manutenção, inserção e recuperação de dados, os dados são armazenados em um ou mais arquivos e gravado de forma binária, tem suporte a transações (commit e rollback), suporte a indexação e replicação de dados. Comparações de desempenho mostram que o DB4O pode ser até 44 vezes mais rápido que outros bancos conhecidos (DB4O, ). Um dos destaques para o DB4O é que possui a facilidade de consultar diretamente os objetos, sem a necessidade de adequar para outra linguagem ou recorrer a ferramentas de consultas. Segue abaixo um exemplo simples de implementação com o DB4O na linguagem Java: /** * Definição básica de um Carro. * */ public class Carro { private String fabricante; private String modelo; //Construtor public Carro(String marca, String modelo) { this.fabricante = marca; this.modelo = modelo; } } //gets e sets /** * Exemplo de utilização do db4o. * */ public class GravaObjeto { private static final String DB_FILENAME = "exemplo.db"; private static ObjectContainer db; public static void main(string args[]) { // Abrindo o arquivo de dados. db = Db4o.openFile(DB_FILENAME); try { // Instanciando dois objetos da classe Carro. Carro corsa = new Carro("Chevrolet", "Corsa Hatch 1.6"); Carro fiesta = new Carro("Ford", "Fiesta Hatch 1.6"); } } // Gravando os dois objetos no banco de dados. db.set(corsa); db.set(fiesta); db.commit(); } finally { // Fechando o arquivo de dados. db.close(); } No código acima, foi instanciado um objeto carro, alimentando as propriedades através do construtor. Para armazenar o cliente no banco é necessário passar como parâmetro a instância de carro para o método set() da classe ObjectContainer. Em uma linha de comando já efetuamos a operação de inserção.

15 15 Para implementarmos usando um banco de dados relacionais, é necessário criar as tabelas no banco e codificar todo o mapeamento objeto/relacional nas classes Java. 7. CONCLUSÃO O modelo relacional consolidou-se como um modelo de referência na área de banco de dados, há críticas ao modelo quanto à representação adequada dos diversos relacionamentos que existem numa aplicação. Em razão de a sua estrutura ser fundamentada em tabelas, existem dificuldades de representar determinadas características que estão presentes no comportamento dos objetos, comportamentos estes que são os múltiplos aspectos semânticos que envolvem os objetos do mundo real. Esses modelos têm um conhecimento muito limitado com relação ao significado dos dados (GARCÊS, 2006). Este autor prossegue afirmando que determinadas definições denotam a importância do significado da informação para os seres humanos que irão utilizá-las. As pessoas interagem com os objetos existentes no mundo real e através deles tem um conhecimento de contexto onde se inserem e que comportamento tem esse contexto. Por ter como fundamento o conjunto de relações e a semântica que cada objeto possui para um determinado grupo de pessoas dentro desse conjunto, para uns este objeto no mundo real pode ser considerado uma entidade, por outros uma característica ou ainda uma associação, uma das intenções da orientação a objetos é comportar essa flexibilidade de interpretação. A análise baseada em objetos admite construir sistemas melhores, pois podemos representar de forma mais significativa o conhecimento que temos adquirido dos objetos. A representação do conhecimento é baseada em categorias e em objetos, ou seja, se pretendemos representar algo, devemos pensar nele como sendo um objeto ou uma categoria, a qual possui características. Todos nós temos a noção de que a aquisição do conhecimento não é isolada e muito menos estática. É um processo contínuo, ocorre desde o início da vida, está sempre presente, encontra-se interligado e com o passar do tempo cresce, transforma-se e acumula-se. Ao adquirimos um conhecimento relacionamos com algo já existente e sobre ele somos capazes de raciocinar e tirar conclusões (GARCÊS, 2006). Por mais simples que sejam as informações que produzimos, estas requerem um esforço mental de registros de conhecimentos precedentes, de processamento desses conhecimentos, de relacionamento de conteúdo informacional de cada objeto armazenado em nossas mentes com os outros conteúdos informacionais de outros objetos e assim podemos expressá-los em alguma linguagem (DIAS, 2007). A modelagem de dados OO proporciona um meio mais natural em representar dados, aproxima a semântica entre o modelo utilizado na linguagem de programação e o modelo de dados, facilita a manutenção e alteração de códigos, pois quanto maior for a diferença entre o seu objeto de dados e esquemas de dados, aumenta a quantidade de codificação e mais testes terão que ser feitos para minimizar as diferenças. Elimina o uso de ferramentas e instruções para o mapeamento objeto/relacional reduzindo custos e consumo de recursos, já que estas ferramentas exigem implementações e interferem no desempenho da aplicação. Podemos considerar, então, que a modelagem de dados orientada a objetos é uma forma de pensar. Para se modelar dados no formalismo não orientado a objeto o desenvolvedor é induzido a pensar de maneira limitada, tendo que expressar por meios de instruções impostas pelo SGBD o armazenamento de dados que ele deseja que o computador execute. A visão de que o conceito de objetos possui um grande potencial com uma ferramenta cognitiva foi observado desde já por Alan Kay, o criador da POO, ele notou que havia uma correlação da maneira de pensar das pessoas com o mundo (HADDAD, 2008). Os símbolos são meramente reproduções de pensamentos. As informações antes de serem representadas foram estruturadas e correlacionada na mente para em seguidas serem formatadas por uma codificação conceitual como nosso alfabeto com letra, números e símbolos utilizados da escrita formal, que exige uma codificação. Devido a isto, é muito mais fácil representar e compreender estas informações como elementos in-natura simbólicos via objetos, pois a modelagem faz uma aproximação ao raciocínio humano já que um BDOO pode exprimir qualquer função computacional. 8. REFERÊNCIAS ATZENI, Paolo. et. al. Database systems: concepts, languages and architectures. São Paulo: McGraw-Hill, AUSUBEL, Novak; HANESIAN. Educational psychology: a cognítíve view. New York: Rinehart and Winston, 1978.

16 16 BEZERRA, Marcelo de M. Interações no ensino e na prática do design e da arquitetura f. Dissertação (Mestrado) Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, BOSCARIOLI, C. et al. Uma reflexão sobre banco de dados orientados a objetos. In: CONGED, 4., 2006, Paraná. Anais... Paraná: UNIOSTE, BRETERNITZ, Vivaldo J. Uma introdução ao software baseado em objetos Disponível em: < Acesso em: 03 jul CODD, E. F. Relational database: a practical foundation for productivity. Communications of the ACM, v. 25, n. 2, fev CODD, E. F. A relational model of data for large shared data banks. Communications of the ACM, v. 13, n. 6, p , jun DATE, C.J. Introdução a sistemas de bancos de dados. 9. ed. Rio de Janeiro: Campus, DAVIES, Paul B. Database Systems. 3th. Basingstoke: Palgrave Macmillan, DB4O. Disponível em: < Acesso em: 26 jul DIAS, Maria Carmelita P. Cognição e modelos computacionais: duas abordagens. Revista Veredas, Juiz de Fora, v. 4, n.1, Disponível em: < Acesso em: 06 jul DONALD, Norman A. The psychology of everyday things. New York: Basic Books, FANDERUFF, Damaris. Dominando o oracle 9i: modelagem e desenvolvimento. São Paulo: Makron Books, FERREIRA, Aurélio B. H. Dicionário Aurélio básico da língua portuguesa. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, GARCÊS, Ricardo et al. Representação do conhecimento. [S.l.]: Universidade da Madeira, GONÇALVES, Edson. Desenvolvendo aplicações web com jsp, servlets, javaserver faces, hibernate, ejb 3 persistence e ajax. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, GONÇALVES, Glaura; PESENTE, Graziela; LIMA, Rafael. Banco de dados orientado a objetos. Rio Grande do Sul: Pontifícia Universidade Católica do RS, GUERRA, Glaucio. DB4Objects na terra de gigantes do BD relacional com java: parte I. DevMedia Disponível em: < Acesso em: 26 jul HADDAD, Matheus. A origem da orientação a objetos Disponível em:< Acesso em: 30 jul HAYES, F. The story so far. Computerworld Disponível em: Acesso em: 13 abr JAPIASSÚ, Hilton; MARCONDES, Danilo. Dicionário básico de filosofia. São Paulo: Jorge Zahar, KORTH, Henry F.; SILBERSCHATZ, Abraham.; SUDARSHAN, S. Database system concepts. 4th. New York: McGraw-Hill, LEITE, Mário; RAHAL JÚNIOR, Nelson A. S. Programação orientada ao objeto: uma abordagem didática. Revista da Informação e Tecnologia, Campinas- SP, LOOMIS, Mary E.S. ODBMS vs. Relational. Journal of Object-Oriented Programming Focus On ODBMS, p. 35, LOSHIN, P. Relational databases. Computerworld Disponível em: < Acesso em: 13 abr MORAES, Regina L. de O. Modelagem semântica e gerenciadores de banco de dados. Campinas: Universidade Estadual de Campinas, MOREIRA, M.A. Uma abordagem cognitivista no ensino da física. Porto Alegre: Editora da Universidade, PINKER, Steven. Como a mente funciona. São Paulo: Edgard Blücher, RAHAYU, Johanna W.; TANIAR, David; PARDEDE, Eric. Object-oriented oracle. Londres: IRM Press, 2005.

17 17 RAMAKRISHNAN, Raghu; GEHRKE, Johannes. Database management systems. 2th. New York: McGraw- Hill, ROB, Peter.; CORONEL, Carlos. Database systems: design, implementation and management. 6th. Boston: Course Technology, RUMBAUGH, James. et al. Modelagem e projetos baseados em objetos. Rio de Janeiro: Campus, SANTOS, Néri. et al. Manual de análise ergonômica no trabalho. Gênesis. Curitiba: Gênesis, SARTER, Nadine B.; DAVID, D. Woods. Strong, silent, and 'out-of-the-loop : properties of advanced (Cockpit) automation and their impact on human-automation interaction. Ohio State University Cognitive Systems Engineering Laboratory Report 95- TR-01., Ohio, fev SAYÃO, Luís F. Modelos teóricos em ciência da informação: abstração e método científico. Ciência da Informação, Brasilia, v. 30, n. 1, p.82-91, SHAW, Ian S.; SIMÕES, Marcelo Godoy. Controle e modelagem Fuzzy. São Paulo: Edgard Blücher, SILBERSCHATZ, A.; KORTH, Henry F.; SUDARSHAN, S. Database system concepts. 4th. New York: McGraw-Hill, SUMATHI, S.; ESAKKIRAJAN, S. Fundamentals of relational database management systems. New York: Springer Verlag, VIEGAS, Fernandes J. Manifesto de educación de la globalidad y la complejidad para la esperanza y la felicidad de los seres humanos. Revista de Cultura y Ciencias Sociales ABAC, n. extra, p , WADLER, Philip; BENTON, Nick. Linear logic, monads, and the lambda calculus. In: IEEE ANNUAL SYMPOSIUM ON LOGIC IN COMPUTER SCIENCE, 11., 1996, New Jersey. Proceedings New Jersey: IEEE Computer Society, WADLER, P. Proofs are programs: 19th century logic and 21st century computing Disponível em: < Acesso em: 20 jul WEISZFLOG, Walter. Michaelis moderno dicionário da língua portuguesa. São Paulo: Melhoramentos, WERTSCH, James V. Beyond the individual-social antimony in discussions of Piaget and Vygotsky. St Louis: Washington University, 1995.