Banco de Dados. SGBD - Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados Parte 2. Prof. Leonardo Vasconcelos

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1 Banco de Dados Parte 2 Prof. Leonardo Vasconcelos

2 - Conceitos e Arquiteturas de SBD Modelos de dados: conjunto de conceitos que podem ser usados para descrever a estrutura de um banco de dados. Permitem a abstração dos dados. Estrutura de um banco de dados: tipos de dados, relacionamentos e restrições pertinentes aos dados (+ conjunto de operações para especificar como recuperar e modificar a base de dados).

3 - Conceitos e Arquiteturas de SBD Esquema: descrição (textual ou gráfica) da estrutura de um banco de dados de acordo com um determinado modelo de dados. Construtor do esquema: cada objeto do esquema. Diagrama esquemático: ilustração que mostra alguns aspectos do esquema. Instância: conjunto de dados armazenados em um banco de dados em um determinado instante de tempo.

4 - Diagrama Esquemático de um Banco de Dados

5 - Instância do Banco de um Dados

6 - Esquemas e Instâncias Esquema: Definido durante o projeto do banco de dados. Armazenado no catálogo do banco de dados. Espera-se que não seja alterado com frequência.

7 - Esquemas e Instâncias Estado do banco de dados: Também conhecido como instância do banco de dados. Inicialmente temos o estado vazio (sem nenhum dado). A cada atualização de dados alteramos o estado do banco de dados. O SGBD é parcialmente responsável por assegurar que cada estado do banco de dados seja válido.

8 - Categorias de Modelos de Dados Classificação de acordo com os tipos de conceitos utilizados: Alto nível ou modelos de dados conceituais. Modelos de dados representativos ou de implementação. Baixo nível ou modelos de dados físicos.

9 - Modelos de dados conceituais Utilizam conceitos que descrevem os dados como os usuários os percebem. Conceitos: entidades, atributos e relacionamentos. Independente de aspectos de implementação em um SGBD. Exemplos: Modelo entidade-relacionamento (ER); Modelo orientado a objetos (OO).

10 - Modelos de dados representativos (lógicos) Oferecem conceitos para a descrição a estrutura de um banco de dados da forma como será manipulado através do SGBD. Ocultam alguns detalhes de armazenamento de dados. Exemplos: Modelo relacional; Modelo hierárquico; Modelo de rede.

11 - Modelos de dados físicos Utilizam conceitos que descrevem os detalhes de como os dados estão fisicamente armazenados. Conceitos: formato dos registros, ordem dos registros e os caminhos de acesso.

12 - Características importantes da abordagem com uso de BD Independência de dados e programas; Suporte a múltiplas visões de usuários; Uso de catálogo.

13 - Arquitetura proposta para realização e visualização dessas características. Arquitetura de Três-Esquemas (ANSI/SPARC) Objetivo: separar as aplicações do usuário do banco de dados físico. Os esquemas são definidos por três níveis.

14 - A Arquitetura Três-Esquemas Nível externo Nível conceitual Nível interno

15 - Nível externo Esquema externo ou visão de usuário: descreve a parte do BD que um grupo de usuários tem interesse e oculta o restante do banco desse grupo.

16 - Nível conceitual Esquema conceitual: descreve a estrutura de todo o BD. Oculta detalhes de armazenamento físico e se concentra na descrição de entidades, tipos de dados, relacionamentos etc.

17 - Nível interno Esquema interno: descreve a estrutura de armazenamento físico do banco de dados. Utiliza um modelo de dados físico e descreve os detalhes completos de armazenamento de dados e caminhos de acesso ao banco de dados.

18 - A Arquitetura Três-Esquemas

19 - A Arquitetura Três-Esquemas A maioria dos SGBDs não separa os três níveis completamente: Alguns SGBDs incluem detalhes do nível físico no esquema conceitual. Na maioria dos SGBDs os esquemas externos são especificados com o mesmo modelo de dados que descreve a informação no nível conceitual.

20 - Independência de Dados É a capacidade de mudar o esquema em um nível do sistema de banco de dados sem que ocorram alterações do esquema no próximo nível mais alto. O SGBD usa software para realizar os mapeamentos entre os níveis.

21 - Tipos de independência de dados: Independência de Dados Lógica Independência Física de Dados

22 - Tipos de independência de dados: Independência de Dados Lógica É a capacidade de alterar o esquema conceitual sem mudar o esquema externo ou os programas. Exemplo: modificar o esquema conceitual para expandir o BD (adicionando um item de dados). Independência Física de Dados É a capacidade de mudar o esquema interno sem ter que alterar o esquema conceitual. Exemplo: criação de estruturas de acesso adicionais para melhorar o desempenho da recuperação ou atualização de

23 - Linguagens de Banco de Dados O SGBD deve oferecer linguagens e interfaces apropriadas para cada categoria de usuários: Linguagem de Definição de Dados (Data Definition Language - DDL) Usada pelo DBA e projetistas para definir os esquemas. Linguagem de Definição de Armazenamento (Storage Definition Language - SDL) Utilizada para especificar o esquema interno em SGBDs onde uma clara separação é mantida entre os níveis conceitual e interno.

24 - Linguagens de Banco de Dados Linguagem de Definição de Visões (View Definition Language - VDL) Em uma verdadeira arquitetura três-esquemas: terceira linguagem (VDL) para especificar as visões dos usuários e seus mapeamentos para o esquema conceitual. Na maioria dos SGBDs a DDL é usada para definir os esquemas conceitual e externo.

25 - Linguagens de Banco de Dados Linguagem de Manipulação de Dados (Data Manipulation Language - DML) Usada para recuperação, inserção, remoção e modificação dos dados. Tipos de DMLs: Alto nível (ou não procedural ou declarativas): os usuários especificam quais dados recuperar sem especificar como obtê-los. Nível baixo (ou procedural): requerem que o usuário especifique que dados são necessários e como obtê-los.

26 - Linguagens de Banco de Dados Se comandos DML forem embutidos em um programa de linguagem de propósito geral: Linguagem de propósito geral = linguagem hospedeira (host language). DML = sublinguagem de dados.

27 - Linguagens de Banco de Dados Se comandos DML (de alto nível) forem utilizados de maneira isolada e interativa: DML = linguagem de consulta (query language). SQL = DDL + VDL + DML + comandos para especificações das restrições.

28 - Interfaces Baseadas em Menus Menus que guiam o usuário durante a formulação da pesquisa. Exemplo: Menus suspensos (pull-down);

29 - Interfaces Baseadas em Formulários Um formulário para cada grupo de usuário; O usuário pode preencher todos os campos do formulário de entrada para inserir um novo dado; O usuário pode preencher somente alguns campos e o SGBD recuperar os dados faltantes para os campos vazios; - Interfaces Baseadas em Gráficas (GUI) Formulário + menus; O usuário pode especificar uma consulta manipulando um formulário diagramático.

30 - Interfaces Baseadas em Linguagem Natural Aceitam solicitações escritas em diferentes idiomas e tentam entendê-las. Se a interpretação da solicitação for bem sucedida, a interface gera uma consulta de alto nível correspondendo à solicitação da linguagem natural.

31 - Interfaces Para Usuários Parametrizáveis Usuários parametrizáveis: caixas de banco. Comandos são adaptados com o objetivo de minimizar o número de teclas utilizadas para realizar cada solicitação.

32 - Interfaces Para DBAs Interfaces utilizadas pelos DBAs para criação de contas, autorizações de acesso, ajuste de parâmetros etc.

33 - Módulos Componentes do SGBD Processa definições esquema armazena descrições catálogo. as do e suas no Controla o acesso à informação do SGBD que está armazenada no disco

34 - Utilitários que auxiliam o DBA no gerenciamento do Sistema de Banco de Dados Carga (loading) Arquivos de dados - Banco de dados. Transferência de dados de um SGBD para outro. Backup Para descarregar todo o BD em uma ta. A cópia backup pode ser usada para restaurar o BD em casos de falhas.

35 - Utilitários que auxiliam o DBA no gerenciamento do Sistema de Banco de Dados Reorganização de arquivos Reorganizar um arquivo de BD buscando melhorar seu desempenho. Monitoramento de desempenho Monitora o uso do BD e fornece estatísticas para o DBA.