Disciplina: Tecnologias de Banco de Dados para SI s

Transcrição

1 Curso de Gestão em SI Disciplina: Tecnologias de Banco de Dados para SI s Rodrigo da Silva Gomes (Extraído do material do prof. Ronaldo Melo - UFSC)

2 Banco de Dados (BD) BD fazem parte do nosso dia-a-dia! operação bancária reserva de hotel matrícula na Universidade cadastro nos sites de compra Área de BD pesquisa e desenvolvimento de tecnologias para dar suporte eficiente ao gerenciamento de dados de sistemas computacionais

3 Banco de Dados (BD) Dado: fato do mundo real que está registrado e possui um significado implícito no contexto de um domínio de aplicação. Ex: endereço, data de nascimento Informação: fato útil que pode ser extraído direta ou indiretamente a partir dos dados. Ex: endereço, idade

4 Conceitos Preliminares BD: coleção de dados operacionais interrelacionados que representa uma porção dos fatos presentes em um domínio de aplicação (universo de discurso) Sistema de Gerência de BD (SGBD): conjunto de programas responsável pelo gerenciamento dos dados em um BD Usuários e Aplicações operações dados e/ou mensagens SGBD dados BD

5 Por que usar BD? Considere o contexto ( passado ) de uma grande organização que não utiliza BD Ex: Domínio de uma Universidade Várias divisões gerenciais (setores e aplicações); Grande volume de dados; Aplicações que manipulam dados comuns Acadêmico Alunos Professores Disciplinas Turmas Salas Administrativo Blocos Departamentos Disciplinas Cursos Pessoal Blocos Departamentos Professores Funcionários

6 Gerenciamento de dados sem BD Cada aplicação descreve os seus dados Nomes e formatos próprios; Dados são particulares de cada aplicação (isolamento: acesso privado); Gerenciamento local Procedimentos de manipulação de dados Implementados pela própria aplicação Implementados por sw de gerenciamento de arquivos (manipulação em baixo nível)

7 Problemas com este contexto Redundância não controlada; Manutenção de dados na organização; Inclusão de professor; Alteração de disciplina Falta de Padronização; Dificulta integração e reutilização de program. Formas restritas de acesso; Novas operações com dados exige alteração Falta de segurança Ex: falha em alguma operação

8 Utilização de um BD Elimina (ou minimiza) estes problemas; Um BD é definido em mais detalhes como: Uma coleção de dados operacionais interrelacionados e persistentes. Estes dados são gerenciados de forma independente dos programas que os utilizam, servindo assim a múltiplas aplicações de uma organização

9 Exemplo de um BD Disciplinas Turmas Salas Alunos Cursos Departamentos Centros Professores Funcionários Setor Pessoal Setor Espaço Físico Setor Acadêmico Organização: Universidade

10 Vantagens do Uso de um BD Dados armazenados em um único local evita-se redefinições minimiza-se redundância Dados compartilhados pelas aplicações evita redefinição de dados facilita integração de aplicações Dados mais independentes dos aplicações novas operações de manipulação de dados não requerem modificação pesada no código da aplicação aplicações não se preocupam mais com o gerenciamento dos dados Maior flexibilidade de acesso linguagens para BD

11 Quando não usar um BD? Quando a aplicação é bem simples Lida com poucos dados operacionais (podem ser mantidos em um ou pouco arquivos) Quando a aplicação faz processamento pesado mas não requer gerenciamento de dados operacionais Ex: algumas aplicações científicas Quando o custo para a instalação e administração de um SGBD é muito alto. Equipamento, pessoal, treinamento,...

12 SGBD Definição Sistema cujo objetivo principal é gerenciar o acesso e a correta manutenção dos dados armazenados em um banco de dados. Funções básicas métodos de acesso (DML, DDL, processamento de consultas) integridade semântica (restrições de integridade) segurança (controle de acesso e de falhas) concorrência (controle de acesso simultâneo) independência de dados (física e lógica)

13 Agentes de Interação com o SGBD Administrador do BD (DBA) projeto do BD; definição do esquema, índices, RIs, visões e permissões de acesso (DD); recuperação manual, monitoração e configuração do BD Aplicações e usuários acesso via ad hoc, através de protocolos de acesso (p.ex.: JDBC), SQL embutida e linguagens de quarta geração (p.ex.: PL/SQL)

14 Arquitetura de Banco de Dados Sistema de Gerenciamento de Arquivos (FMS File Management System) Primeira forma utilizada para armazenamento de dados; Armazenamento seqüencial em arquivo único; Vantagem: simplicidade na forma em que os dados são estruturados no arquivo; Desvantagem: Não apresenta relação entre dados; não tem mecanismos de busca, classificação e recursos para garantir integridade dos dados.

15 Arquitetura de Banco de Dados Banco de dados Hierárquico (HDS Hierarquical Database System) Surgiu na década de 60 com a primeira linguagem de BD: DL/I da IBM e North American Aviation; Organiza os dados na forma de árvore (de cima para baixo); Cada registro é dividido em partes denominadas segmentos; Os segmentos estão relacionados em relacionamento pai-filho ; Desvantagem: rigidez da estrutura de dados, o que obriga a refazer todo o BD caso segmentos raiz sejam alterados; Ex: Sistema IMS (Information Management System) da IBM Corporation

16 Arquitetura de Banco de Dados Banco de dados em Rede (NDS Network Database System) Definidos pelo DBTG (DataBase Task Group) do comitê do CODASYL (Conference on Data Systems Language) a partir de 1971; Esse modelo é uma extensão do modelo hierárquico; Os registros são organizados no banco de dados por um conjunto arbitrário de gráficos (filho com + de 1 pai); Vantagem: Torna a pesquisa mais rápida e flexível; Desvantagem: o modelo em rede ainda apresenta os mesmos problemas com relação ao projeto de estrutura do modelo hierárquico. Qualquer alteração feita em uma classe de dados implica na criação de uma nova estrutura para suportar aquela alteração. Ex: CA IDMS da Computer Associates

17 Arquitetura de Banco de Dados Banco de dados Relacional (Relational Model) Foi apresentado por Edgard F. Codd (IBM) em seu artigo A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks (1970); O objetivo do modelo é representar os dados de forma mais simples; Este modelo abandona os conceitos anteriores, tornando os bancos de dados mais flexíveis; Os primeiros produtos relacionais começaram a aparecer no final da década de 1970 Ex: DB2, SQL Server, Oracle, MySQL, PostgreSQL, etc; Linguagem: SQL (Structured Query Language).

18 Arquitetura de Banco de Dados Banco de dados Não Convencionais Banco de Dados Orientado a Objetos; Banco de Dados Objeto-Relacional; Banco de Dados Temporais; Banco de Dados Geográficos; Banco de Dados XML...