Sistemas de Informação James A. O Brien Editora Saraiva Capítulo 5 - PDF
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Luiz Fernando Padilha Canejo
1 Para entender bancos de dados, é útil ter em mente que os elementos de dados que os compõem são divididos em níveis hierárquicos. Esses elementos de dados lógicos constituem os conceitos de dados básicos sobre os quais um banco de dados é construído. Caracter. O elemento lógico mais simples é o caracter, que consiste em um único símbolo alfabético, numérico ou outro. Embora possa ser preciso vários bits ou bytes para representar um caracter digitalmente, lembre-se de que estes se referem a armazenamento físico e não ao conceito lógico do próprio caracter. Campo. Um campo é um grupamento de caracteres que representa uma característica de uma pessoa, lugar, coisa ou evento. O nome de uma pessoa é normalmente colocado em um campo. Um campo é um item de dados. Um campo de dados representa um atributo ou alguma entidade. Registro. Um registro é um conjunto de campos inter-relacionados. Por exemplo, o registro de folha de pagamento de um funcionário normalmente contém vários campos, como seu nome, número da previdência social, departamento e salário. Os registros podem ser de tamanho fixo ou variável. Arquivo. Um arquivo é um grupo de registros inter-relacionados. Por exemplo, um arquivo de folha de pagamento poderia conter todos os arquivos de folha de pagamento para todos os funcionários de uma empresa. Os arquivos geralmente são classificados pela aplicação que os utiliza. Banco de dados. Um banco de dados é um conjunto integrado de registros ou arquivos relacionados logicamente. Por exemplo, o banco de dados do pessoal de uma empresa poderia conter arquivos de folha de pagamento, atividades do pessoal e arquivos das habilidades dos funcionários. O dados armazenados em um banco de dados são independentes dos programas aplicativos que os utilizam e do tipo de dispositivos de armazenamento secundários em que são armazenados. Este slide corresponde à Figura 5.1 na página 135 e está relacionada ao texto das páginas 135 e 136. De acordo com a abordagem de gerenciamento de banco de dados, os registros de dados são reunidos em bancos de dados que podem ser acessados por muitos programas de aplicativos diferentes. Um sistema de administração de banco de dados (DBMS) é um conjunto de programas de computador que controla a criação, manutenção e a utilização dos bancos de dados de uma organização e seus usuários finais. As quatro principais facilidades propiciadas pelos DBMS são: Desenvolvimento de banco de dados. Um DBMS permite que o controle de desenvolvimento fique nas mãos de gerenciadores de bancos de dados. O gerenciador utiliza uma linguagem de definição de dados (DDL) para desenvolver e especificar os conteúdos dos dados seus relacionamentos e estrutura de cada banco de dados, e para modificar tais especificações quando necessário. Essa abordagem aperfeiçoa a integridade e a segurança dos bancos de dados de uma organização. A informação é armazenada em um dicionário de dados que utiliza definições de dados para especificar o que são e podem ser todos os registros e arquivos, e, se desejado, automaticamente exigir definições de elementos de dados quando campos, registros ou arquivos forem modificados.
2 Consulta ao banco de dados. Um DBMS permite que usuários finais sem habilidades de programação solicitem informações a um banco de dados utilizando uma linguagem de consulta ou um gerador de relatório. Geralmente as consultas são feitas em um destes dois seguintes modos: SQL (Linguagem Estruturada de Consulta). Utiliza a forma básica de SELECT... FROM... WHERE. Depois de SELECIONAR você relaciona os campos de dados que deseja recuperar. Depois de DE você relaciona os arquivos ou tabelas de onde os dados devem ser recuperados. Depois de ONDE você especifica as condições que delimitam a busca. QBE (Consulta por exemplo). Esse método permite aos usuários apontar e clicar em caixas exibidas para cada um dos campos de dados, em um ou mais arquivos para especificar as regras da busca. Manutenção de banco de dados. A atualização e outras atividades de manutenção dos bancos de dados são realizadas por programas de processamento de transações. Desenvolvimento de aplicações. Um DBMS torna o desenvolvimento de aplicações muito mais fácil e mais rápido, permitindo aos desenvolvedores a inclusão de instruções de linguagem de manipulação de dados (DML) em seus programas, o que leva o DBMS a executar as atividades necessárias de manipulação de dados. Este slide corresponde à Figura 5.4 na página 138 e está relacionado aos textos das páginas 138 a 140. O slide mostra os seis principais tipos de bancos de dados empregados pelas organizações que utilizam computadores: Bancos de dados operacionais. Armazenam dados detalhados necessários para suporte às operações de toda a organização. São também chamados de bancos de dados de área temática (SADB), bancos de dados de transações e bancos de dados de produção. Estes também incluem os bancos de dados de Internet e da atividade de comércio eletrônico, tal como os dados dos fluxos de cliques ou os dados que descrevem o comportamento online dos visitantes ao website de uma companhia. Data warehouse. Armazenam dados de diversos bancos de dados administrativos e operacionais da organização, extraídos durante o ano em curso e em anos anteriores. Os dados armazenados no data warehouse, como uma fonte central padronizada e integrada de dados, podem ser utilizados pelos gerentes num processamento padrão, no qual os fatores e tendências cruciais sobre as operações podem ser identificadas a partir de seus registro histórico. Data Marts. São subconjuntos dos dados incluídos num Data Warehouse que enfocam aspectos específicos de uma companhia, como por exemplo um departamento ou um processo de negócios etc. Bancos de dados distribuídos. São os bancos de dados de grupos de trabalho locais e de departamentos em escritórios regionais, escritórios de filiais, e outros locais de trabalho necessários para completar a tarefa à mão. Eles contém informações pertinentes de outros bancos de dados organizacionais reunidas com dados e informações geradas apenas num determinado local. Esses bancos de dados podem ficar armazenados em servidores de rede, na rede mundial de computadores, ou em Intranets e Extranets. Bancos de dados de usuários finais. Consistem em uma variedade de arquivos de dados criados por usuários finais em suas estações de trabalho. Por exemplo, um usuário final
3 em vendas poderia reunir informações sobre o histórico de pedidos de um cliente com suas próprias notas e impressões de encontros face a face para melhorar o acompanhamento. Bancos de dados externos. Muitas organizações fazem uso de bancos de dados online, possuídos ou criados privadamente, ou de bancos de dados que se especializam numa área particular de interesse. O acesso geralmente se dá mediante o pagamento de uma taxa de subscrição por vínculos contínuos durante um certo tempo ou por um conjunto de informações (como os resultados de uma única busca). Outras fontes como essas são encontradas de graça na web. Este slide corresponde à Figura 5.7 na página 141 e está relacionada ao texto das páginas 140 a 142. Um data warehouse armazena dados que foram extraídos de vários bancos de dados da organização, sejam operacionais, externos ou outros. Para criar um data warehouse, os dados de vários bancos de dados, são coletados, trabalhados, isto é, classificados, filtrados, convertidos e transformados em dados que possam ser melhor utilizados para análise. O dado é, então, armazenado no data warehouse da empresa, de onde pode ser levado para data marts ou para um centro analítico de dados que mantém dados para poder realizar certos tipos de análise. Metadados, que definem os dados no data warehouse são armazenados num Diretório de Metadados que é utilizado para apoiar o gerenciamento de dados. Diversas ferramentas de software analítico podem, então, ser utilizadas para consulta, relatório e análise dos dados. Tal meio de análise de dados num data warehouse é chamado de data mining. No data mining, os dados do data warehouse são analisados para revelar padrões e tendências ocultas nos padrões de atividade dos negócios. Isso pode ajudar aos gerentes a tomar decisões sobre mudanças estratégicas nas operações empresariais. Este slide corresponde à Figura 5.8 da página 142 e se relaciona ao texto das páginas 141 a 143. O rápido crescimento dos sites na Internet, intranets e extranets tem aumentado drasticamente o uso de bancos de dados em documentos em hipertexto e hipermídia. Banco de dados em hipermídia: Um website armazena informação em um banco de dados em hipermídia que consiste em uma home page e outras páginas de multimídia ou mídia mista (texto, imagens gráficas e fotográficas, videoclipes, segmentos de áudio, e assim por diante). Navegador: Um navegador de rede em seu cliente PC é utilizado para conectar com um servidor de rede da web. Este, roda software de rede para acessar e transferir as páginas de rede que você solicita. Site da Web: Um website utiliza um banco de dados hipermídia que consiste em páginas HTML (Linguagem de Marcação de Hipertexto), arquivos GIF (arquivos de imagens gráficas), e arquivos de vídeos.
4 Software de Servidor de rede: Atua como um sistema de gerenciamento de banco de dados para controlar o uso das páginas hipermídia inter-relacionadas do website. Este slide corresponde à Figura 5.9 da página 143 e está relacionado ao texto das páginas 143 e 144. A segurança e a integridade dos bancos de dados de uma organização são as principais preocupações dos esforços da administração de recursos de dados. As atividades chaves da administração de recursos de dados incluem: Gerenciamento de banco de dados. É responsável pelo desenvolvimento e manutenção do dicionário de dados da organização, e também pelo projeto e monitoramento do desempenho dos bancos de dados, e pela aplicação de padrões para uso e segurança dos bancos de dados. Planejamento de dados. É uma função do planejamento e análise de negócios, responsável pela arquitetura global de dados da empresa. Esse papel assegura que os recursos de dados são desenvolvidos para apoiar a missão estratégica e os planos da empresa. Gerenciamento de dados. Envolve o estabelecimento e a aplicação de políticas e procedimentos para administrar dados como um recurso estratégico da empresa. Isso significa uma padronização de dados de forma a estarem disponíveis a todos os usuários finais a partir de qualquer banco de dados em que estejam trabalhando. Este slide corresponde à Figura 5.11 da pagina 145 e está relacionado ao texto da página 145. As relações entre os registros armazenados em bancos de dados são baseadas em uma das diversas estruturas ou modelos lógicos de bancos de dados. Tais estruturas fundamentais de bancos de dados são descritas abaixo. Estrutura hierárquica. Sob essa estrutura de tipo árvore, cada elemento de dados se relaciona apenas com um elemento acima dele, um relacionamento denominado de umpara-muitos. Todos os registros são dependentes e estão organizados em estruturas de múltiplos níveis. Estrutura em rede. Caracteriza um arranjo de muitos-para-muitos de acordo com o qual o DBMS pode acessar um elemento de dados seguindo um entre muitos caminhos. Estrutura Relacional. Tornou-se a estrutura mais comum sendo utilizada pela maioria dos microcomputadores. Todos os elementos de dados dentro do banco de dados são vistos como se estivessem armazenados na forma de tabelas simples. O DBMS pode ligar elementos de dados de várias tabelas para propiciar informações aos usuários finais. Este slide corresponde à Figura 5.12 na página 148 e está relacionado ao texto das páginas 148 e 149. Estrutura baseada em objeto. Objetos consistem em valores de dados que descrevem os atributos de uma entidade e as operações que podem ser realizadas nos dados. Isso é
5 chamado encapsulamento e permite às estruturas de banco de dados orientadas a objetos lidar melhor com tipos complexos de dados como vídeo e áudio. O modelo orientado a objeto também apóia a herança, permitindo que novos objetos reproduzam algumas ou todas as características de um ou mais objetos pai, como mostrado no slide. Tais capacidades permitem aos desenvolvedores copiar e juntar objetos, possibilitando um desenvolvimento muito rápido de novas soluções de bancos de dados. Estrutura multidimensional. Utiliza células dentro de uma estrutura multidimensional para agregar dados relacionados a elementos dentro de uma determinada dimensão. Cada célula combina-se com células semelhantes para formar um cubo coerente de informação e dados, que, por sua vez é combinado com outros cubos para formar dimensões. Em resultado, ambos são compactos e fáceis de entender. As estruturas multidimensionais tornaram-se rapidamente a mais difundida estrutura de banco de dados para bancos de dados analíticos que apóiam aplicações de processamento analítico online (OLAP). Este slide corresponde à Figura 5.13 na página 150 e à Figura 5.14 na página 151 e está relacionado ao texto das páginas 150 e 151. Acesso eficiente aos dados é uma necessidade crucial de um sistema eficaz de banco de dados. Os conceitos fundamentais e os termos associados ao acesso de arquivos incluem: Campos-chave. É um identificador exclusivo do registro de dados. URLs. Os arquivos e bancos de dados na Internet, intranets e extranets utilizam URLs (Localizador Uniforme de Recursos) para acessar dados. Assim, as páginas de texto e documento multimídia vinculados em sites da web e de intranets ou extranets são acessadas por meio de URLs. Organização seqüencial. Refere-se a uma estrutura na qual os registros são armazenados fisicamente em uma ordem especificada de acordo com um campo-chave em cada registro. Acesso seqüencial. Refere-se à ordem predeterminada de processamento de dados. Cada registro é acessado de acordo com o mesmo conjunto de comandos. O acesso começa no início do arquivo ou do registro e prossegue, em ordem, até o fim. Esse é um método rápido e eficiente para processar grande quantidade de dados. Acesso direto. Neste método os registros não precisam ser organizados em nenhuma seqüência específica na mídia de armazenamento, entretanto o computador deve acompanhar o local de armazenamento de cada registro. Transformação de chaves. Técnica de acesso direto que executa um cálculo aritmético em um campo ou registro-chave e utiliza o número que resulta do cálculo como um endereço para armazenar e acessar aquele registro. Método de Acesso Seqüencial Indexado. Esta abordagem combina características do acesso seqüencial e do acesso direto. O armazenamento seqüencial possibilita o processamento de grande volume enquanto o endereçamento indexado possibilita o acesso direto a pequena quantidade de dados a partir de registros individuais. Este slide está relacionado ao texto das páginas 153 e 154.
6 O planejamento de banco de dados, além daquele banco de dados do usuário final de uma empresa pequena ou pessoal, criado por um pacote de administração de banco de dados, geralmente requer o uso de um processo de planejamento de cima para baixo, alicerçado no modelo de desenvolvimento de sistemas examinado anteriormente: 1. Planejamento de dados. Etapa em que os planejadores desenvolvem um modelo de processos empresariais. Isso resulta em um modelo empresarial dos processos com documentação. 2. Especificação de requisitos. Etapa que define as necessidades de informação dos usuários finais em um processo empresarial. A descrição de necessidades pode ser fornecida em linguagem natural ou utilizando as ferramentas de uma metodologia particular de projeto. 3. Projeto conceitual. Etapa que expressa todos os requisitos de informações na forma de um modelo de alto nível. 4. Projeto lógico. Etapa que traduz o modelo conceitual no modelo de dados de um DBMS. 5. Projeto físico. Etapa que determina as estruturas de armazenamento de dados e métodos de acesso. Este slide corresponde á Figura 5.16 na página 155 e está relacionado ao texto das páginas 154 a 156.