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Pedro Henrique Viveiros Peralta
1 GBD PROF. ANDREZA S. AREÃO
2 Dado, Informação e Conhecimento DADO: Estímulos captados pelos sentidos humanos; Símbolos gráficos ou sonoros; Ocorrências registradas (em memória, papel, etc.); Indica uma situação (status); Define o conteúdo de um campo; Não transmite conhecimento. Conceito de Trabalho: Dados são fatos que podem ser armazenados e que possuem significado implícito INFORMAÇÃO: Recurso da organização; Possui características e requisitos próprios que determinam seu uso; Apresentação diferenciada. Resposta a uma consulta (quais alunos moram no RJ?) Conceito de Trabalho: Dados processados e com significado para o receptor Transmite Conhecimento
3 Dado, Informação e Conhecimento CONHECIMENTO: É a informação validada quanto à precisão, conteúdo e fonte SISTEMA: É um conjunto de componentes, processos e subsistemas que visam transformar determinadas entradas em saídas. TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO: É o conjunto de hardware e software que desempenha a tarefa de processamento das informações. O papel da TI é dar suporte à informação em todo o seu ciclo de vida (obtenção transmissão processamento exibição). SISTEMAS DE INFORMAÇÃO: É o conjunto de procedimentos que visa captar, processar e apresentar as informações necessárias a subsidiar os processos decisórios. OBSERVAÇÃO: os SI processam dados dentro de um contexto.
4 Banco de Dados DEFINIÇÃO #1: Coleção de dados inter-relacionados que visam subsidiar a representação de informações sobre um domínio específico. Ex.: Palavras que compõem textos. DEFINIÇÃO #2: Componente da TI cuja estrutura e comportamento refletem, precisamente, a estrutura e o comportamento do mini-mundo ao qual está relacionado MINI-MUNDO: Conjunto de objetos ou conceitos (partição) do mundo real e a junção de 3 de seus aspectos: ESTRUTURA (que o define); COMPORTAMENTO (com o qual se apresenta); REGRAS (que regem sua estrutura).
5 Banco de Dados PROPRIEDADES IMPLÍCITAS: O Banco de Dados procura espelhar os três aspectos do mini-mundo ao qual está relacionado. As mudanças nesta partição do mundo real refletem no Banco de Dados. Um Banco de Dados é uma coleção lógica e coerente de dados com algum significado. Um Banco de Dados é projetado, construído e povoado com dados para um propósito específico. OBSERVAÇÕES: Um BD pode ser de qualquer tamanho e complexidade variável. (Ex.: Agenda de Telefones, Biblioteca Nacional) Pode ser criado e mantido manualmente ou pode ser computadorizado. (Exemplo clássico controle de fichas de uma biblioteca) Bancos de Dados percebem o mini-mundo, geralmente, com o objetivo de controle ou gerência. Armazena dados persistentes em meio físico. BD <> SGBD O BD está associado diretamente ao mini-mundo (expressa e registra seus aspectos) enquanto o SGBD é o software associado ao BD (oracle, sql-server, etc)
6 Banco de Dados CLASSIFICAÇÕES DE BD: 1. Quanto ao modelo de dados implementado (representa a estrutura física na qual o armazenamento de dados foi projetado): Hierárquico; Redes; Relacional; Orientado a Objetos; 2. Quanto ao número de usuários esperado: Monousuário; Multiusuário. 3. Quanto ao número de máquinas onde funciona: Centralizado; Distribuído. 4. Outros critérios menos importantes para a classificação de BD são: custo e propósito (emprego geral OLAP e específicos OLTP).
7 Sistemas de Banco de Dados DEFINIÇÕES: Conjunto formado por um Banco de Dados e pelas aplicações que o manipulam (Korth). Sistema de manutenção de registros por computador envolvendo quatro componentes principais: hardware, software, usuários e dados (C.J.Date) OBJETIVOS DE UM SBD: Isolar os usuários dos detalhes mais internos do Banco de Dados Abstração de Dados; Prover Independência de Dados às aplicações (estrutura física de armazenamento e estratégia de acesso). OUTROS CONCEITOS: REDUNDÂNCIA mesmos dados em locais diferentes; INCONSISTÊNCIA valores diferentes para um mesmo campo em lugares diferentes (Ex.: em um local o estado civil é solteiro e em outro é casado) INTEGRIDADE dados com valores precisos, coerentes com o objetivo do campo (Ex.: nº de Horas-Extras no mês = 1800; Data de nascimento = 31/02/1860)
8 Sistemas de Banco de Dados - Notas Dados e Informações são tratados como sinônimos por muitos autores. Outros fazem distinção entre os termos, usando dados para se referir ao que está armazenado no BD e informações para fazer referência ao significado dos dados para um usuário. -Um Sistema de Banco de Dados é, basicamente, um sistema computadorizado de armazenamento de registros; seu propósito geral é armazenar dados e permitir ao usuário buscar e atualizar estes dados quando solicitado.
9 Sistemas de Banco de Dados - Notas -Os dados em um banco de dados estarão integrados e compartilhados: - Dados integrados o BD pode ser imaginado como a unificação de vários arquivos de dados que elimina, em grande parte, qualquer redundância entre eles (por redundância entendemos mesmos dados em sistemas ou objetos diferentes, ou ainda, cópias distintas dos mesmos dados em diferentes locais) - Dados compartilhados acesso, por usuários diferentes, à mesma porção dos dados armazenados, no mesmo momento, para finalidades distintas. Este acesso concorrente requer controles que mantenham a integridade dos dados (por integridade entendemos valores coerentes com o conteúdo do campo dados corretos) - Consistência X Correção os dados em um BD podem estar consistentes e ao mesmo tempo incorretos (por ex. o campo sexo que aceite M ou F com valor diferente do que deveria ser). Quando estiverem corretos, os dados estarão consistentes. - Consistência pode ser definida como correção em relação ao sistema e não em relação ao mundo real.
10 VANTAGENS DE UM SBD Rapidez na manipulação e no acesso aos dados; Redução do esforço humano (desenvolvimento e utilização); Disponibilização oportuna da informação (na hora em que for necessária); Controle integrado de informações distribuídas fisicamente; Redução da redundância e inconsistência das informações; Compartilhamento de dados (utilização simultânea e segura por vários usuários); Aplicação automática de restrições de segurança; Redução dos problemas de integridade.
11 Abstração de Dados Visões do BD O SBD deve prover uma visão abstrata de dados para os usuários. Esta visão se dá em três níveis: Nível de Visão dos Usuários descreve partes do banco de dados de acordo com as necessidades individuais de cada usuário (visão externa) vista pelo usuário através de programas. Nível Conceitual descreve QUAIS dados estão armazenados e seus relacionamentos (visão conceitual) Duas linguagens de operação: Linguagem de Definição de Dados (DDL) e linguagem de manipulação de dados (DML) Nível Físico descreve COMO os dados estão realmente armazenados, englobando estruturas complexas de baixo nível (visão interna) Visão Externa Nível Externo Usuários de Aplic. Visão Conceitual Nível Conceitual Projetistas Visão Interna Nível Físico Administrador do BD
12 Arquitetura de Sistemas de Banco de Dados Características que diferenciam um Banco de Dados de um sistema de arquivos tradicional: Separação entre programas e dados. Suporte a múltiplas visões de usuários. Compartilhamento de dados e processamento multiusuário de transações. armazenamento, no banco de dados, de sua própria descrição ou esquema. Arquitetura ANSI/SPARC (1978) Esquema interno, que descreve a estrutura física de armazenamento do banco de dados, a sua organização de arquivos e os seus métodos de acesso. Esquema conceitual, que descreve a estrutura do banco de dados completo sob o ponto de vista do usuário, sem os detalhes de armazenamento. Concentra-se na descrição de entidades, atributos, relacionamentos, operações do usuário e restrições sobre dados. Esquemas externos, também chamados visões de usuário, que descrevem as partes do banco de dados que são do interesse de um grupo de usuários, escondendo as demais.
13 Arquitetura ANSI/SPARC 1978
14 SGBD S.G.D.B. (SISTEMA GERENCIADOR DE BANCO DE DADOS) - É o software que trata todo acesso ao banco de dados (Date), com as seguintes funções Definição de Dados: O SGBD deve ser capaz de aceitar definições de dados em forma fonte e convertêlos para a forma objeto. Ou seja, deve incluir um componente processador ou compilador de DDL. Manipulação de Dados: deve ser capaz de lidar com solicitações dos usuários de manipulação de dados (inclusão, alteração, exclusão, consulta); para isso deve incluir um processador ou compilador de DML. Estas solicitações podem ser planejadas ou não planejadas (ad-hoc) Otimização e execução: as requisições DML devem ser processadas pelo componente otimizador, que é responsável por implementar de, modo eficiente, as requisições. Segurança e Integridade: o SGBD é o responsável por garantir que as restrições de segurança e integridade impostas pelo DBA não sejam violadas. Recuperação de Concorrência: o gerenciador de transações ou o monitor de processamento de transações imporá controles de recuperação e concorrência. Dicionário de Dados: pode ser considerado um banco de dados em si, mas d sistema e não do usuário. Contém dados sobre dados -metadados ou descritores, ou seja a definição de outros objetos do sistema.
15 SGBD Esquemas e Instâncias Em qualquer modelo de dados utilizado, é importante distinguir a descrição do banco de dados do banco de dados por si próprio. A descrição de um banco de dados é chamada de esquema de um banco de dados e é especificada durante o projeto do BD. Os dados armazenados em um determinado instante do tempo formam um conjunto chamado de instância do BD. A instância altera toda vez que uma alteração no banco de dados é feita. O SGBD é responsável por garantir que toda a instância do banco de dados satisfaça ao esquema do banco de dados, respeitando sua estrutura e suas restrições.
16 SGBD Arquitetura Três Esquemas A principal meta da arquitetura três esquemas é separar as aplicações do usuário do banco de dados físico. Os esquemas podem ser definidos como: nível interno: ou esquema interno, o qual descreve a estrutura de armazenamento físico do banco de dados; descreve detalhadamente COMO os dados estão armazenados; nível conceitual: ou esquema conceitual, o qual descreve a estrutura do banco de dados como um todo; QUAIS os dados que deverão/estão armazenados; nível externo: ou esquema de visão, o qual descreve as visões do banco de dados para um grupo de usuários; Independência de Dados É a capacidade de se alterar um esquema num nível, em um banco de dados, sem ter que alterar um nível superior. Existem dois tipos de independência de dados: independência de dados lógica: é a capacidade de alterar o esquema conceitual sem ter que alterar o esquema externo ou as aplicações do usuário; independência de dados física: é a capacidade de alterar o esquema interno sem ter que se alterar o esquema conceitual, o esquema externo ou as aplicações do usuário.
17 SGBD As Linguagens para Manipulação de Dados Para a definição dos esquemas conceitual e interno pode-se utilizar uma linguagem chamada DDL (Data Definition Language - Linguagem de Definição de Dados). O SGBD possui um compilador DDL que permite a execução das declarações para identificar as descrições dos esquemas e para armazena-las no catálogo do SGBD. Em um SGBD em que a separação entre os níveis conceitual e interno são bem claras, é utilizado uma outra linguagem, a SDL (Storage Definition Language - Linguagem de Definição de Armazenamento) para a especificação do esquema interno. A especificação do esquema conceitual fica por conta da DDL. Em um SGBD que utiliza a arquitetura três esquemas, é necessária a utilização de mais uma linguagem para a definição de visões, a VDL (Vision Definition Language - Linguagem de Definição de Visões). Uma vez que o esquema esteja compilado e o banco de dados esteja povoado, usase uma linguagem para fazer a manipulação dos dados, a DML (Data Manipulation Language - Linguagem de Manipulação de Dados).