BD01-Tema-3-Sistema-Gerenciador-de-Bancos-de-Dados-_SGBD_

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CURSO CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO 
DISCIPLINA: BANCO DE DADOS I 
TEMA 3: - SISTEMA GERENCIADOR DE BANCO DE DADOS (SGBD) 
TEXTO PARA APOIO AO ESTUDO 
 
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DE UM BANCO DE DADOS 
Natureza de autodescrição de um sistema de BD 
• sistema de banco de dados contém definição completa de sua estrutura e 
restrições. 
• Metadados: descrevem as estruturas do banco de dados. 
• catálogo é usado pelos usuários do banco de dados que precisam de 
informações sobre a estrutura do banco de dados. 
Independência de dados do programa 
• A estrutura dos arquivos de dados é armazenada no catálogo do SGBD 
separadamente dos programas de acesso (cliente). 
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Suporte para múltiplas visões dos dados 
• Visão inclui um subconjunto do banco de dados, contendo dados virtuais 
derivados dos arquivos do banco de dados, mas que não estão armazenados 
da forma que são visualizados. 
Compartilhamento de dados e processamento de transação multiusuário 
• Permite que múltiplos usuários acessem o banco de dados ao mesmo tempo. 
• O compartilhamento significa não apenas que as aplicações existentes podem 
compartilhar os dados do banco de dados, mas também que podem ser 
desenvolvidas novas aplicações para operar sobre os mesmos dados. 
• Software de controle de concorrência garante que vários usuários tentando 
atualizar o mesmo dado faça isso de uma maneira controlada e o resultado 
dessas atualizações seja correto. 
Compartilhamento de dados e processamento de transação multiusuário 
• Uma transação é uma unidade lógica de trabalho de banco de dados, em geral 
envolvendo diversas operações de banco de dados - em particular, várias 
operações de atualização. 
• Propriedade de isolamento: 
o Cada transação parece executar isoladamente das outras transações. 
• Propriedade de atomicidade: 
o Todas as operações em uma transação são executadas ou nenhuma 
será. 
• Exemplo: 
▪ O exemplo padrão envolve a transferência de uma quantia de dinheiro de 
uma conta A para outra conta B. 
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▪ É claro que são exigidas duas atualizações nesse caso, (1) uma para retirar 
o dinheiro da conta A, e (2) outra para depositá-lo na conta B. 
▪ Se o usuário declarar que as duas atualizações são parte da mesma 
transação, então o sistema poderá efetivamente garantir que ambas serão 
realizadas ou nenhuma delas - ainda que, por exemplo, o sistema venha a 
falhar (digamos, devido a uma queda de energia) em meio ao processo. 
Controle de Redundância 
• A redundância nos dados armazenados gera um desperdício no espaço de 
armazenamento. 
• Às vezes, há motivos comerciais ou técnicos plausíveis para manter cópia(s) 
distinta(s) do(s) dados. 
• Porém, sugere-se que toda redundância deve ser cuidadosamente 
controlada; isto é, o SGBD deve estar ciente dela (caso exista) e deve assumir 
a responsabilidade pela "propagação de atualizações". 
Manutenção da Integridade 
• O problema da integridade é o problema de assegurar que os dados no banco 
de dados estão corretos. 
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• A inconsistência entre duas entradas que deveriam representar o mesmo 
"fato" é um exemplo de falta de integridade (redundância). 
• Contudo, mesmo que não haja qualquer redundância, o banco de dados ainda 
poderá conter informações incorretas. 
• Por exemplo, um empregado poderia ser mostrado como tendo trabalhado 
400 horas na semana em vez de 40, ou como pertencendo a um departamento 
que não existe. 
• Sem a existência de controles apropriados, seria possível um usuário atualizar 
o banco de dados de forma incorreta, gerando assim dados errados. 
Reforço na Segurança 
• Tendo jurisdição completa sobre o banco de dados, o DBA pode assegurar que 
o único meio de acesso ao banco de dados seja através dos canais apropriados 
e, em consequência, pode definir restrições de segurança a serem verificadas 
sempre que houver uma tentativa de acesso a dados. 
• Podem ser estabelecidas diferentes restrições para cada tipo de acesso (busca, 
inserção, exclusão etc.) a cada item de informação no banco de dados. 
• A natureza centralizada de um sistema de banco de dados de certo modo exige 
que um bom sistema de segurança seja implantado. 
Requisitos contraditórios podem ser equilibrados 
• Conhecendo os requisitos globais da empresa, em oposição aos requisitos de 
usuários individuais, o DBA (mais uma vez sob a orientação do AD) pode 
estruturar o sistema de modo a oferecer um serviço global que seja "o melhor 
para a empresa". 
• Por exemplo, pode ser escolhida uma representação física para os dados no 
meio de armazenamento que proporcione acesso rápido para as aplicações 
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mais importantes (possivelmente ao custo de acesso mais lento para outras 
aplicações). 
Os padrões podem ser impostos 
• Com o controle central do banco de dados, o DBA (sob orientação do AD) pode 
garantir que todos os padrões aplicáveis sejam observados na representação 
dos dados, tais como padrões departamentais, da instalação, da empresa, etc. 
• Da mesma forma, os padrões de nomenclatura e documentação de dados 
também são muito desejáveis como auxílio ao compartilhamento e à 
compreensão dos dados. 
SGBD 
O Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) é o software que trata de todo 
o acesso ao banco de dados (Date). 
Principais funções 
 
Definição de dados 
• O SGBD deve ser capaz de aceitar definições de dados, o que inclui esquemas 
externos, o esquema conceitual, o esquema interno e todos os mapeamentos 
associados. 
Manipulação de dados 
• O SGBD deve ser capaz de lidar com requisições do usuário para buscar, 
atualizar ou excluir dados existentes no banco de dados, ou para acrescentar 
novos dados ao banco de dados - CRUD. 
• Em outras palavras, o SGBD deve incluir um componente processador de DML 
ou compilador de DML para lidar com a linguagem de manipulação de dados 
(DML - Data Manipulation Language). 
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• Em geral, as requisições de DML podem ser "planejadas" ou "nãoplanejadas“. 
Manipulação de dados 
• Requisição planejada é aquela para a qual a necessidade foi prevista com 
bastante antecedência em relação ao momento em que a requisição é 
executada. O DBA provavelmente terá ajustado, o projeto de banco de dados 
físico de modo a garantir um bom desempenho para requisições planejadas. 
• Requisição não-planejada é uma consulta ad hoc, isto é, uma requisição cuja 
necessidade não foi prevista com antecedência mas, em vez disso, surgiu na 
última hora, sendo características de aplicações para apoio à decisão. 
• As requisições planejadas em geral serão emitidas a partir de programas de 
aplicação escritos com antecedência, enquanto as requisições não-planejadas 
serão, por definição, emitidas de modo interativo por meio de algum 
processador de linguagem de consulta. 
Otimização e execução 
• As requisições de DML, planejadas ou não-planejadas, devem ser processadas 
pelo componente otimizador, cuja finalidade é determinar um modo eficiente 
de implementar a requisição. 
• As requisições otimizadas são executadas sob o controle do gerenciador em 
tempo de execução (run time). 
Dicionário de dados. 
• O dicionário de dados pode ser considerado um banco de dados isolado (mas 
um banco de dados do sistema, não um de dados banco de dados do usuário).
 
• Contém "dados sobre os dados" (também chamados metadados 
ou descritores) - ou seja, definições de outros objetos do sistema, em vez de 
somente "dados crus". 
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• Todos os vários esquemas e mapeamentos (externos, conceituais etc.) e todas 
as diversas restrições de segurança e integridade estarão armazenados no 
dicionário. 
Controle de Redundância 
• Problemas com a redundância: 
▪ duplicação de esforço para manter os dados atualizados; 
▪ desperdício de espaço de armazenamento; 
▪ possibilidade de inconsistência dos dados. 
Compartilhamento de Dados 
• Sistemas multiusuários incluem controle de Acesso 
• Subsistema de segurança e autorização.• Mecanismos usuais de controle de acesso: 
▪ senhas para usuários e para grupos de usuários; 
▪ restrição de acesso a parte do banco de dados; 
▪ proibição de executar certas operações, por exemplo atualização; 
▪ acesso de usuários paramétricos restrito apenas a transações 
“enlatadas”; 
▪ proibição de uso de software privilegiado, a ex. do software de criação de 
contas. 
Persistência para Objetos e Estruturas de Dados 
• Capacidade dos Banco de Dados de se integrarem a linguagens de 
programação de alto nível de forma a permitir que as estruturas criadas pelas 
LPs fiquem armazenadas definitivamente no BD. 
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Inferência através de Regras de Dedução 
• Capacidade de permitir a definição de regras no SGBD que permitam deduzir 
novas informações a partir dos fatos armazenados. 
• Regras: 
▪ jovens são todos aqueles que têm entre 18 e 29 anos. 
▪ carioca: cidadão natural do RJ. 
▪ engenheiros: todo aquele que tem diploma de curso de Engenharia. 
▪ Consulta: 
▪ Quais os jovens cariocas que são engenheiros? 
Múltiplas Interfaces 
• Um SGBD deve prover uma variedade de interfaces de usuário. 
• Tipos de interfaces: 
▪ linguagens de consulta para usuários casuais; 
▪ linguagens de programação para programadores de aplicações; 
▪ formulários (telas) para usuários paramétricos. 
Representação de Relacionamentos 
• O SGBD deve ter a capacidade de representar uma variedade de 
relacionamentos complexos entre os dados, bem como recuperar e atualizar 
dados relacionados de uma maneira fácil e eficiente. 
Cumprimento das Restrições de Integridade 
• Restrições: forma de verificação da consistência dos dados no BD. 
▪ Integridade semântica: o dado de uma coluna sempre será do tipo de dado 
definido na criação da coluna. 
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▪ Integridade de chave (entidade): cada linha de uma tabela possui um 
indicador que garanta a unicidade da mesma. 
▪ Integridade referencial: os relacionamentos lógicos entre as entidades 
serão forçados pelos SGDB. 
▪ Integridade de domínio: domínio é um conjunto de valores previamente 
definido no qual uma coluna só poderá conter valores pertencentes a esse 
domínio. Impede que uma chave primária receba como valor NULL (nulo). 
▪ Integridade de vazio: Verifica se um campo pode ou não receber valor 
NULL. Subitem da integridade de domínio. 
Capacidade de Backup e Restauração 
• O SGBD deve prover facilidades para restaurar o banco de dados em caso de 
falha de hardware ou de software. 
• Sub-sistema de backup e restauração: responsável por assegurar que o banco 
de dados é restaurado para seu estado anterior.