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Aula 05
Banco de Dados p/ Polícia Federal
(Perito - Área 3 - Tecnologia da
Informação) - 2020
Autores:
Equipe de TI do Estratégia
Concursos, Thiago Rodrigues
Cavalcanti
Aula 05
5 de Março de 2020
 
 
 
 
 
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NOÇÕES DE BIG DATA 
Noções de Big Data ............................................................................................................ 1 
Introdução ......................................................................................................................... 2 
Big Data: Definições e conceitos ........................................................................................ 2 
Falácias sobre Big Data ................................................................................................................... 10 
Aplicações de Big Data .................................................................................................................... 12 
Classificação de Big Data ................................................................................................................ 13 
Padrões atômicos e compostos de uma solução de Big Data......................................................... 16 
Mapa Estratégico ............................................................................................................................ 24 
NoSQL .............................................................................................................................. 25 
Conceitos ......................................................................................................................................... 25 
Modelos de dados ........................................................................................................................... 27 
Modelo de dados chave-valor ......................................................................................................... 29 
Modelo de dados de documento ..................................................................................................... 30 
Modelo colunar ............................................................................................................................... 31 
Modelo de grafos ............................................................................................................................ 32 
Considerações finais sobre modelos ............................................................................................... 33 
Formas de distribuição .................................................................................................................... 35 
Teorema CAP ................................................................................................................................... 35 
ACID x BASE ..................................................................................................................................... 37 
MapReduce...................................................................................................................................... 40 
Hadoop ............................................................................................................................ 41 
O ecossistema do Hadoop ............................................................................................................... 42 
Ingestão de dados ........................................................................................................................... 45 
Outros componentes do Hadoop .................................................................................................... 51 
Questões comentadas ..................................................................................................... 54 
Considerações finais ........................................................................................................ 74 
Referência ....................................................................................................................... 74 
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INTRODUÇÃO 
Nesta aula nosso intuito é desenvolver um pouco seu conhecimento sobre bancos de 
dados não relacionais ou NoSQL (Not only SQL). Esse conceito surgiu pela necessidade de 
utilização de Big Data. Ou, visto de uma forma mais intuitiva, da necessidade de tratar um 
grande volume de dados das mais variadas formas, gerados em uma velocidade cada vez 
mais acelerada. 
Podemos falar sobre espaço de armazenamento, algo semelhante ao que dizemos a 
respeito de dinheiro, você tende a utilizar todo o espaço de armazenamento disponível. 
Considerando que o custo de armazenamento fica cada vez menor, principalmente com o 
surgimento de Cloud Computing, é possível focar nossa atenção na organização destas 
bases e no processamento dos dados. 
Para isso, utilizamos respectivamente bases de dados NoSQL e a infraestrutura de 
processamento e armazenamento distribuído como o Hadoop. Vem comigo conhecer um 
pouco deste universo paralelo de banco de dados! ☺ 
BIG DATA: DEFINIÇÕES E CONCEITOS 
A humanidade, nos dias de hoje, produz uma quantidade diária de dados que é 
simplesmente improcessável pelos próprios seres humanos. 
Para se ter uma ideia, a IBM, em 2013, estimou que 2,5 exabytes 
(2.500.000.000.000.000.000) de bytes de dados são criados por dia. Se cada um dos 7 
bilhões de habitantes tivesse que se debruçar sobre essas informações, seriam 
aproximadamente 300MB de dados diários para cada cidadão, incluindo bebês e idosos, 
rs. 
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São vídeos no youtube, postagens em redes sociais, blogs, portais de notícias, emails, 
dentre outros. E o que esses dados possuem em comum? São dados não-estruturados. 
Estima-se que 85% das informações com as quais as empresas lidam hoje não estão 
estruturadas. Desta forma, o SGBD tradicional e a modelagem relacional (datados da 
década de 60) não são mais suficientes para lidar com a realidade atual. É necessária uma 
nova abordagem. Surge então o conceito de Big Data! 
Big Data pode ser entendido como a captura, gerenciamento e análise de 
dados que vão além de dados estruturados típicos, que podem ser consultados 
por sistemas de gerenciamento de banco de dados relacional frequentemente 
em arquivos não estruturados, vídeo digital, imagens, dados de sensores, 
arquivos de log e, na verdade, qualquer dado não contido nos registros com 
campos pesquisáveis distintos. 
Em um certo sentido, os dados não estruturados são dados interessantes, mas difíceis de 
sintetizar ou tirar conclusões deles, a menos que possam ser correlacionados a dados 
estruturados. Big data apresenta soluções para integrar os dados estruturados e 
desestruturados. 
Em um primeiro momento, o Big Data pode até ser confundido com a Business 
Intelligence, mas difere na ordem de grandeza do volume de dados (que é muito maior), 
e na natureza dos dados. Enquanto as ferramentas de BI tradicionais extraem dados de 
Data entende que os dados não- 
Nossa ideia é começar o assunto apresentando, de forma sucinta, os conceitos básicos que 
permeiam o termo Big Data. Vamos começar pela definição que surgiu em 2001 no Meta 
Group (que viria a se juntar com a Gartner1 mais adiante) por meio do analista Doug Laney. 
 
1 Gartner é uma empresa de consultoria fundada em 1979 por Gideon Gartner. A Gartner desenvolve 
tecnologias relacionadas a introspecção necessária para seus clientes tomarem suas decisões todos os 
dias. 
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Para compor o conceito ele se utilizou de três termos, conhecidos como os 3Vs: Volume, 
Velocidade e Variedade. Vejamos a definição de cada um deles. 
 
Volume. Existem muitos fatores que contribuem para o aumento do volume de 
dados armazenados e trafegados. Podemos citar como exemplo: dados de 
transações armazenados ao longo de vários anos, dados de texto, áudio ou vídeo 
disponíveis em streaming nas mídias sociais e a crescente quantidade de dados 
coletados por sensores. No passado o volume de dados excessivo criou um 
problema de armazenamento. Mas, com os atuais custos de armazenamento 
decrescentes, outras questões surgem, incluindo, como determinar a relevância 
entre grandes volumes de dados e como criar valor a partir dessa relevância. 
 
Velocidade. De acordo com o Laney, velocidade significa o quão rápido os 
dados estão sendo produzidos e o quão rápido os dados devem ser tratados 
para atender as demandas. Etiquetas de RFID e sensores inteligentes estão 
impulsionando uma necessidade crescente de lidar com dados quase em tempo 
real. Reagir rápido o suficiente para lidar com a velocidade é um desafio para a 
maioria das organizações. 
 
Variedade. Os dados de hoje vêm em todos os tipos de formatos. Sejam bancos 
de dados tradicionais, hierarquias de dados criadas por usuários finais e sistemas 
OLAP, arquivos de texto, e-mail, medidores ou sensores de coleta de dados, 
vídeo, áudio, dados de ações do mercado e transações financeiras. Em algumas 
estimativas, 80% dos dados de uma organização não são numéricos! Mas, estes 
dados também precisam ser incluídos nas análises e nas tomadas de decisões 
das empresas. 
Big Data é importante porque permite que as organizações recolham, armazenem, 
administrem e manipulem grandes quantidades de dados na velocidade certa, no tempo 
certo para conseguir os conhecimentos corretos. A novidade é que, pela primeira vez, o 
custo de ciclos de computação e armazenamento alcançou uma relação interessantes de 
curso x benefício. Por que isso é importante? Há alguns anos atrás, as empresas 
porque 
o custo de armazenamento e a limitação do processamento os impedia de armazenar 
tudo o que queriam analisar. 
Além da melhoria na capacidade de processamento e armazenamento, melhorias na 
velocidade de rede e confiança removeram outras limitações físicas da capacidade de 
administrar quantidades massivas de dados a um passo aceitável. Assim, as organizações 
querem ser capazes de compreender e acionar resultados de diferentes tipos de dados na 
velocidade certa não importa quantos dados estejam envolvidos. 
Se as empresas podem analisar petabytes de dados (o equivalente a 20 milhões de gabinetes, com 
quatro gavetas cheias de arquivos de texto ou 13.3 anos de conteúdo de HDTV) com desempenho 
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aceitável para discernir padrões e anomalias, elas podem começar a compreender dados de novas 
maneiras. 
Judith Hurwiz, et al - Big Data Para Leigos 
A mudança para Big Data não é exclusivamente em negócios. Ciência, pesquisa e 
atividades do governo também ajudaram a impulsioná-la. Pense sobre analisar o genoma 
humano ou lidar com todos os dados astronômicos coletados em observatórios para 
avançar nosso conhecimento do mundo à nossa volta. Considere também a quantidade de 
dados que o governo coleta em suas atividades antiterroristas e você entenderá a ideia de 
que Big Data não é só sobre negócios. 
 
 
Vejam a figura apresentada acima. Ela representa uma indicação do conceito de Big Data 
relacionando os três V s sobre os quais tratamos até agora, adicionando duas caraterísticas: 
veracidade e valor. Contudo, existem ainda outros V s, são eles Visibilidade, 
Variabilidade e Visualização que complementam o conceito, detalhando um pouco mais 
algumas características de Big Data. Vamos apresentar a definição destes termos no 
quadro abaixo. 
 
Veracidade. A veracidade foi um termo cunhado pela IBM, considerado o quarto 
V, que representa a falta de confiabilidade inerente em algumas fontes de 
dados. Por exemplo, medir os sentimentos dos clientes em mídias sociais é 
incerto por natureza, já que implicam uso do juízo humano. No entanto, eles 
contêm valiosas informações. Assim, a necessidade de lidar com dados 
Dados em repouso
• Terabytes ou exabytes
de dados existentes para 
o processo
Volume
Dados em 
movimento
• Streaming data (fluxo de 
dados
• Requer milissegundos 
ou segundos para 
resposta.
Velocidade
Dados em diferentes 
formas
• Estruturados
• Semiestruturado
• Não estruturado
• Texto
• Multimidia
Variedade
Dados em dúvida 
• Incerteza sobre a 
consistência e 
completude.
• Ambiguidade, latência, 
modelos de 
aproximação.
Veracidade
Dados em dinheiro
• Os dados devem estar 
associados aos modelos 
de negócio.
• Preocupação com a 
geração de retorno.
Valor
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imprecisos e incertos é outra faceta de Big Data, geralmente resolvida usando 
ferramentas e análises desenvolvidas para gerenciamento e mineração de dados 
imprecisos. 
 
É necessário avaliar as inconsistências, incompletudes, ambiguidades, latência e 
possíveis modelos de aproximação utilizados. Os dados podem ainda perder a 
vigência. Verificar se os dados são consistentes é extremamente necessário para 
qualquer análise de dados. 
 
Visibilidade. É a relevância dos dados. A organização está ciente de todos os 
dados que ele gera? Estes poderiam ser (aparentemente) registros de dados 
inconsequentes. Em outras palavras tentamos entender se todos os dados 
gerados estão disponíveis, e se são de fato armazenados e ficam visíveis para os 
analistas de dados. 
 
Valor. A Oracle introduziu valor como um atributo na definição de Big Data. Com 
base na definição da Oracle, Big Data é, muitas vezes, caracterizado por uma 
"densidade de valor relativamente baixa". Isto é, os dados recebidos na forma 
original, geralmente tem um valor baixo em relação ao seu volume. Entretanto, 
um valor elevado pode ser obtido pela análise de grandes volumes destes 
mesmos dados. Assim, as informações geradas devem produzir algum valor 
para as organizações. 
 
Variabilidade (e complexidade). A SAS apresentou variabilidade (e 
complexidade) como duas dimensões adicionais para Big Data. Variabilidade 
refere-se à variação nas taxas de fluxo de dados. Muitas vezes, a velocidade de 
Big Data não é consistente e tem picos e depressões periódicas. Complexidade 
refere-se ao fato de Big Data gerar ou receber informações através de uma 
multiplicidade de fontes. Isso impõe um desafio crucial: a necessidade de se 
conectar, integrar, limpar e transformar os dados recebidos de diferentes fontes. 
 
Visualização. É o modo como aqueles dados complexos serão representados ou 
apresentados. 
Big data é um termo utilizado para descrever grandes volumes de dados e que ganha 
cada vez mais relevância à medida que a sociedade se depara com um aumento sem 
precedentes no número de informações geradas. As dificuldades em armazenar, analisar e 
utilizar grandes conjuntos de dados têm sido um considerável gargalo para as 
organizações. Vamos fazer mais uma questão recente sobre esses conceitos: 
 
1. Ano: 2017 Órgão: TCE-PE Cargo: Auditor de Obras Públicas Questão: 120 
Com relação a Big Data, julgue o item subsequente. 
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[120] Além de estar relacionadoà grande quantidade de informações a serem 
analisadas, o Big Data considera o volume, velocidade e a variedade dos dados 
estruturados dos quais se conhece a estrutura de armazenamento bem como dos 
não estruturado, como imagens, vídeos, áudios e documentos. 
Comentário: Big Data é o termo que descreve o imenso volume de dados 
estruturados e não estruturados que impactam os negócios no dia a dia. A definição 
da questão está perfeitamente de acordo com o conceito, citando inclusive os 3Vs da 
definição inicial de Doug Laney. Sendo assim, a resposta para esta alternativa está 
correta. 
Gabarito: C 
Dimensões sobre os dados 
A IBM cita atualmente 7 dimensões sobre os dados. Essas dimensões são uma outra forma 
de apresentar as características que vimos até o momento. As definições de velocidade, 
variedade, volume, valor e variedade são as mesmas neste contexto. Incluímos mais duas 
percepções que não foram listadas acima: governança e pessoas. Vejamos suas definições: 
Governança - Ao decidir implementar ou não uma plataforma de big data, uma 
organização pode estar olhando novas fontes e novos tipos de elementos de 
dados nos quais a propriedade não está definida de forma clara. Por exemplo, 
no caso de assistência médica, é legal acessar dados de paciente para obter 
insight? É correto mapear as despesas do cartão de crédito do cliente para 
sugerir novas compras? Regras semelhantes regem todos os segmentos de 
mercado. Além da questão da governança de TI, também pode ser necessário 
redefinir ou modificar os processos de negócios de uma organização para que 
ela possa adquirir, armazenar e acessar dados externos. 
 
Pessoas É necessário ter pessoas com aptidões específicas para entender, 
analisar os requisitos e manter uma solução de Big Data. Envolve conhecimento 
do segmento de mercado, domínio técnico sobre as ferramentas de Big Data e 
conhecimentos específicos de modelagem, estatística e outros. 
Essas duas dimensões, na percepção da IBM, juntamente com volume, variedade, 
velocidade, veracidade e valor dão viabilidade a um projeto de Big Data, podemos 
observar de forma organizada esses termos na figura abaixo. 
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Big data trata, portanto, de grandes volumes, alta velocidade e variedade dos ativos de 
informação, procurando formas inovadoras e rentáveis de processamento da informação, 
visando uma melhor percepção dos fatos e uma tomada de decisão mais consistente. 
Outra definição da TechAmerica define big data da seguinte forma: 
"Big Data é um termo que descreve grandes volumes de dados de alta velocidade, complexos e variáveis que 
exigem técnicas e tecnologias avançadas para permitir a captura, armazenamento, distribuição, gestão e análise 
 
Antes de serguirmos em frente veja no infográfico do Jornal O Globo algumas soluções 
corporativas que envolvem Big Data: 
Big 
Data
Volume
Variedade
Velociadade
VeracidadeValor
Pessoas
Governança
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Big Data pelo mundo. Fonte: Jornal O Globo. 
Entendido os conceitos básicos vamos avançar no assunto. Antes de falar sobre as 
premissas e aplicações, gostaria de tecer alguns comentários sobre falácias ou mitos 
associados a Big Data. 
 
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FALÁCIAS2 SOBRE BIG DATA 
Quando pensamos em premissas sobre Big Data imaginamos uma caixa preta que vai 
receber dados de um lado e entregar algo pronto do outro. Nesta linha de raciocínio, 
provavelmente falaciosa, antes de apresentamos as condições ideias para funcionamento 
dos sistemas ou projetos de Big Data, nós mostraremos os erros que muitos assumem 
como verdade. Chamaremos de falácias ou mitos sobre Big Data. 
Falácia 01 Big Data engloba somente dados estruturados. 
Com o crescente volume de dados, o banco de dados relacional precisou ser 
complementado com outras estruturas de armazenamento, devido principalmente à 
escalabilidade e flexibilidade das novas soluções tecnológicas. Entretanto, os dados 
relacionais continuam sendo valiosos e são muito utilizados em soluções de Big Data. O 
que mudou de fato foi a inclusão de mais tipos de dados, além dos estruturados. Lembre-
se do conceito de variedade. 
Falácia 02 Big Data refere-se somente a soluções com petabytes de dados 
Embora o volume de dados seja o fator que impulsionou o fenômeno Big Data, aplicações 
que utilizam conjuntos de dados em uma escala menor do que petabytes também podem 
se beneficiar das tecnologias de Big Data. Afinal, o mais importante nessas aplicações é 
a capacidade de extrair valor dos dados. 
Falácia 03 Big data é aplicado somente às empresas do Vale do Silício (Califórnia) 
Quando se fala em Big Data, é normal associarmos os termos às grandes empresas de 
tecnologia que prestam serviços na Web, tais como Facebook, Twitter, Netflix, Google. 
Embora elas tenham sido as primeiras a serem desafiadas com o grande volume, variedade 
e velocidade de dados, atualmente empresas de outros domínios, como agricultura, varejo 
e logística, também se beneficiam das tecnologias de Big Data. 
Falácia 04 Big Data é aplicado somente em grandes organizações 
Ainda existe essa percepção de que Big Data oferece valor exclusivamente para grandes 
organizações. Entretanto, pequenas e médias empresas também podem obter vantagem 
competitiva por meio de soluções de Big Data, oferecendo uma melhor experiência aos 
seus clientes, otimizando processos, reduzindo custos ou criando novos produtos e 
serviços. 
Falácia 05 Big Data requer uso de dados externos 
Embora a adoção de dados de diferentes fontes seja uma prática muito adotada em 
soluções de Big Data, a aquisição de dados externos é um requisito obrigatório. Na 
verdade, a sugestão para quem inicia um projeto de Big data é buscar extrair valor 
 
2 O termo falácia deriva do verbo latino fallere, que significa enganar. Designa-se por falácia um raciocínio 
errado com aparência de verdadeiro. Na lógica e na retórica, uma falácia é um argumento logicamente 
inconsistente, sem fundamento, inválido ou falho na tentativa de provar eficazmente o que alega. 
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primeiramente dos dados internos para somente depois ampliar suas jornadas a dados de 
terceiros. 
Falácia 06 - Big Data pode prever o futuro 
Big data e todas as suas ferramentas de análise, comentários, experiências científicas e 
visualizações não podem dizer o que vai acontecer no futuro. Por quê? Os dados que você 
coletar vem inteiramente do passado. Temos ainda de atingir um grau de evolução em que 
será possível coletar dados e os valores do futuro. Sendo assim, nós podemos analisar o 
que aconteceu no passado e tentar desenhar as tendências entre as ações e os pontos de 
decisão, e as suas consequências, baseadas nos dados. Podemos usar isso para adivinhar 
que, em circunstâncias semelhantes, se uma decisão semelhante for tomada, resultados 
semelhantes ocorreriam como resultado. Mas não podemos prever o futuro. 
Falácia 07 - Big Data pode substituir seus valores ou os da sua organização 
Big Data é pobre para substituir valores ou aqueles costumes e padrões pelos quais você 
vive sua vida e sua empresa se esforça para operar. Suas escolhas sobre essas questões 
podem serbem cristalinas, e pode ser mais fácil e claro resolver as vantagens e 
desvantagens de diferentes cursos da ação, mas os dados em si não podem ajudá-lo a 
interpretar como as decisões certas se comparam com os padrões que você definiu para 
si e para a sua empresa. 
Os dados podem descrever todos os tipos de cenários, tanto os próprios números quanto 
com a ajuda de software de visualização. Sua equipe pode criar muitas projeções de 
cenários sobre um determinado assunto, mas esses resultados são simplesmente isso - uma 
projeção. O trabalho de um executivo, como um CIO, é utilizar as ferramentas e pessoal 
disponível dentro de seu negócio, e realmente reconciliar os dados contra os valores da 
sua empresa. 
Falácia 08 - Big Data pode resolver problemas não quantificáveis 
Eis o velho ditado: Quando você só tem um martelo, tudo parece um prego. Uma vez que 
você começa a ter algum sucesso usando big data para prever e resolver problemas de 
negócios, haverá inevitavelmente uma tentação para "perguntar aos dados" toda vez que 
você tiver um problema ou um item sobre o qual a resolução não está clara. 
Como mencionado anteriormente, os dados podem apresentar mais e melhores opções e, 
talvez, deixar claro o que pode acontecer com cada uma dessas escolhas. Às vezes, porém, 
os dados não são bons e isso ocorre quando ele é usado de forma individual. 
Por quê? É quase impossível de quantificar o comportamento de um indivíduo. As pessoas 
têm seus próprios conjuntos de circunstâncias, os seus próprios universos, suas próprias 
razões e contextos. É impossível aplicar a matemática para um único indivíduo. Em vez 
disso, você tem que olhar para um grupo de indivíduos, de preferência um subgrupo com 
características semelhantes. Só então você pode observar as tendências de 
comportamento que se aplicam a todo o grupo. 
Agora que sabemos o que pode e o que não pode ser feito com Big Data, vamos entender 
quais as premissas que devem ser verificadas quando decidimos pela implementação de 
um projeto de Big Data. Primeiro precisamos considerar os elementos fundamentais para 
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o crescimento de Big Data tais como o aumento da capacidade de armazenamento, 
aumento do poder de processamento e disponibilidade de dados. 
APLICAÇÕES DE BIG DATA 
As aplicações de Big Data e análise de dados são as mais variadas. Uma lista retirada do 
livro do Aguinaldo Aragon nos traz as seguintes opções de uso: desenvolvimento de 
mercado, inovação, desenvolvimento de produtos e serviço, eficiência operacional, 
previsões de demanda de mercado, detecção de fraudes, gerenciamento de riscos, 
previsão de concorrência, vendas, campanhas de marketing, avaliação de desempenho de 
funcionários, alocação de orçamento anual, estabelecimento de previsões financeiras, 
gestão de planos de saúde, identificação de potenciais compradores e entendimento da 
base de cliente. Essa lista extensa nos mostra apenas parte das oportunidades geradas 
pela utilização de Big Data. 
O uso de Big Data por empresas como Amazon e Netflix tem demostrado como a 
mineração de dados pode gerar resultados surpreendentes. A partir destes dados, é 
possível conhecer melhor as escolhas dos usuários. Implementações dos conceitos de Big 
Data permitem, hoje, possibilidades quase infinitas, utilizando, por exemplo, mineração de 
dados conseguimos verdadeiros insights sobre os dados. 
Um exemplo disso foi a pesquisa feita pela Consultoria MGI. Ela estudou dados em cinco 
grandes domínios - saúde nos Estados Unidos, o setor público na Europa, varejo nos 
Estados Unidos, dados de produção e dados de localização de pessoas em nível mundial. 
Big Data poderia gerar valor em cada um deles. Por exemplo, um varejista pode utilizar do 
conceito para aumentar sua margem operacional em mais de 60%. 
O aproveitamento de Big Data no setor público tem um potencial enorme também. Se 
o programa de saúde dos Estados Unidos fosse usar big data de forma criativa e eficaz 
poderia impulsionar a eficiência e qualidade, o setor poderia criar mais de US$ 300 bilhões 
em valor a cada ano. Dois terços dos quais seriam sob a forma de redução nas despesas 
de saúde dos EUA em cerca de 8 por cento. Nas economias desenvolvidas da Europa, os 
administradores do governo poderiam economizar mais de € 100 bilhões em melhorias de 
eficiência operacional usando big data, não incluindo o uso para reduzir a fraude e erros 
ou aumentar a cobrança das receitas fiscais. 
A quantidade de dados em nosso mundo está explodindo, e a análise de grandes 
conjuntos de dados - os chamados big data - se tornará uma base essencial na concorrência 
pelo mercado ou na prestação de um serviço público de qualidade, apoiando novas ondas 
de crescimento na produtividade, inovação e expectativa dos consumidores. Líderes em 
todos os setores terão de lidar com as implicações de Big Data, não apenas os gestores 
orientados a dados, ou cientistas de dados. 
O crescente volume e detalhamento das informações capturadas por empresas, o aumento 
de dados multimídia, mídia social, e a Internet das Coisas vão alimentar o crescimento 
exponencial dos dados no futuro. 
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A minha experiência pessoal no estudo de Big Data é que quando começamos a ler sobre 
o assunto esses conceitos teóricos vistos até aqui são apresentados de forma semelhante 
em vários artigos disponíveis na internet e em livros especializados, mas aí você deve estar 
fazendo a seguinte pergunta: E como eu implemento esse trem? (Homenagem aos meus 
amigos mineiros). E alguém vai te responder: usa uma base NoSQL com a infraestrutura 
do Hadoop! 
 
2. Ano: 2017 Banca: CESPE Órgão: TCE-PE Cargo: Analista De Controle Externo 
Área: Auditoria De Contas Públicas Questão: 120 
No que se refere a Big Data, julgue o item subsecutivo. 
120 O termo Big Data Analytics refere-se aos poderosos softwares que tratam dados 
estruturados e não estruturados para transformá-los em informações úteis às 
organizações, permitindo-lhes analisar dados, como registros de call center, 
postagens de redes sociais, de blogs, dados de CRM e demonstrativos de resultados. 
Comentário: 
analítico e inteligente de grandes volumes de dados, estruturados ou não-
estruturados, que são coletados, armazenados e interpretados por softwares de 
altíssimo desempenho. Trata-se do cruzamento de uma infinidade de dados do 
 
Vejam que a definição está plenamente de acordo com o texto da questão, nos 
habilitando a confirmar como correta a alternativa. 
Gabarito: C 
CLASSIFICAÇÃO DE BIG DATA 
É possível categorizar problemas de negócios em tipos de problemas de big data. Quando 
problemas de big data são categorizados por tipo, é mais fácil ver as características de 
cada tipo de dados. Essas características ajudam a entender como os dados são obtidos, 
como são processados para o formato apropriado e com que frequência novos dados 
estão disponíveis. 
Dados de diferentes fontes possuem características diferentes; por exemplo, dados de 
mídia social podem ter vídeos, imagens e texto não estruturado, como postagens de blog, 
entrando continuamente. 
Quer conferir alguns exemplos? A tabela a seguir contém problemas comuns de negócios 
e atribui um tipo de big data a cada um. 
 
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Problemas de negócios Tipo de big data Descrição 
Serviços públicos: 
Prever o consumo de 
energia 
Dados geradospor 
máquina 
Concessionárias de serviços públicos implementaram 
medidores inteligentes para medir o consumo de 
água, gás e eletricidade a intervalos regulares de 
uma hora ou menos. Esses medidores inteligentes 
geram enormes volumes de dados de intervalo que 
precisam ser analisados. 
Para ter eficiência operacional, a empresa precisa 
monitorar os dados entregues pelo sensor. Uma 
solução de big data pode analisar dados de geração 
de energia (fornecimento) e de consumo de energia 
(demanda) usando medidores inteligentes. 
Telecomunicações: 
Analítica de perda de 
clientes 
Dados da web e 
sociais 
 
Dados de 
transação 
(operacionais) 
Operadores de telecomunicações precisam criar 
modelos detalhados de perda de clientes que incluam 
dados de mídias sociais e de transação, para estar à 
frente da concorrência. 
Provedores que implementam uma estratégia de 
analítica preditiva podem gerenciar e prever a perda 
analisando os padrões de chamada dos assinantes. 
Varejo: Sistema de 
mensagens 
personalizado com base 
em reconhecimento 
facial e mídia social 
Dados da web e 
sociais 
 
Biométrica 
Varejistas podem usar tecnologia de reconhecimento 
facial combinada a uma foto da mídia social para 
fazer ofertas personalizadas a clientes com base no 
comportamento de compra e na localização. 
Esse recurso pode ter um impacto tremendo nos 
programas de fidelização dos varejistas, mas há 
sérias considerações sobre a privacidade. Os 
varejistas precisariam ser transparentes com relação 
à privacidade para implementar esses aplicativos. 
Problemas de negócios de big data por tipo. Fonte: http://www.ibm.com/developerworks/br/library/bd-
archpatterns1/ 
 
A figura a seguir mostrará as várias categorias ou taxonimias que podemos usar para 
classificar Big Data, e as possíveis divisões ou grupos em cada categoria. As categorias 
mais relevantes estão em azul turquesa. 
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Falando um pouco mais sobre as classificações: 
Tipo de análise Se os dados são analisados em tempo real ou agrupados para análise 
posterior. Essa escolha afeta várias outras decisões sobre produtos, ferramentas, hardware, 
fontes de dados e a frequência estimada dos dados. Para alguns casos de uso é necessária 
uma mistura dos dois tipos. 
Metodologia de processamento O tipo de técnica a ser aplicada para processar dados 
(por exemplo, preditiva, analítica, consulta ad hoc e relatórios). As necessidades de 
negócios determinam a metodologia de processamento apropriada. É possível usar uma 
combinação de técnicas. A escolha de metodologia de processamento ajuda a identificar 
as ferramentas e técnicas apropriadas para uso na solução de big data. 
Frequência e tamanho dos dados O volume estimado de dados e a frequência com 
que chegam. Saber a frequência e o tamanho ajuda a determinar o mecanismo de 
armazenamento, formato de armazenamento e as ferramentas necessárias de pré-
processamento. Frequência e tamanho de dados dependem das fontes. 
 
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• Sob demanda, como dados de mídia social 
• Feed contínuo, em tempo real (dados de clima ou transacionais) 
• Série temporal (dados com base em tempo) 
Tipo de dados Tipo dos dados a serem processados transacionais, históricos, 
principais e outros. Saber o tipo de dados ajuda a segregar os dados no armazenamento. 
Formato de conteúdo Formato dos dados recebidos estruturados (SGBDR, por 
exemplo), não estruturados (áudio, vídeo e imagens, por exemplo) ou semiestruturados. O 
formato determina como os dados recebidos precisam ser processados e é essencial para 
escolher ferramentas e técnicas e definir uma solução de uma perspectiva de negócios. 
Fonte de dados Fontes de dados (onde os dados são gerados) web e mídia social, 
gerados por máquina, gerados por humanos, etc. Identificar todas as fontes de dados 
ajuda a determinar o escopo de uma perspectiva de negócios. 
Consumidores de dados Uma lista de todos os possíveis consumidores dos dados 
processados: 
• Processos de negócios 
• Usuários corporativos 
• Aplicativos corporativos 
• Pessoas individuais em várias funções de negócios 
• Parte dos fluxos do processo 
• Outros repositórios de dados ou aplicativos corporativos 
Hardware O tipo de hardware no qual a solução de big data será implementada 
hardware barato ou de ponta. Entender as limitações do hardware ajuda na escolha da 
solução big data. 
PADRÕES ATÔMICOS E COMPOSTOS DE UMA SOLUÇÃO DE BIG DATA 
Os padrões auxiliam a definir os parâmetros, quando da adoção de uma solução de big 
data. Veremos dois tipos principais: os padrões atômicos descrevem as abordagens típicas 
para o consumo, processamento, acesso e armazenamento de big data; os padrões 
compostos, que são formados por padrões atômicos, são classificados de acordo com o 
escopo da solução de big data. 
Por apresentarem as ideias mais relevantes acerca do Big Data, exploraremos os padrões 
atômicos. 
PADRÕES ATÔMICOS 
Os padrões atômicos ajudam a identificar a forma que os dados são consumidos, 
processados, armazenados e acessados por problemas de big data. Eles também podem 
ajudar a identificar os componentes necessários. 
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Cada padrão lida com requisitos específicos visualização, análise de dados históricos, 
dados de mídia social e armazenamento de dados não estruturados, por exemplo. Os 
padrões atômicos podem trabalhar em conjunto para criar um padrão composto. Não há 
camadas ou sequência para esses padrões atômicos. Por exemplo, os padrões de 
visualização podem interagir com os padrões de acesso a dados para mídia social 
diretamente e os padrões de visualização podem interagir com o padrão de 
processamento de análise avançada. 
 
Padrões atômicos de Big Data. Fonte: http://www.ibm.com/developerworks/br/library/bd-archpatterns4/ 
Vejamos um pouco de cada padrão atômico: 
PADRÕES DE CONSUMO 
Lidam com as várias formas em que o resultado da análise de dados é consumido. Inclui 
padrões de consumo de dados para atender a diversos requisitos. Vejamos os principais 
padrões de consumo a seguir: 
Visualização 
Padrões Atômicos
Padrões de consumo
Visualização
Descobertas 
ad-hoc
Aumentar o 
armazenamento de 
dados tradicional
Notificações
Iniciar resposta 
automatizada
Padrões de 
processamento
Análise de dados 
históricos
Análises avançadas
Pré-processamento 
de dados brutos
Análises ad-hoc
Padrões de acesso
Dados da web e 
mídias soaciais
Dados de 
dispositivos
Dados de data 
warehouse, 
transacionais e 
operacionais
Padrões de 
armazenamento
Dados estruturados e 
distribuídos
Dados não 
estruturados e 
distribuídos
Dados tradicionais
Dados em nuvem
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==134dde==
 
 
 
 
 
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A forma tradicional de visualizar dados se baseia em gráficos, painéis e relatórios de 
resumo. Essas abordagens tradicionais não são sempre a melhor maneira de visualizar os 
dados. 
Os requisitos típicos para visualização de big data, incluindo os requisitos emergentes, são 
listados abaixo: 
• Realizar análise em tempo real e exibição de dados de fluxo 
• Extrair dados de forma interativa, com base no contexto 
• Executar procurasavançadas e obter recomendações 
• Visualizar informações paralelamente 
• Ter acesso a hardware avançado para necessidades de visualização 
futuristas 
A pesquisa para determinar como os insights de big data podem ser consumidos por 
humanos e máquinas está em andamento. Os desafios incluem o volume de dados 
envolvido e a necessidade de associar contexto a eles. O insight dever apresentado no 
contexto adequado. 
Descoberta ad hoc 
Criar de relatórios padrão que sejam adequados para todas as necessidades de negócios, 
via de regra, não é viável, pois as empresas têm requisitos de consultas de dados de 
negócios diversas. Os usuários precisam da capacidade de enviar consultas ad hoc, ou seja, 
problema. 
Aumentar os armazenamentos de dados tradicionais 
Aumentar os armazenamentos de dados existentes ajuda a ampliar o escopo de dados 
disponível para a analítica atual para incluir dados que residem dentro e fora dos limites 
organizacionais, como dados de mídia social, que podem melhorar os dados principais. Ao 
ampliar o escopo para incluir novas tabelas de fatos, dimensões e dados principais nos 
armazenamentos existentes e adquirir dados de clientes a partir de mídia social, uma 
organização pode obter um insight mais profundo do cliente. 
Notificação 
Os insights de big data permitem que as pessoas, negócios e máquinas ajam 
instantaneamente usando notificações para indicar eventos. A plataforma de notificação 
deve ser capaz de lidar com o volume antecipado de notificações a serem enviadas de 
maneira oportuna. Essas notificações são diferentes das malas diretas ou do envio em 
massa de mensagens SMS, pois o conteúdo geralmente é específico para o consumidor. 
Por exemplo, os mecanismos de recomendação podem fornecer insights sobre a enorme 
base de clientes em todo o mundo, e as notificações podem ser envidas para tais clientes. 
Iniciar uma resposta automatizada 
Os insights de negócios derivados do big data podem ser usados para acionar ou iniciar 
outros processos de negócios ou transações. 
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PADRÕES DE PROCESSAMENTO 
O big data pode ser processado quando os dados estão em repouso ou em movimento. 
Dependendo da complexidade da análise, os dados podem não ser processados em 
tempo real. Esse padrão lida com como o big data é processado em tempo real, quase em 
tempo real ou em lote (rotinas batch, processadas em horários pré-determinados). 
Vejamos um pouco mais sobre esses padrões a seguir: 
Análise de dados históricos 
A análise de dados históricos tradicional é limitada a um período predefinido de dados, 
que normalmente depende das políticas de retenção de dados. Após desse período, 
geralmente os dados são arquivados ou limpos em virtude de limitações de 
armazenamento e processamento. 
A análise histórica envolve analisar as tendências históricas para um determinado período, 
conjunto de períodos e produtos e compará-las aos dados atuais disponíveis. 
Analítica Avançada 
O big data fornece enormes oportunidades de obter insights criativos. É possível 
correlacionar diferentes conjuntos de dados em muitos contextos. A descoberta desses 
relacionamentos requer técnicas e algoritmos complexos inovadores. 
A análise avançada inclui previsões, decisões, processos inferenciais, simulações, 
identificações de informações contextuais e resoluções da entidade. Os aplicativos de 
analítica avançada incluem análise de dados biométricos, por exemplo, análise de DNA, 
análise espacial, analítica baseada em localização, análise científica, pesquisa e muitas 
outras. A analítica avançada requer a computação exigente para gerenciar a enorme 
quantidade de dados. 
Pré-processar dados brutos 
A extração de dados a partir de dados não estruturados, como imagens, áudio, vídeo, 
feeds binários ou até mesmo texto, é uma tarefa complexa e precisa de técnicas como 
aprendizado de máquina e processamento de idioma natural, etc. O outro grande desafio 
é como verificar a precisão e a exatidão do resultado de tais técnicas e algoritmos. 
Para executar a análise em quaisquer dados, eles devem estar em algum tipo de 
formato estruturado. Os dados não estruturados acessados de várias fontes podem ser 
armazenados como estão e, em seguida, transformados em dados estruturados e 
novamente armazenados nos sistemas de armazenamento de big data. O texto não 
estruturado pode ser convertido em dados estruturados ou semiestruturados. Da mesma 
forma, os dados de imagem, áudio e vídeo precisam ser convertidos nos formatos que 
podem ser usados para análise. Além disso, a precisão e exatidão da analítica avançada 
que usa algoritmos preditivos e estatísticos dependem da quantidade de dados e 
algoritmos usados para treinar os modelos. 
 
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3. Ano: 2014 Banca: CESPE Órgão: TJ/SE Cargo: Analista Judiciário 
Em soluções Big Data, a análise dos dados comumente precisa ser precedida de uma 
transformação de dados não estruturados em dados estruturados. 
Comentário: Para que um dado possa ser analisado, é preciso que ele esteja em 
algum tipo de formato estruturado, envolvendo metadados, relacionado a algum 
outro dado ou informação. 
Gabarito: C. 
Análise ad hoc 
O processamento de consultas ad hoc no big data traz desafios diferentes daqueles 
incorridos ao realizar consultas ad hoc em dados estruturados pelo fato de as fontes e 
formatos dos dados não serem fixos e exigirem mecanismos diferentes para recuperá-los 
e processá-los. 
Embora as consultas ad hoc simples possam ser resolvidas pelos provedores de big data, 
na maioria dos casos, elas são complexas porque os dados, algoritmos, formatos e 
resoluções da entidade devem ser descobertos dinamicamente. O conhecimento dos 
cientistas de dados e dos usuários corporativos é necessário para definir a análise exigida 
para as seguintes tarefas: 
• Identificar e descobrir os cálculos e algoritmos 
• Identificar e descobrir as fontes de dados 
• Definir os formatos necessários que podem ser consumidos pelos cálculos 
• Executar os cálculos nos dados paralelamente 
 
4. Ano: 2014 Banca: CESPE Órgão: TJ/SE Cargo: Analista Judiciário 
O processamento de consultas ad hoc em Big Data, devido às características de 
armazenamento dos dados, utiliza técnicas semelhantes àquelas empregadas em 
consultas do mesmo tipo em bancos de dados tradicionais. 
Comentário: O processamento de consultas ad hoc no big data traz desafios 
diferentes daqueles incorridos ao realizar consultas ad hoc em dados estruturados 
pelo fato de as fontes e formatos dos dados não serem fixos e exigirem mecanismos 
diferentes para recuperá-los e processá-los. Em Big Data, tais consultas serão bem 
mais complexas e dinâmicas. 
Gabarito: E. 
PADRÕES DE ACESSO 
Existem muitas fontes de dados e formas em que os dados podem ser acessados em uma 
solução de big data, vejamos as mais comuns: 
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Web e mídias sociais 
A Internet é a fonte de dados que fornece muitos dos insights produzidos atualmente. A 
web e a mídia social são úteis em praticamente todas as análises, mas são necessários 
mecanismos de acesso diferentes para obter esses dados. 
A web e a mídia social são a fonte de dados mais complexa de todas em virtude de sua 
enorme variedade, velocidade e volume. Há aproximadamente de 40 a 50 categorias de 
websites e cada uma exigirá um tratamento diferente para acessar esses dados.(gerados por) Dispositivos 
O conteúdo gerado por dispositivos inclui dados de sensores. Os dados são detectados a 
partir das origens de dados, como informações sobre o clima, medições elétricas e dados 
sobre poluição, e capturados pelos sensores. Os dados podem ser fotos, vídeos, texto e 
outros formatos binários. 
Dados transacionais, operacionais e de Warehouse 
É possível armazenar os dados operacionais e transacionais em warehouse existentes para 
evitar a limpeza ou o arquivamento deles (em virtude de limitações de armazenamento e 
processamento) ou para reduzir a carga no armazenamento tradicional quando os dados 
são acessados por outros consumidores. 
Os dados transacionais podem ser inseridos no armazenamento de warehouse usando 
conectores padrão disponibilizados por diversos fornecedores de banco de dados. O pré-
processamento de dados transacionais é muito mais fácil, pois a maior parte deles é 
estruturada. Os processos de extração, transformação e carregamento simples podem ser 
usados para mover os dados transacionais para o armazenamento em um data warehouse. 
PADRÕES DE ARMAZENAMENTO 
Os padrões de armazenamento auxiliam a determinar o armazenamento adequado para 
diversos formatos e tipos de dados. Os dados podem ser armazenados como estão, com 
relação a pares de valores de chave ou em formatos predefinidos. Vejamos os principais 
padrões: 
Dados não estruturados e distribuídos 
A maior parte do big data não é estruturada, já sabemos, e pode conter informações que 
podem ser extraídas de diferentes formas para diferentes contextos. Na maioria das vezes, 
os dados não estruturados devem ser armazenados como estão, em seu formato original. 
Tais dados podem ser armazenados em sistemas de arquivos distribuídos, como HDFS 
(Hadoop Distributed File System), e em armazenamento de documentos NoSQL (Not 
Only SQL), como o MongoDB. Esses sistemas fornecem uma maneira eficiente de 
recuperar dados não estruturados. 
Dados estruturados e distribuídos 
Os dados estruturados incluem aqueles que chegam da fonte de dados e já estão em um 
formato estruturado e os dados não estruturados que foram pré-processados. Esses dados 
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convertidos devem ser armazenados para evitar a frequente conversão de dados brutos 
para dados estruturados. 
Tecnologias como BigTable do Google são usadas para armazenar dados estruturados. O 
BigTable é um sistema de autogerenciamento tolerante a falhas de grande escala que inclui 
terabytes de memória e petabytes de armazenamento. 
 
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Armazenamento de dados tradicionais 
O armazenamento de dados tradicional não é a melhor opção para armazenar big data, 
mas nos casos em que as empresas estão realizando a exploração de dados inicial, elas 
podem optar por usar o data warehouse, o sistema RDBMS (sistemas relacionais) e outros 
armazenamentos de conteúdo existentes. Esses sistemas de armazenamento existentes 
podem ser usados para armazenar os dados que são compilados e filtrados usando a 
plataforma de big data. Os sistemas de armazenamento de dados tradicionais não são 
adequados para o big data. 
Armazenamento na nuvem 
Muitos provedores de infraestrutura da nuvem possuem recursos de armazenamento 
estruturado e não estruturado distribuídos. As tecnologias de big data são um pouco 
diferentes das perspectivas de configurações, manutenção, gerenciamento de sistemas e 
programação e modelagem tradicionais. Além disso, as qualificações necessárias para 
implementar as soluções de big data são raras e caras. As empresas explorando as 
tecnologias de big data podem usar soluções de nuvem que fornecem o gerenciamento 
de sistemas, manutenção e armazenamento de big data. 
Contudo, não-raro, os dados a serem armazenados são confidenciais, incluindo dados 
biométricos e registros médicos. A segurança de dados, o compartilhamento de dados, 
a governança de dados e outras políticas relacionadas aos dados, são aspectos a serem 
considerados ao ponderar a nuvem como um repositório de armazenamento para big 
data. A capacidade de transferir enormes quantidades de dados também é outra 
consideração fundamental para o armazenamento em nuvem. 
 
5. Ano: 2014 Banca: CESPE Órgão: TJ/SE Prova: Analista Judiciário 
Ao utilizar armazenamento dos dados em nuvem, a localização do processamento de 
aplicações Big Data não influenciará os custos e o tempo de resposta, uma vez que 
os dados são acessíveis a partir de qualquer lugar. 
Comentário: Naturalmente, por envolver transferência de volumes muito grandes de 
dados, o tempo de resposta das aplicações pode ser afetado. Além disso, ao adotar 
armazenamento em nuvem, espera-se uma diminuição dos custos de armazenamento, 
que será feito por um terceiro. 
Gabarito: E. 
 
6. Ano: 2013 Banca: CESPE Órgão: TRE/GO Prova: Técnico Judiciário Área: 
Administrativa 
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A Big Data pode ser utilizada na EAD para se entender as preferências e necessidades 
de aprendizagem dos alunos e, assim, contribuir para soluções mais eficientes de 
educação mediada por tecnologia. 
Comentário: O Big Data poder ser utilizado para melhor conhecer o perfil e o 
comportamento dos alunos, para que cursos à distância sejam mais eficazes. Este tipo 
de sentença CESPE (Tal coisa PODE ser utilizada...) só estará errado se estiver escrito 
algo muito absurdo a seguir. De qualquer forma, sugiro a leitura complementar: 
http://convergenciadigital.uol.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=37729#.Va
LtKvlVhBc 
Gabarito: C. 
MAPA ESTRATÉGICO 
Conceitos de Big Data 
 
 
 
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NOSQL 
Começaremos analisando os conceitos e os modelos de dados que dão suporte a bases 
de dados NoSQL. Lembrem-se que o foco aqui é entender os conceitos e não a parte 
técnica do assunto. Alguns nomes técnicos de ferramentas e aplicações que usam esses 
tipos de modelos de dados serão apresentados, contudo, você não tem necessidade de 
conhecer nenhuma dessas ferramentas. Vamos em frente!? 
CONCEITOS 
Os bancos de dados relacionais foram bem-sucedidos porque trouxeram os benefícios 
de armazenamento de dados persistentes de forma mais organizada, com controle de 
concorrência entre as transações. As transações desempenham um papel importante na 
hora de lidar com os erros, pois é possível fazer uma alteração e, caso ocorra um erro 
durante seu processamento, pode-se desfazê-la e voltar ao estado anterior. 
Embora haja diferenças de um banco de dados relacional para outro os mecanismos 
principais permanecem os mesmos: os dialetos SQL utilizados por diversos fornecedores 
são similares, e as transações são realizadas praticamente da mesma forma. Banco de 
dados relacionais fornecem muitas vantagens, mas não são, de forma alguma, perfeitos. 
Desde que surgiram, há muita frustração e críticas em relação a seu uso. Vejamos as 
palavras chaves de uma comparação entre SQL (Relacional) e NoSQL. 
 
Para os desenvolvedores de aplicativos, a maior frustração tem sido a diferença entre o 
modelo relacional e as estruturas de dados na memória, comumente chamada de 
incompatibilidade de impedância. Os modelos de dados relacionais organizam os dados 
em uma estruturade tabelas e linhas, ou, mais apropriadamente, de relações e tuplas. Uma 
tupla é um conjunto de pares nome-valor e uma relação é um conjunto de tuplas. 
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Ao longo dos anos, tornou-se mais fácil lidar com a incompatibilidade de impedância 
devido à ampla disponibilidade de frameworks de mapeamento objeto-relacional, como 
Hibernate e iBATIS, que implementam padrões de mapeamento bastante conhecidos. 
Embora a questão do mapeamento ainda seja controversa dado que os frameworks 
poupam muito trabalho pesado às pessoas, mas podem se tornar um problema quando 
estas exageram ao ignorar o banco de dados, comprometendo o desempenho das 
operações de manipulação de dados sobre a base. 
Outro ponto relevante dentro do contexto apareceu devido ao crescimento dos Sistemas 
Web. Lidar com o aumento da quantidade de dados e com o tráfego exigiu mais recursos 
computacionais. Para comportar esse crescimento, há duas opções: ir para cima 
(crescimento vertical) ou para fora (horizontal). Ir para cima significa adquirir máquinas 
maiores, mais processadores, ter maior capacidade de armazenamento em disco e 
memória. Máquinas maiores, todavia, tornam-se cada vez mais caras, sem mencionar que 
há limites físicos quanto ao aumento do seu tamanho ou para se escalar verticalmente. 
A alternativa seria utilizar mais máquinas menores em um cluster. Um cluster de máquinas 
pequenas pode utilizar hardware mais acessível e acaba se tornando mais barato para a 
aplicação. Ele também pode ser mais resiliente. Embora falhas em máquinas individuais 
sejam comuns, o cluster, como um todo, pode ser criado para continuar funcionando 
apesar dessas falhas, fornecendo alta confiabilidade. 
Duas empresas em particular Google e Amazon têm sido influentes no processo de 
desenvolvimento de rotas alternativas para armazenamento baseado na ideia de clusters. 
Ambas estiveram à frente na execução de grandes clusters. Além disso, obtiveram 
quantidades de dados relevantes para testarem e comprovarem seus modelos. Elas eram 
empresas bem-sucedidas e em crescimento com fortes componentes técnicos, 
proporcionando-lhes os meios e as oportunidades. 
Não é surpresa o fato de que essas empresas tinham em mente acabar com seus bancos 
de dados relacionais. Quando a década de 2000 chegou, elas produziram artigos concisos, 
porém altamente influentes, a respeito de seus trabalhos: BigTable (Google) e Dynamo 
(Amazon). 
Os exemplos do BigTable e do Dynamo inspirou a criação de projetos, que faziam 
experimentações com armazenamentos alternativos de dados, e discussões sobre o 
assunto haviam se tornado uma parte essencial das melhores conferências sobre software 
realizada no dia 11 de junho de 2009, em São Francisco Califórnia, organizada por Johan 
Oskarsson, um desenvolvedor de software de Londres. 
Johan estava interessado em descobrir mais sobre esses novos bancos de dados enquanto 
estava em São Francisco para um evento sobre Hadoop. Já que dispunha de pouco tempo, 
achou que não seria viável visitar todas as empresas, de modo que resolveu organizar uma 
reunião em que todos pudessem estar presentes e apresentar seu trabalho para quem 
estivesse interessado em conhecê-lo. 
A chamad
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Voldemort, Cassandra, Dynomite, HBase, Hypertable, CouchDB e MongoDB, mas o termo 
nunca ficou limitado a esse grupo original. Não há uma definição genericamente aceita 
nem uma autoridade para fornecer uma, de modo que tudo o que podemos fazer é discutir 
algumas características comuns em bancos de dados que tendem a ser chamados de 
 
As características comuns dos bancos de dados NoSQl são: não utilizam o modelo 
relacional, tem uma boa execução em clusters, ter código aberto (open source), são criados 
para suportar propriedades da web do século XXI, e não tem um esquema definido 
(schema free). 
O resultado mais importante do surgimento do NoSQL é a persistência poliglota. Em vez 
de escolher o banco de dados relacional mais utilizado por todos, precisamos entender a 
natureza dos dados que estamos armazenando e como queremos manipulá-los. O 
resultado é que a maioria das organizações terá uma mistura de tecnologias de 
armazenamento de dados para diferentes circunstâncias. Veja a figura abaixo: 
 
MODELOS DE DADOS 
Um modelo de dados é a forma pela qual percebemos e manipulamos nossos dados. Para 
as pessoas utilizarem um banco de dados precisam de um modelo que descreve a forma 
pela qual interagimos com os dados desse banco. Embora o termo formal para modelo 
esteja relacionado a um metamodelo ou uma abstração sobre os dados, quando tratamos 
de modelos dentro do contexto de NoSQL estamos nos referindo a forma ou o modo pelo 
qual o gerenciador do banco de dados organiza seus dados. 
O modelo de dados dominante nas últimas décadas é o modelo relacional, já falamos 
bastante sobre ele em uma aula anterior, que pode ser entendido como um conjunto de 
tabelas. Cada tabela possui linhas e cada linha representa uma entidade de interesse. 
Descrevemos essa entidade por meio de colunas, cada uma tendo um único valor. Uma 
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coluna pode se referir a outra linha da mesma tabela ou em uma tabela diferente, o que 
constitui um relacionamento entre essas entidades. 
Uma das mudanças mais evidentes trazidas pelo NoSQL é o afastamento do modelo 
relacional. Cada solução NoSQL possui um modelo diferente, os quais dividimos em quatro 
categorias amplamente utilizadas no ecossistema NoSQL: chave-valor, documento, 
família de colunas ou colunar, e grafos. Dessas as três primeiras compartilham uma 
 
A orientação agregada reconhece que você, frequentemente, deseja trabalhar com dados 
na forma de unidades que tenham uma estrutura mais complexa do que um conjunto de 
tuplas. Pode ser útil pensar em termos de um registro complexo que permita que listas e 
outras estruturas de dados sejam aninhadas dentro dele. Partindo desta ideia é possível 
agora definir o conceito de agregado. 
 Um agregado é um conjunto de objetos relacionados que desejamos tratar como uma 
unidade. Em particular, é uma unidade de manipulação de dados e gerenciamento de 
consistência. Normalmente, preferimos atualizar agregados como operações atômicas e 
comunicarmo-nos com nosso armazenamento de dados em termos agregados. 
Essa definição corresponde bem ao funcionamento dos bancos de dados chave-valor, 
documento e família de colunas. Lidar com agregados facilita muito a execução desses 
bancos de dados em um cluster, uma vez que o agregado constitui uma unidade natural 
para replicação e fragmentação. Agregados também são, frequentemente, mais simples 
de ser manipulados pelos programadores de aplicativos. 
Vejam um exemplo de um modelo agregado na figura abaixo. Observem que nestes casos 
é possível criar uma estrutura hierárquica dentro dos atributos dos objetos. Para fazer isso 
usamos podemos usar JSON ou XML. 
 
Vamos agora tratar com um pouco mais de detalhes cada uma das categorias de modelos 
que apresentamos anteriormente. 
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MODELO DE DADOS CHAVE-VALOR 
O modelo de dados chave-valor trata o agregado como um todo opaco, o que significa 
que somente serápossível fazer uma pesquisa por chave para o agregado como um todo, 
não sendo possível executar uma consulta nem recuperar apenas parte do agregado. 
Esse é o tipo de banco de dados NoSQL mais simples e permite a visualização do banco 
de dados como uma grande tabela hash. Conforme falamos acima, o banco de dados é 
composto por um conjunto de chaves, as quais estão associadas um único valor. A figura 
abaixo apresenta um exemplo de um banco de dados que armazena informações pessoais 
no formato chave-valor. A chave representa um campo como o nome, enquanto o valor 
representa a instância do correspondente. 
 
Este modelo, por ser de fácil compreensão e implementação, permite que os dados sejam 
rapidamente acessados pela chave, principalmente em sistemas que possuem alta 
escalabilidade, contribuindo para aumentar a disponibilidade de acesso aos dados. As 
operações disponíveis para manipulação de dados são bem simples, como get() e set(), 
que permitem retornar e capturar valores, respectivamente. A desvantagem deste modelo 
é que não permite a recuperação de objetos por meio de consultas mais complexas. 
Como exemplo de banco de dados NoSQL que adota o modelo chave-valor podemos 
destacar o DynamoDB, o qual foi desenvolvido pela Amazon. Dentre as principais 
funcionalidades do Dynamo temos a possibilidade de realizar particionamento, replicação 
e versionamento dos dados. 
Além do Dynamo, outras soluções NoSQL seguem o mesmo conceito de chave-valor: 
Redis, Riak e GenieDB. 
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MODELO DE DADOS DE DOCUMENTO 
O modelo de documentos torna o agregado transparente para o banco de dados, 
permitindo que sejam executadas consultas e recuperações parciais. Entretanto, pelo fato 
de o documento não possuir esquema, o banco de dados não pode atuar muito na 
estrutura desse documento para otimizar o armazenamento e a recuperação de partes do 
agregado. 
Um documento, em geral, é um objeto com um identificador único e um conjunto de 
campos, que podem ser strings, listas ou documentos aninhados. Estes campos se 
assemelham a estrutura chave-valor, que cria uma única tabela hash para todo o banco de 
dados. No modelo orientado a documentos temos um conjunto de documentos e em cada 
documento temos um conjunto de campos (chaves) e o valor deste campo. 
Outra característica importante é que este modelo não depende de um esquema rígido, 
ou seja, não exige uma estrutura fixa como ocorre nos bancos de dados relacionais. Assim, 
é possível que ocorra uma atualização na estrutura do documento, com a adição de novos 
campos, por exemplo, sem causar problemas no banco de dados. 
Na figura a seguir temos um exemplo de documento representado por um banco de dados 
de fornecedor (supplier) que tem os campos ID, Name, Address e Order. Para cada um 
desses campos temos os valores associados. Vejam que o atributo order aponta para outro 
documento. 
 
Como principais soluções que adotam o modelo orientado a documentos destacamos o 
CouchDB e o MongoDB. CouchDB utiliza o formato JSON e é implementado em Java, 
além disso permite replicação e consistência. O MongoDB foi implementado em C++ e 
permite tanto concorrência como replicação. 
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MODELO COLUNAR 
Modelos de famílias de colunas dividem o agregado em famílias de colunas, permitindo ao 
banco de dados tratá-las como unidades de dados dentro do agregado da linha. Isso 
impõe alguma estrutura ao agregado, mas também permite que o banco de dados 
aproveite a estrutura para melhorar sua acessibilidade. 
Vejam que neste caso, mudamos o paradigma em relação ao modelo chave-valor. A 
orientação deixa de ser por registros ou tuplas para orientação por colunas. Neste modelo 
os dados são indexados por uma trilha (linha, coluna e timestamp), onde as linhas e colunas 
são identificadas por chaves e o timestamp permite diferenciar múltiplas versões de um 
mesmo dado. 
 
Vale ressaltar que operações de leitura e escrita são atômicas, ou seja, todos os valores 
associados a uma linha são considerados na execução destas operações, 
independentemente das colunas que estão sendo lidas ou escritas. Outro conceito 
associado ao modelo é o de família de colunas (column family), que é usado com o intuito 
de agrupar colunas que armazenam o mesmo tipo de dados. 
Observem abaixo o que geralmente acontece na prática em banco de dados colunar. 
Neste caso as colunas das tabelas são serializadas e armazenadas em disco. 
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Este modelo de dados surgiu com o BigTable do Google, por isso é comum falar sobre o 
modelo de dados BigTable. Dentre as características deste modelo temos a possibilidade 
de particionamento dos dados, além de oferecer forte consistência, mas não garante alta 
disponibilidade. Outras soluções sugiram após o BigTable, dentre elas o Cassandra, 
desenvolvido pelo Facebook. Temos também o Hbase, que é um banco de dados open 
source semelhante ao BigTable, que utiliza o Hadoop. 
MODELO DE GRAFOS 
Bancos de dados de grafos são motivados por uma frustração diferente com banco de 
dados relacionais e, por isso, têm um modelo oposto registros pequenos com 
interconexões complexas. A ideia desse modelo é representar os dados e/ou o esquema 
dos dados como grafos dirigidos, ou como estruturas que generalizem a noção de grafos. 
O modelo de grafos é mais interessante que outros quando informações sobre a 
interconectividade ou a topologia dos dados são mais ou tão importantes quantos os 
dados propriamente ditos. O modelo orientado a grafos possui três componentes básicos: 
os nós (são os vértices do grafo), os relacionamentos (são as arestas) e as propriedades 
(ou atributos) dos nós e relacionamentos. 
Neste caso, o banco de dados pode ser visto como um multigrafo rotulado e direcionado, 
onde cada par de nós pode ser conectado por mais de uma aresta. Um exemplo pode ser: 
cidades foram visitadas anteriormente (seja residindo ou viajando) por pessoas que 
 
No modelo relacional esta consulta poderia ser muito complexa devido a necessidade de 
múltiplas junções, o que poderia acarretar uma diminuição no desempenho da aplicação. 
Porém, por meio dos relacionamentos inerentes aos grafos, estas consultas tornam-se mais 
simples e diretas. 
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Alguns bancos que utilizam esse padrão são: Neo4J, Infinite Graph, InfoGrid, 
HyperGraphDB. Vejam a figura abaixo que apresenta duas características relacionadas aos 
bancos de dados de grafos: o processamento e o armazenamento nativo. 
 
CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE MODELOS 
Bancos de dados orientados a agregados tornam os relacionamentos entre agregados 
mais difíceis de lidar do que relacionamentos intra-agregados. 
Bancos de dados sem esquema permitem que campos sejam adicionados livremente aos 
registros, mas geralmente há um esquema implícito esperado pelos usuários dos dados. 
Banco de dados orientados a agregados, muitas vezes, criam visões materializadas para 
fornecer dados organizados de um modo diferente de seus agregados primários. Isso, 
muitas vezes, é realizado com computação MapReduce. 
Outro ponto importante é saber associar cada categoria dos modelos de dados aos seus 
respectivos representantesou principais referências. Veja nas figuras a seguir essa lista de 
forma organizada. 
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Chave 
Valor
Riak
Redis
Amazon 
DynamoDB
Oracle 
BerkeleyBD
Documentos
MongoDB
CouchDB
Azure 
DocumentDB
Colunar
Hbase
Cassandra
HyperTable
BigTable
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FORMAS DE DISTRIBUIÇÃO 
Há dois estilos de distribuição de dados: a replicação e a fragmentação. A fragmentação 
distribui dados diferentes em múltiplos servidores, de modo que cada servidor atue como 
a única fonte de um subconjunto de dados. A replicação copia os dados para servidores 
distintos, de modo que cada parte dos dados pode ser encontrada em múltiplos lugares. 
Um sistema pode utilizar ambas as técnicas. 
A replicação mestre-escravo torna um nodo a cópia oficial, a qual lida com gravações, 
enquanto os escravos sincronizam-se com o mestre e podem lidar com as leituras. A 
replicação ponto a ponto permite gravações em qualquer nodo; os nodos são 
coordenados para sincronizar suas cópias de dados. A replicação mestre-escravo reduz a 
chance de conflitos de atualização, mas a ponto a ponto evita carregar todas as gravações 
em um único ponto de falha. 
TEOREMA CAP 
No mundo NoSQL, é comum referimo-nos ao teorema CAP como o motivo pelo qual 
pode-se precisar relaxar a consistência. Ele foi proposto originalmente por Eric Brewer em 
2000, e recebeu uma prova formal de Seth Gilbert e Nancy Lynch alguns anos depois. É 
possível ouvir referências aos termos como conjectura de Brewer. 
A declaração do teorema CAP é que, dadas as três propriedades de Consistência, 
Disponibilidade e de Tolerância a partições, somente é possível obter duas delas. A sigla 
vem do nome dessas propriedades em inglês: Consistency, Availability, e Partition 
tolerance. Logicamente, a existência do teorema vai depender de como são definidas cada 
uma dessas propriedades. Vejamos então a definição de cada uma delas. Antes vejam a 
Grafos
Neo4J
Infinite 
Graph
InfoGrid 
Titan
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figura abaixo o diagrama de Van que representa o relacionamento entre as três 
propriedades. 
 
A consistência refere-se ao fato de que uma leitura em qualquer um dos nodos de um 
sistema retorna como resultado a mesma informação. Vejam a figura abaixo: 
 
A disponibilidade trata do fato das requisições de leitura e escrita sempre serão 
reconhecidas e respondidas sobre a forma de sucesso ou falha. Desta forma, toda 
solicitação recebida por um nodo que não esteja no estado de falha deve resultar em uma 
resposta. 
A tolerância a partições significa que o cluster pode suportar falhas na comunicação que 
o dividam em múltiplas partições incapazes de se comunicar entre si, essa situação é 
conhecida como divisão cerebral (split brain). 
Observe na figura a seguir um exemplo de disponibilidade e tolerância a partições. Veja 
que a partição B não possui os dados referentes ao id 3 e recebe uma mensagem de erros 
no caso de uma partição. 
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ACID X BASE 
ACID é um princípio de design de banco de dados relacionado ao gerenciamento de 
transações. É um acrônimo que significa: Atomicidade, Consistência, Isolamento e 
Durabilidade. 
ACID é um estilo de gerenciamento de transações que utiliza controles de simultaneidade 
pessimista para garantir que a consistência seja mantida através da aplicação de bloqueios 
de registo. ACID é a abordagem tradicional de gerenciamento de transações de banco de 
dados, uma vez que é aproveitada pelos sistemas de gerenciamento de banco de dados 
relacionais. 
Quando olhamos para o teorema CAP, os bancos de dados relacionais estão associados à 
priorização das propriedades de Consistência e Disponibilidade. 
O Modelo BASE (Basically Avaliable, Soft State, Eventual Consistency), foi sugerido como 
contraposição ao ACID. O ACID é pessimista e força a consistência no final de cada 
operação, enquanto o modelo BASE é otimista e aceita que a consistência no banco de 
dados estará em um estado de fluxo, ou seja, não ocorrerá no mesmo instante, gerando 
 
A disponibilidade do Modelo BASE é garantida tolerando falhas parciais no sistema, sem 
que o sistema todo falhe. Por exemplo, se um banco de dados está particionado em cinco 
nós e um deles falha, apenas os clientes que acessam aquele nó serão prejudicados, pois 
o sistema como todo não cessará seu funcionamento. 
A consistência pode ser relaxada permitindo que a persistência no banco de dados não 
seja efetivada em tempo real (ou seja, logo depois de realizada uma operação sobre o 
banco). Pelo ACID, quando uma operação é realizada no SGBD, ela só será finalizada se 
houver a certeza de que a persistência dos dados foi realizada no mesmo momento, fato 
que é derivado da propriedade da durabilidade. 
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Já no BASE isso não se confirma. Para garantir a disponibilidade, algumas etapas são 
dissociadas à operação requisitada, sendo executadas posteriormente. O cliente realiza 
uma operação no banco de dados e, não necessariamente, a persistência será efetivada 
naquele instante. O Modelo BASE pode elevar o sistema a níveis de escalabilidade que 
não podem ser obtidos com ACID. 
No entanto, algumas aplicações necessitam que a consistência seja precisamente 
empregada. Nenhuma aplicação bancária poderá colocar em risco operações de saque, 
depósito, transferência, etc. O projetista do banco de dados deverá estar ciente de que se 
utilizar o Modelo BASE ganhará disponibilidade em troca de consistência, o que pode 
afetar os usuários da aplicação referente ao banco de dados. 
Quando um banco de dados suporta BASE, favorece a disponibilidade sobre a 
consistência. Em outras palavras, a base de dados é A + P a partir de uma perspectiva de 
teorema CAP. Em essência, BASE aproveita concorrência otimista, relaxando restrições 
fortes de consistência determinadas pelas propriedades ACID. 
Se um banco de dados é basicamente disponível, esse banco de dados sempre dará 
conhecimento ao pedido de um cliente, quer sob a forma dos dados solicitados ou de uma 
notificação de sucesso/fracasso. Na figura abaixo, o banco de dados é basicamente 
disponível, mesmo que tenha sido particionado como um resultado de uma falha de rede. 
 
Soft state significa que um banco de dados pode estar em um estado inconsistente 
quando os dados são lidos. Assim, os resultados podem mudar se os mesmos dados forem 
solicitados novamente. Isso ocorre porque os dados podem ser atualizados para a 
consistência, mesmo que nenhum usuário tenha escrito no banco de dados entre duas 
leituras. Esta propriedade está intimamente relacionada com a consistência eventual. 
Na figura abaixo, 1. Um usuário atualiza um registro no peer A. 2. Antes dos outros peers 
serem atualizados, o usuário B solicita o mesmo registro do peer C. 3. A base de dados 
está agora em um estado soft, e dados obsoletos são devolvido ao usuário B. 
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