Aula 01 - Banco de dados

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Banco de Dados 1 • Aula 01
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Objetivos
• C01. Compreender os conceitos, de dados, estruturas 
de dados e bancos de dados.
• C01H01. Reconhecer uma estrutura de dados e sua 
função em um sistema de informação;
• C01H02. Entender o que é um banco de dados e como 
este se diferencia do uso tradicional de arquivos em 
sistemas de informação. 
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Conceitos Básicos
• Dados
– São fatos conhecidos que podem ser registrados e que 
possuem significado implícito [ELMASRI/NAVATHE]
• Ex: venda de gasolina gera alguns dados: data da compra, 
preço, quantidade, etc. 
•
Dados Fatos sobre alguma coisa ou evento
Informação Dados relacionados organizados e tratados de uma maneira 
para ser útil para tomar decisões especificas;
Dados endossados por relevância e sentido (Peter Drucker)
Conhecimento Informações relacionadas organizadas em uma maneira para 
produzir um contexto para tomar decisões especificas.
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Conceitos Básicos
• Dados
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Conceitos Básicos
• Minimundo ou universo de discurso (UoD)
– Representa algum aspecto do mundo real.
– Coleção logicamente coerente de dados com algum significado 
inerente.
– Construído para uma finalidade específica.
• Exemplo de um grande banco de dados comercial
– Amazon.com
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Conceitos Básicos
• Metadados
– Metadados (DD ou Dicionário de dados), ou Metainformação, 
são dados sobre outros dados.
• Um item de um metadado pode dizer do que se trata aquele 
dado, geralmente uma informação inteligível por um 
computador. 
• Os metadados facilitam o entendimento dos 
relacionamentos e a utilidade das informações dos dados.
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Conceitos Básicos
• Arquivo
– Na informática, um arquivo é um agrupamento de registros 
que:
• Seguem uma regra estrutural.
• Contém informações (dados) sobre uma área específica de 
conhecimento.
– Estes arquivos podem conter informações de qualquer tipo de 
dados:
• Ex.: textos, imagens, vídeos, programas, etc. 
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Conceitos Básicos
• Banco de Dados
– Coleção de dados relacionados [ELMASRI/NAVATHE].
– Conjunto de dados integrados que têm por objetivo atender a 
uma comunidade especifica [HEUSER].
– Coleção de dados organizados, que constituem, de acordo 
com sua manipulação, informações úteis de uma determinada 
organização em particular.
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Conceitos Básicos
• Sistema Gerenciador de Banco de Dados – SGBD
– Conjuntos integrados de programas que permitem criar e 
manipular bases de dados
• Os dados são estruturados com relativa independência das 
aplicações que os manipulam.
– Permite alterar a estrutura dos dados de uma base de dados 
sem necessidade de reformular as respectivas aplicações que 
operam com os dados.
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Conceitos Básicos
• Modelo de Dados
– Especificação das estruturas de dados e regras de negócio 
necessárias para suportar uma área de negócios. 
• Representa um conjunto de requisitos de informações de 
negócio. 
• É parte importante do desenho de um sistema de 
informação.
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Conceitos Básicos
• Modelo de Dados
– É um modelo abstrato.
• Descreve, de maneira conceitual, os dados a serem 
utilizados em um Sistema de Informações ou que 
pertencem a um domínio. 
– Normalmente, é representado de forma gráfica, para facilitar a 
visualização dos objetos (tabelas, índices e relacionamentos).
– A principal ferramenta do modelo é sua representação gráfica, 
o Diagrama Entidade Relacionamento (DER). 
• Normalmente o modelo e o diagrama são conhecidos por 
suas siglas: MER e DER.
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Conceitos Básicos
• Modelo de Dados
– Atende a três perspectivas: 
• Modelagem Conceitual
– Representação de alto nível.
– Considera exclusivamente o ponto de vista do usuário 
criador do dado.
• Modelagem Lógica
– Agrega alguns detalhes de implementação.
• Modelagem Física
– Demonstra como os dados são fisicamente 
armazenados.
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Características do uso de SGBD
• Processamento de arquivo tradicional
– Cada usuário define e implementa os arquivos necessários 
para uma aplicação de software específica.
– Ex.:
• Secretaria controla notas dos alunos, de forma 
independente.
• Contabilidade controla mensalidades dos alunos, de forma 
independente.
– Isso gera redundância, desperdício, inconsistência.
• Abordagem de banco de dados
– Um único repositório mantém dados que são definidos uma 
vez e depois acessados por vários usuários.
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Características do uso de SGBD
• Natureza de autodescrição de um sistema de banco de 
dados.
– O SGBD contém definição completa de sua estrutura e 
restrições.
– Está armazenada no Catálogo do SGBD.
– As informações armazenadas no catálogo são chamadas de 
Metadados.
• Descrevem a estrutura do BD primário.
– O catálogo é usado pelo: 
• Software de SGBD.
• Usuários do banco de dados que precisam de informações 
sobre a estrutura do banco de dados.
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Características do uso de SGBD
• Catálogo de Dados
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Características do uso de SGBD
• Natureza de autodescrição de um sistema de banco de 
dados.
– No processamento tradicional de arquivos:
• A definição dos dados faz parte da aplicação.
• A aplicação fica “presa” a um banco específico.
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Características do uso de SGBD
• Isolamento entre programas e dados, e abstração de 
dados.
– Independência entre dados e programa (aplicação).
• A estrutura dos arquivos de dados é armazenada no 
catálogo do SGBD separadamente dos programas de 
acesso.
– Independência da operação do programa.
• Programas acessam dados sem se preocupar em como as 
operações são feitas, internamente, pelo SGBD.
– Essas duas características juntas formam a abstração de 
dados.
• Permite a independência de dados do programa e a 
independência da operação do programa.
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Características do uso de SGBD
• Suporte de múltiplas visões dos dados.
– Visão
• Subconjunto do banco de dados.
• Contém dado virtual derivado dos arquivos do banco de 
dados, mas que não estão armazenados explicitamente.
– SGBD multiusuário
• Usuários têm uma série
de aplicações distintas.
• Precisa oferecer
facilidades para
definir múltiplas visões.
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Características do uso de SGBD
• Compartilhamento de dados e processamento de 
transação multiusuário.
– Permite que múltiplos usuários acessem o banco de dados ao 
mesmo tempo.
– Deve possuir software de Controle de Concorrência.
• Garante que vários usuários tentando
atualizar o mesmo dado façam 
isso de uma maneira controlada.
• Resultado dessas atualizações seja correto.
• Exemplo:
– Aplicações de processamento
de transação on-line (OLPT).
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Características do uso de SGBD
• Compartilhamento de dados e processamento de 
transação multiusuário.
– Transação
• Programa em execução ou processo que inclui um ou mais 
acessos ao banco de dados.
– Fundamental para muitas aplicações de banco de 
dados.
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Características do uso de SGBD
• Compartilhamento de dados e processamento de 
transação multiusuário.
– Transação
• O SGBD deve garantir as seguintes propriedades da 
transação:
– Propriedade de isolamento» Cada transação parece executar isoladamente das 
outras transações.
– Propriedade de atomicidade
» Ou todas as operações em uma transação são 
executadas ou nenhuma é.
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Quem usa SGBD – Atores
• Administrador de banco de dados (DBA)
– Responsável por: 
• Autorizar o acesso ao banco de dados.
• Coordenar e monitorar seu uso.
• Adquirir recursos de software e hardware.
• Projetistas de banco de dados
– Responsáveis por:
• Identificar os dados a serem armazenados.
• Escolher estruturas apropriadas para representar e 
armazenar esses dados.
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Quem usa SGBD – Atores
• Usuários finais
– Pessoas cujas funções exigem acesso ao banco de dados.
• Analistas de sistemas
– Identificam as necessidades dos usuários finais.
• Programadores de aplicações 
– Implementam as especificações identificadas pelos analistas, 
como programas.
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Quem não usa o SGBD – Bastidores
• Projetistas e implementadores de sistema de SGBD
– Projetam e implementam os módulos e as interfaces do SGBD 
como um pacote de software.
• Desenvolvedores de ferramentas.
– Projetam e implantam ferramentas para SGBD.
• Operadores e pessoal de manutenção.
– Responsáveis pela execução e manutenção do ambiente de 
hardware e software para o sistema de banco de dados.
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Vantagens de usar a abordagem de SGBD
• Controle de redundância.
– Impede:
• Atualizações em múltiplas tabelas.
– Duplicação de esforços.
• Desperdício de espaço de armazenamento.
– Sério para grandes bancos de dados.
• Inconsistência.
– Qual dado é o verdadeiro?
– Às vezes é necessário usar a redundância controlada para 
melhorar o desempenho das consultas.
• Agrupar dados para agilizar consultas.
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Vantagens de usar a abordagem de SGBD
• Restringe o acesso não autorizado.
– Subsistema de segurança e autorização.
– Software privilegiado apenas para DBA.
• Oferece armazenamento persistente para objetos do 
programa.
– Objeto complexo em C++ pode ser armazenado de forma 
permanente em um SGBD orientado a objeto.
– Problema de divergência de impedância.
• SGBD tradicional possui estruturas de dados incompatíveis 
com a linguagem de programação.
• Os SGBD orientados a objeto em geral oferecem 
compatibilidade da estrutura de dados.
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Vantagens de usar a abordagem de SGBD
• Oferece estruturas de armazenamento e técnicas de 
pesquisa para o processamento eficiente de consulta
– Índices.
• Estruturas de dados especializadas para aumentar a 
velocidade de consultas.
– Estruturas de dados em árvores.
– Buffering ou caching
• Armazena parte dos dados na memória RAM, para agilizar 
consultas.
– Processamento e otimização de consulta.
• Escolha eficiente do plano de execução da consulta.
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Vantagens de usar a abordagem de SGBD
• Oferece backup e recuperação
– Subsistema de backup e recuperação de SGBD é responsável 
pela recuperação de falhas.
• Oferece múltiplas interfaces do usuário.
– Interfaces adequadas em nível de conhecimento do usuário.
• Ex.: Gráficas (usuário casual, com pouca experiência)
• Representa relacionamentos complexos entre dados.
– Pode incluir muitas variedades de dados que estão inter-
relacionados de diversas maneiras
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Vantagens de usar a abordagem de SGBD
• Impõe restrições de integridade
– Restrição de integridade referencial.
• Ex.: cada registro de turma deve estar relacionado a um 
registro de disciplina
– Restrição de chave ou singularidade.
• Ex.: Cada registro de disciplina deverá ter um valor 
exclusivo para Numero_disciplina.
– Regras de negócio.
– Regras inerentes do modelo de dados.
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Vantagens de usar a abordagem de SGBD
• Permite dedução e ações usando regras
– Sistemas de banco de dados dedutivos
• Oferecem capacidades para definir regras de dedução
• Deduzem novas informações com base nos fatos 
armazenados no banco de dados.
– Ex.: Quando um aluno estará em recuperação.
– Gatilhos
• Regra ativada por ações na tabela.
– Procedimentos armazenados
• Procedimentos mais elaborados para impor regras.
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Vantagens de usar a abordagem de SGBD
• Implicações adicionais do uso da abordagem de banco 
de dados:
– Tempo reduzido para desenvolvimento de aplicação.
– Flexibilidade.
– Disponibilidade de informações atualizadas.
– Economias de escala.
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Quando não usar a abordagem de SGBD
• Mais desejável usar arquivos comuns sob as seguintes 
circunstâncias:
– Aplicações de banco de dados simples e bem definidas, para 
as quais não se espera muitas mudanças.
– Requisitos rigorosos, de tempo real, que podem não ser 
atendidos devido as operações extras executadas pelo SGBD.
– Sistemas embarcados com capacidade de armazenamento 
limitada.
– Nenhum acesso de múltiplos usuários aos dados.
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