Livro Implementação de Banco de Dados

Prévia do material em texto

SISTEMAS DE
BANCO DE DADOS
Peter Rob • Carlos Coronel
Projeto, implementação e gerenciamento
VII
PARTE I CONCEITOS DE BANCOS DE DADOS
Descrição de aplicação: a revolução relacional 3
Capítulo 1 Sistemas de banco de dados 4
Dados versus Informações 4
Introdução aos bancos de dados e ao SGBD 6
Por que o projeto do banco de dados é importante 11
Raízes históricas: arquivos e sistemas de arquivos 11
Problemas de gerenciamento de dados do sistema de arquivos 15
Sistemas de banco de dados 20
Resumo 28
Questões de revisão 28
Problemas 29
Capítulo 2 Modelos de dados 31
Modelagem e modelos de dados 31
Importância dos modelos de dados 32
Blocos básicos de construção de modelos de dados 33
Regras de negócio 34
Evolução dos modelos de dados 36
Graus de abstração de dados 51
Resumo 57
Questões de revisão 57
Problemas 58
PARTE II CONCEITOS DE PROJETOS 
�
Descrição de aplicação: A modelagem de bancos de dados ajuda as comunidades 65
Capítulo 3 Modelo de banco de dados relacional 66
Uma perspectiva lógica dos dados 67
Chaves 70
Regras de integridade 76
Operadores do conjunto relacional 78
Dicionário de dados e catálogo de sistemas 84
Relacionamentos dentro do banco de dados relacional 86
Nova abordagem à redundância de dados 94
Índices 97
Regras de Codd para bancos de dados relacionais 98
Resumo 100
SUMÁRIO
VIII
Questões de revisão 100
Problemas 102
Capítulo 4 Modelagem entidade-relacionamento (ER) 112
Modelo entidade-relacionamento (ER) 112
Desenvolvimento de um diagrama ER 136
Desafios de projetos de banco de dados: conflito de objetivos 145
Resumo 148
Questões de revisão 149
Problemas 151
Capítulo 5 Normalização das tabelas de banco de dados 162
Tabelas de banco de dados e normalização 162
Necessidade de normalização 163
Processo de normalização 166
Aprimoramento do projeto 175
Considerações sobre chaves surrogates 179
Formas normais de nível superior 181
Normalização e projeto do banco de dados 186
Desnormalização 190
Resumo 194
Questões de revisão 196
Problemas 197
Capítulo 6 Modelagem de dados avançada 207
O Modelo entidade-relacionamento estendido 207
Agrupamento de entidades 214
Integridade de entidades: seleção de chaves primárias 215
Casos de projetos: banco de dados flexível 220
Lista de verificação de modelagem de dados 226
Resumo 228
Questões de revisão 228
Problemas 229
SISTEMAS DE BANCO DE DADOS
IX
PARTE III PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO AVANÇADOS 
Descrição de aplicação: utilização de consultas para marcar pontos 239
Capítulo 7 Introdução à linguagem SQL 240
Introdução à SQL 240
Comandos de definição de dados 243
Comandos de manipulação de dados 258
Consultas de seleção 265
Comandos avançados de definição de dados 276
Consultas de seleção avançadas 284
Tabelas virtuais: criando uma visualização 294
Junção de tabelas de banco de dados 296
Resumo 302
Problemas 303
Capítulo 8 SQL Avançada 314
Operadores do conjunto relacional 314
Operadores de junção de SQL 321
Subconsultas e consultas correlacionadas 331
Funções da SQL 344
Sequências Oracle 352
Visualizações atualizáveis 356
SQL procedural 359
SQL embutida 383
Resumo 389
Questões de revisão 390
Problemas 391
Capítulo 9 Projeto de banco de dados 396
Sistema de informação 396
Ciclo de vida do desenvolvimento de sistemas (CVDS) 398
Ciclo de vida do banco de dados (CVBD) 402
Estratégias de projetos de banco de dados 429
Projeto centralizado vs. descentralizado 430
Resumo 433
Questões de revisão 433
Problemas 434
SUMÁRIO
X
PARTE IV CONCEITOS AVANÇADOS DE BANCO DE DADOS 
Descrição de aplicação: crise do banco de dados da JetBlue 437
Capítulo 10 Gerenciamento de transações e controle de 
 concorrência 438
O que é uma transação? 438
Controle de concorrência 446
Controle de concorrência com métodos de bloqueio 451
Controle de concorrência com métodos de time stamping 459
Controle de concorrência com métodos otimistas 460
Gerenciamento de recuperação de banco de dados 461
Resumo 466
Questões de revisão 467
Problemas 467
Capítulo 11 Sintonização (tuning) de desempenho de 
 banco de dados e otimização de consultas 470
Conceitos de sintonização de desempenho de banco de dados 470
Processamento de consultas 476
Índices e otimização de consultas 480
Escolhas de otimizadores 482
Sintonização de desempenho de SQL 485
Formulação de consultas 489
Sintonização de desempenho de SGBD 490
Resumo 493
Questões de revisão 494
Problemas 494
Capítulo 12 Sistemas de gerenciamento de banco de dados 
 distribuídos 499
A evolução dos sistemas de gerenciamento de bancos de dados distribuídos 499
Vantagens e desvantagens do SGBDD 502
Processamento distribuído e bancos de dados distribuídos 503
Características dos sistemas de gerenciamento de bancos de dados distribuídos 505
Componentes dos SGBDD 506
Níveis de dados e distribuição de processos 508
Recursos de transparência de banco de dados distribuídos 511
Transparência de distribuição 512
Transparência de transação 515
Transparência de desempenho e otimização de consultas 520
SISTEMAS DE BANCO DE DADOS
XI
Projeto de banco de dados distribuídos 522
Cliente/servidor versus SGBDD 529
Os doze mandamentos de C. J Date para banco de dados distribuídos 530
Resumo 531
Questões de revisão 532
Problemas 532
Capítulo 13 Business intelligence e data warehouses 535
Necessidade da análise de dados 535
Business intelligence 536
Arquitetura de business intelligence 538
Dados de suporte a decisões 542
Data warehouse 548
Processamento analítico on-line 552
Esquema estrela 567
Implementação de um data warehouse 577
Mineração de Dados (Data Mining) 580
Extensões de SQL para OLAP 583
Resumo 591
Questões de revisão 592
PARTE V BANCO DE DADOS E INTERNET 
Descrição de aplicação: A Casio aprimora a experiência do cliente na web 595
Capítulo 14 Conectividade de banco de dados e tecnologias 
 da web 596
Conectividade de bancos de dados 596
Banco de dados da internet 608
Linguagem XML (Extensible Markup Language) 615
Resumo 626
Questões de revisão 627
SUMÁRIO
XII
PARTE VI ADMINISTRAÇÃO DE BANCO DE DADOS 
Descrição de aplicação: Oreck revisa plano de recuperação desastroso após o furacão Katrina 629
Capítulo 15 Administração e segurança de banco de dados 630
Dados como um bem corporativo 630
A necessidade e a função do banco de dados em uma organização 631
Introdução de um banco de dados: considerações especiais 633
Evolução da função de administração de bancos de dados 634
Componente humano do ambiente do banco de dados 637
Segurança 652
Ferramentas de administração de banco de dados 657
Desenvolvimento de estratégia de administração de dados 662
DBA em ação: utilização de Oracle para a administração de banco de dados 664
Resumo 682
Questões de revisão 683
Glossário 685
SISTEMAS DE BANCO DE DADOS
XIII
Por diversos motivos, poucos livros sobrevivem até sua oitava edição. Autores e editoras que se acomodam 
com o sucesso de seu trabalho inicial geralmente pagam o preço de ver o mercado desmontar suas criações. 
Esta obra sobre sistemas de banco de dados foi bem-sucedida por sete edições porque nós – autores e edi-
tora – demos atenção ao impacto da tecnologia às questões e sugestões dos leitores. Acreditamos que esta 
oitava edição reflete com êxito a mesma atenção a esses estímulos. 
Em vários aspectos, reescrever um livro é mais difícil do que escrevê-lo pela primeira vez. Se o título for 
bem-sucedido, como este, uma preocupação importante é que as atualizações, inserções e exclusões afetem 
adversamente o estilo de escrita e a continuidade do conteúdo.Vem à mente o princípio de orientação da 
profissão médica: em primeiro lugar, não cause danos. Naturalmente, nossa própria experiência é um bom 
ponto de partida, mas também sabemos que os autores podem desenvolver uma atitude de orgulho que os 
impedem de detectar fraquezas ou oportunidades de aprimoramento. Felizmente, os esforços combinados 
de revisores e editores extraordinários, além de um valioso feedback das edições anteriores, proveniente 
de professores e alunos, ajudaram a fornecer a orientação e avaliação adequada para o reescrevermos. 
Acreditamos ter incorporado novos materiais e mantido o fluxo, a integridade e o estilo de escrita que tor-
naram bem-sucedidas as sete edições anteriores. 
ALTERAÇÕES NA 8a EDIÇÃO
Nesta 8a edição adicionamos alguns novos recursos e reorganizamos parte do conteúdo para fornecer um 
fluxo melhor do material. Além de aprimorar a cobertura dos projetos de banco de dados, que já eram for-
tes, fizemos outras melhorias na abordagem dos assuntos. A seguir estão alguns destaques:
• Descrições de aplicações novas e atualizadas, que mostram o impacto das tecnologias de bancos 
de dados no mundo real;
• Exemplos adicionais de UML (Unified Modeling Language); 
• Ampliação da cobertura das funções de Servidor SQL;
• Cobertura adicional dos tipos de índices utilizados por SGBD;
• Nova cobertura sobre business intelligence;
• Adição de cobertura de JDBC (Conectividade de bancos de dados em Java);
• Cobertura adicional de segurança de dados, incluindo vulnerabilidades e medidas de segurança.
Esta 8a edição continua a fornecer um fundamento sólido e prático para projeto, implementação e 
gerenciamento de sistemas de bancos de dados. Esses fundamentos são construídos a partir da noção de que, 
embora os bancos de dados sejam muito práticos, o êxito de sua criação depende da compreensão de concei-
tos importantes que os definem. Não é fácil chegar à combinação adequada de teoria e prática, mas ficamos 
contentes em saber que o feedback mencionado anteriormente sugere que fomos amplamente bem-sucedidos 
em nossa busca por manter o equilíbrio correto.
ABORDAGEM: ÊNFASE CONTÍNUA NO PROJETO
Como sugere seu título, Sistemas de banco de dados: projeto, implementação e gerenciamento cobre três 
amplos aspectos dos sistemas de bancos de dados. No entanto, por vários motivos importantes, damos 
atenção especial ao projeto.
PREFÁCIO
XIV
• A disponibilidade de excelentes softwares de banco de dados permite que mesmo as pessoas 
sem experiência na área criem bancos de dados e aplicações. Infelizmente, a abordagem “criação 
sem projeto” costuma pavimentar a estrada para vários desastres de bancos de dados. Em nossa 
experiên cia, muitas falhas de sistemas, se não a maioria, são atribuíveis a projetos ruins e não 
podem ser resolvidas nem com a ajuda dos melhores gerentes e programadores. Também é pro-
vável que os melhores softwares de SGBD não sejam capazes de superar os problemas criados ou 
amplificados por falhas de projeto. Utilizando uma analogia, até os melhores pedreiros e carpin-
teiros não conseguem criar uma boa edificação a partir de uma planta ruim.
• A maioria dos problemas que afetam o gerenciamento parece ser ativada por bancos de dados mal 
projetados. Provavelmente não vale a pena utilizar recursos escassos para desenvolver habilidades 
de gerenciamento excelentes e amplas e utilizá-las apenas em crises induzidas por projetos ruins.
• O projeto proporciona um excelente meio de comunicação. É mais provável que os clientes con-
sigam o que precisam quando o projeto do sistema de banco de dados for abordado com muito 
cuidado e atenção. Na verdade, os clientes podem descobrir como suas organizações realmente 
funcionam quando um bom projeto de banco de dados é completo. 
 A familiaridade com técnicas de projeto de bancos de dados promove a compreensão a respeito 
das tecnologias atuais. Por exemplo, como muitos dados em warehouses provêm de bancos de 
dados operacionais, os conceitos, estruturas e procedimentos do primeiro farão mais sentido 
mediante a compreensão da estrutura e implementação do segundo.
Como damos ênfase aos aspectos práticos do projeto de bancos de dados, seus conceitos e procedimentos 
são cobertos em detalhes, assegurando que os vários problemas do fim dos capítulos sejam desafiadores o 
suficiente para que os alunos possam desenvolver habilidades reais e úteis de projeto. Também asseguramos 
que os alunos compreendam os conflitos potenciais e reais entre a elegância do projeto, as exigências de 
informações e a velocidade de processamento de transações. Por exemplo, não faz muito sentido projetar 
bancos de dados que atendam a padrões de elegância do projeto, mas que falhem em suprir as exigências 
de informação dos usuários finais. Portanto, exploramos a utilização de dilemas cuidadosamente definidos 
para assegurar que os bancos sejam capazes de atender às necessidades dos usuários finais, ao mesmo tempo 
em que observamos altos padrões de projeto.
COBERTURA DE ASSUNTOS
Visão de sistemas
O título do livro começa com Sistemas de banco de dados. Portanto, 
examinamos os conceitos de projetos e de bancos de dados cobertos 
nos Capítulos 1-6 como parte de um todo maior, situando-os dentro 
do modelo de análise de sistemas do Capítulo 9. Acreditamos que os 
projetistas de bancos de dados que não compreendem que estes fazem 
parte de um sistema maior provavelmente negligenciarão exigências 
importantes do projeto. Na verdade, o Capítulo 9, “Projeto de banco 
de dados”, fornece um mapa para o projeto de banco de dados avan-
çado. Em um grande modelo de sistemas, podemos também explorar 
questões como gerenciamento de transações e controle de concor-
rência (Capítulo 10), sistemas de gerenciamento de banco de dados 
SISTEMAS DE BANCO DE DADOS
PARTE
1
CONCEITOS DE 
BANCOS DE DADOS
1
SISTEMAS DE BANCOS DE DADOS
MODELOS DE DADOS
1
2
XV
distribuí dos (Capítulo 12), business intelligence e dados warehouses (Capítulo 13), conectividade de banco 
de dados e tecnologias da web (Capítulo 14) e administração e segurança de bancos de dados (Capítulo 15).
Projeto de bancos de dados
O primeiro termo do subtítulo do livro é Projeto e nossa abordagem do projeto de bancos de dados é abran-
gente. Por exemplo, os Capítulos 1 e 2 examinam o desenvolvimento de bancos e modelos de dados e ilus-
tram a necessidade do projeto. O Capítulo 3 aponta os detalhes do modelo de banco de dados relacional. O 
Capítulo 4 proporciona uma abordagem extensiva, profunda e prática de projetos, e o Capítulo 5 dedica-se 
às questões críticas de normalização que afetam a eficiência e a efetividade dos bancos de dados. O Capítulo 
6 explora assuntos de projetos avançados. Os Capítulos 7 e 8 abordam questões de implementação de banco 
de dados e o modo como os dados são acessados por meio de SQL (Structured Query Language). O Capítulo 
9 analisa o projeto de banco de dados dentro dos modelos de sistemas e mapeia as atividades necessárias 
para projetar e implementar com sucesso um banco de dados no mundo real. 
Como o projeto de banco de dados é afetado pelas transações 
reais, pelo modo como os dados são distribuídos e pelas crescen-
tes exigências de informações, examinamos os principais recursos 
que devem ser suportados por bancos e modelos da geração atual. 
Por exemplo, o Capítulo 10, “Gerenciamento de transações e con- 
tro le de concorrência”, foca nas características de transações dos ban-
cos de dados e o modo como afetam sua integridade e consistência. 
O Capítulo 11, “Sintonização (Tuning) de desempenho de banco de 
dados e otimização de consultas”, ilustra a necessidade de eficiên cia de 
pesquisa no mundo real, que constantemente gera e utiliza bancos de 
dados com terabytes de dados e tabelas com milhões de registros. O 
Capítulo 12, “Sistemas de gerenciamento de banco de dados distribuí-
dos”, enfatizaa distribuição, replicação e alocação de dados. No 
Capítulo 13, “Businesses intelligence e data warehouses”, exploramos 
as características dos bancos de dados utilizados no suporte a decisões 
e no processamento analítico on-line. O Capítulo 14, “Conectividade 
de banco de dados e tecnologias da web”, cobre as questões básicas de 
conectividade encontradas no mundo de dados com base na web e mos-
tra o desenvolvimento dos front ends desse tipo de banco. 
Implementação
A segunda parte do subtítulo é Implementação. Utilizamos SQL 
(Structured Query Language) nos Capítulos 7 e 8 para mostrar como 
os bancos de dados são implementados e gerenciados. As questões 
especiais encontradas em um ambiente de banco de dados da internet 
são tratadas no Capítulo 14, “Conectividade de banco de dados e tec-
nologias da web”.
PREFÁCIO
projeto de bancos de dados9
Neste capítulo, você aprenderá:
 „ Que projetos bem-sucedidos de bancos de dados devem refletir o sistema de informação 
do qual o banco faz parte
 „ Que sistemas de informação bem-sucedidos são desenvolvidos dentro de um modelo 
conhecido como ciclo de vida do desenvolvimento de sistemas (CVDS)
 „ A que sistemas de informação, a maioria dos bancos de dados bem-sucedidos está fre-
quentemente sujeita a avaliações e revisões dentro de um modelo conhecido como ciclo 
de vida de bancos de dados (CVBD)
 „ Como conduzir avaliações e revisões em modelos de CVDS e CVBD
 „ Sobre estratégias de projeto de bancos de dados: projeto top-down vs. bottom-up e pro-
jeto centralizado vs. descentralizado
N
O
V
E
SISTEMA DE INFORMAÇÃO
Basicamente, um banco de dados é um depósito de fatos cuidadosamente pro-
jetado e estruturado. Ele faz parte de um todo maior conhecido como sistema 
de informação, que fornece para a coleta de dados o armazenamento e recupe-
ração dos mesmos. Esses sistemas também facilitam a transformação de dados 
em informações e permitem o seu gerenciamento e dos dados. Assim, um siste-
ma de informação completo é composto de pessoas, hardware, software, bancos 
de dados, aplicativos e procedimentos. A análise de sistemas é um processo 
que estabelece a necessidade e a extensão de um sistema de informações. O 
processo de criação de sistemas de informação é conhecido como desenvolvi-
mento de sistemas.
Uma característica essencial dos sistemas atuais é o valor estratégico das 
informações na presente era de negócios globais. Portanto, devem sempre estar 
alinhados às metas estratégicas de negócios. A perspectiva de sistemas isolados e 
independentes não é mais válida. Os novos sistemas de informação sempre devem 
estar integrados à arquitetura de sistemas de toda a empresa.
NOTA
Este capítulo não tem por objetivo cobrir todos os aspectos de análise 
e desenvolvimento de sistemas. Eles normalmente são tratados em 
um curso ou livro distinto. No entanto, deve ajudar a desenvolver uma 
melhor compreensão das questões associadas a projeto, implementação e 
gerenciamento de bancos de dados afetadas pelo sistema de informação do 
qual o banco de dados é um componente fundamental.
No modelo de desenvolvimento de sistemas, as aplicações transformam 
os dados em informações, que constituem a base da tomada de decisões. 
PARTE
3
PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO
AVANÇADOS
3
INTRODUÇÃO À LINGUAGEM SQL (STRUCTURED 
QUERY LANGUAGE)
SQL AVANÇADA
7
8
PROJETO DE BANCOS DE DADOS 9
PARTE
1
CONCEITOS DE 
BANCO DE DADOS
1
SISTEMAS DE BANCO DE DADOS
MODELOS DE DADOS
1
2
A revolução relacional
Hoje em dia, podemos contar com os benefícios trazidos pelos bancos de dados rela-
cionais a capacidade de armazenar, acessar e alterar dados de forma rápida e fácil em 
computadores de baixo custo. Mas, até o fim da década de 1970, os bancos de dados 
armazenavam grandes quantidades de dados em uma estrutura hierárquica que era 
inflexível e difícil de navegar. Os programadores precisavam saber o que os clientes 
queriam fazer com os dados antes que o banco fosse projetado. Incrementar ou alterar o 
modo como os dados eram analisados constituía um processo caro e demorado. Como 
consequência, as pesquisas eram realizadas por meio de extensas fichas catalográficas 
para encontrar um livro na biblioteca, utilizavam-se mapas rodoviários que não mos-
travam as mudanças ocorridas no último ano e era necessário comprar jornais para 
conseguir informações sobre preços de ações.
Em 1970, Edgar “Ted” Codd, matemático funcionário da IBM, escreveu um arti-
go que viria a mudar tudo isso. Na época, ninguém percebeu que as teorias obscuras 
de Codd desencadeariam uma revolução tecnológica comparável ao desenvolvimento 
dos computadores pessoais e da internet. Don Chamberlin, coinventor da SQL, a mais 
popular linguagem de computador utilizada pelos sistemas de bancos de dados de hoje, 
explica: “Havia aquele cara, Ted Codd, que usava um tipo de notação matemática estra-
nha, mas ninguém a levava muito a sério”. Então, Ted Codd organizou um simpósio e 
Chamberlin ouviu como ele conseguiu resumir cinco páginas de programas complica-
dos em uma única linha. “E eu disse: ‘Uau!’”, relembra Chamberlin.
O simpósio convenceu a IBM a fundar o Sistema R, um projeto de pesquisa que 
construiu um protótipo de um banco de dados relacional e que levaria à criação da SQL 
e do DB2. A IBM, no entanto, manteve o Sistema R em segundo plano por vários e 
decisivos anos. O interesse da empresa voltava-se para o IMS, um sistema de banco de 
dados confiável, de alta tecnologia, que havia surgido em 1968. Sem perceber o potencial 
de mercado daquela pesquisa, a IBM permitiu que sua equipe publicasse seus trabalhos.
Entre os leitores estava Larry Ellison, que havia acabado de fundar uma pequena 
empresa. Recrutando programadores do Sistema R e da Universidade da Califórnia, 
Ellison conseguiu colocar no mercado o primeiro banco de dados relacional com base 
em SQL em 1979, bem antes da IBM. Em 1983, a empresa lançou uma versão portátil do 
banco de dados, teve um faturamento bruto anual de US$ 5.000.000 e mudou seu nome 
para Oracle. Impelida pela concorrência, a IBM finalmente lançou o SQL/DS, seu primeiro 
banco de dados relacional, em 1980.
Em 2007, as vendas globais de sistemas de gerenciamento de banco de dados 
chegaram ao pico de US$ 15 bilhões com a Oracle detendo uma participação de prati-
camente metade do mercado, seguida pela IBM, com menos de um quarto. A partici-
pação do SQL Server da Microsoft cresceu mais rápido do que a de seus competidores, 
chegando a 14%.
Descrição 
de 
Aplicação
Sistemas de banco de dados1
DADOS VERSUS INFORMAÇÕES
Para compreender o que deve orientar o projeto de bancos de dados, você deve 
entender a diferença entre dados e informações. Os dados são fatos brutos. A 
palavra bruto indica que os fatos ainda não foram processados para revelar seu 
significado. Por exemplo, suponha que queira saber o que os usuários de um 
laboratório de informática pensam desse serviço. Normalmente, você começaria 
entrevistando os usuários para avaliar o desempenho do laboratório. A Figura 1.1a 
mostra o formulário de entrevista por web que permite que os usuários respondam 
a suas questões. Quando o formulário estiver preenchido, os dados brutos são sal-
vos em um depósito de dados, como apresentado na Figura 1.1b. Embora você já 
tenha os fatos em mãos, eles não têm nenhuma utilidade particular nesse formato 
– ler páginas e mais páginas de zeros e uns provavelmente não trará muitas ideias. 
Portanto, é preciso transformar os dados brutos em um resumo de dados, assim 
como na Figura 1.1c. Agora, é possível obter respostas rápidas a questões como: 
“Qual é a composição da base de clientes de nosso laboratório?”. Nesse caso, de 
forma rápida, é possível determinar que a maioria de nossos clientes são estudantes 
do penúltimo (24,59%) e do último (53,01%) ano da graduação.A rapidez com que 
os gráficos podem melhorar nossa capacidade de extrair os significados dos dados 
pode ser constatada no gráfico de barras dos resumos dos dados na Figura 1.1d.
As informações são o resultado do processamento de dados brutos para revelar 
seu significado. Esse processamento pode ser simples, como a organização dos dados 
para revelar padrões, ou complexos, como a realização de previsões ou a extração de 
inferências utilizando modelagem estatística. Para revelar seu significado, as infor-
mações exigem um contexto. Por exemplo, uma leitura de temperatura média de 
105o não tem muito significado, a menos que saibamos seu contexto: está em graus 
Fahrenheit ou Celsius? Trata-se da temperatura de uma máquina, de um corpo 
ou atmosférica? As informações podem ser utilizadas como o fundamento para a 
tomada de decisões. Por exemplo, o resumo de dados de cada questão do formulário 
de entrevista pode apontar os pontos fortes e fracos do laboratório, ajudando-o a 
tomar decisões confiáveis para melhor atender às necessidades de seus clientes.
Neste capítulo, você aprenderá:
„ A diferença entre dados e informações
„ O que é um banco de dados, os diferentes tipos e por que constituem recursos valiosos 
para a tomada de decisões
„ A importância do projeto de bancos de dados
„ Como os bancos de dados modernos evoluíram a partir de sistemas de arquivos
„ Falhas de gerenciamento de dados em sistemas de arquivos
„ Quais são os principais componentes dos sistemas de bancos de dados e como diferem 
dos sistemas de arquivos
„ As principais funções de um sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD)U
M
5SISTEMAS DE BANCO DE DADOS
Tenha em mente que os dados brutos devem ser formatados adequadamente para o armazenamen-
to, o processamento e a apresentação. Por exemplo, na Figura 1.1c, a classificação do aluno é formatada 
com o intuito de mostrar os resultados com base nas classificações de calouro (Freshman), segundo anista 
(Sophomore), terceiro anista (Júnior), quarto anista (Sênior) e graduado (Graduate Student). Pode ser 
necessário converter as respostas sim/não dos entrevistados para um formato S/N de armazenamento. Uma 
formatação mais complexa será necessária ao trabalharmos com tipos de dados complexos, tais como: sons, 
vídeos ou imagens.
Na atual “era da informação”, a produção de informações precisas, relevantes e rápidas é a chave 
para uma boa tomada de decisão. Por sua vez, uma boa tomada de decisão é a chave para a sobrevivência 
comercial no mercado global. Dizem que estamos entrando na “era do conhecimento”.1 Os dados são o 
1 Peter Drucker cunhou a expressão “trabalhador do conhecimento” em 1959, em seu livro Landmarks of Tomorrow. 
Em 1994, Esther Dyson, George Gilder, Dr. George Keyworth e Dr. Alvin Toffler introduziram o conceito de “era do 
conhecimento”.
D��7HOD�GH�SHVTXLVD�LQLFLDO E��'DGRV�EUXWR
F��,QIRUPDo}HV�HP�IRUPDWR�UHVXPLGR G��,QIRUPDo}HV�HP�IRUPDWR�GH�JUiILFRV
),*85$
���
7UDQVIRUPDomR�GH�GDGRV�EUXWRV�HP�LQIRUPDo}HV
6 SISTEMAS DE BANCO DE DADOS
fundamento das informações, que é a base do conhecimento, ou seja, do corpo de informações e fatos sobre 
um assunto específico. O conhecimento implica familiaridade, consciência e compreensão das informações 
conforme se apliquem a um ambiente. Uma característica fundamental do conhecimento é que o “novo” 
conhecimento pode ser obtido a partir do “antigo”.
Vamos resumir alguns pontos fundamentais:
• Os dados constituem os blocos de construção das informações.
• As informações são produzidas pelo processamento de dados.
• Elas são utilizadas para revelar o significado dos dados.
• Informações precisas, relevantes e rápidas são a chave para a boa tomada de decisões.
• A boa tomada de decisão é a chave para a sobrevivência de uma organização no ambiente global.
Informações rápidas e úteis exigem dados precisos. Esses dados devem ser gerados de forma adequada 
e armazenados em um formato de fácil acesso e processo. E, como qualquer recurso básico, o ambiente de 
dados deve ser gerenciado com cuidado. O gerenciamento de dados é uma disciplina que foca na geração, 
no armazenamento e na recuperação adequada dos dados. Diante do papel crucial executado pelos dados, 
você não deve estar surpreso que o gerenciamento de dados seja uma atividade central para qualquer negó-
cio, agência governamental, organizações de serviços ou filantrópicas.
INTRODUÇÃO AOS BANCOS DE DADOS E AO SGBD
Em geral, o gerenciamento eficiente de dados exige a utilização de um banco de dados computacional. Um 
banco de dados (ou base de dados2) é uma estrutura computacional compartilhada e integrada que arma-
zena um conjunto de:
• Dados do usuário final, ou seja, fatos brutos de interesse para esse usuário.
• Metadados, ou dados sobre dados, por meio dos quais os dados do usuário final são integrados e 
gerenciados.
Os metadados fornecem uma descrição das características dos dados e do conjunto de relaciona-
mentos que ligam os dados encontrados no banco de dados. Por exemplo, o componente de metadados 
armazena informações como o nome da cada elemento de dados, o tipo de valor (numérico, datas ou 
texto) armazenado, a possibilidade ou não de deixar esse elemento vazio, e assim por diante. Portanto, os 
metadados fornecem informações que complementam e expandem o valor e a utilização dos dados. Em 
resumo, os metadados trazem uma representação mais completa dos dados no banco. Dadas as caracte-
rísticas dos metadados, é possível ouvir a definição de um banco de dados como “um conjunto de dados 
autodescritivos”.
O sistema de gerenciamento de bancos de dados (SGBD) é um conjunto de programas que geren-
ciam a estrutura do banco de dados e controlam o acesso aos dados armazenados. Até certo ponto, o banco 
de dados se assemelha a um arquivo eletrônico com conteúdo muito bem organizado com a ajuda de um 
software poderoso, conhecido como sistema de gerenciamento de banco de dados.
2 Apesar de em inglês o termo “database” poder ser traduzido tanto para banco de dados como base de dados, o termo 
base de dados usualmente é utilizado para se referir aos dados armazenados no sistema de banco de dados enquanto 
o banco de dados, muitas vezes, se refere ao sistema de banco de dados. (N.R.T.)
7SISTEMAS DE BANCO DE DADOS
FUNÇÃO E VANTAGENS DO SGBD
O SGBD serve como intermediário entre o usuário e o banco de dados. Sua estrutura é armazenada como 
um conjunto de arquivos e o único modo de acessar os dados nesses arquivos é por meio do SGBD.�A Figura 
1.2 enfatiza o fato de o SGBD apresentar ao usuário final (ou aplicativo) uma visualização única e integrada 
dos dados no banco. O SGBD recebe todas as solicitações de aplicações e as traduz nas operações complexas 
necessárias para atendê-las. O SGBD oculta, dos aplicativos e usuários, boa parte da complexidade interna do 
banco de dados. O aplicativo pode ser escrito por um programador utilizando linguagens como Visual Basic.
NET, Java ou C++, ou criado por meio de um utilitário do SGBD.
8VXiULRV�ILQDLV
8VXiULRV�ILQDLV
6ROLFLWDomR�
GD�
DSOLFDomR
'DGRV
6ROLFLWDomR�
GD�DSOLFDomR 'DGRV
(VWUXWXUD�GR�EDQFR�GH�GDGRV
6*%'
6LVWHPD�GH�*HUHQFLDPHQWR�
GH�%DQFR�GH�'DGRV
&OLHQWHV
)DWXUDV
3URGXWRV
0HWDGDGRV
'DGRV�GR�
XVXiULR�ILQDO
ÔQLFD
,QWHJUDGD
KWWS���
),*85$
���
2�6*%'�JHUHQFLD�D�LQWHUDomR�HQWUH�R�XVXiULR�ILQDO�H�R�EDQFR�GH�GDGRV
9LVXDOL]DomR�
GRV�GDGRV
A presença de um SGBD entre as aplicações do usuário final e o banco de dados oferece algumas van-
tagens importantes. Em primeiro lugar, o SGBD permite que os dados no banco sejam compartilhados por 
diversas aplicações e usuários. Em segundo lugar, integra visualizações muito diferentes dos usuários sobre 
os dados em um único repositório de dados que engloba tudo.
Como os dados constituem um material bruto fundamental a partir do qual as informaçõessão obti-
das, é necessário um bom método para gerenciá-los. Você descobrirá neste livro que o SGBD ajuda a tornar 
o gerenciamento de dados mais eficiente e eficaz. Por exemplo, fornece vantagens como:
• Aprimoramento do compartilhamento de dados. O SGBD ajuda a criar um ambiente em que os 
usuários finais tenham melhor acesso a dados em maior quantidade e mais bem gerenciados. Esse 
acesso possibilita que os usuários finais respondam rapidamente a mudanças em seu meio.
• Aprimoramento da segurança de dados. Quanto mais usuários acessam os dados, maiores são os 
riscos de falhas de segurança.�As empresas investem consideráveis quantidades de tempo, esforços 
e dinheiro para garantir que seus dados sejam utilizados adequadamente. O SGBD fornece um 
modelo para melhor aplicar as políticas de privacidade e segurança de dados.
• Melhoria na integração dos dados. O acesso mais amplo a dados bem gerenciados promove uma 
perspectiva integrada das operações da organização e uma visualização mais clara do panorama geral. 
Facilita muito a visualização de como as ações de um segmento da empresa afetam outros segmentos.