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Aula 01 Banco de Dados I - UNIGRAN CONCEITOS BÁSICOS Prezado(a) aluno(a), Em nossa primeira Aula, definiremos e compreenderemos alguns conceitos básicos sobre banco de dados. Ao iniciar o estudo desta disciplina, é importante que planeje conscientemente o tempo que dedicará à construção dos conhecimentos apresentados neste material e ao estudo dos conteúdos de forma geral, incluindo pesquisas e consultas a outras fontes. Ademais, sugerimos que procure considerar um tempo estimado, pois haverá temas que consumirão mais e outros menos tempo do que o esperado. Lembre-se, ainda, de ler e refletir sobre os objetivos de aprendizagem e as Seções de Estudo da Aula 1. Afinal, você é o protagonista de sua aprendizagem e precisará saber onde chegar para direcionar sua aprendizagem! Contamos com a sua participação ativa na construção de conhecimentos! Bom trabalho! Objetivos de aprendizagem Ao término desta aula, você será capaz de: • definir e diferenciar dados e informações; • identificar e interpretar, em linhas gerais, o que compõe um Banco de Dados; • apontar as etapas e refletir sobre a elaboração do Banco de Dados. 11 Banco de Dados I - UNIGRAN Seções de estudo • Seção 1 - Dado e Informações. • Seção 2 - Banco de Dados. Seção 1 – Dados e Informação Na maioria dos dicionários, podemos constatar que “dado” é um termo proveniente do latim datu, que significa: conceder. De acordo com o pensamento de Turban, McLean e Wetherbe (2004), um dado pode ser entendido como um item ou fato que diz respeito a uma descrição primária de objetos, eventos, atividades e transações que são gravados, classificados e armazenados, mas não chegam a ser organizados de forma a transmitir algum significado específico. São, portanto, exemplos de dados: as imagens e figuras, os sons, dados numéricos e alfanuméricos etc. Para iniciar nossas refl exões, nesta primeira seção da Aula 1, vamos aprofundar nossos conhecimentos sobre o contexto da diferença entre Dados e Informações, estes novos saberes irão substanciar a compreensão dos conceitos relacionados. Durante a leitura desta aula é importante que você tenha sempre em mão um dicionário e/ou outros materiais de pesquisa para eliminar eventuais dúvidas sobre o assunto discuƟ do. Bons estudos! ? ? Vamos iniciar nossos estudos com um simples, porém relevante quesƟ onamento: o que são ‘dados’? ? VOCÊ SABIA Em informáƟ ca, dados brutos (raw data) podem designar também os dados/valores recolhidos e estocados tal qual foram adquiridos, sem terem sofrido o menor tratamento? (DICIONÁRIO SENSAGENT, 2013). 12 Banco de Dados I - UNIGRAN Em outras palavras, dado é uma informação desestruturada, a qual só ganhará o status efetivo de informação, após a agregação de valor (BARAN, 1997). Antes de respondermos a este questionamento, precisamos levar em conta que, enquanto conceito, o termo ‘informação’ pode ter inúmeros significados, os quais podem ser pautados no senso comum ou científicos. De forma geral, ‘informação’ é um termo ligado aos conceitos de instrução, conhecimento, comunicação, dados etc. Agora, uma resposta adequada para o questionamento seria a definição da informação como resultado adquirido a partir da organização, do processamento e da manipulação de dados, de maneira tal que modifique qualitativa e quantitativamente no conhecimento de quem a recebe, seja um indivíduo, uma máquina ou um animal (TURBAN; MCLEAN; WETHERBE, 2004; ALVES, 2013; GLOSSÁRIO DE MARKETING, 2013). Outra possibilidade seria a definição de informação como todo conjunto de dados organizados de maneira a ter sentido e valor para seu destinatário, diante disso esta informação está inserida em um contexto, ou seja, o usuário interpreta o significado, realiza conclusões e deduções a partir deles. Dessa forma, os dados processados por um programa aplicativo são usados de maneira específica e maior utilidade do que aqueles simplesmente recuperados de um Banco de Dados. Tal aplicativo pode ter ainda a finalidade de um sistema de gerenciamento de estoque, um sistema de matrículas de uma universidade, ou um sistema de internet para compra e venda de ações (ELMASRI; NAVATHE, 2005; MACHADO; ABREU, 2012). Entendeu a diferença entre dado e informação? Para ficar mais clara esta compreensão, vejamos como podemos diferenciá-los: De acordo com as ideias de Setzer (2001), ‘dado’ pode ser entendido como uma sequência de símbolos quantificáveis ou quantificados. Por exemplo, um texto é um dado, pois as letras são símbolos quantificados, entretanto, o alfabeto é um conjunto finito, e ainda constitui uma base numérica (a base hexadecimal emprega tradicionalmente, além dos 10 dígitos decimais, as letras de A a E). Além disso, são dados fotos, figuras, sons gravados e animação, porém todos podem ser quantificados, apesar de se ter ocasionalmente dificuldade de distinguir a sua reprodução, com base na representação quantificada, com o original. Vale destacar que, mesmo quando incompreensível para o leitor, qualquer texto tem um dado ou uma sequência de dados. ? ? Aqui, nos surge outra questão, a saber: mas o que podemos, então, entender por ‘informação’? 13 Banco de Dados I - UNIGRAN Já a informação não pode ser formalizada por meio de uma teoria lógica ou matemática (abstração informal), está na mente de alguém, representando algo significativo para uma pessoa. Sobretudo, isto não é uma definição, mas uma caracterização, pois ‘algo’, ‘significativo’ e ‘alguém’ não estão bem definidos. Para entendermos melhor vejamos um exemplo, a frase: "Paris é uma cidade fascinante", é uma informação – desde que seja lida ou ouvida por alguém, desde que "Paris" signifique para essa pessoa a capital da França (supondo-se que o autor da frase queria referir-se a essa cidade) e "fascinante" tenha a qualidade usual e intuitiva associada com essa palavra. Neste exemplo, caso a representação da informação seja realizada utilizando-se de dados, então a informação, mesmo com seu teor um tanto abstrato, também pode ser guardada, organizada, mudada, manipulada e/ou transformada em um computador (SETZER, 2001). Entendendo o que são dados e informações, vejamos a interação existente entre esses dois conceitos: Finalizando esta seção, no exemplo a seguir, os dados são classificados/ apresentados como: nome, endereço e telefone de cada indivíduo. Por esta razão, eles aparecem individualizados; contudo, eles poderiam ter sido gerados como uma informação, se aglomerados e cadastrados em uma lista telefônica: FONTE: adaptado de DAVENPORT, T. H. Ecologia da informação. São Paulo: Futura, 2001. FONTE: adaptado de DAVENPORT, T. H. Ecologia da informação. São Paulo: Futura, 2001. Figura 1.1 Interação entre dados e informação. Figura 1.2 Apresentação de dados/informações. 14 Banco de Dados I - UNIGRAN Seção 2 – Defi nição de Banco de Dados (BD) Um BD pode ser entendido como um conjunto de dados armazenados, organizados de forma que permite uma posterior recuperação. Podemos também defini-lo como um grupo de dados relacionados entre si e armazenados de acordo com uma determinada lógica, de forma que possa ser recuperado quando necessário (ELMASRI; NAVATHE, 2005; MACHADO; ABREU, 2012). Como no exemplo apresentado anteriormente na Figura 2.1, uma lista telefônica é um grande BD, pois contém um grupo de dados (nomes, endereços, telefones) que se relacionam, neste caso, a lógica de armazenamento é alfabética, e em seguida subdividida por profissão e serviços (DAVENPORT, 2001). Navathe e Abreu (2005) nos ensinam que o BD deve ser projetado e construído com dados para um propósito específico. Além disso, um BD precisa possuir algumas aplicações preconcebidas e um grupo de usuários, aos quais sejam permitidas a execução de algumas atividades,tais como: inclusão, exclusão e alteração de dados. Neste sentido, podemos concluir que um BD tem um papel crítico em muitas áreas na qual os computadores são utilizados e pode estar presente em quaisquer áreas do conhecimento, tais como: engenharia, educação, medicina, comércio, indústria etc. Fique antenado! No site do You Tube, você pode encontrar inúmeros vídeos sobre o BD. Sugiro que realize buscas uƟ lizando esse termo como palavra-chave, procure assisƟ r alguns deles e se posicionar criƟ camente em relação ao conteúdo. Com os conhecimentos que está adquirindo, cada vez mais, você se torna capaz de superar o senso comum sobre as informações disponibilizadas nos diferentes meios de comunicação e uƟ lizá-las como fontes de pesquisa, sempre que considerar que se tratam de conhecimentos úteis! Passemos, agora, ao estudo da segunda seção de nossa primeira aula, na qual conceituaremos o banco de dados. ? ? O que é um Banco de Dados? 15 Banco de Dados I - UNIGRAN 2.1 SGBD - Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados e Sistemas de Banco de Dados De acordo com Elmasri e Navathe (2005), um SGBD (Sistema de Gerenciador de Banco de Dados) trata-se de um grupo de programas que permitem aos usuários desenvolver e manter um BD. Ainda segundo os autores, o SGBD pode ser compreendido também como um sistema de software de propósito geral com potencial para facilitar a definição, a construção, a manipulação e o compartilhamento de BD entre várias aplicações e usuários. Vale ressaltar que, para constituir um BD, de qualquer tamanho ou complexidade, é preciso especificar os tipos de dados, as estruturas e as restrições para os dados a serem armazenadas. Podemos, portanto, entender que: BD + SGBD = SBD (Sistema de Banco de Dados). Para melhor compreendermos o SBD, vejamos uma imagem gráfica que exemplifica, de forma simplificada, sua configuração: Atenção!!! Nesse contexto, a ideia de ‘construção’ refere-se ao processo de armazenamento de dados em alguma mídia apropriada controlada pelo SGBD. Já o conceito de ‘manipulação’, está associado a algumas funções, tais como: a pesquisa em BD no intento de recuperar um determinado dado, enquanto o comparƟ lhamento possibilita aos programas e usuários, de forma concorrente, acessar o BD (ELMASRI; NAVATHE, 2005). FONTE: ELMASRI, R.; NAVATHE, S. B. Sistema de Banco de Dados. Tradução de Marília Guimarães Pinheiro et al. São paulo: Pearson Education, 2005. Figura 1.3 Confi guração de SBD simplifi cado. 16 Banco de Dados I - UNIGRAN 2.2 Características do emprego de BD Em relação às características do emprego do BD, Elmasri e Navathe (2005) nos ensinam que em um processamento habitual de arquivos, como parte da programação da aplicação, os usuários podem definir e programar os arquivos indispensáveis para uma determinada aplicação, como nos exemplos: a) uma secretaria de notas, enquanto usuária, pode desenvolver e manter um arquivo com as notas para os alunos, enquanto programas que permitam a impressão do histórico do aluno e a inserção de novas notas no arquivo são implementados como parte da aplicação; b) um profissional da área de contabilidade, como usuário, pode inserir e exercer controle sobre os dados relacionados às mensalidade e aos pagamentos dos alunos. Nestes casos, embora reconheçamos que ambos os usuários possuem interesse nos dados sobre os estudantes, cada um deles mantém tais dados em arquivos separados, deixando a tarefa de manipulação desses arquivos para os programas, uma vez que cada um deles necessitará de determinados dados não disponíveis nos arquivos dos outros. É importante observarmos que este tipo de redundâncias para definir e armazenar dados pode resultar tanto em esforços redundantes para manter os dados comuns atualizados, como no desperdício de espaço de armazenamento. Isso não acontece na abordagem utilizando um BD, pois nela, um repositório de dados é definido uma única vez, mantido e, então, acessado pelos diferentes usuários (ELMASRI; NAVATHE, 2005). Desse modo, as principais características da abordagem de um BD versus a abordagem de processamento de arquivos são (KORTH; SILBERSCHATZ, 2006; ELMASRI; NAVATHE, 2005): a) a natureza autodescritiva; b) separação entre programas e dados; c) abstração de dados; d) múltiplas visões de dados; e) compartilhamento de dados. A seguir, vamos conhecer cada um deles! 2.2.1 Natureza Autodescritiva Vale a pena destacar que uma das principais características da abordagem BD é o SGBD, o qual é capaz de manter não apenas os dados, mas também a forma Entendendo a confi guração de um SBD, a parƟ r de agora vamos refl eƟ r sobre o emprego do BD. 17 Banco de Dados I - UNIGRAN como estes dados são armazenados, contendo uma completa definição ou descrição da estrutura desse BD e suas restrições (KORTH; SILBERSCHATZ, 2006). Acrescenta-se que tais informações são armazenadas no catálogo do SGBD que contém informações como a estrutura de cada arquivo, o tipo e o formato de armazenamento de cada tipo de dado e restrições (ELMASRI; NAVATHE, 2005). Os mesmos autores exortam que a informação armazenada no catálogo é conhecida como metadados, os quais são usados tanto pelo software SGDB como pelos usuários do BD que necessitam de informações a respeito da estrutura de dados. Tradicionalmente, no processamento de arquivos, o programa que irá manipular os dados precisa ter esse tipo de informação, estando limitado a manipular as informações que o usuário conhece (KORTH; SILBERSCHATZ, 2006). Podemos notar, seguindo as ideias de Elmasri e Navathe (2005), que para este caso, os dados são parte dos próprios programas de aplicação. Assim, os programas são restritos a trabalhar com somente um Banco de Dados específico, na qual a estrutura esta declarada no programa da aplicação. Como, por exemplo, as aplicações em C++. Por fim, o programa de processamento de arquivos permite o acesso a um único Banco de Dados específico. Dessa forma, enquanto utilizar a abordagem Banco de Dados, a aplicação pode influenciar várias bases de dados diferentes. 2.2.2 Separação entre Programas e Dados No processamento de arquivos, a estrutura dos dados é tradicionalmente inserida no programa de acesso. Desse modo, qualquer alteração na estrutura de arquivos resulta em alteração no código fonte de todos os programas. No entanto, na abordagem Banco de Dados, a estrutura é modificada somente no catálogo, sem alterar os programas (ELMASRI; NAVATHE, 2005). Contudo, ainda segundo os autores, uma importante diferença de um BD evoluído e de uma estrutura de armazenamento de dados tradicional ou menos evoluída, é que essas estruturas são bem localizadas em um BD . “Metadados podem ser basicamente defi nidos como ‘dados que descrevem os dados’, ou seja, são informações úteis para idenƟ fi car, localizar, compreender e gerenciar os dados” (IBGE, 2013). 18 Banco de Dados I - UNIGRAN 1.4.3 Abstração de Dados De forma geral, reconhecemos que o conceito de abstração está ligado à característica de se observar apenas os aspectos de interesse, sem se atentar aos maiores detalhes envolvidos. Já no SGBD, com base no pensamento de Elmasri e Navathe (2005), é preciso apresentar ao usuário uma representação conceitual dos dados, não fornecendo muitos detalhes de como as informações são armazenadas. Assim, um modelo de dados é uma abstração de dados que são usados para apresentação desta representação conceitual, usando conceitos lógicos como objetos, suas propriedades e seus relacionamentos. A estrutura detalhada e a organização de cada arquivo são descritas no catálogo. Ademais, no contexto de abstração de dados, um BD poderá ser visto sem se considerar a forma como os dados são armazenados fisicamente (KORTH; SILBERSCHATZ, 2006). Apresentandode forma bem prática, abstração de dados é representar e armazenar dados de uma situação real em um BD. Por exemplo, é fazer um BD de controle de estoques de uma loja. Neste caso, a abstração é capacidade de “enxergar” as necessidades desse banco: Para Refl eƟ r O SBD precisa proporcionar uma visão totalmente abstrata do BD para o usuário. Em outras palavras, pouco importa para o usuário qual unidade de armazenamento está sendo usada para guardar seus dados, contanto que eles estejam disponíveis no momento necessário. Pense nisso... FONTE: ELMASRI, R.; NAVATHE, S. B. Sistema de Banco de Dados. Tradução de Marília Guimarães Pinheiro et al. São paulo: Pearson Education, 2005. Figura 1.4 Confi guração de SBD simplifi cado. 19 Banco de Dados I - UNIGRAN 1.4.4 Múltiplas visões de dados O conjunto de informações é usado por um conjunto diferente de usuários, é válido ressaltar que esses usuários podem ter visões diferentes da base de dados. Nesse sentido, uma visão é definida como um subconjunto de uma base de dados, resultante dos arquivos do BD, porém estes não estão armazenados, formam um conjunto virtual de informações. Também, de forma prática, uma visão ou views, como são conhecidas em bancos evoluídos, são consultas especializadas de parte dos dados de um Banco de Dados (ELMASRI; NAVATHE, 2005). 1.4.5 Compartilhamento de dados No modo de acesso multiusuário o SGBD precisa possibilitar que vários usuários acessem o BD ao mesmo tempo. Dessa forma, torna-se essencial que os dados sejam integrados e mantidos em um único BD (ELMASRI; NAVATHE, 2005). Para entender melhor esta questão de compartilhamento dos dados, vejamos um exemplo: um hotel, no qual temos vários atendentes registrando quartos ao mesmo tempo. Neste caso, o SGBD precisa garantir que cada quarto possa ser acessado apenas por um atendente de cada vez, a fim de fazer a reserva de maneira adequada para o cliente. Retomando a conversa inicial • Seção 1 – Dados e Informação Estudamos, inicialmente, que dados são itens ou fatos que dizem respeito a uma descrição primária de objetos, eventos, atividades e transações que são E então? Compreenderam o conteúdo da Aula 1? Contudo, para se assegurarem amplamente quanto ao êxito da aprendizagem, é necessário colocar o que foi aprendido em práƟ ca, você concorda? Para tanto, é importante que acesse o ambiente virtual e realize as aƟ vidades proposta como avaliação conƟ nuada desta Aula e, em caso de dúvidas, consulte seus colegas de curso e seu professor por intermédio das ferramentas disponibilizadas no ambiente virtual. Retomar conhecimentos é fundamental para sedimentar o processo de aprendizagem. Assim, convidamos você a relembrar os estudos realizados na Aula 1! 20 Banco de Dados I - UNIGRAN gravados, classificados e armazenados, mas não chegam a ser organizados de forma a transmitir algum significado específico. Os dados podem ser numéricos, alfanuméricos, figuras, sons ou imagens. Além disso, vimos que a informação é todo conjunto de dados organizados de maneira a ter sentido e valor para seu destinatário, diante disso, esta informação está inserida em um contexto, ou seja, o usuário interpreta o significado, realiza conclusões e deduções a partir deles. • Seção 2 – Definição de Banco de Dados Na segunda seção, entendemos que o BD é composto por um conjunto de dados armazenados, organizados de forma que permite uma posterior recuperação. Podemos também defini-lo como um grupo de dados relacionados entre si e armazenados de acordo com uma determinada lógica, de forma que possa ser recuperado quando necessário. Vimos, ainda, quais são as características do emprego do BD e compreendermos quais são as principais características da abordagem de um BD versus a abordagem de processamento de arquivos são a natureza autodescritiva, separação entre programas e dados, abstração de dados, múltiplas visões de dados e compartilhamento de dados. 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