Aula 1 - Introdução

Prévia do material em texto

Banco de Dados II
INF8021
Aula 1
Apresentação do Plano de Ensino
Conceitos Iniciais
Professor: André Lucio
Período: 2016/01
Apresentação do Plano de Ensino
• O plano de ensino será apresentado nesta aula.
• Avaliação
– 3 provas escritas A1, A2 e A3
– 2 trabalhos – com peso de 20% das notas de A1 
(trabalho1) e A2 (trabalho 2)
– Aulas expositivas e práticas
– Realização de estudos de caso
– Enviar um e-mail para ser adicionado na lista da 
turma
• andre.oliveira@uva.br
• Colocar no assunto: UVA – BD2 – lista de e-mails
Modelos de Dados
• Modelos de dados de alto nível ou conceitual
– Oferecem conceitos que são próximos ao modo 
como muitos usuários percebem os dados. [1]
– Não se preocupam com o paradigma de banco 
de dados a ser utilizado: relacional, hierárquico, 
em redes, orientados a objetos.
– Utilizam conceitos como entidades, atributos e 
relacionamentos.
– Pode ser modelado através de um MER (modelo 
entidade-relacionamento)
• Modelos de dados lógico, representativos[1] , 
de implementação [1] ou de registro [1]
– Oferecem conceitos que podem ser facilmente 
entendidos pelos usuários finais, mas que não 
está muito longe de como os dados são 
organizados e armazenados no computador.
– Mostram os dados usando estruturas de registro.
– Já refletem o paradigma de banco de dados a ser 
utilizado:
• Relacional (modelo de dados relacional)
• Hierárquico (modelo de dados hierárquico)
• Em redes (modelo de dados em redes)
• Orientados a objetos (modelo de dados de objetos).
Modelos de Dados
• Modelos de dados de baixo nível ou físico
– Oferecem conceitos que descrevem os detalhes 
de como os dados são armazenados no 
computador, em geral em discos magnéticos
– Seus conceitos costumam ser voltados para 
especialistas de computadores, não para usuário 
finais.
– Descrevem o armazenamento dos dados como 
arquivos no computador, com informações como 
formatos de registro, ordenações de registro e 
caminhos de acesso (com o objetivo de facilitar a 
busca no BD – exemplo: índices).
Modelos de Dados
Esquemas do Banco de Dados
• Em qualquer modelos de dados é importante 
distinguir entre a descrição do BD e o próprio BD.
• Esta descrição é denominada Esquema do banco 
de dados, que é especificada durante o projeto de 
banco de dados e não se espera que mude com 
frequência.
• A representação de um esquema é chamada 
Diagrama de Esquema.
• Um diagrama de esquema representa apenas 
alguns aspectos de um esquema, como os nomes 
de tipos de registro e itens de dados, e alguns 
tipos de restrições.
• Não mostra nem o tipo de dados de cada item, 
nem os relacionamentos entre os diversos 
arquivos.
Esquemas do Banco de Dados
Esquemas do Banco de Dados
Nome CPF Data-Nasc Endereço Sexo Salário Supervisor Dept
Nome Número
Num-Dept Localidade
Nome Número Local Dept
CPF-Emp Num-Proj Horas
CPF-Emp Nome-Dep Sexo Data-Nasc Relacionamento
EMPREGADO
DEPARTAMENTO
LOCALIZACAO
PROJETO
TRABALHO
DEPENDENTE
Gerente Num Dept Data-Inicio
GERENCIA
• Quando definimos um novo BD, especificamos 
seu esquema apenas para o SGBD.
• Nesse ponto, o estado do BD correspondente é o 
estado vazio, sem dados.
• Obtemos um estado inicial de um BD quando ele é
populado ou carregado com os dados iniciais.
• Em qualquer ponto do tempo, o BD tem um estado 
atual.
• O SGBD é parcialmente responsável por garantir 
que todo estado do BD seja um estado válido, ou 
seja um estado que satisfaça a estrutura e as 
restrições especificadas no esquema.
Esquemas x Instâncias
• O SGBD é parcialmente responsável por garantir 
que todo estado do BD seja um estado válido, ou 
seja um estado que satisfaça a estrutura e as 
restrições especificadas no esquema.
• O SGBD armazena as descrições das construções 
e restrições do esquema – também denominado 
metadados – no catálogo do SGBD, de modo que 
o mesmo possa recorrer ao esquema sempre que 
precisar.
• A maioria dos SGBD modernos possui algumas 
operações para evolução de esquema que podem 
ser aplicadas enquanto o BD está em 
funcionamento.
O SGBB e o estado de um BD
• A arquitetura de 3 camadas (Navathe)
Arquitetura de Três Esquemas
• A arquitetura de 3 camadas (Date)
Arquitetura de Três Esquemas
• A arquitetura de 3 camadas (Date)
Arquitetura de Três Esquemas
 
• Objetivo: Separar as aplicações do usuário do 
banco de dados físico.
• Nessa arquitetura, os esquemas podem ser 
definidos nos seguintes níveis:
– Nível Interno (nível de armazenamento) - descreve a 
estrutura do armazenamento físico do BD
– Nível Conceitual (nível lógico de comunidade) -
descreve a estrutura do BD inteiro para uma comunidade 
de usuários (descrição de entidades, tipos de dados, 
relacionamentos, operações do usuário e restrições)
– Nível externo ou de visão (nível lógico do usuário) -
inclui uma série de esquemas externos ou visões do 
usuário. 
Arquitetura de Três Esquemas
• Fonte: 
Date 
Arquitetura de Três Esquemas
• Comentário adicional da figura anterior 
Arquitetura de Três Esquemas
Sublinguagem de dados (data sublanguage) - isto é, um subconjunto da 
linguagem completa, relacionado de modo específico aos objetos e às 
operações do banco de dados. A sublinguagem de dados (abreviada 
como DSL - Data Sublanguage) é considerada embutida na linguagem 
hospedeira corres­pondente. A linguagem hospedeira (ou "host") é
responsável pelo fornecimento de diversos recursos não relacionados 
com bancos de dados, como variáveis locais, operações de cálculo, 
lógica de desvios condicio­nais (branching logic), e assim por diante. 
• Independência de Dados,
– A arquitetura de três camadas pode ser usada para 
explicar melhor a conceito de independência de dados, 
que pode ser definida como a capacidade de alterar o 
esquema em um nível do sistema de banco de dados 
sem ter de alterar o esquema no nível mais alto.
– Independência lógica de dados - capacidade de alterar 
o esquema conceitual sem ter de alterar os esquemas 
externos ou os programas de aplicação (exemplo: 
adição/remoção de tipo registro ou item de dados). Mais 
difícil de se alcançar.
– Independência física de dados - capacidade de alterar 
o esquema interno sem ter de alterar o esquema 
conceitual (ex: criação de índices de acesso)
Arquitetura de Três Esquemas
• Linguagem de Definição de Dados (DDL - Data Definition Language)
– Usada pelo DBA e seus projetitas de BD para definir os 
esquemas.
• Linguagem de Definição de Visão (VDL - View Definition Language)
– Especificar visões do usuário e seus mapeamentos ao esquema 
conceitual.
– Na maioria do SGBD, o esquema externo é definido pela DDL.
• Linguagem de Manipulação de Dados (DML - Data Manipulation 
Language)
– Recuperação, inserção, exclusão e modificação de dados no BD.
• Linguagem de Controle de Dados (DCL - Data Control 
Language)
– Utilizada para tratar as permissões do banco de dados como a 
concessão (GRANT) ou revogação (REVOKE) de privilégios no 
banco de dados.
Linguagens do Banco de Dados
• Nos BD atuais, esses tipos de linguagens 
normalmente não são considerados linguagens 
distintas, ao contrário, uma linguagem integrada e 
abrangente é usada na definição do esquema 
conceitual, definição de visão e manipulação de 
dados.
– Exemplo: linguagem SQL - que representa uma 
combinação de DDL, VDL e DML
Linguagens do Banco de Dados
• Interfaces baseadas em menu para clientes Web 
ou de navegação
• Interfaces baseadas em formulário
• Interfaces gráficas com o usuário (apresenta um 
esquema em formato de diagrama)
• Interface de linguagem natural (via terminal)
• Entrada e saída de voz (centrais de atendimento 
ao cliente)
• Interfacespara usuário paramétricos (exemplo: 
caixas eletrônicos - menor número de toques -
“clicadas”)
• Interfaces para o DBA
Interfaces do Banco de Dados
O ambiente do 
SGBD (Navathe)
(*) usuários 
paramétricos : 
usuários de transações 
enlatadas, por 
exemplo, caixas de 
bancos, funcionários 
de reservas em 
companhias aéreas.
O ambiente do 
SGBD (Date)
• Controle de redundância
• Compartilhamento de dados
• Controle de acesso
• Múltiplas interfaces
• Representação de relacionamentos
• Cumprimento das restrições de integridade
• Capacidade de “backup” e restauração
Funcionalidades de um SGBD
Controle de Redundância
Redundância de dados
Problemas da redundância de dados:
• duplicação de esforço para manter os dados 
atualizados;
• desperdício de espaço de armazenamento;
• possibilidade de inconsistência dos dados
Armazenamento em um único local no banco de dados 
X 
Redundância para melhorar o desempenho das consultas.
Funcionalidades de um SGBD
Compartilhamento de Dados
• Sistemas multiusuários
• Controle de concorrência
• Transações atômicas
Funcionalidades de um SGBD
Controle de Acesso
Segurança e autorização
• senhas para usuários e para grupos de 
usuários;
• restrição de acesso a parte do banco de dados;
• proibição de executar certas operações;
• acesso de usuários paramétricos restrito apenas 
a transações “enlatadas”;
• proibição de uso de software privilegiado, como 
o software de criação de contas.
Funcionalidades de um SGBD
Múltiplas Interfaces
• Linguagens de consulta para usuários casuais;
• Linguagens de programação para 
programadores de aplicações;
• Interfaces gráficas com formulários (telas) e 
menus para usuários paramétricos;
• Interfaces para administração do banco de 
dados;
• Linguagem natural.
Funcionalidades de um SGBD
Cumprimento das Restrições de Integridade
• Tipo de dado (domínio)
• Unicidade de itens de dados (chave)
• Integridade referencial
• Restrições derivadas da semântica dos dados
Cumprimento automático pelo SGBD
ou
Especificação em programas de aplicação
Funcionalidades de um SGBD
Capacidade de Backup e Restauração
Casos de falha de hardware ou de software. 
Backup e restauração (“recovery”) : consistência 
de estado do banco de dados.
Funcionalidades de um SGBD
Pessoal envolvido em grandes 
sistemas de bancos de dados
• Classe dos administradores
– administrador de sistema
– administrador de dados
– administrador de BD (ABD)
– pessoal de operação e suporte
• Classe dos desenvolvedores
– projetistas do BD
– analistas de sistemas
– programadores de aplicações
• Classe dos usuários finais
– usuários ocasionais
– operadores de aplicações
– usuários sofisticados
Pessoal envolvido em grandes 
sistemas de bancos de dados
Ambiente de BD - Papéis
• Administrador do Sistema
– instala e mantém o SGBD
– necessário bom conhecimento do SO
– tem os mais altos privilégios
• Administrador do BD
– responsável por criar e manter BDs
– tem privilégios nos BDs que gerencia
• Administrador de Dados
– responsável pelo ambiente de dados da 
organização
AD versus ABD
• Administração de Dados está voltada para o planejamento 
conceitual e a organização dos recursos de dados
– modelagem de dados, desenvolvimento de políticas e 
padrões para uso e gerência dos dados, treinamento de 
usuários, coordenação de atividades com projetistas de 
sistemas e usuários
• Administração de Banco de Dados está voltada para 
aspectos técnicos associados a um ambiente específico de 
um sistema de gerenciamento de banco de dados, no que 
diz respeito à operação e manutenção física de um ou mais 
BDs.
• Trabalho de Pesquisa
– Entrega: 1 aula antes da A1
– Tema: Dissertar sobre os paradigmas de BD: 
Hierárquico, Redes, Relacional e Orientado a 
Objetos
– Foco: conceitos de cada paradigma, exemplos de 
SGBD, comparação entre eles.
– Recomendações:
• Citações das fontes de pesquisa no meio do texto.
• Listar referências no final.
• Seguir o modelo de arquivo apresentado pelo professor
Modelos de Bancos de Dados
Referências Bibliográficas
• [1] Pressman R. S. 2006 – Engenharia de Software – Sexta 
Edição – Editora McGraw-Hill
• [2] Date, C. J 2004 – Introdução a Sistemas de Banco de 
Dados – Oitava Edição – Editora Campus
• [3] Navathe. S e Elmasri 2005, E. – Sistemas de Banco de 
Dados - Quarta Edição – Editora Addison-Wesley
• [4] http://ehgomes.com.br/disciplinas/bdd/sgbd.php - última 
consulta em 02/02/2016
• [5] Notas de aula - BANCO DE DADOS (Fundamentos e 
Projeto) – professor Asterio K. Tanaka - UniRio