Sistemas de Banco de Dados Projeto Implementao e
Sistemas de Banco de Dados: Projeto, Implementação e gestão Oitava Edição Capítulo 1 Sistemas de Banco de Dados
Objetivos • A diferença entre dados e informações information • O que é um banco de dados? • Quais são os tipos de banco de dados? • Quais são os ativos principais no processo de tomada de decisão? • A importância do projeto de Banco de Dados. Database Systems, 8 th Edition 2
Objetivos(continuação) • Evolução dos Banco de Dados a partir de sistemas baseados em arquivos • Componentes principais dos sistemas de banco de dados • As principais funções dos sistemas gerenciadores de banco de dados (SGBD). Database Systems, 8 th Edition 3
Introdução • As boas decisões requerem boas informações derivadas de dados. • A gestão dos dados são mais eficientes quando armazenadas em um banco de dados Database Systems, 8 th Edition 4
Dados vs. Informação • Dados são fatos crús (elementares). • Informação é o resultado de processamento de dados crús para revelar algum significado. • A informação depende de um contexto para revelar o significado. • Dados crús devem ser formatados para armazenamento, processamento e apresentação. • Dados são considerados como a fundação da informação que é o bedrock do conhecimento. Database Systems, 8 th Edition 5
Dados vs. Informação(continuação) • Dados: Blocos de informação • A informação é produzida a partir do processamento de dados. • Informação é usada para revelar o significado dos dados. • Precisa, relevante , temporal é a chave para uma boa decisão. • Uma boa decisão é a chave para a sobrevivência da empresa. Database Systems, 8 th Edition 6
Introdução ao Banco de Dados e ao SGBD • Banco de Dados: compartilhado, Estutura computacional integrada que armazena uma coleção de dados – Dados do usuário final: fatos primários de interesse do usuário final. – Metadata: dados sobre os dados • Metadata fornece a descrição das características dos dados e o relacionamento entre os dados. – Complementa e expande o valor dos dados. • Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) : coleção de programas – Gestão da estrutura e controle de acesso aos dados. Database Systems, 8 th Edition 7
Papel e Vantagens do SGBD • SGBD é um intermediário entre o usuário e o banco de dados. • A estrutura do banco de dados é armazenda com uma coleção de arquivos. • Acesso ao banco de dados por meio do SGBD • SGBS permite que os dados sejam compartilhados. • SGBD integra várias visões do banco de dados pelos usuários. Database Systems, 8 th Edition 8
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Papel e Vantagens do SGBD (continuação) • Vantagens do SGBD: – Melhoria no compartilhamento de dados – Melhoria na segurança de dados – Melhoria na integração de dados – Minimizar incosistência de dados – Melhoria de acesso aos dados – Melhoria na tomada de decisão – Aumento da produtividade Database Systems, 8 th Edition 10
Tipos de Banco de Dados • Banco de Dados podem ser classificados de acordo com: – Número de usuários – Local – Tipo de uso • Banco de dados mono-usuário suporta apenas o uso por um usuário de cada vez. • Banco de Dados multi-usuário suporta vários usuário ao mesmo tempo. – Banco de dados Workgroup – Banco de dados corporativo Database Systems, 8 th Edition 11
Tipos de Banco de Dados (continuação) • Banco de Dados centralizado: dados alocados em um único local. • Banco de dados distribuídos: dados distribuídos em diferente locais. • Banco de dados operacionais: suporte as operações do dia a dia. – Transacional ou banco de dados de produção • Data warehouse: armazena dados usados para decisões estratégicas e táticas. Database Systems, 8 th Edition 12
Tipos de banco de dados (continuação) • Dados não-estruturados existem na forma original. • Dados estruturados resultantes da formatação dos dados. • Dados semi-estruturados – algum processamento inicial • Extensible Markup Language (XML) representa elementos de dados na forma textual. • Banco de dados XML suporta dados XML semiestruturado Database Systems, 8 th Edition 13
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Por que o projeto de Banco de Dados é importante • O projeto de Banco de Dados foca no projeto de uma estrutura de banco de dados usada para o usuário final. – O projetista deve identificar as necessidade do usuário final • Banco de dados bem projetado: – Facilita gestão de dados – Gera informação útil • Banco de dados com deficiência no projetado: – Causa erros de difícil manutenção Database Systems, 8 th Edition 15
Histórico: Arquivos e Sistema de arquivos • Razões para estudar sistema de arquivos: • Facilita a compreensão do banco de dados – Entender os problemas do sistema de arquivos evitar repetí-los nos SGBD. – O conhecimento do sistemas de arquivos facilita a sua conversão de dados antigos para o SGBD. Database Systems, 8 th Edition 16
Histórico: Arquivos e Sistema de arquivos(continuação) • A medida que os sistema de arquivos cresce: – Cada arquivo possue seu próprio aplicativo para armazenar, recuperar e modificar os dados. – Cada arquivo é de propriedade de cada indivíduo ou departamento. • O gestor dos dados do departamento responsável pelos dados tem como função principal a programação dos dados para cada aplicativo. Database Systems, 8 th Edition 17
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Problemas com a gestão de dados usando os sistema de arquivos • O sistema de arquivo era apenas uma versão melhorada dos sistemas manuais. – Sistemas de arquivos foram usados por mais de duas décadas – A compreensão dos problemas dos sistemas de arquivos ajuda o desenvolvimento de banco de dados mais modernos e eficientes • Mesmo um sistema de arquivos simples requer uma programação complexa. – Perguntas Ad hoc eram impossíveis – Mudança nas estruturas de dados são complexas Database Systems, 8 th Edition 21
Problemas com a gestão de dados usando os sistema de arquivos (continuação) • Características de seguranças são difíceis de implementação – Normalmente inexistentes do ambiente de sistema de arquivos • Resumo das limitações dos sistemas de arquivos: – – – Requer programação complexa Não permite perguntas ad hoc Administração de sistema complexa Difícil efetuar mudanças nas estruturas existentes Características de seguranças não adequadas. Database Systems, 8 th Edition 22
Dependência estrutural e de dados • Dependência estrutural: acesso a um arquivo depende de sua estrutura • Independência estrutural: mudança da estrutura do arquivo sem afetar o acesso aos dados. • Dependência de Dados: mudança no acesso aos dados quando houver alterações nas características de armazenamento. • Independência de dados: características de armazenamento de dados não afeta o acesso aos dados Database Systems, 8 th Edition 23
Structural and Data Dependence (continuação) • O significado prático da dependência de dados é a diferença entre os formatos lógico e físico • Formato Lógico dos dados: como os humanos veêm os dados • Formato físico dos dados: como o computador deve armazenar e trabalhar com os dados • Cada programa deve conter – Códigos especificando como abrir cada tipo específico de dados – Especificação de registro – Definições de campo Database Systems, 8 th Edition 24
Definições de campos e convenções de nomes • Armazenamento do nome do cliente como um campo único • Selecionando o nome apropriado para os campos é importante e devem ser descritivos – Usando um convenção de nomes a própria estrutura dos dados torna-se auto-documentada – Alguns software têm restrições quanto ao comprimento dos nomes • Cada registro deve ter um identifcador único Database Systems, 8 th Edition 25
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Redundância de Dados • Estrutrura de arquivos tornam dificil combinar dados de diferentes fontes/locais – Tornando vulnerável a sua segurança • Estrutura organizacional controla o armazenamento do mesmo dados em diferentes locais – Ilhas de informação • Dados armazenados em diferentes locais podem não ser alterados de forma consistente • Redundância dos Dados: os mesmos dados armazenados em locais diferentes sem o devido controle e as vezes desnecessáriamente Database Systems, 8 th Edition 27
Redundância de Dados(continuação) • Inconsistência de Dados: versões diferentes e conflitantes do mesmo dados podem ocorrer em diferentes locais • Anomalia de Dados: ocorrem quando as alterações em dados redundantes não são realizadas corretamente Database Systems, 8 th Edition 28
Sistema de Banco de Dados • Sistemas de Banco de Dados consiste de um conjunto de dados relacionados em um repositório lógico de dados único. – Podem ser fisicamente distribuido entre diversos locais de armzenamento existentes • SGBD elimina a maioria dos problemas dos sistemas de arquivos • A atual geração armazena as estruturas de dados, relacionamento entre as estruturas – Cuida da definição, armazenamento de seus componentes Database Systems, 8 th Edition 29
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Ambiente do Sistema de Banco de Dados • Sistema de Banco de Dados: define e controla a coleção, armazena, gerencia o uso dados. • Cinco componentes principais do sistema de banco de dados: – Hardware – Software – Pessoas – Procedimentos – Dados Database Systems, 8 th Edition 31
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Ambiente do Sistema de Banco de Dados (continuação) • Hardware: todos os dispositivos físicos • Software: 3 tipos de software: – Sistema operacional – SGBD – Programas aplicativos e utilitários • Pessoas: todos os usuários: – Administradores de sistema e banco de dados – Projetistas de banco de dados – Anlistas de sistemas e programadores – Usuários finais Database Systems, 8 th Edition 33
Ambiente do Sistema de Banco de Dados(continuação) • Procedimentos: instruções e regras que orientam o projeto e uso do sistema de banco de dados. • Dados: Coleção de fatos amrazenados no Banco de Dados • As soluções de Banco de Dados devem ser avaliadas do ponto de vista custo-benefício • A tecnologia atualmente em uso na empresa afeta a seleção do sistema de banco de dados Database Systems, 8 th Edition 34
Funções do SGBD • Maioria das funções são transparentes para os usuários finais – Podem ser realizadas somente por meio do SGBD • Gestão dos dicionário de dados – SGBD armazena os elementos de dados e seus relacionamentos (metadados) no dicionário de dados – SGBD visualiza a estrutura e relacionamento entre os dados – Mudanças são automaticamente registradas no dicionário de dados – SGBD permite a abstração dos dados e elimina a necessidade de dependência estrutural e dos dados Database Systems, 8 th Edition 35
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Funções do SGBD (continuação) • Gestão de armazenamento de dados – SGBD cria e gerencia estruturas complexas necessárias para armazenamento dos dados – Também armazena dados referentes a formulários de entrada de dados, relatórios, etc. – Ajuste de Desempenho: atividades que aumentam o desempenho do banco de dados – DBMS pode armazenar o banco de dados em múltiplos arquivos (locais diferentes) Database Systems, 8 th Edition 37
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Funções do SGBD • Transformação de Dados – SGBD transforma os dados de entrada de acordo com a estrutura previamente definida – SGBD transforma os dados recuperados do banco e dados em uma visão lógica do usuário • Gestão de segurança – SGBD cria um sistema de segurança que gerencia a segurança e a privacidade dos dados – As regras de segurança determinam quais usuários podem acessar o banco de dados, quais items podem ser acessados, etc. Database Systems, 8 th Edition 39
Funções do SGBD (continuação) • Controle de acesso multiusuário – SGBD usa um sofisticado algorítmo que garante que o acesso concorrente não afeta a integridade dos dados • Getsão de backup e recuperação de dados – SGBD possue um sistema de backup e recuperação de dados para garantir a segurança dos dados e sua integridade – Gestão de recuperação de dados após falha Database Systems, 8 th Edition 40
Funções do SGBD (continuação) • Gestão de integridade de dados – SGBD controla as regras de integridade • Minimizando a redundância • Maximiza a consistência dos dados – Os relacionamentos entre os dados são armazenados no dicionário de dados são utilizado para garantir a integridade dos dados. – A integridade é muito importante em Sistema de Banco de Dados orientado para transação (como os bancos) Database Systems, 8 th Edition 41
Funções do SGBD (continuação) • Linguagem de consulta e interface de programação – SGBD dá acesso aos dados por meio de uma linguagem de consulta – (Linguagem de consulta) Query language é uma linguagem não-procedural – Structured Query Language (SQL) é de fato a linguagem de consulta • É uma lingugem padrão suportadas por grande parte dos SGBD Database Systems, 8 th Edition 42
Funções do SGBD (continuação) • Interface de comunicação do Banco de dados – SGBD atuais aceitam comando do usuário via diferentes ambientes de rede – A comunicação pode ser realizada de diversas maneiras: • As respostas aos usuários finais são obtidas pore meio de consultas realizadas pelos navegadores (bastante conhecidos) • SGBD gera automaticamente relatórios na web • SGBD conecta a outros sistemas externos via email Database Systems, 8 th Edition 43
Gestão do sistema de Banco de Dados: Mudança no foco • O SGBD permite um estrutura sob a qual os procedimentos e padrão são verificados – O papel do responsável muda de programação para gestão de recursos da organização • Sistema de Banco de Dados permite um uso mais sofisticado dos dados • Estruturas de dados criadas pelo SGBD e seus relacionamentos determinam sua eficiência Database Systems, 8 th Edition 44
Gestão do sistema de Banco de Dados: Mudança no foco (continuação) • Desvantagens dos sistema de banco de dados. – Aumenta os custos – Gestão complexa (pessoal qualificado) – Dependência no fornecedor – Upgrade/correções frequentes Database Systems, 8 th Edition 45
Resumindo • Dados são fatos • Informação é resultado do processamento dos dados para revelar o seu significado • Um dos principais requisitos de um boa decisão é a disponibilização de uma informação preciso, relevante e temporal • Dados são normalmente armazenados em um banco de dados • SGBD implementa um banco de dados e gerencia o seu conteudo. Database Systems, 8 th Edition 46
Resumindo (continuando) • Metadata são dados sobre os dados • Projeto de banco de dados define a estrutura dos banco de dados. – Banco de dados bem projetado facilita a gestão do banco de dados e permite a geração de informações úteisl. – E o contrário, pode levar a decisões sem qualidade e até descontinuidade da empresa. • Banco de dados evoluiram a partir dos sistemas manuais e computadorizado – Em um sistema de arquivos, os dados são armazenados em arquivos independentes • Cada um requer um programa de gestão próprio. Database Systems, 8 th Edition 47
Resumindo (continuando) • Alguma limitações da gestão de dados usando o sistema de arquivos: – Requer programação intensiva – Administração do sistema complexa e difícil – Dificil mudança nas estruturas – Segurança inadequada – Arquivo independente contém dados redundantes sem controle Database Systems, 8 th Edition 48
Resumindo (continuando) • Os SGBD foram desenvolvidos pensando na solução do problemas existentes nos sistemas de arquivos. • SGBD significa para o usuário final apenas um único repositório – Compartilhando os dados – Eliminando ilhas de informação • SGBD garante a integridade dos dados, elimina redundância e promove segurança aos dados. Database Systems, 8 th Edition 49
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