fundamentos de banco de dados 02 caracteristicas e vantagens sgbd

Prof. Rafael Pinheiro – [email protected]

SGBD: CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS

CARACTERÍSTICAS VANTAGENS

SGBD : CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS

FUNDAMENTOS DE BANCO DE DADOS

VANTAGENS




Processamento de Arquivos

• Cada sistema define e implementa os arquivos necessários para seucontextoo Os arquivos de dados se confundem com o próprio sistema, formando um bloco

únicoo Qualquer alteração na estrutura dos arquivos gera uma grande alteração nos


o Qualquer alteração na estrutura dos arquivos gera uma grande alteração nosprogramas

• Existem programas distintos que necessitam dos mesmos dadoso Redundância de dados: os mesmo dados em lugares diferentes.

• Essa Redundância gera:o Espaço de armazenamento desperdiçadoo Replicação de esforços para manter os dados redundantes




Abordagem SGBD

Na abordagem utilizando um SGBD, um único Banco de Dados écriado, mantido e acessado por todos os sistemas.

Algumas características:


Algumas características:• Natureza autodescritiva• Isolamento entre os programas e os dados, e a abstração dedados• Suporte para as múltiplas visões de dados• Compartilhamento de dados e processamento de transações demultiusuários




Natureza autodescritiva

• Descrição completa da estrutura do banco e suas restriçõeso Estrutura de cada item, tipo e formato de cada dato, restrições

• Existe um catálogo que armazena as informações chamado


• Existe um catálogo que armazena as informações chamadometadadoso O catálogo é utilizado pelo próprio SGBD e também pelos usuários que

precisam de informações sobre a estrutura do banco.

o Não se altera as informações de metadados, o uso de tais informações é apenaspara consulta, caso contrário, o banco poderá apresentar graves problemas.

• O SGBD precisa trabalhar com uma diversidade muito grande deaplicações, o catálogo permite isso.




Isolamento entre os programas e dados

• Diferente do processamento de arquivos, os programas nãopossuem informações sobre o armazenamento dos dados

• A estrutura dos arquivos de dados é armazenada nos catálogos do


• A estrutura dos arquivos de dados é armazenada nos catálogos doSGBD

• O Banco de Dados pode ter sua estrutura alterada sem precisaralterar os programas que o acessam

• Essa característica é chamada independência programa-dados




Isolamento entre os programas e dados

• O SGBD fornece aos programas uma representação conceitual dedados, que não inclui detalhes de armazenamento

• Essa característica é chamada de abstração de dados


• Essa característica é chamada de abstração de dados




Suporte para múltiplas visões de dados

• Um banco de dados típico tem muitos usuários e cada usuáriospode precisar de diferentes visões do banco de dados

• Uma visão pode ser:


• Uma visão pode ser:

o Um subconjunto do banco de dados, que atendem critérios de necessidades dousuário

o Uma visão virtual dos dados, derivada dos dados existentes, simulandodados/informações que não estão explicitamente armazenados




Compartilhamento de dados

• Um SGBD deve permitir o acesso concorrente de diversos usuários

• O controle de concorrência deve permitir que muitos usuários, aotentar atualizar o mesmo dado, o façam de modo controlado, para


tentar atualizar o mesmo dado, o façam de modo controlado, paraassegurar que os resultados das atualizações sejam corretoso Reserva de assento em companhias aéreas

� Atendentes� Internet� Agentes de viagem




Processamento de transações

• Transação: é um processo que inclui um ou mais acessos no bancode dados, como leitura e gravação de registroso Isolamento: garante que cada transação possa ser efetuada de forma isolada

de outras transaçõeso Atomicidade: garante que todas as operações da transação sejam realizadas


o Atomicidade: garante que todas as operações da transação sejam realizadasou nenhum delas seja

o Exemplo clássico: Transferência bancária� Leitura de saldo� Validação de saldo� Débito da conta origem� Validação da conta de destino� Crédito da conta destino

• O SGBD deve permitir que transações concorrentes operemcorretamente




Vantagens da abordagem SGBD

As vantagens da utilização de um SGBD vão além das principaiscaracterísticas apresentadas.

Vantagens:


Vantagens:• Controle de redundância• Restrição de acesso não autorizado• Garantia de armazenamento persistente• Estruturas para o processamento eficiente de consultas• Garantia de backup e restauração• Restrição de integridade• Inferência e regras• Outras...




Controle de redundância

• Na abordagem usando banco de dados, os sistemas que precisamdos dados de uma entidade (por exemplo aluno, funcionários, etc)são integrados e utilizam o mesmo repositório.

o Eliminação de esforços: Atualizações feitas uma única vezo Consistência do dados: Atualizações são realizadas em um único local


o Consistência do dados: Atualizações são realizadas em um único localo Espaço para armazenamento: Problema sério para grandes bancos.

• Entretanto, na prática, algumas vezes é necessário o uso deredundância controlada, para melhorar a performance de algunsprocessos.

o Uma consulta que é muito realizada em um banco de dados e que utiliza váriastabelas.o Transportar os dados de outras tabelas que possuem um custo alto de pesquisapara a tabela que contém mais dados.




Restrição de acesso não autorizado

• Como todas os dados vão estar em um único local, é possível quenem todas as pessoas tenham acesso à todos os dados.

o Uma pessoa da secretaria pode não ter acesso aos dados financeiroso Uma pessoa do financeiro pode não ter acesso aos dados de salários


• O SGBD deve ter um mecanismo de segurança e autenticaçãoo Criação de usuários/grupos e autenticação por senhas

• Atribuição de uma série de permissões/bloqueioso Mais comuns:

� Apenas consultar� Consultar apenas alguns dados� Não deletar dados� Somente inserir dados

o A granularidade das permissões depende do SGBD




Garantia de armazenamento persistente

• Quando um programa é executado, os dados que ficam emvariáveis são descartadas quando o programa termina suaexecução


• Os bancos de dados fornecem estruturas compatíveis com asvariáveis do programa.o O programa então repassa tais informações a um banco de dados que persiste

as informações.

o Posteriormente é realizado um acesso a tais dados, podendo ser feito poroutros programas, inclusive.




Estruturas para o processamento eficiente de consultas






• Deve fornecer mecanismos para consultas e atualizações eficienteso Dever oferecer formas de encontrar rapidamente um dado no disco

• Para isso são usados:


• Para isso são usados:o Indexes (índices)o Buffering (armazenamento temporários)

• O SGBD é responsável pela escolha eficiente do plano de execução da consulta baseado nas estruturas de armazenamento existentes

• Tunning:o A opção de qual index criar é de responsabilidade do projetista e o seu ajuste

(tunning) é responsabilidade do DBA.





• Indexes (índices)o Estruturas em forma de árvore (tree)o Estruturas em hasho Faz o mapeamento de unidades lógicas armazenadas com o endereço físico em

disco


disco

• Buffering (armazenamento temporários)o Mantém partes do banco de dados na memória principal (ajustes deste tipo

dependem do sistema operacional)





• hash






• Índice em cluster






• Índice sem cluster





Garantia de backup e restauração

• O SGBD deve prover facilidades para recuperação de falhas de hardware e software.

• Funcionalidade que realiza uma cópia de segurança do banco de


• Funcionalidade que realiza uma cópia de segurança do banco de dados e permite que tal cópia seja restaurada caso ocorra uma falha.o Na maioria das vezes, mais importante que a utilização da funcionalidade em

si, é a definição de uma política de backup escolhendo horários e períodos adequados.





Erro X Falha X Defeito






• Falha: Ocorre no nível mais baixo do hardware ou software.o Uma fonte queimaro Uma linha de código errada


• Erro: Uma falha pode gerar um erro. Um erro é a representação dafalha no universo da informação (dados).o Por conseqüência de uma falha um dado foi corrompido

• Defeito: O defeito é o que é percebido pelo usuário, é arepresentação de um erro no universo do usuário.o O sistema já esta com erro e o dado já esta corrompido




Restrição de integridade

• São restrições identificadas no mini-mundo que o banco representa e garante

• O responsável pela identificação é o projetista do banco de dados


• O responsável pela identificação é o projetista do banco de dadoso Exemplos simples:

� Valor negativo para o dado altura de uma pessoa;� Nota 110 (maior que 100) em uma disciplina;

• As restrições podem ser verificadas no instante que o dado é inserido ou a partir de um processo manual de teste




Inferência e regras

• A representação no banco de dados de alguma regra do mini-mundo.

• Especifica-se uma regra e depois tal regra é acionada ocasionando


• Especifica-se uma regra e depois tal regra é acionada ocasionando na atualização ou geração de dadoso Exemplo:

� Preencher o dado resultado para um conjunto de alunos é a utilização de uma regra, onde, quando o dado nota for menor que 60 o resultado será reprovado.




Outras vantagens

• Garantia de padrõeso Garantir o uso de padrões na organização, códigos, nomes, datas

• Redução no tempo para desenvolvimento de aplicações


o Encapsulamento das regras de armazenamento e integrações

• Flexibilidadeo Alteração da estrutura dos dados de forma simples

• Disponibilidade para atualizar informaçõeso Assim que um dado é atualizado, ele está disponível para todos os usuários

• Economias de escalao Investimento pontual em profissionais e equipamentos




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