fundamentos de banco de dados 04 componentes sgbd

Prof. Rafael Pinheiro – [email protected]

CONCEITOS E ARQUITETURA

MODELO DE DADOS LINGUAGEM BD COMPONENTES SGBD ARQUITETURA SDBD

Banco de Dados: Conceitos e Arquitetura

FUNDAMENTOS DE BANCO DE DADOS

Conceitos e ArquiteturaModelo de Dados, Esquemas e Instâncias

Linguagem de Banco de DadosComponentes do SGBD




Modelo de dados, Esquemas e Instâncias

• Uma característica fundamental do uso de banco de dados é aabstração dos dadoso Ocultando os detalhes de armazenamento

• Para isso, é criado um Modelo de dados:


• Para isso, é criado um Modelo de dados:o Conjunto de conceitos que podem ser usados para descrever a estrutura de

um banco de dados

o Fornece o significado necessário para permitir essa abstração

• Entendemos por estrutura de um banco de dados:o As entidades, tipos de dados, relacionamentos e restrições que devem

suportar os dados.





• Existem várias propostas para representar um modelo de dados.Podemos classificá-los de acordo com os conceitos usados paradescrever a estrutura do banco de dados:


o Modelo de alto nível (ou modelos de dados conceitual)

� Possui conceitos que descrevem os dados como os usuários percebem

o Modelo de baixo nível (ou modelo de dados físico)

� Possui conceitos que descrevem detalhes de armazenamento nocomputador

o Modelo de dados representacional (ou de implementação)

� Oferece conceitos que podem ser entendidos pelo usuário final, masnão estão excessivamente distantes da forma como os dados estãoorganizados dentro do computador





• Um modelo de dados de alto nível (ou conceitual) utilizamconceitos como entidades, atributos e relacionamentos.

o Entidade:


� Representa um objeto do mundo real ou um conceito

� Ex: Funcionário, Projeto, Aluno, Curso

o Atributo:

� Corresponde a uma propriedade de interesse que ajuda a descrever aentidade

� Ex: Nome do funcionário, Salário | Nome do aluno, data de nascimento

o Relacionamento:

� Mostra uma associação entre duas ou mais entidades

� Ex: Um funcionário trabalha em um projeto | Um aluno faz um curso





• O modelo de dados representacional (ou de implementação) sãoos mais usados no SGBDs comerciais tradicionais e são baseadosem registros.


o Modelo de Dados Relacional

� O modelo mais difundido usado atualmente

o Modelo de Dados Legados

� Modelos de dados de rede e Modelo de dados hierárquicos

� Amplamente utilizados no passado.

o Modelo de dados Orientados a Objetos

� São uma nova família de modelos de dados de implementação de mais altonível

� Muito próximos aos modelos de dados conceituais.





• Em qualquer modelo de dados, é importante distinguir entre adescrição do banco e o banco de dados de fato.

• A descrição do banco é intitulara esquema do banco de dados


• A descrição do banco é intitulara esquema do banco de dadoso Definido na fase de projetoo Espera-se pouco alteraçãoo É representado em forma de diagrama (diagrama esquemático)

Aluno

Numero Nome Turma Curso Disciplina

CodDisc Nome Creditos Carga Horaria

Turma

CodTurma CodDisc Ano Semestre Professor





• O dado no banco de dados pode ser alterado freqüentemente

• No exemplo anterior, toda vez que um novo aluno é matriculado, obando de dados é alterado


bando de dados é alterado

• Os dados em um banco, em um determinado momento, sãochamados de estado do banco de dados (snapshot)

• Também chamado de conjunto corrente de ocorrências ouinstâncias.




Linguagem de Banco de Dados

¿O que é linguagem?






• O que é linguagem?

o Linguagem é todo e qualquer sistema de signos (sinais) que serve de meio de comunicação


• O que é linguagem de banco de dados?

o É a forma de comunicação com os SGBD-R

o SQL – Structured Query Language





• Início do projeto foi feito pela IBM, no início da década de 70• Parte do projeto do System R, um projeto para implementação de

um SGBD-R• Se chamava SEQUEL – Structured English Query Language


• Se chamava SEQUEL – Structured English Query Language• Rapidamente foram criados várias “dialetos” derivados dessa

linguagem• Necessidade de padronização (ANSI e ISO), no final da década de

80o American National Stardards Instituteo International Organization for Standardization





• A linguagem SQL é dividida em alguns tiposo DDL – Data Definition Language

� Linguagem de Definição de Dados� Usada para a criação e manutenção dos esquemas de dados� DBA e Projetistas


� DBA e Projetistas

o DCL – Data Control Language

� Linguagem de Controle de Dados� Usada para especificar as visões do usuários (DVL)� Controle de segurança

o DML – Data Manipulation Language

� Linguagem de Manipulação de Dados� Operações típicas: recuperação (seleção), inserção, remoção e alteração





• A linguagem SQL é dividida em alguns tiposo DDL – Data Definition Language

� Linguagem de definição de dados� Usada para a criação e manutenção dos esquemas de dados� DBA e Projetistas


� DBA e Projetistas

o DCL – Data Control Language

� Linguagem de Controle de Dados� Usada para especificar as visões do usuários (DVL)� Controle de segurança

o DML – Data Manipulation Language

� Linguagem de Manipulação de Dados� Operações típicas: recuperação (seleção), inserção, remoção e alteração




Componentes SGBD

• SGBD é um complexo sistema de software• Relembrando os principais Players:

� Oracle� IBM DB2� IBM Informix


� IBM Informix� Microsoft SQL Server� Teradata� Sybase� PostgreSQL� MySQL� Firebird� Microsoft Access� Microsoft FoxPro




Componentes SGBD





Componentes SGBD

• Módulo de Gerenciamento dos Dados Armazenados

o Controla o acesso à informação do SGBD que está armazenada em disco.


o A, B, C, D e E, indicam acessos controlados pelo gerenciador de dados armazenados.

o O gerenciador pode utilizar os SO para executar a transferência de dados. Uma vez na memória, os buffers podem ser processados por outros módulos do SGBD ou programas da aplicação.




Componentes SGBD





Componentes SGBD

• Processador de banco de dados em tempo de execução (runtime)

o Controla o acesso ao banco de dados.


o Recebe comandos para a recuperação ou atualização e os executa no banco de dados.

o Os acessos passam pelo gerenciador de dados armazenados e o gerenciador de buffer mantém as informações na memória.




Componentes SGBD





Componentes SGBD

• Compilador de consulta (query)

o Manipula as consultas de alto nível que são feitas interativamente.


o Analisa a sintaxe, compila ou interpreta a consulta criando um código de acesso ao banco de dados e, então, gera as chamadas ao processado em tempo de execução para executar o código.




Componentes SGBD





Componentes SGBD

• Pré-compilador

o Extrai os comandos DML dos programas escritos em linguagem de programação.


o Os comandos são enviados para o compilador DML para compilação, gerandocódigos para o acesso ao banco de dados.




Componentes SGBD





Arquitetura SGBD Centralizada

• Computadores centrais (mainframes)o Contentram todas as funções do sistema

� Programas de aplicação� Programas de interface com usuários� Funcionalidades do SGBD


� Funcionalidades do SGBDo Usuários acessavam via terminais remotos que não tinham capacidade de

processamento, apenas exibiam dados.






Mainframes





• PC e workstations tornaram-se comuns

• Inicialmente o processamento permanecia em um servidorcentralizado mesmo usando PCs.


centralizado mesmo usando PCs.

• Aos poucos os sistemas SGBD começaram a explorar oprocessamento disponível do lado do usuário.o Houve, portanto, um direcionamento a arquiteturas SGBD cliente-servidor.




Arquitetura Cliente/Servidor Básica

• Desenvolvida para uso em ambientes computacionais com grande número de PCso As máquinas devem estar conectadas via redeo Ideia de definir servidores especializados

� Servidores de arquivos


� Servidores de arquivos� Servidores de impressão� Servidores de e-mail� Servidores web� Servidor do SGBD




Arquitetura Cliente/Servidor Básica

• Máquinas clienteso Oferecem ao usuário as interfaces apropriadas para utilizar esses servidoreso Conceito utilizado também no software, onde, o SGBD é um software

especializado armazenado nas máquinas servidores específicas e acessíveis a vários clientes


vários clientes




Arquitetura Cliente/Servidor SGBD

• Os programas de interface podem ser executados do lado do clienteo Para uma conexão com o banco de dados o programa do cliente utiliza o

padrão ODBC� Open Database Connectivity


� Open Database Connectivity

� São fornecidas interfaces para o programa permitindo que um cliente acesse vários servidores, inclusive.




Arquitetura Cliente/Servidor SGBD





Arquitetura Cliente/Servidor 3 camadas para Aplicações Web• Possui uma camada intermediária entre o cliente e o servidor de

banco de dadoso Tal camada desempenha um papel intermediário armazenando regras de

negócio. Camada denominada:� Servidor de aplicações, ou


� Servidor de aplicações, ou� Servidor Web




Arquitetura Cliente/Servidor 3 camadas para Aplicações Web• Comunicação entre as camadas

o A camada de aplicação realiza o acesso aos dados realizando comunicação com o servidor do SGBD

o O servidor SGBD retorna as informações à camada de aplicação, que realiza os processamentos e envia para a camada do cliente


processamentos e envia para a camada do cliente




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