prof. jose fernando rodrigues junior material original: elaine parros machado de sousa introdução...

Prof. Jose Fernando Rodrigues Junior

Material original: Elaine Parros Machado de Sousa

Introdução

SCC0141 - Bancos de Dados e Suas Aplicações

USP – ICMC - GBDI 2

Tópicos da aula Evolução dos Sistemas de

Informação Conceitos Básicos SGBDs Histórico


Evolução dos Sistemas de Informação

Sistemas de Informação baseados em gerenciamento de arquivos programas e arquivos orientados a cada

unidade organizacional rotinas específicas para tarefas específicas dados armazenados em disco, usando uma

determinada estrutura de dados

AplicaçõesAplicações

Arquivo 1

Arquivo 2

Arquivo 3

DadosDados

AplicaçõesAplicações

Arquivo 1

Arquivo 2

Arquivo 3

DadosDados

PROBLEMA?????

Arquivos de Dados

de Produção

Arquivos de Dados de Vendas

Arquivos de Dados de Compras

Produtos Produtos Produtos

Aplicação de Produção

Aplicação de Vendas

Aplicação de Compras

REDUNDÂNCIA

Arquivos de Dados

de Produção

Arquivos de Dados de Vendas

Produtos Produtos

Aplicação de Produção

Aplicação de Vendas

REDUNDÂNCIA INCONSISTÊNCIA

Nome: Notebook NroSerie:1111111

Fabricante: Y

Insere:

Nome: NotebookNroSerie:1111111

Fabricante: X

Insere:


Consistência de Dados Dados em estado inconsistente

informações incorretas ou

contraditórias são fornecidas aos usuários


Consistência de Dados Consistência é “estado ou caráter do

que é coerente, do que tem solidez, veracidade, credibilidade, estabilidade, realidade”.

Consistência: se determinada informação é replicada (redundância), seu valor é sempre o mesmo


SIs baseados em arquivos Problemas?

Redundância e inconsistência de dados Dificuldade de acesso aos dados Isolamento de dados Anomalias no acesso concorrente Segurança


Além disso... SIs baseados em arquivos dados

gravados em disco usando ESTRUTURAS DE DADOS

Acesso requer conhecimento destas estruturas DEPENDÊNCIA DE DADOS.

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Vários programas compartilhando os mesmos dados todos devem conhecer e manipular as mesmas estruturas

E se houver uma alteração na estrutura de dados?

Dependência dos Dados

TODOS OS PROGRAMAS TERÃO QUE SER ALTERADOS


Independência dos Dados

Como tornar os programas INDEPENDENTES da estrutura de dados?

CRIANDO UM SISTEMA QUE GERENCIE A ESTRUTURA

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SistemaGerenciador de

DadosCompartilhados

Aplicação 1

Aplicação 2



Sistema de Gerenciamento de Bases (ou Banco) de DadosSGBD

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SGBDAplicação 1

Aplicação 2



Sistema de Gerenciamento de Bases (ou Banco) de DadosSGBD

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SGBDAplicação 1

Aplicação 2

Conceitos de abstração e interface


SGBD

Sistema de Gerenciamento de Bases de Dados

conjunto de dados base (banco) de dados

conjunto de programas para acesso e manipulação dos dados


SGBD

Sistema de propósito geral

armazenar grandes volumes de dados

permitir busca e atualização dos dados eficiência

Manutenção de um conjunto lógico e organizado de dados

completamente autônomo em relação às aplicações

Esquema - Definição da base de dados

Instância – Base de dados

SGBD

Aplicação Aplicação Aplicação


SGBDs Requisitos Fundamentais:

Segurança Física (mais comum no passado) Lógica

Usernames e passwords Perfis de usuário


SGBDs Requisitos Fundamentais (cont):

Integridade consistência validade

Restrições de Integridade!!!

Nome: Joaquim PereiraCargo: FaxineiroSalário:R$ 230.000,00

Arquivos de Dados

?????



Integridade - se contem apenas dados válidos, que não contradizem a realidade que estão a representar.

Restrições de integridade, que definem o que é válido e o que não é válido. Exemplos:

– um funcionário não pode pertencer a mais do que um departamento– o preço de venda de um produto deverá ser superior ao seu custo.– a referência de cada produto deve ser única



Recuperação / Tolerância a falhas Transações atômicas

unidades lógicas de trabalho, em geral envolvendo várias operações

Registros de Log Backup

Controle da concorrência gerenciamento de transações concorrentes


Por que usar SGBDs?

Vantagens: armazenamento persistente de dados e

estruturas de dados; INDEPENDÊNCIA DE DADOS; CONSISTÊNCIA DE DADOS; ABSTRAÇÃO E INTERFACE; acesso compartilhado (multiusuário e

concorrente) à informação; distribuição de informações


Por que usar SGBDs?

Vantagens: reduz complexidade das aplicações segurança controle de acesso aos dados backup utilização de padrões


Por que usar SGBDs?

Desvantagens Custo financeiro Um sistema a mais a ser aprendido e

gerenciado


Componentes de um SGBD

Os componentes funcionais do SGBD: componentes de processamento de

consultas componentes de gerenciamento de

armazenamento

Dados eMetadados

Processador de Consultas

Gerenciador de Armazenamento

SGBDSGBDBanco de DadosBanco de Dados



Conceitos importantes: Pragmatismo: primeiro modelagem

(documentada), seguida de definição e instanciação, e só depois o uso

1. Modelagem: modelo entidade/relacionamento

2. Definição: SQL, subconjunto DDL3. Instanciação: SQL, subconjuntos DDL/DML4. Uso: SQL, subconjunto DML



Conceitos importantes: SQL - Data Definition LanguageSQL - Data Definition Language (DDL)

conjunto de comandos para definição do esquema da base de dados

Exemplos em linguagem SQL create table alter table drop table

Compilador/Interpretador DDL



Conceitos importantes (cont.): MetadadosMetadados Dicionário de Dados:Dicionário de Dados:

banco de dados do sistema armazena descrição do esquema armazena metadados armazena restrições de segurança e

integridade outras denominações: catálogo de dados,

diretório de dados



Conceitos importantes (cont.): SQL - Data Manipulation LanguageSQL - Data Manipulation Language (DML)

recuperação (consulta) inserção remoção modificação DML viabiliza manipulação dos dados de maneira

compatível com o modelo de dados



Conceitos importantes (cont.): Data Manipulation LanguageData Manipulation Language (DML)

Exemplos em linguagem SQL insert select delete update ...



Conceitos importantes (cont.): Procedural vs Declarativo

Procedural: exige especificação de quais dados são necessários, e como obtê-los

requer uma sequência específica de operações a serem executadas

ex.: linguagens de programação como C e Pascal, e a linguagem de projeto de bancos de dados álgebra relacional

Não-Procedural (Declarativo): exige apenas especificação de quais dados são necessários, e não de como obtê-los

ex: SQL

A interface dos bancos de dados é definida pela linguagem declarativa SQL (DDL + DML)

Usuários FinaisProgramador

es de aplicações

Usuários Sofisticados

DBAs

Interfaces de aplicação

Aplicações Consulta (Query)

Esquema de BD

Pré-compilador de Comandos DML DML embutido no .exe

Programas de Aplicações

em Código Objeto

Compilador DML

Interpretador DDL

Componente de avaliação e execução

de consultas

Gerenciador de Buffer

Gerenciador de

Transações

Gerenciador de Arquivos Gerenciador de Armazenamento


SGBD

Pré-compilador de

Comandos DML

Programas de Aplicações

em Código Objeto

Compilador DML

Interpretador DDL

Componente de execução de

consultas

Gerenciador de Buffer

Gerenciador de

Transações

Gerenciador de Arquivos

Gerenciador de Armazenamento


SGBD

Índices

Dados Estatísticos

Dicionário de DadosArquivos de

Dados

[Silb

esr

chats

]


Cronologia Década de 1950:

Primeiros computadores. Programação em linguagem de máquina Surgimento de Sistemas Operacionais e

Linguagens de Programação Sistemas de arquivos com acesso aleatório

(não seqüencial) 1959: Sistema RAMAC (IBM)



CODASYL: consórcio da indústria COBOL Conceituação de SGBD e modelos de dados Primeiro SGBD comercialmente disponível -

Modelo Hierárquico IMS – IBM Integração com a linguagem COBOL Ainda em uso corrente



Proposta do Modelo Relacional Surgimento de protótipos de SGBDR

INGRES (UC – Berkeley) Sistema R (IBM)

Proposta do Modelo Entidade-Relacionamento (MER)



Primeiro SGBDR de grande porte disponível

DB2 – IBM Surge SQL vinculada ao Sistema R SQL torna-se padrão Modelos Orientados a Objetos


Cronologia Década de 1990 em diante:

SGBDs orientados a objetos O2 ObjectStore Objectivity/DB Jasmine …

SGBDs objeto-relacionais Oracle8, Oracle9, Oracle10g, Oracle 11g PostGreSQL Informix

Sugestão de leitura

Capítulos introdutórios dos livros citados na bibliografia básica da disciplina


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