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8/18/2019 Aula 02 - Introducao - 2pp
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DIM0434 Introdução
Marcel Oliveira
BDs no Cotidiano
• Aplicações tradicionais – Informações textuais e numéricas
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BDs no Cotidiano• Aplicações Inovadoras
– Multimídia
BDs no Cotidiano
• Aplicações Inovadoras – Banco de dados ativos e de tempo
real
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BDs no Cotidiano• Aplicações Inovadoras
– Informações geográficas
BDs no Cotidiano
• Aplicações Inovadoras – Data warehouse e mineração de
dados
– Bigdata
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BDs no Cotidiano• Aplicações Inovadoras
– Smart Cities
BDs no Cotidiano
• Neste curso, concentraremos nasaplicações tradicionais
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Na aula de hoje...• Introdução
– O que é um BD
– Termos básicos
– Exemplo de BD
– Características principais
– Pessoas que usam e interagem com
BDs – Capacidades e aplicações
Introdução
• Banco de Dados – Coleção de dados relacionados
– Dados são fatos com significados
implícitos – Exemplo: Agenda de contatos• Que dados
• Como armazenar? – Agenda tradicional
– Planilha Excel
– Microsoft Access
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Introdução• Propriedades
– Representam aspectos do mundoreal (minimundo)
– Coleção lógica e coerente de dadoscom significado inerente
– Atende a uma proposta específica – Projetado, construído e povoado por
dados – Possui grupo de usuários e
aplicações bem definidas
Introdução
• Complexidade – Simples
• Agenda de contatos
– Médio• Catálogo de livros da biblioteca
– Complexo• Cadastro de pessoa física na Receita
Federal
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Introdução• Geração e Manutenção
– Manual• Catálogo de Biblioteca
– Computadorizado• Aplicativos são utilizados para criar e
manter o BD
Introdução
• SGBD – Sistema Gerenciador de Banco de Dados – Coleção de programas que permitem:
• Definição – Tipos de dados, estruturas, restrições
• Construção
– Armazenamento dos dados em mídia gerenciada peloSGBD• Manipulação
– Pesquisa, atualização, relatório• Compartilhamento
– Concorrência entre múltiplos usuários• Proteção
– Mau funcionamento e falhas• Segurança
– Evitar acessos não autorizados• Manutenção
– Evolução do BD de acordo com a evolução dominimundo
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Introdução• Sistema de Banco de Dados
Exemplo RegistroTipos de DadosConstruçãoRelacionamentos
ManipulaçãoQuery Language
Consultas• Histórico Escolar (Curso e Nota)de Smith
• Outro exemplo? Atualizações• Colocar nota Apara Smith nocurso de Banco deDados
UNIVERSIDADE
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Atores• Administradores de BD
– Autorização
– Coordenação
– Monitoramento de uso
• Projetistas de BD – Identificação de dados
– Definição de estrutura
– Comunicação com usuários
– Definição de visões
Atores
• Usuário Final – Iniciantes ou Parametrizáveis
• Utilizam transações customizadas
– Casual• Utilizam linguagens de consulta
– Sofisticados• Utilizam facilidades do SGBD
– Autônomos• Possuem BD próprio usando programas
como o Microsoft Access
• Engenheiros de Software
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Atores• Bastidores
– Projetistas e implementadores desistemas de SGBD
– Desenvolvedores de ferramentas
– Manutenção e operadores
Arquivos x BD
• Algumas características distinguemabordagem BD da abordagem comarquivos
• Processamento de Arquivos – Usuários define e implementa
arquivos necessários como parte daprogramação
AlunoDisciplina
Nota
Dados daSecretaria
AlunoMensalidadePagamento
Dados daContabilidade
Redundância1. Espaço2. Esforço
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Arquivos x BD• Banco de Dados
– Repositório de dados definido umaúnica vez, mantido e acessado porvários usuários
– Além disso
Arquivos x BD
• Natureza auto-descritiva – Arquivos
• Definição dos dados faz parte doprograma da aplicação
• Programas restritos a trabalhar com umúnico “banco de dados”
– BD• Catálogo do SGBD (Metadados)
– Descrição da estrutura, tipo e formato dedados
– Restrições
• Usado pelo SGBD e usuários• Permite acesso de várias aplicações
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Arquivos x BD• Isolamento entre programas e
dados, e abstração de dados – Arquivos
• Estrutura do arquivo embutida no programa daaplicação
• Alterações no arquivo pode exigir alterações detodos os programas que o acessam
• Exemplo: Incluir data de nascimento no aluno
Arquivos x BD
• Isolamento entre programas edados, e abstração de dados – BD
• Alterações em BD não exigem
alterações nos programas que oacessam via um SGBD
• Independência Programa-Dados• Independência Programa-Operação
– Interfaces e Implementações
• A Abstração de Dados é a característicaque permite as independências acima
• Modelo de Dados é um tipo de abstração – Objetos, Propriedades e Relacionamentos
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Arquivos x BD• Múltiplas Visões
– Um BD oferece várias visões dobanco de dados
• Sub-conjunto dos dados armazenados
• Visão virtual dos dados
– É transparente para o usuário se osdados são armazenados ouderivados
Arquivos x BD
• Múltiplas Visões – Exemplos
(a) Visão 1 – Histórico Escolar
(b) Visão 2 – Pré-requisitos
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Arquivos x BD• Concorrência
– O BD deve permitir que vários usuáriostenham acesso a um mesmo dado,mas de maneira controladaProcessamento de Transações On-line
Arquivos x BD
• Transações – Processo com um ou mais
acessos a um BD
– Isolamento: podem serexecutadas de maneira isolada
– Atomicidade: todas as operaçõesde uma transação sãoexecutadas (ou nenhuma)
– Fundamental para váriasaplicações
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Vantagens SGBD• Controle de Redundância
– Exemplo:• secretaria e contabilidade da
universidade
– Evitar armazenar o mesmo dadosvárias vezes
• Espaço de armazenamento
• Duplicação de esforços• Possibilidade de inconsistência
Vantagens SGBD
• Controle de Redundância – Redundância controlada
• Melhora de performance
• Importante: SGBD deve impedirinconsistência
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Vantagens SGBD• Restrição de Acesso
– SGBD deve garantir segurança e umsubsistema de autorização
– Funcionalidade• Controle de acesso à informação
• Controle de tipo de operação
Vantagens SGBD
• Persistência de Dados – SGBD OO
• Armazenamento persistente de objetos eestrutura de dados
• SGBDs OO automatizam quaisquerconversões necessárias entre o BD e oobjeto do programa
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Vantagens SGBD• SGBD oferece a execução de
atualizações e consultaseficientemente – Uso de estrutura de dados
especializadas que aumentam aeficiência da execução de operações
em disco• Índices (Indexes) – Estrutura de dados adequadamente
adaptados para a pesquisa em disco
• Buffer – Mantém parte do BD em memória
Vantagens SGBD
• Backup e Recuperação – SGBDs possuem um sistema de backup e
recuperação de falhas• Falha no meio de uma transação
– Backtracking
– Resume
• Múltiplas Interfaces – Fornecimento de interfaces diferentes para
usuários diferentes• Linguagens de consultas para usuários casuais• Interfaces de linguagens de programação para
programadores• Interfaces gráficas para usuários parametrizáveis
e autônomos
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Vantagens SGBD• Relacionamentos complexos entre
dados – Representar a variedade de
relacionamentos complexos entre osdados
– Recuperar e atualizar dados
relacionados eficientemente
Vantagens SGBD
• Relacionamentos complexos entredados
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Vantagens SGBD• Restrições de integridade
– Funcionalidades para a definição egarantia destas restrições
Tipo de Dados(Turma está entre 1 e 5)
Relacionamento(Todo registro dedisciplina deve estar
relacionado com umcurso)
• Identificadas pelosprojetistas durante oprojeto• Automatizadas peloSGBD x verificadaspelo programa
Vantagens SGBD
• Inferências e Ações – Sistemas de banco de dados
dedutivos
– Permitem a definição de regras dededução por inferência que geramnovas informações
• Exemplo: regras que definem que alunosestão em recuperação
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Vantagens SGBD• Potencial para garantir padrões
– Vários usuários são forçados aseguirem o padrão do BD
• Redução do tempo dedesenvolvimento de aplicações – 1/6 a 1/4 do tempo de
desenvolvimento utilizando sistemade arquivos
Vantagens SGBD
• Flexibilidade – Permitem alterações evolutivas
• Disponibilidade imediata de dados
atualizados• Economias de escala
– Centralização da informação geraeconomia dos projetos
– Capacidade de investimento emequipamentos centrais
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Quando não usar (BD
tradicionais)• BD e aplicações simples, bem
definidas e sem previsão demudanças
• Requisitos de tempo-real difíceisde serem atendidos devido aooverhead inerente ao SGBD
• Sem necessidade de múltiplosusuários e acesso concorrente
Resumo
• Definição de banco de dados
• SGBDs
• Características que diferenciam
abordagem BD• Usuários de BD
• Vantagens da abordagem BD
• Quando não usar um BD
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Leitura• Capítulo 1
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Projeto• Estabelecimento dos Grupos• Estabelecimento do Projeto
– Descrição – Operações – Consultas
• Modelo Entidade-Relacionamento• Modelo Relacional• Criação da Base de Dados