BANCO DE DADOS II Conceitos Básicos - .Outra Definição de Banco de Dados [Elmasri & Navathe, 2000]

BANCO DE DADOS IIConceitos Bsicos

COTEMIG

Gerson Borges

gerson@cotemig.com.br

Reviso

O que um banco de dados?

Definies Preliminares

[Chu, 1985]

Um banco de dados um conjunto de arquivos relacionados entre si

[Date, 2000]

Um banco de dados uma coleo de dados operacionais armazenados usados pelas aplicaes de uma determinada organizao

Outra Definio de Banco de Dados

[Elmasri & Navathe, 2000]

Um banco de dados uma coleo de dadosrelacionados

Representando algum aspecto do mundo real (mini-mundo ou universo de discurso)

Logicamente coerente, com algum significado

Projetado, construdo e gerado (povoado) para uma aplicao especfica

Sistema de Gerncia de Banco de Dados

Um sistema de gerncia de banco de dados (SGBD) um conjunto de programas que permite a criar e manter um banco de dados

Um banco de dados juntamente com o SGBD que o gerncia constitui um sistema de banco de dados

Consultas/Programas

SGBD

Bancode

Dados

Usurios/Programadores

Catlogo(Meta-Dados)

Sistema de Banco de Dados

Exemplo de um Banco de Dados

Mini-mundo: parte de uma universidade

Algumas entidades: Alunos

Disciplinas

Departamentos

Alguns relacionamentos: Disciplinas so oferecidas por Departamentos

Alunos esto matriculados em Disciplinas

Exemplo de um Banco de Dados

Exemplo de um Banco de Dados

Caractersticas da Abordagem de BD

Auto-descrio dos dados

Isolamento entre programas e dados: abstrao de dados

Suporte a mltiplas vises dos dados

Compartilhamento de dados e processa-mento de transaes concorrentes

Usurios em um Ambiente de BD

Administradores de banco de dados

Projetistas de banco de dados

Analistas de sistema e programadores

Usurios finais:

Usurios casuais

Usurios leigos

Usurios especializados

Vantagens da Utilizao de um SGBD

Controle de redundncia dos dados

Controle de acesso (segurana)

Armazenamento persistente dos dados

Existncia de mltiplas interfaces para os usurios

Representao de relacionamentos complexos entre os dados

Manuteno de restries de integridade

Recuperao de falhas

Implicaes da Abordagem de BD

Adoo/imposio de padres

Reduo do tempo de desenvolvimento das aplicaes

Flexibilidade

Atualidade da informao disponvel

Economia de escala

Quando no Utilizar um SGBD

Aplicaes simples e bem definidas onde no se espera mudanas

Aplicaes de tempo-real

Aplicaes onde no necessrio acesso multi-usurio

Motivos: Investimento inicial alto

Generalidade na definio e manipulao dos dados

Custo adicional para prover outras facilidades funcionais (manuteno de segurana, controle de concorrncia, recuperao de falhas, etc.)

Modelo de Dados, Esquema e Instncia

Modelo de dados: Conjunto de conceitos usados para descrever a estrutura de um banco de dados Abstrao de dados Estrutura = tipos de dados + relacionamentos +

restries (+operaes )

Esquema: Descrio (textual ou grfica) da estrutura de um banco de dados de acordo com um determinado modelo de dados

Instncia: Conjunto de dados armazenados em um banco de dados em um determinado instante de tempo

Modelo de Dados, Esquema e Instncia

Esquema do banco de dados de exemplo

Modelo de Dados, Esquema e Instncia

Instncia do banco de dados de exemplo

Relao entre Modelo de Dados, Esquema e Instncia

Modelo de Dados

Esquema InstnciaRegras para

estruturao dosdados

Regras para verificao das

instncias

Modelo de Dados, Esquema e Instncia

Estado do Banco

Dados do banco em qualquer ponto do tempo

Inicialmente vazio

Muda freqentemente

Validade parcialmente guarantida pelo SGBD

Esquema do Banco

Armazenado no catlogo

Mudanas muito menos freqentes

Tipos de Modelo de Dados

Modelos conceituais Utilizados para se descrever a estrutura de um

banco de dados de uma forma mais prxima da percepo dos usurios (independente de aspectos de implementao)

Ex. Conceitos: entidades, atributos, relacionamentos

Exemplos: Modelo entidade-relacionamento (ER)

Modelo funcional

Modelo orientado a objetos (OO)

Tipos de Modelo de Dados

Modelos representacionais (lgicos) Utilizados para se descrever a estrutura de um banco

de dados da forma como ser manipulado atravs de SGBD (mais dependente das estruturas fsicas de armazenamento de dados)

Exemplos:

Modelo relacional

Modelo de rede (CODASYL)

Modelo hierrquico

Tipos de Modelo de Dados

Modelos fsicos Utilizados para descrever como os dados so

fisicamente armazenados

Linguagens

Linguagem de definio de dados (LDD) Usada para definir esquemas

Linguagem de manipulao de dados(LMD) Recuperao, insero, remoo, modificao

do BD

Linguagem de consulta LMD de alto nivel usada em modo stand-

alone

Exemplo: SQL

Utilitrios

Carregamento

Backup

E.g. dumps do banco de dados

(Re-)Organizao de arquivos

Monitoramento da performance

Classificao dos SGBDs Quanto ao modelo de dados adotado:

Relacionais De rede Hierrquicos Orientados a objetos Objeto-relacionais

Quanto ao nmero de usurios suportados: Mono-usurios Multi-usurios

Quanto localizao dos dados: Centralizados Distribudos

Exemplo de um BD Relacional

NumEmp NomeEmp Salrio Dept

032 J Silva 380 21

074 M Reis 400 25

089 C Melo 520 28

092 R Silva 480 25

112 R Pinto 390 21

121 V Simo 905 28

130 J Neves 640 28

NumDept NomeDept Ramal

21 Pessoal 142

25 Financeiro 143

28 Tcnico 144

Empregado

Departamento

Exemplo de um BD de Rede

21 Pessoal 142

25 Financeiro 143

28 Tcnico 144

032 J Silva 380

112 R Pinto 390

121 V Simo 905

130 J Neves 640

092 R Silva 480

089 C Melo 520

074 M Reis 400

Departamento

Empregado

Exemplo de um BD Hierrquico

21 Pessoal 142 25 Financeiro 143 28 Tcnico 144

032 J Silva 380

112 R Pinto 390 121 V Simo 905

130 J Neves 640

092 R Silva 480

089 C Melo 520074 M Reis 400

Departamento

Empregado

Modelo Entidade-Relacionamento

Processo de Projeto de Bancos de Dados

Mini-Mundo

Anlise de

Requisitos

Requisitos do BD

Projeto Conceitual

Esquema Conceitual

(em um modelo de dados de alto nvel)

Projeto Lgico

Esquema Lgico

(em um modelo de dados lgico)

Projeto Fsico

Esquema Fsico

(para um SGBD especfico)

Requisitos Funcionais

Anlise Funcional

Especificao das Transaes

(em alto nvel)

Projeto das Aplicaes

Implementao

Programas

Independente de SGBD

Especfico para um SGBD

Aplicao exemplo

Banco de Dados de uma companhia

Organizada em departamentos que tm um nome e umnmero nicos e um empregado que gerencia odepartamento. A data de quando o empregadocomeou a gerenciar o departamento deve serregistrada. Um departamento pode ter variaslocalizaes

Um departamento controla um nmero de projetos,cada qual com um nome e nmero nicos e uma nicalocalizao

Aplicao exemplo

Banco de Dados de uma companhia Ns armazenamos para cada empregado seu

nome, identidade, endereo, salrio, sexo, e datade nascimento. Um empregado assinalado a umdepartamento mas pode trabalhar em diversosprojetos, os quais no so necessariamentecontrolados pelo mesmo departamento. Nosregistramos o nmero de horas por semana que oempregado trabalha em cada projeto e osupervisor direto de cada empregado

Ns mantemos registro para cada empregado, donumero de dependentes (para seguro) e paracada dependente o primeiro nome, sexo, data denascimento e relacionamento com o empregado.

Esquema conceitual

M

Modelo ER - Conceitos

Entidades:

Objetos do mundo real que so de interessepara alguma aplicao

Atributos:

Propriedades utilizadas para descrever umaentidade

Name = John

Address = 2311 Kirby, Houston, TXAge = 55

Home Phone = 713-749-2630e1(Employee)

Modelo ER - Conceitos Tipos (classes) de atributo:

Simples ou compostos Ex. Endereo (Endereo da Rua (nmero, nome da rua,

nmero do apto), Cidade, Estado, CEP)

Monovalorados ou multivalorados Ex. Profisso

Armazenados ou derivados Data de Nascimento Idade, Empregados trabalhando

no departamento NumeroDeEmpregados

Valores Null No aplicvel

Ex. Nmero do apartamento

Desconhecido Ex. Telefone de casa

Modelo ER - Conceitos

Tipo de entidade:

Define um conjunto de entidades que tmos mesmos atributos (propriedades)

Descreve o esquema para um conjunto deentidades que compartilham a mesmaestrutura

Exemplos:

Employee, Company

Modelo ER - Conceitos

Chave de um tipo de entidade: Atributo que possui valor nico para cada entidade

(instncia) Ex. Nome da companhia, identidade do empregado

Chave pode ser formada por vrios atributos: chavecomposta Registro do Veiculo: Numero de Registro e Estado

Domnio de um atributo: Conjunto de valores que podem