Capitulo 2 Conceitos Arquitetura Navathe

Captulo 2Sistemas de Banco de DadosConceitos e Arquitetura

Profa. Maria Anglica C. A. Cardieri

Resumo do livro Sistemas de Banco de Dados - Elmasri/Navathe 4a. ed.

Modelos de DadosModelo de Dados: Conjunto de conceitos que podem ser usados para descrever a estrutura de um banco de dados.

Estrutura de um Banco de Dados: entendemos os tipos de dados, relacionamentos e restries associadas.

Operaes: A maioria dos modelos tambm inclui uma srie de operaes bsicas para a recuperao e atualizaes no banco de dados. Tambm podem ser usadas operaes pr-definidas pelo usurio.


Categorias de Modelos de DadosModelo de dados Conceitual (alto-nvel, semntico): Possuem conceitos que definem os dados como os usurios os percebem. (Tambm chamados de modelo entidade-relacionamento - MER ou modelo de objetos). Modelo de dados de Implementao: Oferece conceitos que se encontram entre os dois modelos acima, fornecendo ao usurio alguns detalhes de armazenamento de dados.Modelo de dados fsico (baixo-nvel, interno) Prov conceitos que descrevem detalhes de como os dados so armazenados dentro do computador.


Modelos de Dados de Implementao - HistricoModelo de Dados Hierrquico:

Implementado em um esforo conjunto pela IBM e North American Rockwell por volta de 1965. Resultou na famlia de sistemas IMS, que se tornou o modelo mais popular. Outro sistema basedo neste modelo foi o System 2k (SAS inc.)


BD Hierquico - Exemplo


Modelos de Dados de Implementao - HistricoModelo de Redes: Foi o primeiro modelo implementado pela Honeywell in 1964-65 (IDS System). Foi bem utilizado devido ao suporte fornecido pelo grupo CODASYL (CODASYL - DBTG relatrio de 1971). Mais tarde foi implementado em uma grande variedade de sistemas tais como: IDMS (Cullinet - now CA), IDMS 1100 (Unisys), IMAGE (H.P.), VAX -DBMS (Digital Equipment Corp.).


BD modelo redes - exemplo


Modelo RelacionalModelo Relacional: Proposto em 1970 por E.F. Codd (IBM), primeiro sistema comercial lanado em 1981-82. Atualmente em diversos produtos comerciais (DB2, ORACLE, SQL Server, SYBASE, INFORMIX).


BD Modelo Relacional - Exemplo Tabela AlunoTabela MatriculaTabela Disciplina


Histrico dos Modelos de Dados de ImplementaoModelo(s) de dados orientado a objetos: Diversos modelos tm sido propostos para implementao em um banco de dados. Alguns destes modelos compreendem formas de persistncia de objetos associadas linguagens de programao tais como: C++ (usada no OBJECTSTORE ou VERSANT), e Smalltalk (usada no GEMSTONE). Tambm podemos citar sistemas como O2, ORION ( MCC - ITASCA) e IRIS ( H.P.- usado no Open OODB).

Modelos Objeto-Relational : o mais recente. Iniciou-se com o Informix Universal Server. Atualmente utilizado nas ltimas verses do Oracle-10i, DB2, SQL Server etc.


Esquemas e InstnciasEsquema de banco de dados: a descrio do banco de dados. Inclu a descrio da estrutura do banco de dados e as restries que devem ser impostas pelo banco de dados. Diagrama esquemtico: a exibio do esquema na forma de um diagrama.No exibe o tipo de dados e nem o relacionamentoInstncia de banco de dados: O dado atual armazenado no banco de dados em um determinado momento. Tambm chamado de estado do banco de dados ou ocorrncia.


Estado do Banco de DadosEstado do banco de dados: Refere-se ao contedo do banco de dados em um determinado momento.Estado inicial do banco de dados: Refere-se ao estado do banco de dados quando ele carregado.Estado vlido: Um estado que satisfaz a estrutura e a consistncia do banco de dados.Distino: => O esquema de banco de dados muda de forma no frequente. O estado do banco de dados muda a todo instante que o banco de dados atualizado.


Arquitetura de trs nveis ( ou esquema)Proposto para suportar as caractersticas:

Isolamento (independncia) entre programas e dados.

Suporte a mltiplas visesLembra do Captulo 1 ??4 Caractersticas BD X Sistemas TradicionaisNatureza auto-descritivaIsolamento entre programas e dados e abstraoSuporte para mltiplas visesCompartilhamento de dados e processamento de transaes multi-usurio.


Arquitetura de trs esquemas (arquitetura ANSI)Define a arquitetura do SGBD em 3 nveis:Nvel (ou esquema) Interno: descreve o armazenamento fsico das estruturas e caminhos de acessos. Nvel Conceitual: descreve a estrutura e restries do banco de dados para uma comunidade de usurios. Utiliza o modelo conceitual ou de implementao de banco de dados.Nvel Externo: este nvel descreve as vrias vises do usurio. Normalmente usa o mesmo modelo de dados que o nvel conceitual.


Arquitetura de 3 Nveis - ANSI Viso 1Viso nViso 2Nvel ConceitualNvel FsicoNvel ExternoNvel Interno


Arquitetura de trs nveis (esquemas)Mapeamento entre estes nveis necessrio para transformar as solicitaes em resultados.

Programas referem-se ao esquema externo e so mapeados pelo SGBD para o esquema interno durante a execuo.


Independncia de dadosIndependncia de Dados Lgica: a capacidade de alterar o esquema conceitual sem ter que alterar o esquema externo ou os programas de aplicao.Independncia de Dados Fsica: a capacidade de alterar o esquema interno sem ter que alterar o esquema conceitual.


Linguagens do SGBDData Definition Language (DDL): Utilizada pelo DBA e projetistas de Banco de dados para especificar o esquema conceitual do banco de dados. Em muitos SGBDs a DDL tambm utilizada para definir esquemas internos e externos (vises do usurio). .


Linguagens do SGBDData Manipulation Language (DML): Usada para especificar a atualizao e recuperao do banco de dados. Comandos DML podem ser embutidos em linguagens de programao (linguagem hospedeira) tais como COBOL, C, JAVA ou ASSEMBLER.Comandos DML tambm podem ser aplicados diretamente atravs uma linguagem de consulta (SQL).


Linguagens do SGBDAlto-nvel ou no-procedural: como por exemplo a linguagem SQL, que orientada a conjuntos e especifica qual dado deve ser recuperado.Tambm chamada de linguagem declarativa.

Baixo-Nvel ou Linguagem Procedural: Orientada a registro; especifica como recuperar dados e inclui construes tais como loopings, If-Then-Else.


Interfaces para acesso ao SGBDStand-alone query language interfaces.Programmer interfaces for embedding DML in programming languages:Pre-compiler ApproachProcedure (Subroutine) Call ApproachUser-friendly interfaces:Menu-based, popular for browsing on the webForms-based, designed for nave usersGraphics-based (Point and Click, Drag and Drop etc.)Natural language: requests in written EnglishCombinations of the above


Utilitrios de banco de dadosO SGBD deve prover utilitrios para: Carregamento: utilitrio usado para carregar os arquivos de dados externos para dentro do banco de dados. Inclui ferramentas de converso de dados.Backup: cria uma cpia do banco de dados, geralmente descarregando todo o banco de dados em uma fita. Reorganizao de arquivos: Pode ser usado para reorganizar um arquivo de banco de dados em uma nova forma, buscando melhorar seu desempenho.Monitoramento de desempenho: monitora o uso do banco e fornee estatsticas para o DBA.Outros utilitrios podem estar disponveis tais como classificao(sorting), monitoramento de acesso pelos usurios, etc


Arquitetura Resumida de um SGBD


Arquiteturas de SGBD (Plataformas) Arquitetura de SGBD Centralizado

Arquitetura de SGBD Cliente/ServidorCliente servidor duas camadasCliente servidor trs camadas para aplicaes Web.


200219981994199019861982197819741970195819661962Pr-SGBD: Estruturas de Acesso suportadas pelo SOTOTAL Rede limitadoIMS HierrquicoIDMS Rede Sistema R (Relacional), DATACOM, ADABASINGRES, ORACLEDB2Prottipos: Adaplex, Exodus, SDMOntos, O2, PostgresSGBDs universais: Modelos OO/ORModelo UMLXML (SBDB Tamino)Modelo EREvoluo SGBDOOBancos de Dados Orientados a Objetos - Nina Edelweiss e Renata de Matos Galante


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