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Introdução a Bancos de Introdução a Bancos de Dados (BD’s)Dados (BD’s)
Prof. Tales K. CabralProf. Tales K. [email protected]@colegiodaimaculada.com.br
2º Módulo
Colégio da ImaculadaColégio da ImaculadaCurso Técnico em InformáticaCurso Técnico em Informática
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Banco de Dados, por quê?
Independência entre Dados e Programas
DATA INDEPENDENCE
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IntroduçãoRepresentação dos dados em computadores antes do conceito de banco de dados
Organização exemplo: Universidade
Controle Acadêmico
Controle Administrativo
Controle de Pessoal
Alunos
Disciplinas
Turmas
Deptos.
Salas
Professores
Institutos
Funcionários
Disciplinas
Turmas
Professores
Deptos.
UNIVERSIDADE
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Introdução
Situação:* cada aplicação da organização com o seu
conjunto de dados* descrição dos dados fica dentro das aplicações* não existe compartilhamento de dados entre as aplicações
Problemas:* redundância de dados* difícil manutenção dos dados* falta de uma padronização na definição dos dados* não há preocupação com a segurança dos dados (segurança de acesso e segurança contra falhas)
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Banco de DadosDefinição de Banco de Dados
(BD):
"Uma coleção de dados operacionais inter-relacionados. Estes dados
são armazenados de forma independente dos programas que os utilizam,
servindo assim a múltiplas aplicações de uma organização."
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Banco de Dados
• Vantagens do uso de BD em relação aos métodos tradicionais, baseados em papéis e arquivos:– é compacto : não há necessidade de arquivos de
papéis volumosos;– é rápido : a máquina recupera e modifica os dados
muito mais rapidamente do que o ser humano;– menos trabalho braçal : arquivamento;– tem fluxo corrente : informações corretas e
atualizadas a qualquer momento.
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Banco de Dados
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Banco de Dados
• Vantagens do uso de BD em relação aos sistemas de arquivos tradicionais:
– reduzir a redundância;– a inconsistência pode ser evitada;– compartilhar os dados;– aplicar restrições de segurança;– manter a integridade.
Banco de DadosTabela EMPREGADO
Nome RG CIC Depto.
RG Supervisor Salário
João Luiz 10101010 11111111 1 NULO 3.000,00
Fernando 20202020 22222222 2 10101010 2.500,00
Ricardo 30303030 33333333 2 10101010 2.300,00
Jorge 40404040 44444444 2 20202020 4.200,00
Renato 50505050 55555555 3 20202020 1.300,00
Tabela DEPARTAMENTO Tabela PROJETO
Nome Número RG Gerente Nome Número Localização
Contabilidade 1 10101010 Financeiro 1
5 São Paulo
Engenharia Civil 2 30303030 Motor 3 10 Rio Claro
Engenharia Mecânica
3 20202020 Prédio Central
20 Campinas
Tabela DEPENDENTES
RG Responsável
Nome Dependente
Dt. Nascimento
Relação Sexo
10101010 Jorge 27/12/86 Filho Masculino
10101010 Luiz 18/11/79 Filho Masculino
20202020 Fernanda 14/02/69 Conjuge Feminino
20202020 Angelo 10/02/95 Filho Masculino
30303030 Adreia 01/05/90 Filho Feminino
Exemplo de um Banco de Dados: “Projeto”
Tabela DEPARTAMENTO_PROJETO
Número Depto. Número Projeto
2 5
3 10
2 20
Tabela EMPREGADO_PROJETO
RG Empregado Número Projeto Horas
20202020 5 10
20202020 10 25
30303030 5 35
40404040 20 50
50505050 20 35
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Exercício:1. Responda (pergunta e resposta no caderno):
• Qual a necessidade da criação de bancos de dados?• Como era a “organização” antes da criação de
bancos de dados?• Monte, com suas palavras, uma definição para
Banco de Dados.• Quais as vantagens de Bancos de Dados com
relação à utilização de métodos tradicionais?• Crie um banco de dados contendo duas tabelas
(crie as tabelas).• Nomeie o banco de dados;• As tabelas serão “Aluno” e “Professor”;• Inclua campos para as tabelas e alguns exemplos de
atributos (valores dos campos);
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Modelo Relacional
• Usa um conjunto de tabelas para representar tanto os dados como a relação entre eles.
• Cada tabela possui múltiplas colunas e cada uma possui um nome único (CAMPO)
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Modelo Relacional (exemplo)
nome rua cidade nro-conta
Mário Av. S.Carlos S.P. 1234
Rui Rua XV S.Carlos 1333
Rui Rua XV S.Carlos 7556
Silvia Av.D.Pedro Itu 5512
Silvia Av.D.Pedro Itu 7556
nro-conta saldo
1234 55,00
1333 600,00
5512 350,00
7556 3.000,00
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Modelo de Rede
• Representados por um conjunto de registros (como no Pascal) e as relações entre estes registros são representadas por links (ponteiros)
• Registros são organizados no BD por um conjunto arbitrário de grafos
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Modelo de Rede (exemplo)
1234 55,00
1333 600,00
5512350,00
7556 3.000,00
Mário Av. S.CarlosS.P.
Rui Rua XV S.Carlos
Silvia Av.D.Pedro Itu
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Modelo Hierárquico
• Similar ao modelo em rede - dados e suas relações serem representadas por registros e links.
• Diferença: no modelo hierárquico os registros estão organizados em árvores ao invés de gráficos arbitrários
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Modelo Hierárquico (exemplo)
1234 55,00
1333 600,00
5512350,00
7556 3.000,00
7556 3.000,00
Mário Av. S.CarlosS.P.
Rui Rua XV S.Carlos
Silvia Av.D.Pedro Itu
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Diferença entre modelos
• Modelo relacional difere por não usar nem ponteiros nem links (relaciona os registros por valores próprios a eles)
• Como não é necessário uso de ponteiros: possibilidade do desenvolvimento de fundamentos matemáticos para sua definição
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Álgebra Relacional
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Linguagens de Banco de Dados
• Dois tipos de linguagens: 1. específica para os esquemas do BD
(Linguagens de Definição de Dados)
2. para expressar consultas e atualizações (Linguagem de Manipulação dos Dados)
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Linguagens de Definição de Dados – DDL
• Para expressar a especificação do esquema de dados
• data-definition language (DDL)• resultado da compilação dos parâmetros DDL’s
armazenado em tabelas que constituem o dicionário de dados ou diretório de dados
• dicionário de dados: arquivo de metadados (dados a respeito de dados)- no SGBD o diretório é consultado antes que o dado real seja modificado
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Linguagens de Definição de Dados – DDL
create table alter tabledrop tablecreate view, drop view
Comandos básicos:
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Linguagem de Manipulação dos Dados DML
• data-manipulation language (DML)• manipulação de dados:
• recuperação das informações armazenadas no BD
• inserção de novas informações no BD• remoção de informações do BD• modificação das informações do BD
• DML viabiliza o acesso (manipulação) dos dados de forma compatível ao modelo de dados apropriado
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Linguagem de Manipulação dos Dados DML
Procedurais exigem que o usuário especifique quais dados são necessários, e como obtê-los (passos avançados em bds)
Não Procedurais exigem que se especifique quais dados são necessários, sem especificar como obtê-los (passos simples em bds).
Linguagens de consulta (query) SQL*
* SQL (Structure Query Language) is a database query language that was adopted as an industry standard in 1986.
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Exercício:
1. Responda (pergunta e resposta no caderno):
• O que são Bancos de Dados Relacionais (que utilizam o Modelo Relacional) ?
• Como é representado um CAMPO em um Modelo Relacional?
• Quais as linguagens existentes para se operar com bancos de dados?
• Cite 2 (dois) exemplos de manipulação de dados feitas em um banco de dados.
• Cite 1 (um) exemplo de uma linguagem de consulta a bancos de dados.
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Gerenciamento de Transações
muitas operações em um BD constituem uma única unidade lógica de trabalho atomicidade consistência durabilidade (persistência)
transaçãotransação: coleção de operações que desempenha uma função lógica única dentro de uma aplicação do sistema de BD
transação = unidade de atomicidade e consistência
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Administração do armazenamento de dados
(papel do Administrador do BD)interface entre os dados de baixo nível, armazenados
no BD, os programas aplicativos e as consultas submetidas ao sistema
Gerenciamento de autorizações e integridade
Gerenciamento de transações Administração de arquivos Administração de buffer (memória)
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Contrapartida...• Criação de Pontos de conflito
através do Compartilhamento de Dados;
• Necessidades de especialização tecnológica e profissional;
• Criação de motivos para “conflito Organizacional”.
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SGBD
Sistema Gerenciador de Banco de Dados
• Software (programa) que incorpora as funções de definição, recuperação e alteração de dados em um banco de dados."É um sistema cujo objetivo principal é
gerenciar o acesso e a correta manutenção dos dados armazenados em um banco de
dados."
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SGBDUm dos objetivos de um SGBD é prover aos usuários uma visão abstrata dos dados.
– Omitir detalhes de como os dados são armazenados e mantidos.
• Ocultar forma como são cadastrados, alterados ou excluídos;
• Ocultar comandos utilizados para consultas;• Mostrar somente os resultados desejados;
– Esconder a complexidade em diversos níveis de abstração que simplificam a interação do usuário com o sistema de BD.
• Qual o melhor caminho a seguir para executar uma dada operação
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Alguns SGBD’s Comerciais• Oracle http://www.oracle.com.br • Sybase http://www.sybase.com.br • Informix http://www.informix.com • DB2 http://www.ibm.com.br • Interbase http://www.borland.com.br • MSSqlServer http://www.microsoft.com.br
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Alguns SGBD’s Livres
• MySQL http://www.mysql.com • PostGreSQL http://www.postgresql.com • Firebird http://www.firebirdsql.org
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Catálogo
• Contém a definição do Banco de Dados, descrita num (meta-)modelo de dados (específico de cada SGBD, utilizando o mesmo modelo lógico que o usado para a Base de Dados prop. dita).
• Exemplo: Num SGDB “relacional”, o catálogo contém as definições das tabelas, visões, regras de integridade, etc..
O Catálogo é por vezes designado por “Dicionário de Dados”
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Novas Necessidades
• Evolução dos SGBD’s• Desempenho, Complexidade nas estruturas de
dados, Sofisticação do Processamento, Controle de Integridade dos Dados, ...
• Sistemas de Suporte à Decisão• Interoperabilidade entre SGBD’s, e
entre SGBD’s e outros tipos de sistemas (p.e. WWW)
• Novos tipos de Aplicações
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Portanto...• Não confunda:
Banco de Dados:
Banco de Dados:
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SQL
Structure Query Language(Linguagem Estruturada de
Consultas)
• Padrão em SGBDs Relacionais• Implementa operações da álgebra
relacional
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SQL• Tipos:DDL – Data Definition LanguageLinguagem de Definição de Dados
a) Definiçãode uma relação (ou tabela)Create Table <nome_tabela> ( atribute1 INT(4) UNSIGNED ZEROFILL DEFAULT
'0000' NOT NULL, atribute2 CHAR(20) DEFAULT '' NOT NULL, atribute3 DOUBLE(16,2) DEFAULT '0.00' NOT
NULL, PRIMARY KEY(atribute1, atribute2));
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SQL
b) Alteração de uma tabelaAlter Table <nome_tabela> add atribute4 INT(6);Alter Table <nome_tabela> drop atribute2;
c) Remoção da tabelaDrop Table <nome_tabela>;
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SQL• Tipos:DML – Data Manipulation LanguageLinguagem de Manipulação de Dados
a) Comandos de Atualização do BD
a.1) Inserção de TuplasInsert Into <nome_tabela> values
(123,’A’,1.05,555),(456,’B’,2,333);
a.2) Alteração de TuplasUpdate <nome_tabela> set {atributox} where {condicao};
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SQL
a) Comandos de Atualização do BDa.3) Remoção de Tuplas
Delete from <nome_tabela> where {condição};
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SQL
b) Comando de Consulta (Query Language)
Comando SELECT
b.1) Selecionar todas as tuplas de uma tabelaSELECT * from <nome_tabela>;
b.2) Selecionar todas as tuplas que obedeçam 1 condição:SELECT * from <nome_tabela> where {condição};
b.3) Existem vários outros tipos de consultas...
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MySQL
SISTEMA GERENCIADOR DE BD FREE.
Comando SELECT
b.1) Selecionar todas as tuplas de uma tabelaSELECT * from <nome_tabela>;
b.2) Selecionar todas as tuplas que obedeçam 1 condição:SELECT * from <nome_tabela> where {condição};
b.3) Existem vários outros tipos de consultas...
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MySQLChave Primária
A função da chave primária é identificar univocamente uma linha da tabela. Cada tabela deve possuir uma chave primária. Quando se define um atributo como chave primaria, fica implícito as cláusulas UNIQUE e NOT NULL para este atributo, não sendo necessário a especificação destas.
create table cliente(codigo number(5) primary key, nome char(30) not null, sexo char(1) CHECK(sexo IN (‘M’, ‘F’)), CPF number(11) UNIQUE, endereco char(40), cidade char(20) DEFAULT ‘Maceio’
);
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MySQLChave Primária• Opcionalmente pode-se definir a chave primária após a
especificação de todos os atributos da tabela.
create table cliente(codigo number(5), nome char(30) not null, sexo char(1) CHECK(sexo IN (‘M’, ‘F’)), CPF number(11) UNIQUE, endereco char(40), cidade char(20) DEFAULT ‘Maceio’, primary key (codigo) )
);
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MySQLIntegridade referencial
Freqüentemente desejamos assegurar que o valor de um determinado campo de uma tabela esteja presente na chave primária de outra tabela. Este campo é chamado chave estrangeira (FOREIGN KEY).A SQL original padrão não incluía instruções para especificar chaves estrangeiras. Um aperfeiçoamento posterior foi aprovado como uma adição ao padrão. Este recurso permite a especificação de chaves primárias e estrangeiras como parte da instrução create table.
create table movimento(agencia number(5) references agencias(codigo),conta number(7) references contas(numero),valor number(16,2),primary key (agencia, conta)
);
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MySQLIntegridade referencial• Assim como na definição da chave primária,
pode-se definir a chave estrangeira após a especificação de todos os campos (domínio) da tabela.
create table movimento(agencia number(5) conta number(7) valor number(16,2), primary key (agencia, conta) foreign key (agencia) references agencias, foreign key (conta) references contas
);
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MySQLIntegridade referencial• Chave estrangeira: exemplo:
create table movimento (agenciax number(5)contax number(7)valor number(16,2),primary key (agenciax, contax),foreign key (agenciax) references agencias (agencia),foreign key (contax) references contas (conta)
);
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Referências Bibliográficas•Tutoriais, apostilas e cursos sobre Bancos de Dados e SQL. Disponível em: http://www.devmedia.com.br/portal/ Disponível em: http://www.apostilando.com/sessao.php?cod=18 Disponível em: http://www.sobresites.com/bancodedados/bancodedados.htm
• Organização de Banco de Dados. Profa. Denise Bandeira – Unisinos/2007. Disponível em: http://inf.unisinos.br/~bandeira
