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Slides revisados sobre introdução ao estudo de Banco de dados, feito especificamente para atender a grade do curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas da faculdade AVEC.
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AVECAnálise e Desenvolvimento de Sistemas
Professor Daniel BrandãoDisciplina: Banco de dados II
1
Quem sou eu: Daniel Brandão•Graduado em Sistemas para Internet (FATESM – 2008)•Especialização em Tecnologias Para Aplicações Web (UNOPAR 2013)•Desenvolvedor web/Webdesigner (desde 2004)•Programador Web (desde 2006)•Professor AVEC e Instrutor SENAI (desde 2011)
•Como me achar:•BLOG/Siste: www.danielbrandao.com.br
•E-mail: [email protected]•Twitter: Twitter.com/Dan85br 2
Ementa• Linguagem SQL Avançada. Visões, Procedimentos
Armazenados, Cursores, Transações, Gatilhos e Funções de banco de dados. Conceitos de administração. Projeto e desenvolvimento para banco de dados.
• Bibliografia Básica:• SILBERSCHATZ, Abraham et al.; Arquitetura de Sistemas de
Bancos de Dados. São Paulo: Makron Books, 1997.• DATE, C. J. ; Banco de dados. Rio de Janeiro: Campus, 1990.• Complementar:• MACHADO, Felipe Nery R. Banco de dados – Projeto e
implementação. Editora Érica.• FERRARI , Fabrício Augusto; Crie banco de dados em MySQL:
São Paulo: Digerati Books, 2007.3
Sobre o que falaremos
A. Introdução e conceitoB. Modelo relacionalC. Conceitos GeraisD. Dicionário de dadosE. RelaçõesF. DomíniosG. Esquemas e InstânciasH. ChavesI. IntegridadesJ. Restrições
4
INTRODUÇÃO 5
O que é um banco de dados?• Podemos entender por banco de dados qualquer sistema que
reúna e mantenha organizada uma série de informações relacionadas a um determinado assunto em uma determinada ordem.
• A lista telefônica é um exemplo , nela percebemos que todos os dados referentes a uma pessoa estão na mesma linha , a isso chamamos registros..
• O tipo ou categoria da informação (nome, telefone, etc.) sobre uma pessoa está separada em colunas, as quais chamamos campos..
• Um Sistema Gerenciador de banco de dados relacionais(SGBDR) é usado para armazenar as informações de uma forma que permita às pessoas examiná-las de diversas maneiras.
6
DADOS X INFORMAÇÕES
• Muitos consideram dados e informações como palavras sinônimas, mas na verdade não são. Para entender o que é um banco de dados é muito importante saber a diferença entre essas duas palavras.
• DADOS: são fatos brutos, em sua forma primária. E muitas vezes os dados podem não fazer sentido sozinhos.
• INFORMAÇÕES: consiste no agrupamento de dados de forma organizada para fazer sentido, gerar conhecimento.
7
• Por exemplo: • O número 2001 isoladamente faz algum sentido? Não! Isso é
um dado. E se disséssemos: • “Ano do atentado terrorista às torres gêmeas: 2001″?
• Agora faz sentido! Isso é uma informação. Portanto, um banco de dados é uma estrutura de dados organizada que permite a extração de informações.
8
METADADOS
• Todo dado relativo a outro dado é chamado de metadados. No exemplo anterior do ano 2001 o dado “Ano do atendado terrorista às torres gêmeas” é um metadado, pois ele é um dado sobre o dado “2001″. Um outro exemplo mais comum em banco de dados: o campo telefone da tabela cliente tem, entre outros, os seguinte metadados: nome (telefone), tipo (texto), tamanho (30 caracteres), obrigatoriedade (não), etc.
• Um banco de dados é formado por dado e metadados. Sem os metadados não seria possível organizar e extrair informações de um banco de dados.
9
MODELOS DE BANCO DE DADOS
Hierárquico
Rede
Relacional
10
Modelo Hierárquico
HIERÁRQUICO: é um tipo de sistema de gerenciamento de banco de dados que conecta registos numa estrutura de dados em árvore através de ligações de tal modo que cada tipo de registo tenha apenas um possuidor. A base de dados se baseia em um Modelo de Entidades e Relacionamentos: cada registro é uma coleção de atributos (campos), cada um dos quais contendo somente uma informação; uma ligação é a associação entre dois registros.
11
Modelo de rede
O modelo em redes surgiu como uma extensão ao modelo hierárquico, eliminando o conceito de hierarquia e permitindo que um mesmo registro estivesse envolvido em várias associações. Tanto o Modelo Hierárquico como o de Redes são orientados a registros, isto é, qualquer acesso à base de dados – inserção, consulta, alteração ou remoção – é feito em um registro de cada vez.Como já foi mencionado, a organização do Modelo em Redes é semelhante a do Modelo Hierárquico, mas com a diferença de que cada registro filho pode ser ligado a mais de um registro pai, criando conexões bastante complexas e são bastante utilizados em sistemas para computadores de grande porte.
12
O MODELO RELACIONAL 13
Definição• Banco de dados Modelo Relacional é um conceito abstrato
que define maneiras de armazenar, manipular e recuperar dados estruturados unicamente na forma de tabelas, construindo um banco de dados.
• O termo é aplicado aos próprios dados, quando organizados dessa forma, ou a um Sistema Gerenciador de Banco de Dados Relacional (SGBDR) – do inglês Relational database management system (RDBMS) – um programa de computador que implementa a abstração.
14
Breve histórico• Os Bancos de dados relacionais (BDR) surgiram em meados
da década de 1970. Porém, apenas alguns anos mais tarde as empresas passaram a utilizá-los no lugar de arquivos planos (do inglês flat file), bancos de dados hierárquicos e em rede.
15
Modelo Relacional - Características• Organização dos dados
• conceitos do modelo: atributo, relação, chave, ...• Integridade
• restrições básicas para dados e relacionamentos• Manipulação
• linguagens formais (álgebra e cálculo relacional)• SQL (comercial)
16
Conceitos Gerais: Atributo
• Um item de dado do Banco de Dados (BD)• Possui um nome e um domínio• Exemplos
• nome: varchar(20) • matrícula: integer • dataNasc: date DataNascMatrículaNome
Conceitos Gerais: Tupla• Um conjunto de pares (atributo, valor)• Valor de um atributo
• Definido no momento da criação de uma tupla deve ser: • compatível com o domínio ou NULL • Atômico (indivisível)
18
Exemplo: Tupla
20/02/198501427Maria03/07/197602467Vânia12/11/198001035Renata
DataNascMatrículaNome
Tupla 1
Atributo: Nome Valor: Renata
Exemplo: Tupla
20/02/198501427Maria03/07/197602467Vânia12/11/198001035Renata
DataNascCPFNomeTuplas
Dicionário de Dados!
Dentro do contexto de SGBD, um dicionário de dados é um
grupo de tabelas, habilitadas apenas para leitura ou consulta, ou
seja, é uma base de dados.
Dicionário de Dados! Exemplos:
• Definição precisa sobre elementos de dados.
• Perfis de usuários, papéis e privilégios
• Descrição de objetos
• Restrições de integridade
• Pequeno trecho de programa de computador, armazenado em um SGBD, que pode ser chamado freqüentemente por um programa principal.
• Índices
Conceitos Gerais: Relação• Composto por um cabeçalho e um corpo• Cabeçalho
• número fixo de atributos (grau da relação)• atributos não-ambíguos
• Corpo• número variável de tuplas (cardinalidade da relação)• ordem não é relevante
23
Exemplo Relação
20/02/1985São Diego 310/3401427Maria03/07/1976Capote Valente, 3502467Vânia
Rua das Flores, 210Endereço
12/11/198001035RenataDataNascCPFNome
Aluno
Cabeçalho
Exemplo Relação
20/02/1985São Diego 310/3401427Maria03/07/1976Capote Valente, 3502467Vânia
Rua das Flores, 210Endereço
12/11/198001035RenataDataNascCPFNome
Aluno
Corpo
Revisando...
Conceitos Gerais: Relação
20/02/1985São Diego 310/34
Maria
03/07/1976Capote Valente, 35
Vânia
Rua das Flores, 210
Endereço
12/11/1980Renata
DataNascNome
S1 S2 S3
TUPLAS
Conceitos Gerais: Atributos
Definição: dada uma relação R, define-se como seus atributos os nomes das funções que mapeiam os valores de cada um dos elementos de cada tupla nos respectivos conjuntos S1, S2 , ...., S3 ..
20/02/1985São Diego 310/34
Maria
03/07/1976Capote Valente, 35
Vânia
Rua das Flores, 210
12/11/1980Renata
S1 S2 S3
DataNascEndereçoNome DataNascEndereçoNome
Relação
ATRIBUTOS
Conceitos Gerais: Domínios
Definição: Dada uma relação R, o domínio do atributo Aj, é o conjunto Sj no qual o atributo assume valores
20/02/1985São Diego 310/34
Maria
03/07/1976Capote Valente, 35
Vânia
Rua das Flores, 210
12/11/1980Renata
S1 S2 S3
DataNascEndereçoNome DataNascEndereçoNome
Relação R
ATRIBUTOS
Domínio
Relembrando...• Relação é uma Tabela• Atributo é um Campo (coluna da tabela)• Tupla é uma linha da tabela • Domínio: tipo de dado, formato de um atributo
30
Esquema e Instância• Esquema
• Aluno (nome,matrícula, endereço, DataNasc, Curso)• Curso (codigo, descrição)
• Instância• (Daniela, 12345, São Diego, 310, 28/06, 1)
31
Chave
• Conjunto de um os mais atributos de uma relação
• Chave Primária (primary key) – PK
• Chave Estrangeira (foreign key) - FK
32
Chave Primária• Primary key (PK)
• atributo(s) cujo (conjunto de) valor(es) identifica(m) unicamente uma tupla em uma relação
• Unicidade de valores na coluna que compõe a chave
33
Chave Primária (PK)
20/02/1985São Diego 310/3401427Maria03/07/1976Capote Valente, 3502467Vânia
Rua das Flores, 210Endereço
12/11/198001035RenataDataNascCPFNome
Aluno
Qual(is) atributo(s) representam unicamente uma tupla?
34
Chave Primária (PK)
20/02/1985São Diego 310/3401427Maria03/07/1976Capote Valente, 3502467Vânia
Rua das Flores, 210Endereço
12/11/198001035RenataDataNascCPFNome
Aluno
Qual(is) atributo(s) representam unicamente uma tupla?
CPF 35
Chave Primária (PK)
20/02/1985São Diego 310/34347685784432Maria03/07/1976Capote Valente, 35693529876987Vânia
Rua das Flores, 210Endereço
12/11/1980701034263890RenataDataNascCPFNome
Aluno
Aluno(CPF, Nome, Endereço, DataNasc)
Chave Primária (PK) – CompostaAlocação (Cod_Projeto, Cod_Func, DataIni, Tempo)
Um funcionário pode estar em mais de um projeto
37
Chave Primária (PK)
Alocação (Cod_Projeto, Cod_Func, DataIni, Tempo)
Chave primária composta
38
Chave Candidata• Possui as mesmas propriedades que a chave primária
347685784432693529876987701034263890
CPF
20/02/198501427Maria03/07/197602467Vânia12/11/198001035RenataDataNascMatrículaNome
Aluno
39
Chave Candidata• Possui as mesmas propriedades que a chave primária
347685784432693529876987701034263890
CPF
20/02/198501427Maria03/07/197602467Vânia12/11/198001035RenataDataNascMatrículaNome
Aluno
Chaves candidatas40
Chave Candidata• Qual escolher para Chave Primária?• Escolhe-se para chave primária aquela com o atributo único ou
menor número de caracteres
347685784432693529876987701034263890
CPF
20/02/198501427Maria03/07/197602467Vânia12/11/198001035RenataDataNascMatrículaNome
41
Chave Candidata
347685784432693529876987701034263890
CPF
20/02/198501427Maria03/07/197602467Vânia12/11/198001035RenataDataNascMatrículaNome
Chave Primária
42
Chave Alternativa
347685784432693529876987701034263890
CPF
20/02/198501427Maria03/07/197602467Vânia12/11/198001035RenataDataNascMatrículaNome
Chave Primária
Chave alternativa
Chave alternativa: chave candidata que não é primária43
Chave Estrangeira• Foreign Key (FK)• Atributo(s) de uma relação, cujos valores devem
obrigatoriamente aparecer na chave primária de uma relação (da mesma ou de outra)
• Implementa o relacionamento em um BD relacional
44
Chave Estrangeira (FK)
12
1
Curso
347685784432693529876987
701034263890
CPF
01427Maria02467Vânia
01035Renata
MatrículaNome
Chave Estrangeira (FK)
121
Curso
347685784432693529876987701034263890
CPF
01427Maria02467Vânia01035Renata
MatrículaNome
Ciências Jurídicas e Sociais
Administração de Empresas
Ciência da Computação
Descrição
3
2
1
Codigo
Chave Estrangeira (FK)
Aluno(CPF, Nome, Endereço, DataNasc, #Curso)
Curso (Codigo, Descrição)
47
Chave Estrangeira (FK)
Funcionário (CodFunc, Nome, Endereço, #Cod_Chefe)
2Carlos Gomes, 50Carla4
1
3
4Cod_Chefe
Anita Garibaldi, 12
Oscar Freire, 10
Av. Joaquim 2Endereço
Pedro3
João2
Maria1NomeCodFu
n
Revisando...• Chave Primária (PK)• Chave candidata• Chave alternativa• Chave Estrangeira (FK)
49
Restrições de Integridade
• É uma regra que deve ser obedecida em todos os estados válidos da base de dados.
• Garantem que os dados refletem corretamente a realidade modelada. • Domínio, Chave Primária, Valores Vazios
• Integridade de Entidade
• Integridade Referencial
• Semântica
50
Restrições de Integridade
• Domínio: conjunto de valores que um atributo pode
assumir
Exemplo: Nome: varchar (20)- Alessandra Vogel
Oliveira
viola a regra
Vazio: define se os atributos podem ou não ser vazios51
Integridade de Entidade
• Garantia de acesso a todos os dados
sem ambigüidade
• Atributos pertencentes a chave-
primária de uma relação não podem
ter valor nulo
• A chave primária representa uma
entidade na base de dados
Carla4
Pedro3João2Maria1NomeCodFu
n
Integridade Referencial • Chave estrangeira (FK)
• Garantia de
relacionamentos válidos
• Os valores que aparecem na
FK devem aparecer na PK da
relação referenciada
121
Curso
347685784432693529876987701034263890
CPF
01427Maria02467Vânia01035Renata
MatrículaNome
121
Curso
347685784432693529876987701034263890
CPF
01427Maria02467Vânia01035Renata
MatrículaNome
Ciências Jurídicas e Sociais
Administração de Empresas
Ciência da Computação
Descrição
3
2
1
Curso
Ciências Jurídicas e Sociais
Administração de Empresas
Ciência da Computação
Descrição
3
2
1
Curso
Integridade Semântica
• Especificada através de regras sobre o esquema do banco de dados
• Exemplos: • O salário de um empregado deve ser menor ou igual ao do
seu supervisor• O número de horas semanais de um empregado em um
projeto não pode ser maior do que 50
54
Restrições de Atualização• Inserção: insere tuplas em uma relação• Pode violar 4 restrições de integridade:
55
Restrições de Atualização• Inserção: insere tuplas em uma relação• Pode violar 4 restrições de integridade:
• Integridade de Domínio: valor não é do domínio
56
Restrições de Atualização• Inserção: insere tuplas em uma relação• Pode violar 4 restrições de integridade:
• Integridade de Domínio• Integridade de Chave: valor já existe
57
Restrições de Atualização• Inserção: insere tuplas em uma relação• Pode violar 4 restrições de integridade:
• Integridade de Domínio• Integridade de Chave• Integridade de Entidade: chave primária é nula
58
Restrições de Atualização• Inserção: insere tuplas em uma relação• Pode violar 4 restrições de integridade:
• Integridade de Domínio• Integridade de Chave (ex.: chave duplicada)• Integridade de Entidade• Integridade Referencial: valor da FK refere-se a uma tupla que não
existe na relação referenciada
59
Restrições de Atualização• Exclusão: exclui tuplas de uma relação• Pode violar :
60
Restrições de Atualização• Exclusão: exclui tuplas de uma relação• Pode violar :
Integridade referencial: se a tupla que está sendo excluída está referenciada por uma FK de outra tupla
61
Restrições de Atualização
• Exclusão:
Ciências Jurídicas e Sociais
Administração de Empresas
Ciência da Computação
Descrição
3
2
1
Curso
1
2
1
Curso
347685784432
693529876987
701034263890
CPF
01427Maria
02467Vânia
01035Renata
MatrículaNome
Restrições de Atualização• Procedimento a ser adotado:
• Rejeitar a operação• Excluir em cascata• Mudar os valores dos atributos referenciados
63
Restrições de Atualização• Atualização : altera os valores de atributos nas tuplas existentes
• Pode violar:
64
Restrições de Atualização• Atualização : altera os valores de atributos nas tuplas existentes
• Pode violar: • Restrição de Domínio para atributos que não são chave
65
Restrições de Atualização• Atualização : altera os valores de atributos nas tuplas existentes
• Pode violar: • Restrição de Domínio para atributos que não são chave• Chave primária e entidade
66
Restrições de Atualização• Atualização : altera os valores de atributos nas tuplas existentes
• Pode violar: • Restrição de Domínio para atributos que não são chave• Chave primária e entidade• Referencial
67
68
Exercício: Considere o seguinte esquema relacional:
Categoria(CodCategoria, Descrição)Cliente (CodCli, Nome, Endereco, CPF, CodCategoria)Funcionário (CodFunc, Nome, CT, CPF, End, Fone)Fornecedor (CodFornec, Nome, Cidade)Produto (CodProd, CodFornec, Nome, Peso, Valor)
69
1) Identificar as chaves primárias e chaves estrangeiras
2) Identificar o que é cada ítem das tabelas a seguir:
• Sistemas de Banco de Dados, Elmasri-Navathe
- 4a. Edição: Capítulo 5
• Php e Mysql - Desenvolvimento Web - 3ª Edição. Autor: Welling, Luke; Thomson, Laura. Editora: Campus.
Leitura Complementar
71
Créditos:
Material extraído de pesquisa em Livros e Slides do Slideshare e de blogs especializados na internet