Fundamentos de banco de dados 02 caracteristicas e vantagens sgbd

Prof. Rafael Pinheiro – rpinheiro2@gmail.com
SGBD: CARACTERÍSTICAS E VANTAGENS
CARACTERÍSTICAS VANTAGENS

SGBD : CARACTERÍSTICAS E
VANTAGENS

FUNDAMENTOS DE BANCO DE DADOS


Processamento de Arquivos

• Cada sistema define e implementa os arquivos necessários para seu
contexto
o Os arquivos de dados se confundem com o próprio sistema, formando um bloco
único
o Qualquer alteração na estrutura dos arquivos gera uma grande alteração nos
programas

• Existem programas distintos que necessitam dos mesmos dados
o Redundância de dados: os mesmo dados em lugares diferentes.

• Essa Redundância gera:
o Espaço de armazenamento desperdiçado
o Replicação de esforços para manter os dados redundantes



Abordagem SGBD

Na abordagem utilizando um SGBD, um único Banco de Dados é
criado, mantido e acessado por todos os sistemas.

Algumas características:
• Natureza autodescritiva
• Isolamento entre os programas e os dados, e a abstração de
dados
• Suporte para as múltiplas visões de dados
• Compartilhamento de dados e processamento de transações de
multiusuários



Natureza autodescritiva

• Descrição completa da estrutura do banco e suas restrições
o Estrutura de cada item, tipo e formato de cada dato, restrições

• Existe um catálogo que armazena as informações chamado
metadados
o O catálogo é utilizado pelo próprio SGBD e também pelos usuários que
precisam de informações sobre a estrutura do banco.

o Não se altera as informações de metadados, o uso de tais informações é apenas
para consulta, caso contrário, o banco poderá apresentar graves problemas.

• O SGBD precisa trabalhar com uma diversidade muito grande de
aplicações, o catálogo permite isso.



Isolamento entre os programas e dados

• Diferente do processamento de arquivos, os programas não
possuem informações sobre o armazenamento dos dados

• A estrutura dos arquivos de dados é armazenada nos catálogos do
SGBD

• O Banco de Dados pode ter sua estrutura alterada sem precisar
alterar os programas que o acessam

• Essa característica é chamada independência programa-dados



Isolamento entre os programas e dados

• O SGBD fornece aos programas uma representação conceitual de
dados, que não inclui detalhes de armazenamento

• Essa característica é chamada de abstração de dados



Suporte para múltiplas visões de dados

• Um banco de dados típico tem muitos usuários e cada usuários
pode precisar de diferentes visões do banco de dados

• Uma visão pode ser:

o Um subconjunto do banco de dados, que atendem critérios de necessidades do
usuário

o Uma visão virtual dos dados, derivada dos dados existentes, simulando
dados/informações que não estão explicitamente armazenados



Compartilhamento de dados

• Um SGBD deve permitir o acesso concorrente de diversos usuários

• O controle de concorrência deve permitir que muitos usuários, ao
tentar atualizar o mesmo dado, o façam de modo controlado, para
assegurar que os resultados das atualizações sejam corretos
o Reserva de assento em companhias aéreas
Atendentes
Internet
Agentes de viagem



Processamento de transações

• Transação: é um processo que inclui um ou mais acessos no banco
de dados, como leitura e gravação de registros
o Isolamento: garante que cada transação possa ser efetuada de forma isolada
de outras transações
o Atomicidade: garante que todas as operações da transação sejam realizadas
ou nenhum delas seja
o Exemplo clássico: Transferência bancária
Leitura de saldo
Validação de saldo
Débito da conta origem
Validação da conta de destino
Crédito da conta destino

• O SGBD deve permitir que transações concorrentes operem
corretamente


Vantagens da abordagem SGBD

As vantagens da utilização de um SGBD vão além das principais
características apresentadas.

Vantagens:
• Controle de redundância
• Restrição de acesso não autorizado
• Garantia de armazenamento persistente
• Estruturas para o processamento eficiente de consultas
• Garantia de backup e restauração
• Restrição de integridade
• Inferência e regras
• Outras...


Controle de redundância

• Na abordagem usando banco de dados, os sistemas que precisam
dos dados de uma entidade (por exemplo aluno, funcionários, etc)
são integrados e utilizam o mesmo repositório.
o Eliminação de esforços: Atualizações feitas uma única vez
o Consistência do dados: Atualizações são realizadas em um único local
o Espaço para armazenamento: Problema sério para grandes bancos.

• Entretanto, na prática, algumas vezes é necessário o uso de
redundância controlada, para melhorar a performance de alguns
processos.
o Uma consulta que é muito realizada em um banco de dados e que utiliza várias
tabelas.
o Transportar os dados de outras tabelas que possuem um custo alto de pesquisa
para a tabela que contém mais dados.



Restrição de acesso não autorizado
• Como todas os dados vão estar em um único local, é possível que
nem todas as pessoas tenham acesso à todos os dados.
o Uma pessoa da secretaria pode não ter acesso aos dados financeiros
o Uma pessoa do financeiro pode não ter acesso aos dados de salários

• O SGBD deve ter um mecanismo de segurança e autenticação
o Criação de usuários/grupos e autenticação por senhas

• Atribuição de uma série de permissões/bloqueios
o Mais comuns:
Apenas consultar
Consultar apenas alguns dados
Não deletar dados
Somente inserir dados
o A granularidade das permissões depende do SGBD


Garantia de armazenamento persistente
• Quando um programa é executado, os dados que ficam em
variáveis são descartadas quando o programa termina sua
execução

• Os bancos de dados fornecem estruturas compatíveis com as
variáveis do programa.
o O programa então repassa tais informações a um banco de dados que persiste
as informações.

o Posteriormente é realizado um acesso a tais dados, podendo ser feito por
outros programas, inclusive.



Estruturas para o processamento eficiente
de consultas



de consultas
• Deve fornecer mecanismos para consultas e atualizações
eficientes
o Dever oferecer formas de encontrar rapidamente um dado no disco

• Para isso são usados:
o Indexes (índices)
o Buffering (armazenamento temporários)

• O SGBD é responsável pela escolha eficiente do plano de execução
da consulta baseado nas estruturas de armazenamento existentes

• Tunning:
o A opção de qual index criar é de responsabilidade do projetista e o seu ajuste
(tunning) é responsabilidade do DBA.


de consultas
• Indexes (índices)
o Estruturas em forma de árvore (tree)
o Estruturas em hash
o Faz o mapeamento de unidades lógicas armazenadas com o endereço físico em
disco

• Buffering (armazenamento temporários)
o Mantém partes do banco de dados na memória principal (ajustes deste tipo
dependem do sistema operacional)



de consultas
• hash



de consultas
• Índice em cluster



de consultas
• Índice sem cluster



Garantia de backup e restauração
• O SGBD deve prover facilidades para recuperação de falhas de
hardware e software.

• Funcionalidade que realiza uma cópia de segurança do banco de
dados e permite que tal cópia seja restaurada caso ocorra uma
falha.
o Na maioria das vezes, mais importante que a utilização da funcionalidade em
si, é a definição de uma política de backup escolhendo horários e períodos
adequados.




Erro X Falha X Defeito



• Falha: Ocorre no nível mais baixo do hardware ou software.
o Uma fonte queimar
o Uma linha de código errada

• Erro: Uma falha pode gerar um erro. Um erro é a representação da
falha no universo da informação (dados).
o Por conseqüência de uma falha um dado foi corrompido

• Defeito: O defeito é o que é percebido pelo usuário, é a
representação de um erro no universo do usuário.
o O sistema já esta com erro e o dado já esta corrompido



Restrição de integridade
• São restrições identificadas no mini-mundo que o banco
representa e garante

• O responsável pela identificação é o projetista do banco de dados
o Exemplos simples:
Valor negativo para o dado altura de uma pessoa;
Nota 110 (maior que 100) em uma disciplina;

• As restrições podem ser verificadas no instante que o dado é
inserido ou a partir de um processo manual de teste



Inferência e regras
• A representação no banco de dados de alguma regra do mini-
mundo.

• Especifica-se uma regra e depois tal regra é acionada ocasionando
na atualização ou geração de dados
o Exemplo:
Preencher o dado resultado para um conjunto de alunos é a utilização de
uma regra, onde, quando o dado nota for menor que 60 o resultado será
reprovado.



Outras vantagens
• Garantia de padrões
o Garantir o uso de padrões na organização, códigos, nomes, datas

• Redução no tempo para desenvolvimento de aplicações
o Encapsulamento das regras de armazenamento e integrações

• Flexibilidade
o Alteração da estrutura dos dados de forma simples

• Disponibilidade para atualizar informações
o Assim que um dado é atualizado, ele está disponível para todos os usuários

• Economias de escala
o Investimento pontual em profissionais e equipamentos


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@_rpinheiro

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