Introdução às BD

1. SGBD – Introdução

2.  Dados vs Informação
 O que é uma base de dados?
 O que é um SGBD ?
 Para que serve?
Índice

3. Dados vs Informação
Dados, Informação e Conhecimento
Dados Informação Conhecimento
Simples observações sobre
o estado do mundo
Dados dotados de
relevância e propósito
Informação valiosa da mente
humana
Inclui reflexão, síntese,
contexto
 Facilmente estruturado;
 Facilmente obtido por
máquinas;
 Frequentemente
quantificado;
 Facilmente transferível.
 Requer unidade de
análise;
 Exige consenso em
relação ao significado;
 Exige necessariamente
a mediação humana.
 De difícil estruturação;
 De difícil captura em
máquinas;
 Frequentemente tácito ;
 De difícil transferência.
FONTE: Davenport e Prusak (1998, p.18)

4. Um dos recursos mais importantes de uma
organização é a informação e dela depende
a sua maior ou menor competitividade;
A tomada de decisões numa organização é
um processo complexo dada a quantidade
de informação, a sua complexidade e a
frequência e rapidez com que a mesma se
altera;
Dados vs Informação

5. Para que a informação possa ser utilizada no
apoio à decisão é necessário que verifique
certas condições:
 Atualidade - a validade da informação é cada vez mais
curta;
 Correção - além de atual a informação deverá ser
rigorosa e correta;
 Relevância - o excesso de informação pode ser um
obstáculo, pelo que é necessário filtrá-la para que seja
usada apenas a que é relevante;
 Disponibilidade - a informação só é útil se estiver
disponível, quando necessária;
 Legibilidade - a informação só é informação se puder
ser interpretada;
Qualidades da Informação

6. Dados - elementos ou valores discretos que
isoladamente não têm valor; transformam-se
em informação quando relacionados e
interpretados de alguma forma.
Informação - resultado de alguma forma de
processamento/tratamento dos dados, sendo
que estes são a matéria prima necessária.
Dados vs Informação

7. Dados vs Informação

8.  Uma “base de dados” pode ser definida como um conjunto de
“dados” devidamente relacionados. No entanto, o significado
do termo “base de dados” é mais restrito que simplesmente a
definição dada acima. Uma base de dados possui as seguintes
propriedades:
• É uma coleção lógica coerente de dados com um significado
inerente;
• É projetada, construída e populada com dados para um
propósito específico;
• Possui um conjunto pré definido de utilizadores e aplicações;
• Representa algum aspecto do mundo real, o qual é chamado
de “mini-mundo”;
• Qualquer alteração efetuada no “mini-mundo” é
automaticamente refletida na base de dados.
O Que é uma base de dados?

9.  SGBD = Sistema de Gestão de Bases de Dados (Database
Management System — DBMS)
 Um software sofisticado para:
 Armazenar dados de forma eficiente
 Consultar dados obtendo respostas rápidas
 Modificar dados concorrentemente.
 SGBDs mais conhecidos: MySql; Firebird; Informix;
PostgreSQL; Oracle;
SGBD – o que é?

10.  Uma base de dados pode ser criada e mantida por um
conjunto de aplicações desenvolvidas especialmente para
esta tarefa ou por um “Sistema de Gestão de Bases de
Dados” (SGBD).
 Um SGBD permite aos utilizadores criarem e manipularem
bases de dados de propósito geral.
 O conjunto formado por uma base de dados mais as
aplicações que manipulam a mesma é chamado de “Sistema
de Bases de Dados”.
BD VS SGBD

11.  Dados: factos conhecidos que têm algum significado e que
podem ser guardados.
 Base de dados (BD): conjunto de dados que se relacionam
entre si.
 Universo: parte do mundo real sobre o qual os dados
guardados na base de dados dizem respeito.
 Empresa: empregados, departamentos, projectos, ...
 Escola: alunos, professores, cadeiras, inscrições, horários, ...
 Contactos: nomes, endereços, telefones, ...
 Sistema de gestão de base de dados (SGBD): pacote de
software que permite criar e manipular uma base de dados.
 MySQL, PostGreSQL, Oracle, Sybase, SQL-Server, ...
 Sistema de base de dados: o sistema de gestão de base de
dados juntamente com os dados.
RESUMINDO...

13.  Abstração dos dados
 Num sistema tradicional de ficheiros, a estrutura dos ficheiros com os
dados está inserida nos programas que manipulam esses ficheiros.
 Dificuldade em alterar a organização dos dados. A alteração de um
ficheiro de dados, obriga à alteração de todos os programas que
manipulam esse ficheiro.
 Num sistema de BD, a estrutura dos ficheiros está no catálogo do
SGBD e portanto separada dos programas de acesso. Conduz à
independência dados/programa.
 Independência dos dados
 O catálogo do sistema guarda a descrição da BD (os meta-dados).
 Estrutura de cada ficheiro usado para a BD.
 Tipo e formato de cada item de dados.
 Restrições sobre os dados.
 Torna o SGBD independente da BD.
 Permite que o SGBD funcione com diferentes BDs.
Características de um Sistema de
Base de Dados

14.  Suporte de visões múltiplas dos dados
 Permite fornecer diferentes perspectivas (visões) dos dados para
diferentes utilizadores.
 Uma visão pode ser um subconjunto de dados da BD, ou um
subconjunto de dados (virtuais) derivados a partir de dados da BD.
 Partilha de dados e acesso multi-utilizador
 O SGBD tem de garantir que cada transação ou é executada
corretamente ou é abortada por completo.
 Restaurar o estado da BD quando ocorrem falhas durante a execução
de uma transação.
 Controlar concorrência para garantir consistência e correção nas
atualizações da BD.
 Vários agentes de viagens a tentarem reservar um lugar num mesmo
avião.
Características de um Sistema de
Base de Dados

15. SGBDs – Para quê?
 Quantidades gigantescas de
dados são recolhidos e
armazenados em empresas,
corporações, etc.
 Dados de comércio eletrónico;
 Dados de navegação na internet;
 Dados de compras de clientes em
grandes lojas de departamentos
ou supermercados;
 Dados de transações bancárias,
ou de cartão de crédito.
Ponto de Vista Comercial

16. SGBDs – Para quê?
 Dados recolhidos e
armazenados
a velocidades enormes
(GB/hora)
 Sensores remotos em satélites
 Telescópios
 Microarrays que geram dados
de expressões de genes
 Simulações científicas que
geram terabytes de dados.
Ponto de Vista Cientifico : Medicina, Biologia, Engenharia

17.  SGBDs são utilizados
para manipular
grandes volumes de
dados:
 Dados sobre
empregados;
 Alunos;
 Contas bancárias;
 Dados
climatológicos;
 Dados geológicos,
etc.
SGBD: CONTEXTOS EM QUE SÃO
UTILIZADOS

18.  Atualmente, a área de Bases de Dados
abrange todos os diversos tipos de dados em
larga escala, envolvendo tecnologia
sofisticada:
 Pesquisa na internet
 Mineração de Dados (Data Mining).
 Bases de Dados Científicos e Médicos.
 Integração de Informação.
SGBD: CONTEXTOS EM QUE SÃO
UTILIZADOS

19.  Podemos não notar, mas as bases de Dados estão por trás
de tudo o que fazemos na Internet:
 Pesquisas no Google
 Compras nos sites da Amazon, do Mercado Livre, etc
 Um SGBD permite que consultas aos dados sejam
respondidas de forma correta e rapidamente.
 Os SGBDs permitem a realização na base de dados de
diversas atividades (transações) por diferentes utilizadores
“simultaneamente”
 Possuem mecanismos que permitem não confundir as
diferentes ações: por exemplo, duas reservas simultâneas
para o mesmo assento num determinado voo.
 Um SGBD tem mecanismos para “esconder” certas partes
da base de dados de certos utilizadores.
Ainda mais …

20.  Definição: tipo de dados, tipo de relações e conjunto de restrições.
 Manipulação: inserir dados, apagar dados, alterar dados, fazer
consultas, garantir a satisfação das restrições de integridade.
 Construção: representação simples e eficientes de relações complexas
entre os dados, guardar os dados num local controlado pelo próprio
SGBD, persistência dos dados.
 Rentabilidade: minimizar o esforço de desenvolvimento e manutenção,
controlar a redundância nos dados, mecanismos eficientes para
processamento de consultas.
 Concorrência e partilha: permitir que vários utilizadores e/ou
programas acedam em simultâneo à base de dados, mantendo a
consistência dos dados.
 Proteção: mecanismos de backup e recuperação para prevenir situações
de avaria do hardware e/ou do software.
 Segurança: mecanismos para prevenir acessos não autorizados
(passwords, permissões, diferentes níveis de acesso).
 Visualização: ferramentas gráficas para operações mais comuns.
 Interação com outras aplicações: providenciar múltiplas interfaces
com o utilizador.
Funcionalidades Típicas de um SGBD

21. Um SGBD não é necessário quando:
A BD é simples, bem definida e não se espera que mude.
O acesso multi-utilizador não é necessário.
O custo de configuração do SGBD não é compatível com as
necessidades imediatas de utilização de determinadas aplicações.
Um SGBD não é suficiente quando:
Não é possível modelar um determinado problema.
O utilizador necessita de operações não suportadas pelo SGBD.
Manipulação de áudio e imagem.
Análise de vastos conjuntos de dados resultantes de experiências
científicas.
QUANDO NÃO UTILIZAR UM SGBD

22. Arquitetura Básica
PROCESSADOR DE
CONSULTAS
GESTOR DE
ARMAZENAMENTO
Disco de
Armazenagem
DADOS
METADADOS
GESTOR DE
TRANSAÇÕES
utilizador
consulta

23. Arquitetura Básica
 Os dados estão organizados num único conjunto, isto é,
encontram-se interligados numa única unidade de
armazenamento (do ponto de vista lógico, não físico);
 O SGBD centraliza o acesso físico aos dados;
 As aplicações têm apenas uma interface lógica e não física;
 As aplicações não precisam de conhecer os detalhes físicos
do armazenamento dos dados, sendo o SGBD que os
fornece no formato pretendido;
 O SGBD é a única entidade que manipula a base de dados;
 A interface lógica entre as aplicações e os dados, faz-se
através do armazenamento na base de dados dos:
 Metadados - descrição dos dados
 Dicionário de Dados - catálogo de entidades

24. Arquitetura Básica
 O dicionário de dados atua como um filtro, permitindo ao
SGBD interpretar a estrutura dos dados disponibilizando
uma interface lógica para as aplicações;
 É assim obtida uma separação entre os dados e as
aplicações;
 E é reduzida a redundância dos dados e os problemas daí
decorrentes.

25. Evolução da Manipulação de Dados pelos
Computadores
Década de 1950 – Cartões Perfurados
Dados lidos por meio de cartões perfurados;
História

26. Evolução da Manipulação de Dados pelos
Computadores
Década de 1960 ( até hoje )
Utilização de
ISAM (Indexed Sequential Access Method) e VSAM (Virtual
Storage Access Method)
Sistema de Ficheiros integrados em meio magnético
História

27. Evolução da Manipulação de Dados pelos
Computadores
Ano de 1964 – Sistema de Bases de Dados em Redes
IDS da Honeywell Information System é lançado
Ano de 1965: Sistemas de Bases de Dados Hierárquicos
A IBM/Rockwell International IMS - Programa Apollo da Nasa;
Em 1969 passa a ser comercializado.
História

28. Evolução da Manipulação de Dados pelos
Computadores (cont.)
De 1960 a 1970 outros inúmeros Sistemas de Bases de Dados são lançados. Cada qual
com o seu padrão.
História
Meados da década de 1980:
Modelo Relacional começa a ser
comercializado
Ex.: DB2,SQL-
DS,Oracle,Ingres,Progress,SQL Server,
Informix, entre outros.
Final de 1980:
Modelo Orientado a Objetos e Relacional
Estendido (Objeto-Relacional)
BDOO: Vbase, O2, Orion, Gemstone,
Jasmine, ObjectStore, entre outros
BDOR: Informix Universal Serve,DB2
Universal DB,Oracle 9i/10g, PostgreSQL,
Ilustra, entre outros.

29. Evolução da Manipulação de Dados pelos
Computadores (cont.)
Século XXI
O Modelo Relacional e o Objeto-Relacional predominam nos ambientes corporativos;
Aplicações que utilizam VSAM e ISAM são encontradas em algumas empresas ( FOX-
Pro, Clipper, entre outros)
Os Modelos Orientados a Objetos são amplamente utilizados em aplicações CAD/CAM,
GIS, Científicas, Telecomunicações, Hipertextos, entre outras.
História

30. As primeiras bases de dados (BD)
Na década de 1960 os primeiros programas de BD desenvolvidos eram
baseados ficheiros em disco. Dentre os inconvenientes desta arquitetura
destacamos cinco:
 Não havia controlo de acesso concorrente de vários utilizadores;
 Não era possível executar processos de forma simultânea;
 A estrutura do ficheiro encontrava-se inserida nos códigos das
aplicações o que originava uma dependência entre a BD e a aplicação;
 Inconsistência, redundância, dificuldade de acesso e isolamento de
dados;
 Problemas relativos a segurança de dados.
História

31. Sistemas de Gestão de Bases de Dados (SGBD)
Na metade final década de 1960 surgiram os primeiros SGBD
comerciais. Com eles não era necessário que os aplicativos
controlassem a gravação e leitura física dos dados.
Os primeiros SGBDs foram:
 Data Base Task Group (DBTG) da CODASYL;
 Information Management System (IMS) - resultado de um
desenvolvimento conjunto das empresas Rockwell, IBM e
Caterpillar para apoio ao programa Apollo, da NASA;
 Integrated Data Management System (IDMS) da IBM.
História

32.  Implementadores de SGBDs
 Trabalham para companhias que fabricam os SGBDs – IBM,
Oracle, etc
 Programadores de Aplicativos
 Escrevem pacotes de programas que facilitam a vida dos
utilizadores finais. Não interferem com a parte física dos dados.
Utilizam apenas o esquema externo.
 Administradores de Bases de Dados (DBA)
 Projetam os esquemas conceptuais e físicos dos dados
 Projetam grande parte do esquema externo.
 Segurança e autorização
 Utilizadores finais
 Vêm de diversas áreas - na maioria são leigos em tecnologia
de BD
 Utilizam aplicativos escritos por programadores de aplicativos
de BD
 Existem utilizadores mais sofisticados que escrevem as suas
próprias consultas em SQL.
QUEM SÃO AS PESSOAS QUE
LIDAM COM SGBDS ?

33. 5 BDS MAIS CONHECIDAS