Mini curso de banco de dados - parte 1
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Mini curso de banco de dados para turma de Ciência da Informação - Introdução
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- 1. Banco de Dados Mini Curso - PARTE I Prof. Me. Rafael F. V. Sanches 30 de Julho de 2019
- 2. Sumário 1. Introdução 2. Organização de arquivos 3. Modelos de dados 4. Modelagem de dados 5. Sistemas gerenciadores de bancos de dados 6. Conclusão 1
- 3. Introdução
- 4. História sobre as bases de dados • Década dos anos 40/50 • Surgirmento dos computadores para uso acadêmico/militar • Como você acha que os dados eram armazenados? Prof. Rafael Sanches 2
- 5. História sobre as bases de dados • Isso mesmo em papel! Figura 1: Folha de Papel Prof. Rafael Sanches 3
- 6. História sobre as bases de dados • Isso mesmo em papel! • Os dados eram preenchidos em papel Figura 1: Folha de Papel Prof. Rafael Sanches 3
- 7. História sobre as bases de dados • Isso mesmo em papel! • Os dados eram preenchidos em papel • Única forma daquela época Figura 1: Folha de Papel Prof. Rafael Sanches 3
- 8. História sobre as bases de dados • Isso mesmo em papel! • Os dados eram preenchidos em papel • Única forma daquela época • Por incrível que pareça ainda existem lugares que armazenam seus dados assim Figura 1: Folha de Papel Prof. Rafael Sanches 3
- 9. História sobre as bases de dados • Os dados eram preenchidos em papéis Figura 2: Armazenamento dos dados na década de 40/50 Prof. Rafael Sanches 4
- 10. História sobre as bases de dados • Os dados eram preenchidos em papéis • Os papéis em pastas Figura 2: Armazenamento dos dados na década de 40/50 Prof. Rafael Sanches 4
- 11. História sobre as bases de dados • Os dados eram preenchidos em papéis • Os papéis em pastas • As pastas em gavetas Figura 2: Armazenamento dos dados na década de 40/50 Prof. Rafael Sanches 4
- 12. História sobre as bases de dados • Analogia ao armazenamento de dados da década de 40/50 com os dias atuais Figura 3: Analogia referente ao armazenamento de dados por meio da tecnologia Prof. Rafael Sanches 5
- 13. História sobre as bases de dados • Analogia ao armazenamento de dados da década de 40/50 com os dias atuais • Os papéis −→ registros Figura 3: Analogia referente ao armazenamento de dados por meio da tecnologia Prof. Rafael Sanches 5
- 14. História sobre as bases de dados • Analogia ao armazenamento de dados da década de 40/50 com os dias atuais • Os papéis −→ registros • As pastas −→ tabelas Figura 3: Analogia referente ao armazenamento de dados por meio da tecnologia Prof. Rafael Sanches 5
- 15. História sobre as bases de dados • Analogia ao armazenamento de dados da década de 40/50 com os dias atuais • Os papéis −→ registros • As pastas −→ tabelas • As gavetas −→ arquivos Figura 3: Analogia referente ao armazenamento de dados por meio da tecnologia Prof. Rafael Sanches 5
- 16. História sobre as bases de dados • Qual o grande problema com esse método de armazenamento de dados? Figura 4: Quantidade exagerada de papel armazenado Prof. Rafael Sanches 6
- 17. História sobre as bases de dados • Qual o grande problema com esse método de armazenamento de dados? • Isso mesmo o grande acúmulo de papel Figura 4: Quantidade exagerada de papel armazenado Prof. Rafael Sanches 6
- 18. História sobre as bases de dados • Qual o grande problema com esse método de armazenamento de dados? • Isso mesmo o grande acúmulo de papel • Não tem cópias guardadas devido a grande quantidade Figura 4: Quantidade exagerada de papel armazenado Prof. Rafael Sanches 6
- 19. História sobre as bases de dados • Qual o grande problema com esse método de armazenamento de dados? • Isso mesmo o grande acúmulo de papel • Não tem cópias guardadas devido a grande quantidade • Difícil localização dos dados Figura 4: Quantidade exagerada de papel armazenado Prof. Rafael Sanches 6
- 21. Organização de arquivos • No início da década de 60 • Redução do tamanho do computador • Atenção das empresas foi ganha pelo computador! • O grande desafio dessa época foi digitalizar tudo isso! Figura 5: Digitalizar os dados do papel para o computador Prof. Rafael Sanches 7
- 22. Organização de arquivos • Armazenamento feito em arquivo digital Prof. Rafael Sanches 8
- 23. Organização de arquivos • Armazenamento feito em arquivo digital • Armazenamento de dados era sequêncial! Prof. Rafael Sanches 8
- 24. Organização de arquivos • Armazenamento feito em arquivo digital • Armazenamento de dados era sequêncial! • Leitura dos dados no arquivo sempre começam do início Prof. Rafael Sanches 8
- 25. Organização de arquivos • Problemas com a chegada do armazenamento em arquivo sequêncial Figura 6: Armazenamento de dados em arquivos sequênciais Prof. Rafael Sanches 9
- 26. Organização de arquivos • Problemas com a chegada do armazenamento em arquivo sequêncial • Recuperação de dados demorada devido a pesquisa dos dados no arquivo sempre começarem pelo início do arquivo Figura 6: Armazenamento de dados em arquivos sequênciais Prof. Rafael Sanches 9
- 27. Organização de arquivos • Problemas com a chegada do armazenamento em arquivo sequêncial • Recuperação de dados demorada devido a pesquisa dos dados no arquivo sempre começarem pelo início do arquivo • Ainda sim, era melhor do que armazenar os dados em ficha de papel e isso foi uma grande evolução para aquela época! Figura 6: Armazenamento de dados em arquivos sequênciais Prof. Rafael Sanches 9
- 28. Organização de arquivos • Armazenamento de dados em HD’s e melhor organização dos arquivos Figura 7: Armazenamento de dados em arquivos de acesso direto Prof. Rafael Sanches 10
- 29. Organização de arquivos • Armazenamento de dados em HD’s e melhor organização dos arquivos • Armazenamento direto dos dados no HD Figura 7: Armazenamento de dados em arquivos de acesso direto Prof. Rafael Sanches 10
- 30. Organização de arquivos • Armazenamento de dados em HD’s e melhor organização dos arquivos • Armazenamento direto dos dados no HD • Arquivos indexados Figura 7: Armazenamento de dados em arquivos de acesso direto Prof. Rafael Sanches 10
- 31. Organização de arquivos • Armazenamento de dados em HD’s e melhor organização dos arquivos • Armazenamento direto dos dados no HD • Arquivos indexados • Facilidade em procurar registros Figura 7: Armazenamento de dados em arquivos de acesso direto Prof. Rafael Sanches 10
- 32. Organização de arquivos • Armazenamento de dados em HD’s e melhor organização dos arquivos • Armazenamento direto dos dados no HD • Arquivos indexados • Facilidade em procurar registros • Agilidade em recuperar registros Figura 7: Armazenamento de dados em arquivos de acesso direto Prof. Rafael Sanches 10
- 33. Organização de arquivos • Armazenamento de dados em HD’s e melhor organização dos arquivos • Armazenamento direto dos dados no HD • Arquivos indexados • Facilidade em procurar registros • Agilidade em recuperar registros • O problema desse método era que os índices eram muito simplistas Figura 7: Armazenamento de dados em arquivos de acesso direto Prof. Rafael Sanches 10
- 34. Organização de arquivos • Departamento de defesa dos EUA criaram o CODASYL • Surgimento do Banco de Dados! • Criado na década de 60 Figura 8: Banco de Dados Prof. Rafael Sanches 11
- 35. Organização de arquivos • Princípio dos Bancos de Dados Figura 9: Composição do Banco de Dados Prof. Rafael Sanches 12
- 36. Organização de arquivos • Princípio dos Bancos de Dados • Dados (i.e., sua Base de Dados) Figura 9: Composição do Banco de Dados Prof. Rafael Sanches 12
- 37. Organização de arquivos • Princípio dos Bancos de Dados • Dados (i.e., sua Base de Dados) • Sistema Gerenciador de Banco de Dados (e.g., mysql e oracle) Figura 9: Composição do Banco de Dados Prof. Rafael Sanches 12
- 38. Organização de arquivos • Princípio dos Bancos de Dados • Dados (i.e., sua Base de Dados) • Sistema Gerenciador de Banco de Dados (e.g., mysql e oracle) • Linguagem de Exploração (i.e., manipular esses dados) Figura 9: Composição do Banco de Dados Prof. Rafael Sanches 12
- 39. Organização de arquivos • Princípio dos Bancos de Dados • Dados (i.e., sua Base de Dados) • Sistema Gerenciador de Banco de Dados (e.g., mysql e oracle) • Linguagem de Exploração (i.e., manipular esses dados) • Programas Adicionais (e.g., gerência de usuários e otimizadores de dados) Figura 9: Composição do Banco de Dados Prof. Rafael Sanches 12
- 40. Modelos de dados
- 41. Modelos de dados • A IBM propôs a criação de dados hierárquicos Figura 10: Modelo de dados Hierárquicos Prof. Rafael Sanches 13
- 42. Modelos de dados • A IBM propôs a criação de dados hierárquicos • Primeiro modelo proposto pela IBM Figura 10: Modelo de dados Hierárquicos Prof. Rafael Sanches 13
- 43. Modelos de dados • A IBM propôs a criação de dados hierárquicos • Primeiro modelo proposto pela IBM • Dados interligados de uma maneira bem simplista mas, de modo hierárquico Figura 10: Modelo de dados Hierárquicos Prof. Rafael Sanches 13
- 44. Modelos de dados • Modelo de dados em rede Figura 11: Modelo de dados em Rede Prof. Rafael Sanches 14
- 45. Modelos de dados • Modelo de dados em rede • Evolução do modelo de dados hierárquicos Figura 11: Modelo de dados em Rede Prof. Rafael Sanches 14
- 46. Modelos de dados • Modelo de dados em rede • Evolução do modelo de dados hierárquicos • Dados interligados sem hierárquia por meio de um esquema de rede inteligente Figura 11: Modelo de dados em Rede Prof. Rafael Sanches 14
- 47. Modelos de dados • O modelo de dados hierárquico e o em rede foram os primeiros modelos de dados propostos pela IBM Prof. Rafael Sanches 15
- 48. Modelos de dados • O modelo de dados hierárquico e o em rede foram os primeiros modelos de dados propostos pela IBM • Esses modelos eles permitiam que pudessem ser armazenados os dados de (e.g., Clientes, Serviços, Funcionários, Empresas e Fornecedores) Prof. Rafael Sanches 15
- 49. Modelos de dados • O problema desses modelos é que eles não facilitavam uma coisa simples! Figura 12: Falta de relacionamento entre os dados Prof. Rafael Sanches 16
- 50. Modelos de dados • O problema desses modelos é que eles não facilitavam uma coisa simples! • O relacionamento entre os dados Figura 12: Falta de relacionamento entre os dados Prof. Rafael Sanches 16
- 51. Modelos de dados • Surgi na década de 70 o modelo utilizado até os dias atuais conhecido como modelo relacional! Figura 13: Modelo de dados relacional Prof. Rafael Sanches 17
- 52. Modelos de dados • Surgi na década de 70 o modelo utilizado até os dias atuais conhecido como modelo relacional! • Proposto pelo pesquisador da IBM Edgar F. Codd Figura 13: Modelo de dados relacional Prof. Rafael Sanches 17
- 53. Modelos de dados • Surgi na década de 70 o modelo utilizado até os dias atuais conhecido como modelo relacional! • Proposto pelo pesquisador da IBM Edgar F. Codd • O dados tem relações mais intrínsecas Figura 13: Modelo de dados relacional Prof. Rafael Sanches 17
- 54. Modelos de dados • Como especificar a relação entre os dados? Figura 14: Linguagem de Consulta Estruturada SQL Prof. Rafael Sanches 18
- 55. Modelos de dados • Como especificar a relação entre os dados? • Para especificar usamos a linguagem SQL Figura 14: Linguagem de Consulta Estruturada SQL Prof. Rafael Sanches 18
- 56. Modelos de dados • Como especificar a relação entre os dados? • Para especificar usamos a linguagem SQL • Nossa linguagem de exploração Figura 14: Linguagem de Consulta Estruturada SQL Prof. Rafael Sanches 18
- 57. Modelos de dados • Crescimento dos SGBD’s Figura 15: Padronização entre os bancos de dados por meio de uma mesma linguagem Prof. Rafael Sanches 19
- 58. Modelos de dados • Crescimento dos SGBD’s • Falta de padrão SQL entre os SGBD’s Figura 15: Padronização entre os bancos de dados por meio de uma mesma linguagem Prof. Rafael Sanches 19
- 59. Modelos de dados • Crescimento dos SGBD’s • Falta de padrão SQL entre os SGBD’s • SGBD’s devem seguir os padrões ANSI/ISO Figura 15: Padronização entre os bancos de dados por meio de uma mesma linguagem Prof. Rafael Sanches 19
- 61. Modelagem de dados • Classificamos a modelagem de dados em 3 níveis: Prof. Rafael Sanches 20
- 62. Modelagem de dados • Classificamos a modelagem de dados em 3 níveis: • Modelo Conceitual Prof. Rafael Sanches 20
- 63. Modelagem de dados • Classificamos a modelagem de dados em 3 níveis: • Modelo Conceitual • Modelo Lógico Prof. Rafael Sanches 20
- 64. Modelagem de dados • Classificamos a modelagem de dados em 3 níveis: • Modelo Conceitual • Modelo Lógico • Modelo Físico Prof. Rafael Sanches 20
- 65. Modelagem de dados • Modelo Conceitual: Prof. Rafael Sanches 21
- 66. Modelagem de dados • Modelo Conceitual: • Mais próximo da abstração Prof. Rafael Sanches 21
- 67. Modelagem de dados • Modelo Conceitual: • Mais próximo da abstração • Representação do mundo real Prof. Rafael Sanches 21
- 68. Modelagem de dados • Modelo Conceitual: • Mais próximo da abstração • Representação do mundo real • Visão mais simplificada dos dados e seus relacionamentos Prof. Rafael Sanches 21
- 69. Modelagem de dados • Modelo Conceitual: • Mais próximo da abstração • Representação do mundo real • Visão mais simplificada dos dados e seus relacionamentos • O seu projeto é independente do SGBD Prof. Rafael Sanches 21
- 70. Modelagem de dados • Modelo Conceitual: • Mais próximo da abstração • Representação do mundo real • Visão mais simplificada dos dados e seus relacionamentos • O seu projeto é independente do SGBD • Não tem detalhes da implementação Prof. Rafael Sanches 21
- 71. Modelagem de dados • Modelo Conceitual: • Mais próximo da abstração • Representação do mundo real • Visão mais simplificada dos dados e seus relacionamentos • O seu projeto é independente do SGBD • Não tem detalhes da implementação • Suficientemente Detalhado Prof. Rafael Sanches 21
- 72. Modelagem de dados • Modelo Conceitual: • Mais próximo da abstração • Representação do mundo real • Visão mais simplificada dos dados e seus relacionamentos • O seu projeto é independente do SGBD • Não tem detalhes da implementação • Suficientemente Detalhado • Fase do levantamento de requisitos da sua base de dados Prof. Rafael Sanches 21
- 73. Modelagem de dados • Exemplo: Empréstimo de livros na biblioteca • Dados necessários: • Usuário −→ nome, sobrenome, cpf, rg, data de nascimento, identidicador universitário, curso • Funcionário −→ nome, sobrenome, cpf, rg, data de nascimento, identidicador da empresa, cargo • Livro −→ nome, autores, isbn, editora, ano, quantidade • Emprestimo −→ Funcionario, Usuário, data de saída, data de devolução, hora de saída, hora da devolução Prof. Rafael Sanches 22
- 74. Modelagem de dados • Modelo Lógico: Prof. Rafael Sanches 23
- 75. Modelagem de dados • Modelo Lógico: • O seu projeto é independente do SGBD Prof. Rafael Sanches 23
- 76. Modelagem de dados • Modelo Lógico: • O seu projeto é independente do SGBD • Melhor compreensão dos relacionamentos entre os dados Prof. Rafael Sanches 23
- 77. Modelagem de dados • Modelo Lógico: • O seu projeto é independente do SGBD • Melhor compreensão dos relacionamentos entre os dados • Consiste na especificação lógica dos dados Prof. Rafael Sanches 23
- 78. Modelagem de dados • Modelo Lógico: • O seu projeto é independente do SGBD • Melhor compreensão dos relacionamentos entre os dados • Consiste na especificação lógica dos dados • Mais níveis de detalhes Prof. Rafael Sanches 23
- 79. Modelagem de dados Figura 16: Modelo Lógico Prof. Rafael Sanches 24
- 80. Modelagem de dados • Modelo Físico: Prof. Rafael Sanches 25
- 81. Modelagem de dados • Modelo Físico: • O seu projeto é dependente do SGBD Prof. Rafael Sanches 25
- 82. Modelagem de dados • Modelo Físico: • O seu projeto é dependente do SGBD • Melhor compreensão dos relacionamentos entre os dados Prof. Rafael Sanches 25
- 83. Modelagem de dados • Modelo Físico: • O seu projeto é dependente do SGBD • Melhor compreensão dos relacionamentos entre os dados • tipos de dados Prof. Rafael Sanches 25
- 84. Modelagem de dados Figura 17: Modelo Físico - 1 Prof. Rafael Sanches 26
- 85. Modelagem de dados Figura 18: Modelo Físico - 2 Prof. Rafael Sanches 27
- 86. Modelagem de dados Figura 19: Modelo Físico - 3 Prof. Rafael Sanches 28
- 87. Sistemas gerenciadores de bancos de dados
- 88. Sistemas gerenciadores de bancos de dados • SGBD’s Pagos Figura 20: Exemplos de SGBD’s Prof. Rafael Sanches 29
- 89. Sistemas gerenciadores de bancos de dados • SGBD’s Pagos • SGBD’s Open Source/Free Figura 20: Exemplos de SGBD’s Prof. Rafael Sanches 29
- 90. Sistemas gerenciadores de bancos de dados • SGBD’s Pagos • SGBD’s Open Source/Free • Cada SGBD pode ter suas peculiaridades (e.g., Banco de Dados Mysql tem criação automática de índices) Figura 20: Exemplos de SGBD’s Prof. Rafael Sanches 29
- 91. Sistemas gerenciadores de bancos de dados • Outros tipos de modelo de dados e SGBD’s Prof. Rafael Sanches 30
- 92. Sistemas gerenciadores de bancos de dados • Outros tipos de modelo de dados e SGBD’s • Orientados a grafos (e.g., ArangoDB e Neo4j) Prof. Rafael Sanches 30
- 93. Sistemas gerenciadores de bancos de dados • Outros tipos de modelo de dados e SGBD’s • Orientados a grafos (e.g., ArangoDB e Neo4j) • Orientados a documentos (e.g., MongoDB) Prof. Rafael Sanches 30
- 94. Conclusão
- 95. O que é um Banco de Dados? Um Sistema de Banco de Dados é um sistema que reúne e mantêm organizados uma série de dados relacionados a um determinado assunto em uma determinada ordem. 31
- 96. Obrigado! 31