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Jorge Ávila
Banco de Dados
Abstração de Dados
 O grande objetivo de um sistema de banco de
dados é prover aos usuários uma visão abstrata
dos dados.
Abstração de Dados
 Isto é, o sistema omite certos detalhes de como
os dados são armazenados e mantidos.
Entretanto, para que o sistema possa ser
utilizado, os dados devem ser buscados de forma
eficiente.
 Este conceito tem direcionado o projeto de
estrutura de dados complexas para a
representação de dados em um banco de dados.
Uma vez que muitos dos usuários de banco de
dados não são treinados para computação, a
complexidade está escondida deles através de
diversos níveis de abstração que simplificam a
interação do usuário com o sistema.
Abstração de Dados
 Nível Interno ou físico:
 O nível mais baixo de abstração descreve como os
dados estão realmente armazenados.
 Neste nível se desenham os arquivos que contém a
informação, a localização dos mesmos e sua
organização, ou seja, criam-se os arquivos de
configuração.
Abstração de Dados
 Nível conceitual:
 O próximo nível de abstração descreve quais dados
estão armazenados de fato no banco de dados e as
relações que existem entre eles.
 Aqui o banco de dados inteiro é descrito em termos
de um pequeno número de estruturas relativamente
simples.
 Embora as implementações de estruturas simples
no nível conceitual possa envolver complexas
estruturas de nível físico, o usuário do nível
conceitual não precisa preocupar-se com isso.
 O nível conceitual de abstração é usado por
administradores de banco de dados, que podem
decidir quais informações devem ser mantidas no
BD;
Abstração de Dados
 Nível externo ou de visão:
 É o mais próximo ao usuário e descreve apenas
parte do banco de dados.
 Apesar do uso de estruturas mais simples do que
no nível conceitual, alguma complexidade perdura
devido ao grande tamanho do banco de dados.
 Muitos usuários do sistema de banco de dados não
estarão interessados em todas as informações.
 Em vez disso precisam de apenas uma parte do
banco de dados.
 O nível de abstração das visões de dados é
definido para simplificar esta interação com o
sistema, que pode fornecer muitas visões para o
mesmo banco de dados.
Aula 2   banco de dados
Exercício
1. Qual a importância dos bancos de dados para
os Sistemas de Informação?
2. O que é um Banco de Dados? Cite dois
exemplos de sistemas que você acredita que
utiliza banco de dados.
3. Qual a diferença entre dado, fato, informação e
metadados?
4. Quais os principais componentes de um
Sistema de Banco de Dados?
5. Quais as operações básicas que o usuário
pode realizar em um banco de dados?
6. Quais os níveis de abstração de um Banco de
Sistema Gerenciador de Banco de
dados - SGBD
 Ele é responsável por salvar os dados no
HD, manter em memória os dados mais
acessados, ligar dados e
metadados, disponibilizar uma interface para
programas e usuários externos acessem o banco
de dados (para banco de dados relacionais, é
utilizada a linguagem SQL), encriptar
dados, controlar o acesso a informações, manter
cópias dos dados para recuperação de uma
possível falha, garantir transações no banco de
dados, enfim, sem o SGBD o banco de dados
não funciona!
Sistema Gerenciador de Banco de
dados - SGBD
Sistema Gerenciador de Banco de
dados - SGBD
 Podemos então definir um Sistema Gerenciados de
Banco de Dados como um o conjunto de programas
de computador (softwares) responsáveis pelo
gerenciamento de uma base de dados.
 Seu principal objetivo é retirar da aplicação cliente a
responsabilidade de gerenciar o acesso, a
manipulação e a organização dos dados. O SGBD
disponibiliza uma interface para que seus usuários
possam incluir, alterar ou consultar dados
previamente armazenados.
 O SGBD então é responsável por manipular os dados
contidos no banco de dados. Porém suas
funcionalidades vão muito além de manipulação de
dados, ele também é responsável por definir e
construir um banco de dados.
Sistema Gerenciador de Banco de
dados - SGBD
Sistema Gerenciador de Banco de
dados - SGBD
 Características de um SGBD:
 O SGBD faz todo o gerenciamento de
transações dos bancos de dados contidos
nele. Uma transação em um banco de
dados consiste em um conjunto de
operações que são tratadas como uma
unidade lógica indivisível.
 EX:
 Quando vamos fazer uma transferência bancária,
são feitas no mínimo duas operações, a retirada
do dinheiro da conta de quem está transferindo
e o depósito na conta da pessoa que vai
receber o valor transferido, ou seja, a
transferência é o conjunto dessas operações.
Sistema Gerenciador de Banco de
dados - SGBD
 As transações realizadas pelo SGBD nos bancos
de dados devem seguir algumas propriedades
fundamentais conhecidas como ACID
(Atomicidade, Consistência, Isolamento e
Durabilidade).
Atomicidade
 Capacidade de uma transação ter todas as suas
operações executada ou nenhuma delas. É tudo
ou nada. Caso a transação não aconteça
totalmente o banco de dados executa um rollback
e retorna ao seu estado consistente
anterior, caso todas a transação aconteça é
executado o commit;
Consistência
 A execução de uma transição deve levar o banco
de dados de um estado consistente a outro
estado consistente.
Isolamento
 A propriedade de isolamento garante que a
transação não será interferida por nenhuma outra
transação concorrente.
Durabilidade
 A propriedade de durabilidade garante que o que
foi salvo, não será mais perdido.
Sistema Gerenciador de Banco de
dados - SGBD
 Além da gerencia de transações o SGBD possui
algumas características que permitem controlar e
acompanhar melhor os dados armazenados.
 As características básicas de um SGBD são:
 Controle de Redundâncias
 Controle de concorrência
 Controle de Acesso
 Controle de Integridade
 Backups
Controle de Redundância
 A redundância consiste no armazenamento de
uma mesma informação em locais diferentes,
provocando inconsistências. Se uma mesma
informação estiver armazenada em mais de um
lugar pode acontecer de você atualizar em um
lugar e esquecer-se de atualizar no outro, ficando
o banco de dados inconsistente.
Controle de Concorrência
 O SGBD permite que duas ou mais pessoas
acessem a mesma base de dados ao mesmo
tempo e o sistema deve controlar para que um
acesso não interfira no outro.
 Um sistema de compras Web por exemplo várias
pessoas podem realizar uma compra ao mesmo
tempo, e o próprio SGBD controla pra que os
dados de todas as compras sejam gravados
corretamente.
Controle de Acesso
 O SGDB tem mecanismos para criação de regras
de segurança, que vão desde a definição de login
e senha para os usuários, até a permissão de
acesso ao SGBD e acesso aos dados
armazenados.
 É possível definir por exemplo que um usuário
tem permissão somente para leitura de dados, e
um outro usuário tenha permissão para criar
base de dados e manipulá-la, mas não pode criar
novos usuários ou fazer backup.
Controle de Integridade
 Um SGBD pode definir regras que garantem a
integridade dos dados.
 Essas regras são definidas para garantir que os
dados contidos no banco de dados estejam
corretos.
 Por exemplo, podemos definir uma regra em um
banco que o campo sexo pode receber somente
“M” para masculino e “F” para feminino, não
aceitando outro tipo de letra, o que deixaria
dados errados no banco.
Backups
 O SGBD apresenta facilidade para recuperar
falhas de hardware e software, através da
existência de arquivos de "pré-imagem“ ou de
outros recursos automáticos, exigindo
minimamente a intervenção de pessoal técnico.
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Aula 2 banco de dados

  • 2. Abstração de Dados  O grande objetivo de um sistema de banco de dados é prover aos usuários uma visão abstrata dos dados.
  • 3. Abstração de Dados  Isto é, o sistema omite certos detalhes de como os dados são armazenados e mantidos. Entretanto, para que o sistema possa ser utilizado, os dados devem ser buscados de forma eficiente.  Este conceito tem direcionado o projeto de estrutura de dados complexas para a representação de dados em um banco de dados. Uma vez que muitos dos usuários de banco de dados não são treinados para computação, a complexidade está escondida deles através de diversos níveis de abstração que simplificam a interação do usuário com o sistema.
  • 4. Abstração de Dados  Nível Interno ou físico:  O nível mais baixo de abstração descreve como os dados estão realmente armazenados.  Neste nível se desenham os arquivos que contém a informação, a localização dos mesmos e sua organização, ou seja, criam-se os arquivos de configuração.
  • 5. Abstração de Dados  Nível conceitual:  O próximo nível de abstração descreve quais dados estão armazenados de fato no banco de dados e as relações que existem entre eles.  Aqui o banco de dados inteiro é descrito em termos de um pequeno número de estruturas relativamente simples.  Embora as implementações de estruturas simples no nível conceitual possa envolver complexas estruturas de nível físico, o usuário do nível conceitual não precisa preocupar-se com isso.  O nível conceitual de abstração é usado por administradores de banco de dados, que podem decidir quais informações devem ser mantidas no BD;
  • 6. Abstração de Dados  Nível externo ou de visão:  É o mais próximo ao usuário e descreve apenas parte do banco de dados.  Apesar do uso de estruturas mais simples do que no nível conceitual, alguma complexidade perdura devido ao grande tamanho do banco de dados.  Muitos usuários do sistema de banco de dados não estarão interessados em todas as informações.  Em vez disso precisam de apenas uma parte do banco de dados.  O nível de abstração das visões de dados é definido para simplificar esta interação com o sistema, que pode fornecer muitas visões para o mesmo banco de dados.
  • 8. Exercício 1. Qual a importância dos bancos de dados para os Sistemas de Informação? 2. O que é um Banco de Dados? Cite dois exemplos de sistemas que você acredita que utiliza banco de dados. 3. Qual a diferença entre dado, fato, informação e metadados? 4. Quais os principais componentes de um Sistema de Banco de Dados? 5. Quais as operações básicas que o usuário pode realizar em um banco de dados? 6. Quais os níveis de abstração de um Banco de
  • 9. Sistema Gerenciador de Banco de dados - SGBD  Ele é responsável por salvar os dados no HD, manter em memória os dados mais acessados, ligar dados e metadados, disponibilizar uma interface para programas e usuários externos acessem o banco de dados (para banco de dados relacionais, é utilizada a linguagem SQL), encriptar dados, controlar o acesso a informações, manter cópias dos dados para recuperação de uma possível falha, garantir transações no banco de dados, enfim, sem o SGBD o banco de dados não funciona!
  • 10. Sistema Gerenciador de Banco de dados - SGBD
  • 11. Sistema Gerenciador de Banco de dados - SGBD  Podemos então definir um Sistema Gerenciados de Banco de Dados como um o conjunto de programas de computador (softwares) responsáveis pelo gerenciamento de uma base de dados.  Seu principal objetivo é retirar da aplicação cliente a responsabilidade de gerenciar o acesso, a manipulação e a organização dos dados. O SGBD disponibiliza uma interface para que seus usuários possam incluir, alterar ou consultar dados previamente armazenados.  O SGBD então é responsável por manipular os dados contidos no banco de dados. Porém suas funcionalidades vão muito além de manipulação de dados, ele também é responsável por definir e construir um banco de dados.
  • 12. Sistema Gerenciador de Banco de dados - SGBD
  • 13. Sistema Gerenciador de Banco de dados - SGBD  Características de um SGBD:  O SGBD faz todo o gerenciamento de transações dos bancos de dados contidos nele. Uma transação em um banco de dados consiste em um conjunto de operações que são tratadas como uma unidade lógica indivisível.  EX:  Quando vamos fazer uma transferência bancária, são feitas no mínimo duas operações, a retirada do dinheiro da conta de quem está transferindo e o depósito na conta da pessoa que vai receber o valor transferido, ou seja, a transferência é o conjunto dessas operações.
  • 14. Sistema Gerenciador de Banco de dados - SGBD  As transações realizadas pelo SGBD nos bancos de dados devem seguir algumas propriedades fundamentais conhecidas como ACID (Atomicidade, Consistência, Isolamento e Durabilidade).
  • 15. Atomicidade  Capacidade de uma transação ter todas as suas operações executada ou nenhuma delas. É tudo ou nada. Caso a transação não aconteça totalmente o banco de dados executa um rollback e retorna ao seu estado consistente anterior, caso todas a transação aconteça é executado o commit;
  • 16. Consistência  A execução de uma transição deve levar o banco de dados de um estado consistente a outro estado consistente.
  • 17. Isolamento  A propriedade de isolamento garante que a transação não será interferida por nenhuma outra transação concorrente.
  • 18. Durabilidade  A propriedade de durabilidade garante que o que foi salvo, não será mais perdido.
  • 19. Sistema Gerenciador de Banco de dados - SGBD  Além da gerencia de transações o SGBD possui algumas características que permitem controlar e acompanhar melhor os dados armazenados.  As características básicas de um SGBD são:  Controle de Redundâncias  Controle de concorrência  Controle de Acesso  Controle de Integridade  Backups
  • 20. Controle de Redundância  A redundância consiste no armazenamento de uma mesma informação em locais diferentes, provocando inconsistências. Se uma mesma informação estiver armazenada em mais de um lugar pode acontecer de você atualizar em um lugar e esquecer-se de atualizar no outro, ficando o banco de dados inconsistente.
  • 21. Controle de Concorrência  O SGBD permite que duas ou mais pessoas acessem a mesma base de dados ao mesmo tempo e o sistema deve controlar para que um acesso não interfira no outro.  Um sistema de compras Web por exemplo várias pessoas podem realizar uma compra ao mesmo tempo, e o próprio SGBD controla pra que os dados de todas as compras sejam gravados corretamente.
  • 22. Controle de Acesso  O SGDB tem mecanismos para criação de regras de segurança, que vão desde a definição de login e senha para os usuários, até a permissão de acesso ao SGBD e acesso aos dados armazenados.  É possível definir por exemplo que um usuário tem permissão somente para leitura de dados, e um outro usuário tenha permissão para criar base de dados e manipulá-la, mas não pode criar novos usuários ou fazer backup.
  • 23. Controle de Integridade  Um SGBD pode definir regras que garantem a integridade dos dados.  Essas regras são definidas para garantir que os dados contidos no banco de dados estejam corretos.  Por exemplo, podemos definir uma regra em um banco que o campo sexo pode receber somente “M” para masculino e “F” para feminino, não aceitando outro tipo de letra, o que deixaria dados errados no banco.
  • 24. Backups  O SGBD apresenta facilidade para recuperar falhas de hardware e software, através da existência de arquivos de "pré-imagem“ ou de outros recursos automáticos, exigindo minimamente a intervenção de pessoal técnico.