Comunicação com Mysql e Netbeans - Aula 01

Aula 2

Sistema de Banco de Dados - Aula 2

1.1  Modelos de dados

Modelo de dados: Um conjunto de ferramentas conceituais usadas para a descrição de dados, relacionamentos entre dados, semântica de dados e regras de consistência. Os vários modelos que vem sendo desenvolvidos são classificados em três diferentes grupos: modelos físicos.

1.1.1        Modelos Lógicos com Base em Objetos

São usados na descrição de dados no nível lógico e de visões. São caracterizados por dispor de recursos de estruturação bem mais flexíveis e por viabilizar a especificação explícita das restrições dos dados.

Ex. de alguns modelos desta categoria.

·         Modelo entidade-relacionamento.

·         Modelo orientado a objeto.

·         Modelo semântico de dados.

·         Modelo funcional de dados.

1.1.1.1  Modelo Entidade-Relacionamento

Tem por base a percepção do mundo real como um conjunto de objetos básicos, chamados entidades, e do relacionamento entre eles.

Um relacionamento é uma associação entre entidades.

O modelo E-R representa certas regras, as quais o conteúdo do banco de dados precisa respeitar. Uma regra importante é o mapeamento das cardinalidade, as quais expressam o número de entidades às quais a outra entidade se relaciona por meio daquele conjunto de relacionamentos.

Toda a estrutura lógica do bando de dados pode ser expressa graficamente por meio do diagrama E-R, cujos construtores dos seguintes componentes são:

·         Retângulos; os conjuntos de entidades.

·         Eclipses; os atributos.

·         Losangos; os relacionamentos entre os conjuntos de entidades.

·         Linhas; unem os atributos aos conjuntos de entidades e o conjunto de entidades aos seus relacionamentos.

Figura 1.2 Um exemplo de diagrama E-R.

1.1.1.2  Modelo Orientado a Objetos

Tem pó base um conjunto de objetos. Um objeto contém valores armazenados em variáveis instâncias dentro do objeto. Um objeto também contém conjuntos de códigos que operam esse objeto. Esses conjuntos de códigos são chamados métodos.

Os objetos que contêm os mesmos tipos de valores e os mesmos métodos são agrupados em classes.

Ao contrário do modelo E-R, cada objeto possui uma única identidade, independente dos valores neles contidos. Desta forma, mesmo se dois objetos contiverem os mesmos valores, eles serão objetos distintos. A distinção entre diferentes objetos é mantida no nível físico por meio do conteúdo de seus identificadores.

1.1.2        Modelos Lógicos com Base em Registros.

São usados para descrever os dados no nível lógico e de visão. Em contraste com os modelos com base em objetos, este tipo de modelo é usado para especificar a estrutura lógica do bando de dados quanto para implementar uma descrição de alto nível.

São assim chamados porque o banco de dados é estruturado por meio de registros de formato fixo de todos os tipos. Cada registro define um número fixo de campos ou atributos, e cada campo possui normalmente tamanho fixo.

Os três modelos de dados com base em registro mais comumente utilizados são o relacional, o de rede e o hierárquico.

1.1.2.1  Modelo Relacional

Usa um conjunto de tabelas para representar tanto os dados como a relação entre eles. Cada tabela possui múltiplas colunas e cada uma possui um nome único.

1.1.2.2  Modelo de Rede

Os dados no modelo de rede são representados por um conjunto de registros (como no Pascal) e as relações entre estes registros são representadas por links (ligações), as quais podem ser vistas pelos ponteiros. Os registros são organizados no banco de dados por um conjunto arbitrário de gráficos. Os registros são organizados no banco de dados por um conjunto arbitrário de gráficos.

1.1.2.3  Modelo Hierárquico

O modelo hierárquico é similar ao modelo em rede, pois os dados e suas relações são representados, respectivamente, por registros e links. A diferença é que no modelo hierárquico os registros estão organizados em árvores em vez de em gráficos arbitrários.

1.1.3        Modelos Físicos de Dados

Os modelos físicos de dados são sados para descrevê-los no nível mais baixo. Em contraste com os modelos lógicos, há poucos modelos físicos de dados em uso. Sois deles são amplamente conhecidos: O modelo unificado (unifying model) e o modelo de partição de memória (framememory model).

Os modelos físicos captam os aspectos de implementação do sistema de banco de dados.

1.2  Linguagens de Banco de Dados.

Um sistema de banco de dados proporciona dois tipos de linguagens: uma específica para os esquemas do banco de dados e outra para expressar consultas e atualizações.

1.2.1        Linguagens de Definição de Dados

Um esquema de dados é especificado por um conjunto de definições expressas por uma linguagem especial chamada linguagem de definição de dados(data-definition language - DDL). O resultado da compilação dos parâmetros DDLs é armazenados em um conjunto de tabelas que constituem um arquivo especial chamado dicionário de dados ou diretório de dados.

1.2.2        Linguagem de Manipulação dos Dados

Por manipulação de dados entendemos:

·         A recuperação das informações armazenadas no banco de dados.

·         Inserção de novas informações no banco de dados

·         A remoção de informações do banco de dados.

·         A modificação das informações do banco de dados

A linguagem de manipulação de dados (DML) é a linguagem que viabiliza o acesso ou a manipulação dos dados de forma compatível ao modelo de dados apropriado. São basicamente dois tipos:

·         DMLs procedurais à exigem que o usuário especifique quais dados são necessários, e como obtê-los.

·         DMLs não procedurais à exige que o usuário especifique quais dados são necessários sem especificar como obtê-los.

1.3  Gerenciamento de Transações

Uma transação é uma coleção de operações que desempenha uma função lógica única dentro de uma aplicação do sistema de banco de dados. Cada translação é uma unidade de atomicidade e consistência.

É responsabilidade do programador definir, de modo apropriado, as diversas transações, tais que cada uma preserve a consistência do banco de dados.

É responsabilidade do sistema de banco de dados detectar as falhas e recuperar o banco de dados, garantido seu retorno a seu último estado consistente.

1.4  Administração de Memória

O objetivo de um sistema de banco de dados é simplificar e facilitar o acesso aos dados.

Um gerenciador de memória é um módulo de programas para interface entre o armazenamento de dados em um nível baixo e consultas e programas de aplicação submetidos ao sistema. O gerenciamento de memória é responsável pela interação com o gerenciamento de arquivos. Uma linha de dados é armazenada no disco usando o sistema de arquivos que convencionalmente, é fornecido pelo sistema operacional. O gerenciador de memória traduz os diversos comandos DML em comandos de baixo nível de sistema de arquivos. Assim, o gerenciador de memória é responsável pelo armazenamento, recuperação e atualização de dados no banco de dados.

Aula 1

Introdução a Banco de Dados

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Sistema de Banco de Dados

Introdução

Um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGDB) é constituído por um conjunto de dados associados a um conjunto de programas para acesso a esses dados.

O Banco de dados, contém informações sobre uma empresa  em particular.

1.1  – Objetivo de um Sistema de Banco de Dados

Um modo de guardar as informações no computador é armazená-las em sistemas de arquivos permanente.

1.2   Visão dos Dados

Um SGBD é uma coleção de arquivos e programas inter-relacionados que permitem ao usuário o acesso para consultas e alterações desses dados. O maior benefício de um banco de dados é proporciona ao usuário uma visão abstrata dos dados. Isto é, o sistema acaba por ocultar determinados detalhes sobre a forma de armazenamento e manutenção desses dados.

1.2.1        Abstração de Dados

Para que se possa usar um sistema, ele precisa ser eficiente na recuperação das informações. Esta eficiência está relacionada à forma pela qual foram projetadas as complexas estruturas de representação desses dados no banco de dados. Já que muitos dos usuários dos sistemas de banco de dados não são treinados em computação, os técnicos em desenvolvimento de sistemas omitem essa complexidade desses usuários por meio dos diversos níveis de abstração de modo a facilitar a interação dos usuários com o sistema:

·         Nível físico. É o mais baixo de abstração que descreve como esses dados estão de fato armazenados. No nível físico, estruturas de dados complexas de nível baixo são descritas em detalhes.

·         Nível lógico. Este nível médio de abstração descreve quais dados estão armazenados no banco de dados e quais os inter-relacionamentos entre eles. Assim, o banco de dados como um todo é descrito em termos de um número relativamente pequeno de estruturas simples. O nível lógico de abstração é utilizado pelos administradores do banco de dados que precisam decidir quais informações devem pertencer ao banco de dados.

·         Nível de visão. O mais alto nível de abstração descreve apenas parte do banco de dados. A despeito das estruturas simples do nível lógico, alguma complexidade permanece devido ao tamanho dos bancos de dados. Muitos dos usuários de banco de dados não precisam conhecer todas as suas informações. Pelo contrário, os usuários normalmente utilizam apenas parte do banco de dados. Assim, para que estas interações sejam simplificadas, um nível de visão é definido. O sistema pode proporcionar diversas visões do mesmo banco de dados.

   

 Figura 1.1 Os três níveis de abstração de dados.

1.2.2        Instâncias e Esquemas

O conjunto de informações contidas em determinado banco de dados, em um dado momento, é chamado instância do banco de dados. O projeto geral do banco de dados é chamado esquema. Os esquemas são alterados com pouca freqüência.

Um esquema de banco de dados corresponde à definição do tipo em uma linguagem de programação. Uma variável de um dado tipo tem um valor em particular em dado instante. Assim, esse valor corresponde a uma instância do esquema do banco de dados.

Os sistemas de banco de dados apresentam diversos esquemas, referentes aos níveis de abstração que discutimos. No nível mais baixo há o esquema físico; no nível intermediário, o esquema lógico; e no nível mais alto, os subesquemas. Em geral, os sistemas de banco de dados dão suporte a um esquema físico, um esquema lógico e vário subesquemas.

1.2.3        Independência de Dados

A capacidade de modificar a definição dos esquemas em determinado nível, sem afetar o esquema do nível superior, é chamado independência de dados. Existem dois níveis de independência de dados:

1.      Independência de dados física é a capacidade de modificar i esquema físico sem que, com isso, qualquer programa de aplicação precise ser reescrito.

2.      Independência de dados lógica é a capacidade de modificar o esquema lógico sem que, com isso, qualquer programa de aplicação precise ser reescrito.