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Aula01 Sistemas de Banco de Dados

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by

Leandro Brito

on 22 May 2014

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Transcript of Aula01 Sistemas de Banco de Dados

Livro de Banco de Dados
KORTH, Henry F; SILBERSCHATZ, Abraham.
Sistema de bancos de dados
. 3ª ed. São Paulo: Makron, 1999.
 
GARCIA-MOLINA, Hector; ULLMAN, Jeffrey D; WIDOM, Jennifer.
Implementação de sistemas de bancos de dados
. Rio de Janeiro: Campus, 2001.

DATE, C. J.
Introdução a sistemas de banco de dados
. Rio de Janeiro: Campus, 2004
 
ELMASRI , Ramez, NAVATHE, Shamkant B.
Sistemas de Banco de Dados
4ª ed. São Paulo: Addison Wesley, 2005.
 
 
COUGO, Paulo Sérgio.
Modelagem conceitual e projeto de bancos de dados
. Rio de Janeiro: Campus, 2001.
 
CHEN, P. -
Modelagem de dados
, Makron, 1990.

REFERÊNCIAS
Apresentação da disciplina

Unidade I - Sistemas de Banco de Dados
Historico, objetivo, vantagens e desvantagem
Projeto de banco de dados
Projeto de Banco de Dados
Finalidade da modelagem
Etapas da modelagem
Conceitual, lógica e física
Ferramenta Case
Arquitetura
Cliente servidor, 3 camadas e n camadas
Terminologia básica
AGENDA
Uma referência a 1964
1964 - Modelo de Rede
Criado por Charles Bachman
Especialista em banco de dados, recebeu em 1973 o Prêmio Turing
Seu modelo de organização dos dados continuava com os problemas comuns do modelo hierárquico.
Registro apresentavam links, o que o fez torna-se conhecido como uma extensão do modelo hierárquico.
HISTÓRICO
Unidade II - Arquitetura Básica de um Sistema de Banco de Dados
Os Três Níveis de Arquitetura
Externo, conceitual e interno
Usuários de Banco de Dados
Comuns, avançados e administradores
Aplicações que utilizam banco de dados
SGBD - Sistema gerenciador de banco de dados
Linguagens de acesso a banco de dados
Tipos de modelos de dados
Relacional
Orientado a objeto
Objeto relacional
AGENDA
Projeto de Banco de Dados
Prof. Leandro Brito Santos
lsbrito@gmail.com
https://sites.google.com/site/lsbrito/

Até 1960 Sistemas de arquivos
Cobol e outras linguagens

HISTÓRICO
HISTÓRICO
IMS - IBM
1960 - Modelo Hierárquico
Idealizado pela IBM
Foi o primeiro a ser reconhecido como modelo de dados.
Possuia uma rápida performance de consulta.
Ocupava muito espaço, pois não apresentava relações entre os dados, gerando repetição.
Foi o modelo mais utilizado até meados dos anos 80.
Primeiros SGBDs
Entre 1960 e 1970 - Primeiros SGBDs
Idealizado por várias empresas.
Em meados de 1970 começaram a surgir os SGBDs comerciais.
Suas operações eram limitadas.
IDMS, DMSII - Unisys
HISTÓRICO
Edgar Frank, criador MR
1970 - Modelo Relacional
Edgar Frank Codd
Matemático britânico
Pesquisador do laboratório da IBM
Desenvolveu o modelo de banco de dados relacional
Relações entre as tabelas e seus dados.
O modelo simplificou as consultas, inserções e remoções dos dados em comparação aos modelos anteriores, evitando redundância e perda de dados.
HISTÓRICO
Modelo Conceitual
Modelo Conceitual
:
O modelo conceitual é um diagrama em blocos que demonstra todas as relações entre as entidades, suas especializações e seus atributos.

Representa as regras de negócio sem limitações tecnológicas ou de implementação.
É a etapa mais adequada para o envolvimento do usuário que não precisa ter conhecimeto técnico.
Este modelo aborda:
Visão geral do negócio.
Facilitação do entendimento entre os usuários e desenvolvedores.
Possui somentes as entidades e atributos principais.
Pode conter relacionamento n para n
ETAPAS DA MODELAGEM
ETAPAS DA MODELAGEM cont...
SGBDs Comerciais
1980 - SGBDs Relacionais
Idealizado por várias empresas.
Crescimento do uso de banco de dados relacional.
Aumento do nicho de mercado.
SGBDs especializados no modelo relacional.
Esses SGBDs são os ancestrais dos modelos utilizados hoje em dia.
Entre 1970 e 1985 a linguagem SQL(
Structured Query Language
) foi desenvolvida.
HISTÓRIA
Ferramenta Case
É uma classificação que abrange todas ferramentas baseadas em computadores que auxiliam atividades de engenharia de software.
Para análise de requisitos
Para Modelagem
Até programação e testes.
Podem ser consideradas como ferramentas automatizadas que tem como objetivo auxiliar o desenvolvedor de sistemas em uma ou várias etapas do ciclo de desenvolvimento de software.
FERRAMENTA CASE
ETAPAS DA MODELAGEM cont...
ETAPAS DA MODELAGEM cont...
SQL Server
1987 - SQL SERVER
Microsoft
Parceria com Sysbase a Microsoft lança um SGBD.
Nos anos 90 a parceria é desfeita.
Hoje em dia é o SGBD mais utilizado.
Atualmente em avaliação à versão 2014 .
HISTÓRIA
Modelo Orientado a Objeto
1985 - Modelo Orientado a Objeto
Idealizado por várias universidades.
Desenvolvido em meados dos anos 80.
Ainda é pouco utilizado.
Trata cada dado como um objeto.
Este modelo representa totalmente a realidade.
Alguns estudiosos afirmam que este é o futuro dos bancos de dados.
Relações são semelhantes às do modelo relacional, contudo, as consultas são mais simples e dinâmicas.
Orion, Infomix, Jasmine e Oracle
HISTÓRIA
Projeto de banco de dados
Finalidade da modelagem:
É uma forma de representação gráfica do conhecimento que se tem sobre o ambiente (
realidade
) qualquer.
Mostra uma visão estática das informações (
entidades
) de interesse e dos relacionamentos existentes entre elas.
PROJETO DE BANCO DE DADOS
DBDesigner
DBDesigner:
É uma ferramenta para projeto de banco de dados que integra a modelagem, projeto, implementação e manutenção em um mesmo ambiente.
Desenvolvida pela empresa
Fabulous Force Database Tools
Notação própria.
Apresenta a cardinalidade.
Fortemente integrada ao
Mysql
Free.
Plataforma
Linux e Windows.
FERRAMENTA CASE
Banco de dados de pesquisa
Para manter a informação, "fato" guardado em memória em um meio que pode ser visto e mantido por diversas pessoas.
Situações:
A utilização de livro de registro de nascimento em um cartório é uma das formas de guardar informações.
Armazenar dados dos clientes das concessionárias de luz e de água.
Os catálogos de Livros e revistas.
GOOGLE.
PORQUE "guardar" INFORMAÇÃO?
Informação
Para organizar as informações que desejamos armazenar de forma rápida.
Coletar informações.
Facilitar o acesso aos dados armazenados.
Retornar as informações armazenadas com agilidade.
Gerenciar grandes volumes de informações.
As empresas utilizam as informações para tomada de decisão.

UTILIZAR DO BANCO DE DADOS
Modelo Lógico
Modelo Lógico:
O modelo lógico mostra as ligações entre as tabelas da base de dados, as chaves primárias, os componentes de cada uma.

Considera limites impostos por tecnologias de banco de dados (BD hierárquicos, BD relacional e etc).
Suas características:
Deriva do modelo conceitual e via a representação do negócio.
Possui entidade associativas em lugar de relacionamentos.
Define as chaves primárias das entidades.
Normalização até a 3ª forma normal.
Adequação ao padrão de nomeclaturas.
Entidades e atributos documentados.

Modelo Físico
:
Inclui a análise das características e recursos necessários para armazenamento e manipulação das estruturas de dados (
estrutura de armazenamento, endereçamento, acesso e alocação física
)
sendo uma sequência de comandos executados em SqL a fim de criar as tabelas, estruturas e ligações projetadas até então e finalmente criar o banco de dados

Considera limites impostos pelo SGBDs e pelos requisitos não funcionais dos programas que acessam os dados e pelo hardware disponível.
Caracteristicas:
Elaborado a partir do modelo lógico.
Pode variar segundo o SGBD.
Pode ter tabelas físicas (
logs
).
Pode ter colunas físicas (replicação).

Modelo Físico
Modelagem com SGBDs
A grande maioria dos SGBDs oferecem um ferramenta para modelar o banco de dados.
Oracle, IBM, Microsoft.



A escolha:

SITUAÇÃO FINANCEIRA
X
NECESSIDADE TÉCNICA


FERRAMENTA CASE
Diferentes técnicas foram propostas para se implementar essa arquitetura, sendo que a mais adotada pelos SGBDs comerciais é a inclusão da funcionalidade de um SGBD centralizado no lado do servidor.
As consultas e a funcionalidade transacional permanecem no servidor, sendo que este é chamado de servidor de consulta ou servidor de transação.
É assim que um servidor SQL é fornecido aos clientes.
O cliente tem que formular suas consultas SQL, prover a interface do usuário e as funções de interface usando uma linguagem de programação
ARQUITETURA CLIENTE - SERVIDOR
Arquitetura de 3 Camadas
Arquitetura de3 camadas é um padrão de arquitetura que descreve como três camadas de desenvolvimento relacionam entre si. Essa arquitetura fornece uma maneira de dividir as funcionalidades envolvidas na manutenção e apresentação de uma aplicação.
Foi desenvolvida com objetivo de mapear as tarefas de entrada, processamento e saída para o modelo de interação com o usuário, assim sendo mais fácil mapear os conceitos no domínio de aplicações.
ARQUITETURA DE 3 CAMADAS
Arquitetura de 3 Camadas
Camada de Apresentação: tem como função exibir as informações. Usada para receber as entradas e apresentar o resultado, ou seja, é a interface com o usuário.

Camada de Regra de Negócio: responsável por controlar todo o fluxo de informação. Intermediária entre a camada de apresentação e acesso a dados. Nesta camada é executada a regra de negócio (inteligência do sistema).

Camada de Acesso a Dados: é responsável pela persistência e acesso aos dados da aplicação.
ARQUITETURA DE 3 CAMADAS
ARQUITETURA DE N CAMADAS
ERWin
ERWin:
É uma poderosa ferramenta que simplifica a modelagem, criação e manutenção de bases de dados e modelos de dados empresariais.
Essa ferramenta não apenas permite que o usuário defina as necessidades e regras corporativas na forma de um modelo de dados lógico, mas também as converta em seu equivalente físico para um dos bancos de dados suportados.
Integra com diversos SGBDs: Oracle, SQL Server, DB2, MySQL, ODBC, Sybase.
Ferramenta R$
Plataforma Windows
FERRAMENTA CASE
Visio
Visio:
Ferramenta de modelagem da Microsoft, utiliza notação própria ligado ao modelo relacional ele representa a modelagem em tabelas e não entidade relacionamento.
Ferramenta poderosa quando integrada ao SQL Server.
Plataforma Windows
Ferramenta R$
FERRAMENTA CASE
Arquitetura Cliente - Servidor
Na arquitetura Cliente-Servidor, o cliente (front_end) executa as tarefas do aplicativo, ou seja, fornece a interface do usuário (tela, e processamento de entrada e saída).
O servidor (back_end) executa as consultas no DBMS e retorna os resultados ao cliente.
Apesar de ser uma arquitetura bastante popular, são necessárias soluções sofisticadas de software que possibilitem: o tratamento de transações, as confirmações de transações, desfazer transações, linguagens de consultas.
A principal vantagem desta arquitetura é a divisão do processamento entre dois sistemas, o que reduz o tráfego de dados na rede.
ARQUITETURA CLIENTE - SERVIDOR
Arquitetura de N camadas
Exemplos típicos são as bases de dados corporativas, em que o volume de informação é muito grande e, por isso, deve ser distribuído em diversos servidores.
Não é dependente de aspectos lógicos de carga de acesso aos dados, ou base de dados fracamente acopladas, em que uma informação solicitada vai sendo coletada numa propagação da consulta numa cadeia de servidores.
A característica básica é a existência de diversos programas aplicativos consultando a rede para acessar os dados necessários, porém, sem o conhecimento explícito de quais servidores dispõem desses dados.
ARQUITETURA DE N CAMADAS
Níveis de Arquitetura
Usuário avançado
Nível Interno
Nível Externo
Nível Conceitual
Nível Conceitual:
(Conhecido como nível lógico comunitário, ou às vezes apenas nível indireto, sem qualificação) É um nível de "simulação" entre os outros dois.


Visão da comunidade de usuários.
OS TRÊS NÍVEIS DE ARQUITETURA
Arquitetura de N camadas
Nesta arquitetura, a informação está distribuída em diversos servidores.
cada servidor atua como no sistema cliente-servidor, porém as consultas oriundas dos aplicativos são feitas para qualquer servidor indistintamente.
Caso a informação solicitada seja mantida por outro servidor ou servidores, o sistema encarrega-se de obter a informação necessária, de maneira transparente para o aplicativo, que passa a atuar consultando a rede, independente de conhecer seus servidores
ARQUITETURA DE N CAMADAS
Usuários do banco de dados
Usuários finais (
comum
).
Usuário programador (
avançado
).
Usuário administrador (
administrador do DB
)

USUÁRIOS DO BANCO DE DADOS
SGBD
SGBD
SGBD
Usuário comum
Usuário finais:
Interagem com o sistema a partir de terminais ou estações de trabalho on-line.
Pode obter acesso ao banco de dados por meio de aplicações, ou pode usar uma interface fornecida como parte integrante do software do sistema de banco de dados.
USUÁRIOS DO BANCO DE DADOS
UNIDADE II
Usuário administrador
Usuário administrador:
Responsável pela organização do sistema de modo a obter o desempenho que seja "o mais adequado para a empresa"
USUÁRIOS DO BANCO DE DADOS
Aplicações que utilizam banco de dados
APLICAÇÕES QUE UTILIZAM BD
ARQUITETURA BÁSICA DE UM SISTEMA DE BANCO DE DADOS
OS TRÊS NÍVEIS DE ARQUITETURA
Os três níveis de arquitetura.
Interno
Externo
Conceitual
OS TRÊS NÍVEIS DE ARQUITETURA
Nível Interno:
(Conhecido como nível físico) É o mais próximo do meio de armazenamento físico ou seja, é aquele que se ocupa do modo como os dados são fisicamente armazenados.


Visão do meio de armazenamento.
OS TRÊS NÍVEIS DE ARQUITETURA
Nível Externo:
(Conhecido como nível lógico) É o mais próximo dos usuários ou seja, é aquele que se ocupa do modo como os dados são vistos por usuários individuais.


Visão de usuários individuais.
USUÁRIOS DO BANCO DE DADOS
Usuário avançado:
Responsável pela elaboração de programas, aplicativos de banco de dados.
Estes programas obtêm acesso ao banco de dados emitindo a solicitação apropriada, em geral uma instrução de SQL.
SGBD
SGBD - Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados(
Data Base Management System - DBMS
)
É o conjunto de programas de computador 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 clientes possam incluir, alterar ou consultar dados previamente armazenados.
Em bancos de dados relacionais a interface é constituída pelas APIs (
Application Programming Interface
) ou drivers do SGBD, que executam comandos na linguagem SQL (
Structured Query Language
).
SGBD - ARQUITETURA BÁSICA
SGBD - PRINCIPAIS PRODUTOS
Linguagem de banco de dados
LINGUAGEM DE BANCO DE DADOS
DML Data Manipulation Language:
É uma família de linguagens de computador utilizadas para a recuperação, inclusão, remoção e modificação de informações em bancos de dados.
Pode ser procedural, que especifica como os dados devem ser obtidos do banco
Pode também ser declarativa (não procedural), em que os usuários não necessitam especificar o caminho de acesso, isto é, como os dados serão obtidos.
O padrão SQL é não procedural.
DMLs foram utilizadas inicialmente apenas por programas de computador, porém (com o surgimento da SQL) também têm sido utilizadas por pessoas.
SGBD
SGBD
Em bancos de dados relacionais a interface é constituída pelas APIs (
Application Programming Interface
) ou drivers do SGBD, que executam comandos na linguagem SQL (
Structured Query Language
).
SGBD
SGBD
Em bancos de dados relacionais a interface é constituída pelas APIs (
Application Programming Interface
) ou drivers do SGBD, que executam comandos na linguagem SQL (
Structured Query Language
).
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