Conceitos Essenciais de Banco de Dados e SGBD

Banco de Dados (BD)

É a base a partir da qual a informação é criada.

Informação

É um dado (ou conjunto de dados) inserido num contexto.

SGBD – Sistema Gerenciador de Banco de Dados

Gerencia um banco de dados, garantindo sua segurança e integridade dos dados.

Sistema de Banco de Dados

É um conjunto formado pelo SGBD e por todos os dados manipulados por ele.

Papéis e Usuários em Sistemas de Banco de Dados

• Usuários Finais: Utilizam os sistemas que fazem uso de Banco de Dados.
• Administradores de Banco de Dados (DBA): Analisam as necessidades dos usuários finais e projetam o Banco de Dados para atender a essas necessidades.
• Programadores: Constroem os programas utilizados pelos usuários finais.

Principais Características e Benefícios do BD

• Controle de redundância;
• Controle de acesso e atualização;
• Persistência de dados;
• Possibilidade de visões múltiplas de dados.

Características e Vantagens da Utilização de SGBD

Características do SGBD:

• Centralização: Um único repositório de dados é mantido, evitando redundância e inconsistência.
• Múltiplas Visões: Apresentação personalizada (visão) dos dados a cada um dos usuários.
• Isolamento: Uma vez que a estrutura dos dados é armazenada no catálogo do sistema, ela independe das aplicações que a utilizam.
• Compartilhamento: Permite o acesso simultâneo (compartilhado) entre os usuários através do controle de concorrência.

Vantagens da Utilização de SGBD:

• Controle de Redundância: Evita o armazenamento do mesmo dado várias vezes.
• Restrição de Acesso: Restringe o acesso de usuários aos dados e operações.
• Interfaces Múltiplas: Oferece vários tipos de interfaces para atender a cada tipo de usuário (linguagens de consulta e de programação, formulários).
• Cópia e Recuperação: Oferece facilidade para recuperação de falhas de hardware ou software.
• Flexibilidade: Facilidade de alteração das estruturas de dados sem afetar os dados armazenados.

Categorias de Modelos de Dados

• Alto Nível ou Conceituais: Apresentam conceitos que estão próximos do modo como o usuário percebe os dados (Ex: MER - Modelo Entidade-Relacionamento).
• Baixo Nível ou Físico: Descrevem os detalhes de armazenamento dos dados.
• Representativos, de Implementação ou Baseados em Registros: Podem ser compreendidos por usuários finais, mas não se afastam do modo como os dados estão organizados no computador (Ex: Modelos Relacionais).
• De Objetos: Podem ser encarados como uma nova família de modelos representativos, mais próximos dos modelos conceituais (Ex: MO - Modelo de Objetos).

Esquemas e Instâncias

Esquemas

É a descrição do banco de dados, especificada durante o projeto. É representado sob a forma de diagramas.

• Um diagrama exibe aspectos de um esquema, como nome dos tipos de registros, itens de dados e alguns tipos de restrições.
• O esquema tem caráter estático, não se altera frequentemente.

Instâncias

São os dados no banco de dados num determinado instante de tempo.

• Também são conhecidos como retratos (snapshots), estado do BD ou conjunto corrente de ocorrências.
• Cada componente do esquema possui seu próprio conjunto atual de instâncias.
• O estado tem característica dinâmica, se altera frequentemente.

Arquitetura de Três Esquemas

Objetiva separar as aplicações do usuário do banco de dados. Possui três níveis:

1. Nível Interno: Possui esquema interno que descreve a estrutura de armazenamento físico do BD.
2. Nível Conceitual: Possui esquema conceitual que descreve a estrutura do BD, concentrando-se na descrição de entidades, tipos de dados, relacionamento, operações de usuário e restrições.
3. Nível Externo ou de Visão: Possui esquemas externos ou visões do usuário para descrever a parte do BD na qual um determinado grupo de usuários está interessado, escondendo todo o resto.

Linguagens de Banco de Dados

• DDL (Data Definition Language): Linguagem de definição do esquema conceitual.
• SDL (Storage Definition Language): Linguagem de definição do esquema interno.
• VDL (View Definition Language): Linguagem de definição do esquema externo, de visões e mapeamentos.
• DML (Data Manipulation Language): Linguagem de manipulação de dados (inclusão, exclusão, alteração). Podem ser de alto nível (como SQL) ou de baixo nível (como as procedurais presentes nos aplicativos).

Modelagem de Dados: Entidades, Atributos e Chaves

Entidade

É um objeto que existe e é distinto de outros objetos. Pode ter existência física ou conceitual, sendo uma abstração de um fato do mundo real para o qual se deseja manter dados no BD.

• Entidade Fraca: Quando a entidade não possui atributos suficientes para formar uma chave primária (sua existência depende de outra entidade).
• Entidade Proprietária: Entidade relacionada a uma chave primária (da qual a entidade fraca depende).

Atributo

Descreve as características de cada entidade. O Domínio de Atributo é o conjunto de todos os valores possíveis para o atributo.

Tipos de Atributos:

• Atômico: Não pode ser dividido (Ex: nome, população).
• Composto: Pode ser dividido em subpartes menores, que representam atributos mais básicos (Ex: endereço = {rua + número + bairro + CEP}).
• Derivado: Atributo que deriva de outro atributo ou de entidades relacionadas (Ex: idade = dataHoje - dataFundação).
• Multivalorado: Atributos que podem possuir mais de um valor (Ex: cor de carro).
• Nulo: Valor desconhecido ou não aplicável.

Chave

Permite identificar univocamente cada entidade em um conjunto de entidades.

• Chave Candidata: Atributo ou conjunto de atributos que podem identificar uma entidade.
• Chave Primária: Chave candidata escolhida para o esquema do conjunto entidade.
• Chave Parcial: Usada para buscar atributos em entidades fracas.

Relacionamento

Descreve uma associação entre duas ou mais entidades.