Conceitos Fundamentais de Aplicações e Bancos de Dados

Programa de Aplicação

Um programa de aplicação deve ser capaz de:

• Classificar arquivos
• Pesquisar registros
• Adicionar registros
• Excluir registros
• Atualizar registros
• Copiar registros

Conceitos Básicos de Dados

• Entidade: Objetos do mundo real.
• Valores: Informações sobre a entidade.
• Arquivo (Data Warehouse): Armazém de dados.
• Atributos, Pontos ou Áreas: Dados sobre a entidade; são a unidade lógica de dados menores.
• Registro Lógico: A representação de uma entidade formada por um subconjunto dos campos.
• Arquivo: Lista ou coleção de registros lógicos que representam um conjunto de entidades que têm algo em comum e são organizados de uma maneira específica.
• Registro Físico: Bloqueia um ou mais registros lógicos que podem ser lidos ou gravados em mídia externa em uma operação de leitura/gravação.
• Chave de Campo: Campo cujo valor identifica unicamente uma entidade.

Organização de Arquivos

A organização depende de fatores como:

• Dispositivo de armazenamento.
• Modo de atualização e consulta.
• Algumas necessidades econômicas principais.

Organização Sequencial

Os registros são armazenados um após o outro. É útil quando se tem grandes volumes de dados com poucas atualizações. Pode ou não ter um campo-chave.

• Anexos: Novos registros são colocados abaixo do último.
• Ordenado: Se for ordenado pelo campo, o arquivo é copiado até o ponto de inserção e o resto é copiado.
• Limpar (Exclusão): Copia-se omitindo o registro a ser excluído.
• Alterações: Pode-se aumentar ou diminuir o tamanho. Faz o mesmo que no caso anterior. Todas as operações são lentas, devendo ser agrupadas em um único arquivo temporário, usado para obter a primeira atualização, chamado de arquivo mestre.

Organização Indexada

Sequência que permite acesso direto aos registros através de um índice e de um campo-chave. É dividida em três áreas: índices, primário e de excesso (overflow).

• O acesso pode ser feito sequencialmente ou aleatoriamente. O acesso sequencial é semelhante ao da organização sequencial, mas pode ser acessado a partir de um registro específico.
• O desenvolvedor fornecerá a chave do registro e o valor do índice se encarregará de encontrá-lo. Para este tipo de organização, deve haver um campo-chave obrigatório, cujo tipo pode ser numérico ou alfanumérico, e deve ser um campo do registro.
• Os registros estão localizados na área primária, e o índice e os registros são escritos em ordem crescente do campo-chave dentro da área primária.
• A área de índice é um conjunto de notas, onde cada registro contém o valor do maior campo-chave que pode ser encontrado nele e o endereço correspondente. Existem 2 entradas (normal e anel em excesso).
• Normalmente, um índice de dois níveis (Mestre, que contém o atributo de chave e cilindro, localizado na trilha do registro; outro índice dentro de cada cilindro contendo a área principal onde a maioria dos registros se encontra).
• Overflow: Os registros que não cabem na área primária são armazenados na área de excedentes.

Organização Direta

Existe uma relação direta entre o valor da chave e a localização física do registro no hardware. O valor da chave não é um campo do registro, mas sim um local de memória.

Existem dois métodos básicos para o endereçamento:

1. Direto (Ao Vivo): O programador fornece o endereço de hardware do registro para recuperar ou armazenar. O valor da chave deve ser um inteiro positivo, podendo ser absoluto ou relativo (neste caso, é necessário obter o valor absoluto para armazenar ou encontrar o registro). É composto por três valores: número de cilindros, número da faixa e senha.
2. Indireto (Função Hash): Consiste na aplicação da chave a um conjunto de transformações, a fim de obter um valor que se aproxime do número real de registros que o arquivo possui. Existem muitos métodos para a conversão chave-endereço.

Unidade de Trabalho 1: Sistemas de Informação

Para armazenar dados, devem ser definidos dois elementos:

• Projeto Lógico: Nível de design do usuário, onde os usuários do sistema visualizam e gerenciam os dados.
• Design Físico: Nível de design onde os dados são armazenados em discos. Existem 2 tipos: arquivos de dados e bases de dados (redundância).

Conceito DB (Coleta)

Coleta integrada de dados ou armazém, armazenada em um suporte secundário e controlada. Os dados devem permanecer independentes e suportar um modelo de dados que permita capturar as inter-relações e as restrições do mundo real.

Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD)

Um conjunto de programas que permitem a implementação de acesso e manutenção do banco de dados. Junto com o banco de dados e os usuários, formam o sistema de banco de dados.

Benefícios dos Dados

• Independência dos dados no tratamento e vice-versa.
• Melhor disponibilidade dos dados.
• Maior eficiência na coleta, codificação e entrada no sistema.
• Resultados mais informativos, coerentes e documentação mais padronizada.

Benefícios para os Usuários

• Acesso mais rápido e fácil para os usuários finais.
• Mais fácil compartilhamento de dados entre todos os usuários.
• Mais flexibilidade para responder a novas exigências.

Tipos de Sistemas BBBDD

O relacional gerencia de forma eficiente dados formatados com um grau moderado de segurança. As aplicações emergentes exigem suporte a tipos de dados mais sofisticados, tratamento da dimensão temporal, maior segurança e gerenciamento de dados imprecisos.

Integridade e Segurança

• Integridade: Proteger o banco contra operações que introduzam inconsistências nos dados. Fala-se em integridade no sentido de validade, exatidão ou veracidade dos dados em um BD.
• Disponibilidade: Deve-se assegurar a disponibilidade de dados para os usuários com direito de acesso, fornecendo mecanismos para recuperar o banco de dados de falhas lógicas ou físicas que destruam dados, no todo ou em parte. O importante é garantir que o banco de dados permaneça em um estado consistente. Isso criará unidades de execução chamadas de operações (a sequência de operações deve ser executada atomicamente); todas as operações são realizadas ou nenhuma é executada.
• Confidencialidade: O sistema deve identificar e autenticar o usuário. O gerente ou proprietário dos dados deve especificar quais usuários têm privilégios sobre os objetos no banco de dados.