Gerenciamento e Projeto de Banco de Dados

Dados e Informações

• Dados: Fatos brutos.
• Informações: Resultado do processamento de dados brutos para revelar seu significado.
• Gerenciamento de dados: Foca na geração, no armazenamento e na recuperação adequada dos dados.

Banco de Dados

• Banco de dados: Coleção logicamente coerente de dados com algum significado. É projetado, construído e populado com dados para uma finalidade específica.
• Base de dados: Refere-se aos dados armazenados no sistema de banco de dados.
• Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD): Conjunto de programas que gerenciam a estrutura do banco de dados e controlam o acesso aos dados armazenados. Facilita o processo de definição, construção, manipulação e compartilhamento de bancos de dados entre diversos usuários e aplicações.

Vantagens do SGBD

• Controle de redundância.
• Permite que os dados no banco sejam compartilhados por diversas aplicações e usuários.
• Integra visualizações muito diferentes dos usuários sobre os dados em um único repositório de dados que engloba tudo.
• Restrição a acesso não autorizado.
• Armazenamento persistente para objetos do programa.
• Estruturas de armazenamento.
• Garante padrões.
• Tempo reduzido para desenvolvimento de aplicações.
• Flexibilidade.
• Disponibilidade de informações atualizadas.
• Economias de escala.

Tipos de Bancos de Dados

• Operacional, transacional, de produção: Dá suporte às operações diárias de uma empresa.
• Data warehouses: Armazenam dados utilizados para gerar informações necessárias à tomada de decisões táticas e estratégicas.

Tipos de Dados

• Dados não estruturados: Existem em seu estado original (bruto), no formato em que foram coletados.
• Dados estruturados: Resultado da obtenção de dados não estruturados e de sua formatação (estruturação) visando facilitar o armazenamento, a utilização e a geração de informações.
• Dados semiestruturados: Dados que já foram parcialmente processados.

Projeto de Banco de Dados

• Atividades que focam na elaboração da estrutura que será utilizada para armazenar e gerenciar dados do usuário final.
• Objetivos:
  • Precisão e consistência dos dados.
  • Velocidade operacional.
  • Facilita o gerenciamento dos dados.

Funções

• DBA:
  • Autorizar o acesso ao banco de dados.
  • Coordenar e monitorar seu uso.
  • Adquirir recursos de software e hardware conforme a necessidade.
  • Solucionar problemas como falhas na segurança e demora no tempo de resposta do sistema.
• Projetista de banco de dados:
  • Identificar os dados a serem armazenados.
  • Escolher estruturas apropriadas para representar e armazenar esses dados.
  • Se comunicar com todos os potenciais usuários a fim de entender suas necessidades e criar um projeto que as atenda.
  • Interage com cada potencial grupo de usuários e desenvolve visões do banco de dados que cumprem os requisitos de dados e processamento desses grupos.

Modelos de Banco de Dados

• Bancos de dados relacionais:
  • Separa o armazenamento físico dos dados de sua representação conceitual.
  • Fornece uma base matemática para a representação e a consulta dos dados.
• Bancos de Dados Orientados a Objeto:
  • Forneciam estruturas de dados mais gerais.
  • Incorporavam tipos de dados abstratos, encapsulamento de operações, herança e identidade de objeto.
  • A complexidade do modelo e a falta de um padrão inicial contribuíram para seu uso limitado.
• XML:
  • É o principal padrão para intercâmbio entre diversos tipos de bancos de dados e páginas Web.
  • Combina conceitos dos modelos usados nos sistemas de documentos com os conceitos de modelagem de banco de dados.

Conceitos Importantes

• Banco de dados: Depósito de fatos cuidadosamente projetado e estruturado.
• Sistema de informação: Fornece a coleta de dados, o armazenamento e recuperação deles.
• Análise de sistemas: Processo que estabelece a necessidade e a extensão de um sistema de informações.
• Desenvolvimento de sistemas: Processo de criação de sistemas de informação.
• Desenvolvimento de bancos de dados: Processo de projeto e implementação de bancos.
  • Criar modelos conceituais, lógicos e físicos.
  • Normalizados, não redundantes, totalmente integrados.
  • Criar estrutura de armazenamento, carregamento e gerenciamento de dados.

Níveis Gerenciais e Tomada de Decisão

• Gerentes seniores: Tomam decisões estratégicas de longo prazo sobre produtos e serviços.
• Gerentes médios: Executam os programas e planos da gerência sênior.
• Trabalhadores do conhecimento e de dados: Consiste em criar novos conhecimentos ou manipular e disseminar a informação.
• Gerentes operacionais: Monitoram as atividades diárias da empresa.

Ciclo de Vida de Desenvolvimento de Sistemas (SDLC)

1. Planejamento:
   • Avaliação inicial: os sistemas existentes devem permanecer, ser modificados ou substituídos?
   • Estudo de viabilidade: aspectos técnicos de hardware e exigência de software, custo do sistema, custo operacional.
2. Análise:
   • Requisitos do usuário.
   • Avaliação do sistema existente.
   • Projeto lógico do sistema.
3. Projeto:
   • Projeto detalhado dos processos do sistema.
   • Especificações técnicas.
   • Projeto do sistema de banco de dados.
4. Implementação e teste:
   • Codificação, teste e depuração.
   • Criação do banco de dados.
   • Validação e teste de aceitação.
5. Implantação e operação:
   • Revisão e impressão da documentação final.
   • Treinamento dos usuários.
   • Todas as funções do sistema estão em funcionamento e foram validadas.
   • O sistema é continuamente avaliado e passa por sintonia fina.
6. Manutenção:
   • Corretiva.
   • Adaptativa.
   • Aperfeiçoamento.

Fases do Projeto de Banco de Dados

1. Definição do sistema:
   • Análise da situação da empresa.
   • Qual é a sua missão nesse ambiente?
   • Qual é a estrutura organizada?
   • Definição dos problemas e restrições.
   • Como o sistema existente funciona?
   • Que entrada exige?
   • Que documento gera?
2. Definição dos objetivos:
   • Qual é o objetivo inicial do sistema proposto?
   • O sistema fará interface com outros sistemas?
   • O sistema compartilhará os dados com outros usuários ou sistemas?
3. Projeto de banco de dados:
   • Projeto conceitual.
   • Seleção do software de SGBD.
   • Projeto lógico.
   • Projeto físico.
4. Projeto conceitual:
   • Análise e requerimentos de bancos de dados.
   • Modelagem entidade-relacionamento e normalização.
   • Verificação do modelo de dados.
   • Projeto de banco de dados distribuídos.
5. Seleção de SGBD:
   • Custo.
   • Recursos e ferramentas do SGBD.
   • Modelo subjacente.
   • Portabilidade.
6. Projeto lógico:
   • É dependente do SGBD.
   • Traduz o modelo conceitual em definições de tabelas e visualizações, etc.
7. Projeto físico:
   • Dependente do hardware.
   • Definir as estruturas de armazenamento e caminhos de acesso para desempenho ideal.

Abordagens de Projeto

• Top-down:
  • Identifica os conjuntos de dados.
  • Define os elementos de dados de cada um desses conjuntos.
  • Identificação de diferentes tipos de entidades.
  • Definição de cada atributo.
• Bottom-up:
  • Identifica os elementos de dados.
  • Agrupa-os em conjuntos de dados.
• Centralizado x descentralizado:
  • Escopo.
  • Tamanho do sistema.
  • Estilo de gerenciamento.
  • Estrutura da empresa.

Outros Conceitos

• Módulo cliente: Projetado para executar em uma estação de trabalho ou computador pessoal.
• Módulo servidor: É responsável pelo armazenamento de dados, acesso, pesquisa e outras funções.
• Abstração de dados: Característica fundamental da abordagem de banco de dados. Refere-se à supressão de detalhes da organização e armazenamento dos dados. Destaca recursos essenciais para um melhor conhecimento desses dados.
• Modelo de dados: Uma coleção de conceitos que podem ser usados para descrever a estrutura de um banco de dados.
• Estrutura de banco de dados: Tipos, relacionamentos, restrições que se aplicam aos dados e operações básicas de recuperação e atualizações no banco de dados.
• Modelos de dados de alto nível: Entidades, atributos e relacionamentos.
• Modelos de dados de baixo nível: Ordenação de registros e caminhos de acesso.
• Modelos de dados representativos: Baseados em registros.
• Entidade: Um objeto ou conceito do mundo real que é descrito no banco de dados (funcionário, projeto).
• Atributo: Representa alguma propriedade de interesse que descreve melhor uma entidade (nome ou salário do funcionário).
• Relacionamento: Acontece entre duas ou mais entidades, representa uma associação entre elas.
• Esquemas: Descrição do banco de dados, é especificado durante o projeto do banco de dados.
• Diagrama de esquema: Representa apenas alguns aspectos de um esquema (nomes de tipos de registros, itens de dados).
• Estado: Os dados no banco de dados em determinado momento no tempo.
• Instâncias: O conjunto atual de ocorrências no banco de dados.
• Metadados: As descrições das construções e restrições do esquema são armazenadas no catálogo do SGBD.

Níveis de Abstração

• Nível interno:
  • Descreve a estrutura do armazenamento físico do banco de dados.
  • Usa um modelo de dados físicos.
  • Descreve detalhes completos do armazenamento de dados e caminhos de acesso para o banco de dados.
• Nível conceitual:
  • Descreve a estrutura do banco de dados inteiro para a comunidade de usuários.
  • Oculta os detalhes das estruturas de armazenamento físico.
  • Concentra na descrição de entidades, tipos de dados, relacionamentos, operações do usuário e restrições.
• Nível externo:
  • Inclui uma série de esquemas externos ou visões do usuário.
  • Descreve a parte do banco de dados em que um grupo de usuários em particular está interessado.
  • Oculta o restante do banco de dados do grupo de usuários.

Independência de Dados

• Independência lógica de dados: Capacidade de alterar o esquema conceitual sem ter de alterar os esquemas externos ou os programas de aplicação. Acrescentar ou remover um tipo de registro ou item de dados.
• Independência física de dados: Capacidade de alterar o esquema interno sem ter de alterar o esquema conceitual.

Linguagens de Banco de Dados

• DDL (Linguagem de Definição de Dados):
  • Usada pelo DBA e projetistas de banco de dados.
  • Processar instruções dos construtores de esquemas.
  • Armazenar a descrição de esquema no catálogo do SGBD.
  • É usada para especificar o esquema conceitual.
• VDL (Linguagem de Definição de Visão).
• SDL (Linguagem de Definição de Armazenamento).
• DML (Linguagem de Manipulação de Dados).

Interfaces SGBD

• Interface baseada em menu para clientes.
• Baseada em formulários.
• Gráfica com o usuário.
• Para DBA.

Componentes do SGBD

• Gerenciador de buffer.
• Gerenciador de dados armazenados.
• Compilador de consulta.
• Otimizador de consulta.

Arquitetura Cliente/Servidor

• Lida com grande número de PCs, estações de trabalho, servidores de arquivo, impressoras, servidores web.
• As máquinas clientes oferecem ao usuário as interfaces apropriadas para utilizar esses servidores.
• Arquitetura C/S duas camadas:
  • Servidor é chamado servidor de consulta ou servidor de transação.
  • Conectividade de banco de dados aberta (ODBC).
  • Conectividade de banco de dados Java (JDBC).
• Arquitetura três camadas:
  • Acrescenta uma camada intermediária entre o cliente e o servidor.
  • Servidor de aplicação ou servidor web.