Modelo de Dados e Arquitetura de Banco de Dados

Modelo de Dados

Uma coletânea de conceitos que podem ser utilizados para descrever a estrutura de um banco de dados (tipos de dados, relacionamentos e restrições) e também um conjunto de operações básicas para especificar recuperações e atualizações no banco de dados.

Categorias de Modelos de Dados:

• Modelos de dados conceituais (alto nível): Possuem conceitos que descrevem os dados como os usuários os percebem: entidades, atributos e relacionamentos; Modelos lógicos baseados em objetos.
• Modelos de dados representacionais (ou de implementação): Descrevem a forma como os dados estão organizados dentro do computador; Modelos lógicos baseados em registros.
• Modelos de dados físicos (baixo nível): Descrevem detalhes de como os dados estão armazenados no computador.

Arquitetura de 3 Esquemas

Esquemas podem ser definidos em Três-níveis:

• Proposta para auxiliar na realização e visualização das seguintes características: Independência de dados e operação de programas - Suporte a múltiplas visões - Uso do catálogo para armazenar a descrição do banco de dados.
• O objetivo é separar o usuário da aplicação do banco de dados físico.

Níveis de Esquemas:

1. Nível Interno – esquema interno:
   • Descreve a estrutura de armazenamento físico do banco de dados.
   • Utiliza um modelo de dados físico.
2. Nível Conceitual – esquema conceitual ou lógico:
   • Descreve a estrutura da base de dados sem detalhes de estrutura de armazenamento físico.
   • Que dados estão armazenados e como estão relacionados.
3. Nível Externo – esquema externo (visões dos usuários):
   • Descreve as visões dos usuários: a parte da base de dados em que cada grupo de usuários tem interesse.
   • Descrição de subesquemas.

Independência de Dados

É a capacidade de mudar o esquema em um nível do sistema de banco de dados sem que ocorram alterações do esquema no próximo nível mais alto.

• Independência de dados lógica: Refere-se à capacidade de modificar o esquema lógico sem que, com isso, qualquer programa de aplicação precise ser reescrito.
• Independência de dados física: Refere-se à capacidade de modificar o esquema físico sem que, com isso, qualquer programa de aplicação precise ser reescrito.
• O conceito de independência de dados é de várias formas similar ao conceito de tipo abstrato de dados empregado nas linguagens de programação.

Sistema de Banco de Dados

• Projeto Conceitual: Independente de SGBD - Modelo Conceitual – MER.
• Projeto Lógico: Esquema Lógico - Mapeamento do Modelo Conceitual para modelo do SGBD - Ex: Modelo Relacional.
• Projeto Físico: Estruturas Físicas de Armazenamento - Organização de registros físicos - Índices = Critérios - Tempo de resposta - Espaço utilizado - Número de transações.

Linguagens de Banco de Dados

• Linguagem de Definição de Dados (DDL): Permite especificar o esquema do banco de dados, através de um conjunto de definições de dados - O compilador DDL do SGBD processa e identifica os comandos, que são armazenados no catálogo (metadados).
• Linguagem de Manipulação de Dados (DML): Permite ao usuário acessar ou manipular os dados - Uma consulta (“query”) é um comando que requisita uma recuperação de informação - A parte de uma DML que envolve recuperação de informação é chamada linguagem consulta.

Componentes de um SGDB

• Processador de Consultas:
  • Compilador DML: Analisa sintaticamente e semanticamente comandos DML expressos em uma linguagem de consulta (ex. SQL) - Traduz estes comandos para uma das formas de representação interna de consultas (ex. álgebra relacional).
  • Pré-Compilador DML: Inseridos em programas de aplicação, traduz comandos DML em chamadas a procedimentos (rotinas) na linguagem hospedeira.
  • Interpretador DDL: Interpreta comandos DDL e os armazena no catálogo: - tabelas contendo metadados - Descrição do banco de dados (Esquema).
  • Mecanismo de Consultas: Responsável pela otimização e geração de planos de execução de consultas - Executam instruções geradas pelo compilador DML.