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1 Projeto de banco de dadosProfº MSc. Jeferson Bussula Pinheiro2 Profº MSc. Jeferson Bussula Pinheiro3 Curriculum Mestrando em Produção e Gestão AgroIndustrialBacharel em Ciência da Computação. UNIDERP – 2001 Especialista em Desenvolvimento para WWW. UNIDERP – 2003 Mestrando em Produção e Gestão AgroIndustrial UNIDERP – 2011 Especialista em Segurança. Academia de Segurança Microsoft TechNet Brasil Profissional 5 Estrelas – Active Directory Win2003/win Microsoft TechNet Brasil – 2008/2009 Cargos desenvolvidos Programador , Analista de sistemas (Consultor) Professor (atual) Administrador de Redes Coordenador de Sistemas Gerente de Desenvolvimento (TCE - atual) Coordenador de Engenharia da Computação4 Objetivo Geral Implementar e avaliar a eficiência dos objetos de banco de dados, implementados segundo aos princípios dos bancos de dados relacionais e dos recursos da linguagem SQL.5 Ementa SQL – DDL e DML. Visão. Procedimento Armazenado. Processamento e Otimização de Consultas. Técnicas de Controle de Concorrência. Técnicas para recuperação do banco de dados. Segurança de banco de dados.6 Conteúdo ProgramáticoApresentação e criação de objetos que podem ser criados dentro de um banco de dados: visão, procedimento armazenado, gatilho. Índices de armazenamento. Aspectos sobre o processamento e otimização de consultas. Consistência de um banco de dados: controle de concorrência. Segurança dos dados: procedimentos para restauração e segurança do banco.7 Bibliografia Básica Heuser, Carlos Alberto. 4 ed. Projeto de Banco de Dados. The PostgreSQL Global Development Group. PostgreSQL: Documentação do PostgreSQL. Rio de Janeiro:2005. Disponível em: ELMASRI, Ramez; NAVATHE, Shamkant B. Sistemas de banco de dados. 4 ed. São Paulo: Pearson Education Brasil, 2006. PATRICK, John J. SQL: fundamentos. [il]. 2. ed. São Paulo: Berkeley, 2002.8 Bibliografia ComplementarABREU, Maurício Pereira; Machado, Felipe Nery. Projeto de banco de dados - Uma visão prática. São Paulo: Érica MORELLI, Eduardo T. SQL Sever Fundamental. São Paulo: Érica, STEPHENS, Ryan K.; PLEW, Ronald R. Aprenda em 24 Horas SQL. São Paulo: Campus, 2000. SILBERSCHATZ, Abraham, et al. Sistema de Banco de Dados. Rio de Janeiro : Elsevier, 2006. SILVA. Robson Soares. Oracle Database 10g Express Edition - Guia de Instalação, Configuração e Administração com Implementação PL/SQL Relacional e Objeto- Relacional. Rio de Janeiro, 2007.9 PLT 670 SILBERSCHATZ, A.; KORTH, H.; SUDARSHAN, S. Sistema de Banco de Dados, Elsevier, PLT 670.10 Conceitos Fundamentais de Banco de Dados11 Conceitos Básicos Segundo Korth, um banco de dados “é uma coleção de dados inter-relacionados, representando informações sobre um domínio específico”, ou seja, sempre que for possível agrupar informações que se relacionam e tratam de um mesmo assunto, posso dizer que tenho um banco de dados.12 Conceitos Básicos Podemos exemplificar situações clássicas como uma lista telefônica, um catálogo de CDs ou um sistema de controle de RH de uma empresa. Já um sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD) é um software que possui recursos capazes de manipular as informações do banco de dados e interagir com o usuário. Exemplos de SGBDs são: Oracle, SQL Server, DB2, PostgreSQL, MySQL, o próprio Access ou Paradox, entre outros.13 Por último, temos que conceituar um sistema de banco de dados como o conjunto de quatro componentes básicos: dados, hardware, software e usuários. Date conceituou que “sistema de bancos de dados pode ser considerado como uma sala de arquivos eletrônica”. A imagem ilustra os componentes de um sistema de banco de dados.1415 Os objetivos de um sistema de banco de dados são o de isolar o usuário dos detalhes internos do banco de dados (promover a abstração de dados) e promover a independência dos dados em relação às aplicações, ou seja, tornar independente da aplicação, a estratégia de acesso e a forma de armazenamento.16 Histórico Os Bancos de dados relacionais (BDR) surgiram em meados da década de Porém, apenas alguns anos mais tarde as empresas passaram a utilizá-los no lugar de arquivos.17 Para que usar um banco de dadosSimples, para armazenar informações...18 Por que usar um Banco de Dados Relacional?Os Bancos de Dados Relacionais foram desenvolvidos para prover acesso facilitado aos dados, possibilitando que os usuários utilizassem uma grande variedade de abordagens no tratamento das informações. Pois, enquanto em um banco de dados hierárquico os usuários precisam definir as questões de negócios de maneira específica, iniciando pela raiz do mesmo, nos Bancos de Dados Relacionais os usuários podem fazer perguntas relacionadas aos negócios através de vários pontos. A linguagem padrão dos Bancos de Dados Relacionais é a Structured Query Language, ou simplesmente SQL, como é mais conhecida.19 O Modelo Relacional Um Banco de Dados Relacional segue o Modelo Relacional. A arquitetura de um banco de dados relacional pode ser descrita de maneira informal ou formal. Na descrição informal estamos preocupados com aspectos práticos da utilização e usamos os termos tabela, linha e coluna. Na descrição formal estamos preocupados com a semântica formal do modelo e usamos termos como relação (tabela), tupla(linhas) e atributo(coluna).20 Abstração de dados O sistema de banco de dados deve garantir uma visão totalmente abstrata do banco de dados para o usuário, ou seja, para o usuário do banco de dados pouco importa qual unidade de armazenamento está sendo usada para guardar seus dados, contanto que os mesmos estejam disponíveis no momento necessário, a abstração se dá em três níveis.21 Abstração de dados Nível de visão do usuário: as partes do banco de dados que o usuário tem acesso de acordo com a necessidade individual de cada usuário ou grupo de usuários; Nível conceitual: define quais os dados que estão armazenados e qual o relacionamento entre eles; Nível físico: é o nível mais baixo de abstração, em que define efetivamente de que maneira os dados estão armazenados.22 Visão1 Visão 2 Visão 3 Visão n Nível Conceitual Armazenamento das informações Nível Físico23 Projeto de banco de dadosTodo bom sistema de banco de dados deve apresentar um projeto, que visa a organização das informações e utilização de técnicas para que o futuro sistema obtenha boa performance e também facilite infinitamente as manutenções que venham a acontecer.24 O projeto de banco de dados se dá em duas fases:Modelagem conceitual; Projeto lógico.25 Estas duas etapas se referem a um sistema de banco de dados ainda não implementado, ou seja, que ainda não exista, um novo projeto. Para os casos em que o banco de dados já exista, mas é um sistema legado, por exemplo, ou um sistema muito antigo sem documentação, o processo de projeto de banco de dados se dará através da utilização de uma técnica chamada de Engenharia Reversa, que será visto em outra oportunidade.26 Modelo conceitual É a descrição do BD de maneira independente ao SGBD, ou seja, define quais os dados que aparecerão no BD, mas sem se importar com a implementação que se dará ao BD. Desta forma, há uma abstração em nível de SGBD. Uma das técnicas mais utilizadas dentre os profissionais da área é a abordagem entidade-relacionamento (ER), onde o modelo é representado graficamente através do diagrama entidade-relacionamento (DER) á uma abstração em nível de SGBD.27 Exemplo de diagrama entidade relacionamentoO modelo acima, entre outras coisas, nos traz informações sobre Alunos e Turmas. Para cada Aluno, será armazenado seu número de matrícula, seu nome e endereço, enquanto para cada turma, teremos a informação de seu código, a sala utilizada e o período.28 Atividade Evolua o modelo anterior de forma que seja possível lançar notas para cada uma das disciplinas do acadêmico. Favor entregarem seus modelos ao final da aula de segunda-feira (04/03/2013).29 Modelo Lógico Descreve o BD no nível do SGBD, ou seja, depende do tipo particular de SGBD que será usado. Não podemos confundir com o Software que será usado. O tipo de SGBD que o modelo lógico trata é se o mesmo é relacional, orientado a objetos, hierárquico, etc. Abordaremos o SGBD relacional, por serem os mais difundidos. Nele, os dados são organizados em tabelas (bidimensional).30 Aluno ra nome endereco 17868 Jeferson Pinheiro Semiramis 277864 Eike Batista Rua da Varzea 873647 Anderson Silva Santa Mônica turma cod_turma sala periodo 1 332 Diurno 2 321 Noturno falar sobre domínios31 O modelo lógico do BD relacional deve definir quais as tabelas e o nome das colunas que compõem estas tabelas. Para o nosso exemplo, poderíamos definir nosso modelo lógico conforme o seguinte: Aluno(ra, nome, endereco) Turma (cod_turma, sala, periodo)32 É importante salientar que os detalhes internos de armazenamento, por exemplo, não são descritos no modelo lógico, pois estas informações fazem parte do modelo físico, que nada mais é que a tradução do modelo lógico para a linguagem do software escolhido para implementar o sistema.33 Tabelas (ou relações, ou entidades)Todos os dados de um banco de dados relacional (BDR) são armazenados em tabelas. Uma tabela é uma simples estrutura de linhas e colunas. Em uma tabela, cada linha contém um mesmo conjunto de colunas. Em um banco de dados podem existir uma ou centenas de tabelas, sendo que o limite pode ser imposto tanto pela ferramenta de software utilizada, quanto pelos recursos de hardware disponíveis no equipamento.34 Registros (ou tuplas) Cada linha formada por uma lista ordenada de colunas representa um registro, ou tupla. Os registros não precisam conter informações em todas as colunas, podendo assumir valores nulos quando assim se fizer necessário.35 Colunas (atributos) As colunas de uma tabela são também chamadas de atributos. Ex.: O campo Nome, ou endereço de uma tabela de um BD relacional.36 Chave As tabelas relacionam-se umas as outras através de chaves. Uma chave é um conjunto de um ou mais atributos que determinam a unicidade de cada registro. Chave primária: (PK - Primary Key) é a chave que identifica cada registro dando-lhe unicidade. A chave primária nunca se repetirá. Chave Estrangeira: (FK - Foreign Key) é a chave formada através de um relacionamento com a chave primária de outra tabela. Define um relacionamento entre as tabelas e pode ocorrer repetidas vezes. Caso a chave primária seja composta na origem, a chave estrangeira também o será.37 Bibliografia complementarKorth, H.F. e Silberschatz, A.; Sistemas de Bancos de Dados, Makron Books, 2a. edição revisada, Date, C.J.; Int. a Sistemas de Bancos de Dados, tradução da 4a.edição norte-americana, Editora Campus, 1991.
