Introdução às Bases de Dados
• O Sistema de Base de Dados através do SGBD
permite controlar de forma centralizada os
dados armazenados.
Base de Dados
Ficheiro 1
Ficheiro 2
Ficheiro 3
Prog .1
Sistema
de Gestão
de Bases
de Dados
(SGBD)
Prog. 2
Saída 1
Saída 2
Maria Helena Braz
Introdução às Bases de Dados
• Se não existir um SGBD o acesso aos dados
tem que ser feito através do sistema de gestão
de ficheiros (SGF) e os programas têm acesso
directo aos ficheiros.
Base de Dados
Ficheiro 1
Ficheiro 2
Ficheiro 3
Prog.1
Saída 1
Prog.2
Saída 2
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•Vantagens dos SGBD em relação a SGF:
Controlo centralizado – Um SGBD sob o controlo de um
Administrador de Dados garante a qualidade dos dados, as
restrições de acesso, a integridade dos dados e permite
equilibrar requisitos conflituantes.
Compartilhar dados Usando um SGBD a informação
contida na base de dados pode ser utilizada por diversos
aplicativos de forma flexível e controlada.
Independência de dados – As aplicações tornam-se
independentes de forma física de armazenamento.
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•Vantagens dos SGBD em relação a SGF:
Acesso por utilizadores finais – Actualmente os SGBD
possuem uma interface que permite a utilizadores não
programadores manipular a base de dados.
Controlo de redundância – Num SGF diferentes ficheiros
de dados são usados por diferentes aplicações pelo que
podem aparecer duplicações de informação. Num SGBD
diminui-se a probabilidade de duplicação e esta se existir é
normalmente controlada pelo SGBD.
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•Vantagens dos SGBD em relação a SGF:
Visões – Os SGBD permitem geralmente o tratamento da
informação de forma adequada a cada utilizador mostrando
aquilo que lhe é necessário e escondendo dados de que este
não necessita ou aos quais não deve ter acesso.
Maria Helena Braz
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•Desvantagens de usar SGBD:
Custo – O SGBD e o hardware a ele associado podem ser
dispendiosos e de qualquer forma representam um custo
adicional de aquisição e manutenção.
Complexidade – Um SGBD é mais complexo que um
SGF e necessita de conhecimentos especializados por parte
dos programadores.
Risco centralizado – Ao centralizar os dados e reduzir a
sua redundância existe teoricamente um maior risco de
perda dos dados, no entanto a maioria dos SGBD tem
procedimentos para back-up e recuperação dos dados que
minimizam estes riscos.
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•Genericamente um SGBD possui:
• Linguagem de Definição de Dados (LDD)– que
permite ao utilizador especificar os tipos de dados,
as estruturas e as restrições sobre os dados que
serão armazenados na BD;
• Linguagem de Manipulação de dados (LMD)–
que permite ao utilizador inserir, actualizar,
apagar ou consultar dados da BD.
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•Muitos sistemas permitem a inclusão destas sublinguagens em linguagem de programação de alto
nível como o C#, C, Fortran, Cobol chamadas
linguagens hospedeiras, para permitir o
desenvolvimento de aplicações complexas.
•Os sistemas geralmente aceitam a utilização das
linguagens de BD de forma interactiva para
resolução de tarefas simples.
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Classificação dos SGBD
1º Critério - Utilizar o modelo de dados
•Assim temos sistemas:
–
–
–
–
–
Relacionais
Rede
Hierárquicos
Orientados a objectos
....
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•Uma Base de Dados Relacional é uma BD vista
pelos Utilizadores como um Conjunto de Tabelas
especiais chamadas Relações.
•Do ponto de vista computacional uma relação
pode ser vista como tipo especial de ficheiro.)
F#
F1
F2
F3
F4
F Nome
José
João
Luís
Rui
Estado
20
10
30
30
Cidade
Braga
Faro
Lisboa
Setúbal
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Assim uma relação é uma tabela onde:
- Todas as tuplas têm de ter o mesmo número de
atributos;
- Os valores de cada atributo devem pertencer a
um certo domínio;
- E como uma relação é um conjunto, não pode
haver duas tuplas com valores iguais.
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1980 João
1991 José
1975
Rui
1980 Bruno
...
...
60000
50000
70000
60000
...
Ficheiro correspondente a
Relação
1978 Bela 60000
Tiago 1982 60000
1981 Rita sessenta
37
Registos que não podem ser incluídos na
relação anterior
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Chave primária
Domínios
F#
Relação
F Nome Estado
Cidade
F1
José
20
Braga
F2
João
10
Faro
F3
Luís
30
Lisboa
F4
Rui
30
Setúbal
Atributos
Tuplas
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Classificação dos SGBD
2.º Critério - Utilizar o n.º de máquinas onde a base
de dados está armazenada
•Teremos assim sistemas:
– Centralizados
– Distribuídos (Homogéneos; Heterogéneos)
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Classificação dos SGBD
3.º Critério - Utilizar o n.º de utilizadores que o
sistema é capaz de suportar
•Resultando sistemas:
– Pessoais (single-user)
– Multi-utilizador
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•Arquitecturas para SGBD Multi-utilizador
1 – Teleprocessamento:
•Um só computador central com um CPU e diversos terminais
•O computador central é responsável por todo o
processamento incluindo a formatação dos dados para
exibição nos terminais.
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•Arquitecturas para SGBD Multi-utilizador
2 – File-Server
Estação 1
Estação 2
Est. N
LAN
Pedidos de
dados
Ficheiros retornados
File-Server
•Neste caso as aplicações e o SGBD correm nas estações. É
equivalente a um disco compartilhado
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•Arquitecturas para SGBD Multi-utilizador
2 – File-Server
A arquitectura File-Server tem 3 grandes desvantagens:
• Gera muito tráfego na rede;
• É necessário um SGBD por estação;
• O controlo de concorrência, recuperação e integridade
é muito confuso, pois múltiplos SGBD acedem aos
ficheiros
Para evitar estes inconvenientes surgiu a chamada
arquitectura cliente-servidor
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•Arquitecturas para SGBD Multi-utilizador
3 – Cliente-Servidor
Cliente 1
Cliente 2
Cliente N
LAN
Pedidos
de dados
Dados
seleccionados
Server
(com SGBD)
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•Arquitecturas para SGBD Multi-utilizador
3 – Cliente-Servidor
• Os clientes são responsáveis pelas interfaces, aceitam os
pedidos dos utilizadores, verificam a sintaxe e geram os
pedidos à BD numa dada linguagem, transmitem esses
pedidos e, ao receberem a resposta, formatam-na para
exibição.
• O Servidor aceita os pedidos e devolve os resultados. O
processamento envolve as verificações de acesso, de
integridade, a manutenção do dicionário de dados e a
execução de consultas ou actualizações. É responsável
também por controlar a concorrência e a recuperação
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•Arquitecturas para SGBD Multi-utilizador
3 – Cliente-Servidor
As vantagens de arquitectura Cliente-Servidor são:
• Permitir um acesso alargado às BD
• Aumento da performance;
• Pode diminuir os custos do hardware (só o servidor
necessita altas capacidade de armazenamento)
• Reduz os custos de comunicação
• Aumenta a consistência
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Conceitos a saber:
Sistema de Gestão de Bases de Dados (SGBD) versus Sistema de
Gestão de Ficheiros (SGF)
Relação, Atributo, Domínio, Chave Primária
Arquitecturas para SGBD Multi-utilizador
Maria Helena Braz