Base de dados
Base
de dados é um conjunto de dados inter-relacionados e armazenados em algum
dispositivo. Por exemplo, pode ser uma lista de material existente num armazém,
endereços, dados dos empregados, informações sobre clientes ou facturas.
Os
dados, numa base de dados estão organizados segundo uma estrutura e
interligados, tendo em vista:
►
Serem partilhados por programas de diferentes aplicações e em ambientes
diferentes.
►
Não permitir a redundância ou repetição de informação.
►
Manter a sua integridade e protecção.
►
A eficácia do sistema.
Propriedades de base de
dados
Uma base de dados possui seguintes
propriedades:
É uma colecção lógica e coerente de dados com
um significado inerente.
Uma disposição desordenada dos dados não pode
ser referenciada como uma base de dados.
É projectada, construída e povoada com dados para
um propósito específico.
Possui
um conjunto pré-defenido de usuários e aplicações.
Representa algum aspecto do mundo real, que
normalmente é designado minimundo. Qualquer
alteração efectuada no mini mundo é
automaticamente reflectida na base de dados.
Uma
base de dados pode ser criada e mantida por um conjunto de aplicações
desenvolvidas especificamente para esta tarefa ou por um Sistema Gerenciador de Base de Dados (SGBD).
Um
SGBD é uma colecção de programas que permitem aos usuários criar e manipular
uma base de dados. Um SGBD é, um sistema de softwere de propósito geral que
facilita o processo de definir, construir e manipular bases de dados de
diversas aplicações.
A construção de uma base de dados é o
processo de armazenar os dados em algum meio que seja controlado pelo SGBD.
A
definição de base de dados envolve a
explicação de tipos de dados a serem armazenados na base de dados.
A
manipulação uma base de dados indica
a utilização de funções como a de consulta, recuperação de dados específicos,
modificação da base de dados para reflectir mudanças no minimundo (inscrições, actualizações e remoções), e geração de
relatórios.
O
conjunto formado por uma base de dados incluindo as aplicações que manipulam o
mesmo é chamado (Sistema de base de
dados).
Ficheiros de dados, registo e campos
Nos
sistemas informáticos a informação é organizada fundamentalmente sob forma de
ficheiros. Estes ficheiros podem ser de vários tipos. Sob ponto de vista que
nos interessa, os ficheiros podem responder a dois tipos bem distintos de
informação.
Programas – que
são ficheiros que armazenam intrusões, procedimentos ou rotinas para executar
em computador.
Ficheiros de dados –
que correspondem á informação produzida e manipulada pelos utilizadores, como,
por exemplo, documentos de textos, imagens e folhas de calculo.
Numa
base de dados podemos ter um ou mais ficheiros de dados, os quais são
manipulados por um ou mais programas de aplicação.
Um
ficheiro de dados de uma base pode conceber-se como arquivo de fichas.
Quando
se define a estrutura de um registo a que ter em conta;
►A
entrada da informação;
►A
saída da informação;
►O
procedimento da informação;
►A
flexibilidade, ou seja, a facilidade de adaptação à evolução das necessidades.
Os
ficheiros de base de dados que acabamos de referir, em muitos casos podem
representar-se por tabelas, em que as linhas contêm registos e as colunas
definem os campos.
Aplicações de base de dados
Já
se fez referência aos diversos campos de actividades onde são aplicadas
necessariamente as bases de dados, mas, mesmo assim, em jeito de resumo, pode
se dizer que as bases de dados são aplicados em:
Bancos: para
informações de clientes, contas, empréstimos e todas as transacções bancárias.
Linhas aéreas: para
reservas e informações de horários. As linhas aérias foram umas das primeiras a
usar bases de dados de maneira geograficamente distribuída.
Universidades para
informações de alunos, registos de cursos e notas.
Transacções de cartão
de crédito: para compras com cartões de crédito e
geração de facturas mensais.
Vendas:
para informações de clientes, produtos e compras.
Conceitos de SGBD - sistema de gestão de bases de dados
Para
criar e gerir bases de dados são necessários programas específicos, normalmente
designados SGBD – Sistemas de Gestão de Bases de Dados (ou DBMS- Database
Management Systems).
Os
SGBD são programas que permitem criar e manipular bases de dados, em que os
dados são estruturados com independência relativamente aos programas de
aplicacao que os manipulam.
A
independência dos dados num SGBD significa que épossivel alterar a estrutura
dos dados, sem que isso implique necessariamente reformular o programa que opera
com os dados (o SGBD).
Exemplo:
►
Microsoft Access.
►
Foxpro.
►
Informix.
►
Oracle.
►
Microsoft SQL Server.
►
PostGreSQL.
►
MySQL.
►
Firebird.
Sistemas de ficheiros vs SGBD
Podemos
manter a informação utilizando sistemas de ficheiros ou SGBDˈs. mas deve-se ter
em conta que a quantidade de informação
tem tendência de ser grande e a aumentar com o tempo, tornando-se quase
impossível mantê-la em memória, o que requer a utilização de dispositivos de
armazenamento de grande capacidade. A utilização que se pretende dar à
informação é determinada na decisão da utilização de um SGBD.
Vantagens de SGBD
►
Independência dos dados.
►
Acesso eficiente aos dados.
►
Redução do tempo de desenvolvimento de aplicações.
►
Integridade e segurança dos dados.
►
Administração dos dados.
►
Acesso concorrente e recuperação de falhas.
Quando não devemos utilizar u SGBD
Em
algumas situações, o uso de um SGBD pode representar uma carga desnecessária aos
custos quando comparado com a abordagem de processamento tradicional de
arquivos, como, por exemplo:
►
Alto investimento inicial na compra de software e hardware adicionais.
►
Generalidade que um SGBD fornece na definição e processamento de dados.
►
Sobrecarga na provisão de controlo de segurança, controlo de concorrência,
recuperação e integração de funções
Problemas
adicionais podem surgir caso os projectistas da base de dados ou os
administradores da base de dados não elaborarem os projectos correctamente ou
se as aplicações não são implementadas de forma apropriada. Se o DBA não
administrar a base de dados de forma apropriada, tanto a segurança como a
integridade dos sistemas podem ser comprometidas. A sobrecarga causada pelo uso
de um SGBD e a má administração justificam a utilização da abordagem de
processamento tradicional de arquivos nos seguintes casos:
►
A base de dados e as aplicações são simples, bem definidas não se espera
mudanças no projecto.
►
A necessidade de processamento em tempo real de certas aplicações, que são
terrivelmente prejudicadas pela sobrecarga causada pelo uso de um SGBD.
►
Não haverá múltiplo acesso a base de dados.
Visão de dados
Um
SGBD é uma colecção de arquivos e programas inter-relacionados que permitem aos
utilizadores o acesso a consultas e alterações dos dados. O maior benefício de
uma base de dados é o de proporcionar ao utente uma visão abstracta de dados.
Isto é, o sistema acaba por ocultar determinados detalhes sobre a forma de
armazenamento e manutenção de dados.
Abstracção
de dados
Para que se possa usar um sistema, ele
precisa de ser eficiente na recuperação de informações. Esta eficiência está
relacionada com a forma como foram projectadas as complexas estruturas de representação
desses dados na base de dados. Já que muitos dos utilizadores dos sistemas de
bases de dados não são treinados em computação, os técnicos em desenvolvimento
de sistemas omitem essa complexidade aos utentes por meio dos chamados níveis de abstracção, de modo a
facilitar a interacção dos usuários com o sistema. Assim, tem-se:
► Nível físico ou esquema interno – é o mais
baixo nível de abstracção que descreve como os dados estão de facto armazenados
– estrutura de dados e ficheiros usados.
► Nível lógico ou esquema conceptual – este
nível médio de abstracção descreve os dados que estão a ser armazenados na base
de dados e quais os interrelacionamentos existentes entre eles. Assim a base de
dados como todos é descrito em termos de um número relativamente pequeno de
estruturas simples. Este nível compreende todos os dados, atributos, relações, restrições
sobre os dados informação semântica dos dados, informação de integridade e
segurança.
► Nível de visão ou esquema externo – o mais
alto nível de abstracção descreve apenas parte da base de dados, portanto,
ocupando-se do modo como os dados são vistos pelos utilizadores individuais, é
uma descrição personalizada e parcial dos dados. Cada vista externa inclui as
entidades, atributos e relações que são relativas para o utilizador ou
departamento em causa. Na verdade, muitos dos usuários da base de dados não
precisam de conhecer todas as suas informações. Pelo contrário, os usuários
utilizam normalmente apenas parte da base de dados.
►
Nível externo correspondências entre sinais.
►
Nível conceptual correspondências entre nível conceptual e interno.
►
Nível interno correspondência entre nível interno e base de dados.
Modelo de dados
Sobe
a estrutura da base de dados está o modelo de dados: um conjunto de ferramentas
conceituadas usadas para a descrição de dados, relacionamentos entre dados,
semântica de dados e regras de consistência. Os mais comuns são modelos lógicos com base em objectos e
modelos lógicos com base em registo.
Modelo lógico com base em objectos
Os
modelos lógicos com base em objectos são usados na descricao de dados no nivel
lógico e de visões. Existem vários modelos nessa categoria, e outros ainda
estão por surgir. Alguns são amplamente conhecidos, como:
►
Modelo entidade - relacionamento.
►
Modelo Orientado para o Objecto.
Modelo entidade – relacionamento
Este
modelo tem por base a percepção do mundo
real como conjunto de objectos básicos, chamados entidade, e dos
relacionamentos entre eles. Uma entidade é uma coisa ou um objecto do
mundo real que pode ser identificado por outros objectos.
Modelo oriente a objectos
Como
o modelo ER, este tem por base um conjunto
de objectos. Um objecto contém valores armazenados em variáveis instâncias dentro
do objecto. Um objecto também contém conjuntos de códigos que operam o objecto.
Tais conjuntos de códigos são chamados operações.
Modelo lógico com base em registo
Estes
modelos são usados para descrever os dados no nível lógico e de visão.
Os
modelos de base em registo são assim chamados porque a base de dados é
estrutura por meio de registo de formato fixo de todos os tipos. Cada registo
define um número fixo de campos ou atributos, e cada campo possui normalmente
tamanho fixo.
Os
3 modelos de base de dados com base em registo mais comummente são: o relacional, o de rede e hierárquico.
Modelo relacional
Este
modelo usa um conjunto de tabelas para representar tanto os dados como a
relação entre eles, quer dizer, a estrutura fundamental do modelo relacional é
a relação (tabela) constituída por um ou mais atributos (campos) que traduzem o
tipo de dados a armazenar. Cada instância do esquema (linha) é chamada tupla (registo). As tabelas abaixo
apresentam um exemplo de base de dados relacional em duas tabelas: uma mostra
os clientes do banco e outra as suas contas.
R _cliente
|
N_cliente
|
M_cliente
|
Rn_cliente
|
12345
|
Yuri Obri
|
Matola
|
101
|
24576
|
Vipke
DˈOliveira
|
Maputo
|
201
|
12897
|
Wilherm
DˈOliveira
|
Maputo
|
201
|
10784
|
Nahedade
Rissani
|
Beira
|
401
|
10784
|
Nahedade
Rissani
|
Beira
|
502
|
Nr_conta
|
Saldo
|
101
|
500
|
201
|
400
|
401
|
300
|
502
|
600
|
Modelo de rede
Os
dados neste modelo são representados por um conjunto de registo e as relações
entre estes registos são representados por links (ligações), as quais podem ser
vistas por ponteiros. No modelo em rede, os registos são organizados em
gráficos onde aparece um único tipo de associação (set) que define uma relação
1:N entre 2 tipos de registos; propriamente e membro. O diagrama para
representar os conceitos do modelo em redes consiste em dois comportes básicos;
caixas, que correspondem aos registos e linhas, as associações.
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