Banco de dados
Modelo de dados
Modelo Hierarquico
O modelo hierárquico foi o primeiro a ser reconhecido como um
modelo de dados.Nesse
modelo, os dados são estruturados em hierarquias ou árvores.Os nós
das
hierarquias contêm ocorrências de registros, onde cada registro é
uma coleção de campos
(atributos), cada um contendo apenas uma informação. O registro da
hierarquia que precede a
outros é o registro-pai, os outros são chamados de
registros-filhos.
Os dados organizados segundo este modelo podem ser acessados
segundo uma seqüência hierárquica
com uma navegação do topo para baixo e da esquerda para a
direita.Um registro pode estar
associado a vários registros diferentes, desde que seja
replicado.replicação possui duas grandes
desvantagens: pode causar inconsistência de dados quando houver
atualização e o desperdício
de espaço é inevitável.Grande parte das restrições e consistências
de dados
estava contida dentro dos programas escritos para as
aplicações.Era necessário escrever
programas na ordem para acessar o banco de dados.Um diagrama de
estrutura de árvore
descreve o esquema de um banco de dados hierárquico.
Modelo em Rede
O modelo em redes surgiu como uma extensão ao modelo hierárquico,
eliminando o conceito
de hierarquia e permitindo que um mesmo registro estivesse
envolvido em várias associações.
No modelo em rede, os registros são organizados em grafos onde
aparece um único tipo de
associação (set) que define uma relação entre 2 tipos de
registros: proprietário e membro.
Desta maneira, dados dois relacionamentos entre os registros A e D
e entre os registros C
e D é possível construir um relacionamento entre A e D.O mecanismo
de segurança fornecia
uma facilidade na qual parte do banco de dados (ou área) pudesse
ser bloqueada para
prevenir acessos simultâneos, quando necessário.Estes dois
modelos: Hierárquico e Rede
são Orientados a Registros, isto é, qualquer acesso à base de
dados – inserção, consulta,
alteração ou remoção – é feito em um registro de cada vez.
Modelo Relacional
O modelo relacional apareceu devido às seguintes necessidades:
aumentar a independência
de dados nos sistemas gerenciadores de banco de dados; prover um
conjunto de funções
apoiadas em álgebra relacional para armazenamento e recuperação de
dados; permitir
processamento dedicado.O Modelo relacional revelou-se ser o mais
flexível e adequado ao
solucionar os vários problemas que se colocam no nível da
concepção e implementação da
base de dados. O modelo relacional não tem caminhos pré-definidos
para se fazer acesso aos
dados como nos modelos que o precederam.para trabalhar com essas
tabelas, algumas restrições
precisaram ser impostas para evitar aspectos indesejáveis, como:
Repetição de informação,
incapacidade de representar parte da informação e perda de
informação. Essas restrições
são: integridade referencial, chaves e integridade de junções de
relações.
Modelo Orientado a Objetos
Os bancos de dados orientados a objeto começaram a se tornar
comercialmente viáveis em
meados de 1980. A motivação para seu surgimento está em função dos
limites de
armazenamento e representação semântica impostas no modelo
relacional. Alguns exemplos
são os sistemas de informações geográficas (SIG), os sistemas CAD
e CAM.Contudo, estes
sistemas necessitam guardar representações das estruturas de dados
que utilizam no
armazenamento permanente.
O termo Modelo Orientado a Objetos é usado para documentar o
padrão que
contém a descrição geral das facilidades de um conjunto de
linguagens de programação
orientadas a objetos e a biblioteca de classes que pode formar a
base para o Sistema de
Banco de Dados. Quando os bancos de dados orientados a objetos
foram introduzidos,
algumas das falhas perceptíveis do modelo relacional pareceram ter
sido solucionadas com
esta tecnologia e acreditava-se que tais bancos de dados ganhariam
grande parcela do
mercado. Hoje, porém, acredita-se que os Bancos de Dados
Orientados a Objetos serão
usados em aplicações especializadas, enquanto os sistemas
relacionais continuarão a
sustentar os negócios tradicionais, onde as estruturas de dados
baseadas em relações são
suficientes.
Arquitetura de banco de dados
Os usuários não costumam saber como estão organizados e
armazenados os dados.
Por este motivo um banco de dados deve apresentar os dados de
forma que o usuário possa interpreta-los e modifica-los. Evidentemente, isto
não pode ser aplicado a um informático que necessite saber onde se encontram
fisicamente os dados para poder trata-los.
Podemos destacar três níveis principais segundo a visão e a função
que realize o usuário sobre o banco de dados:
O Nível Externo
•O nível externo é o nível do usuário individual.
umUsuário Final
a linguagem é uma linguagem deconsulta ou de uso especial, através
de formulários oumenus,
adaptada aos requisitos do usuário com suportea programas
aplicativos on-line.
O Nível Conceitual
•Avisão conceitual
é uma representação de todo oconteúdo de informações do banco de
dados.•É uma forma um
tanto abstrata em comparação com omodo como os dados são
armazenados fisicamente.•A visão
conceitual consiste em muitas ocorrências decada um dos vários
tipos de registros
conceituais. Porexemplo:
–Coleção de registros de departamentos;
–Coleção de registros de empregados;
–Coleção de registros de fornecedores;
–Coleção de registros de peças;
O Nível Interno
•A visão interna
é uma representação de baixo nível dobanco de dados por inteiro.
•Consiste em muitas
ocorrências de cada um dos váriostipos de
registros internos.
•Corresponde a construção que chamamos de registro armazenado.
•A visão interna ainda está muito afastada do nível físico“não
manipula registros físicos”
– conhecidos por blocos ou páginas.
•Também não leva em consideração especificaçõesespecíficas de
dispositivos, tais como
tamanho do cilindro ou trilha
•A visão interna é descrita por meio do esquema
interno.
•Não só define os diversos tipos de registros armazenadosmas também
especifica:
–Quais índices existem;–Como os campos armazenados estão
representados;
–Em que seqüência física estão os registrosarmazenados;
Além dos três níveis básicos, uma arquitetura envolve, emgeral
certos mapeamentos:
O mapeamento conceitual/interno
Define a correspondência entre a visão conceitual e obanco de
dados armazenado;
Mapeamento externo/conceitual
–Define a correspondência entre uma visão externaespecífica e a
visão conceitual;
Em geral, as diferenças que podem existir entre esses doisníveis
são semelhantes às que
podem existir entre a visãoconceitual e o banco de dados
armazenado. Por exemplo:
•Os campos podem ter diferentes tipos de dados;
•Os nomes de campos e registros podem ser alterados;
SGBD (Sistema
Gerenciador de Banco de Dados):
é um software com recursos
específicos
para facilitar a manipulação das informações de um BD e o
desenvolvimento
de programas aplicativos. Exemplos: Oracle, Paradox, MySQL,
Access,
Interbase, Sybase.
Principais
Características de SGBD:
·
Controle de redundância
·
Restrição a acesso não autorizado
·
Garantia de armazenamento persistente
·
Compartilhamento de dados
·
Backup e restauração
·
Restrições de integridade
Modelo
de Dados
Uma
das principais características da abordagem banco de dados, é que a mesma
fornece alguns níveis de abstração de dados omitindo ao usuário final, detalhes
de como estes dados são armazenados. Um modelo de dados é um conjunto que podem
ser utilizados para descrever a estrutura lógica e física de um banco de dados.
Por estrutura podemos compreender o tipo dos dados, os relacionamentos e as
restrições que podem recair sobre os dados.
Os
modelos de dados podem ser basicamente de dois tipos
. Alto
nível: ou modelo de dados conceitual, que fornece uma visão mais próxima do
modo comum os usuários visualizam os dados realmente;
. Baixo
nível: ou modelo de dados físico, que fornece uma visão mais detalhada do modo
como os dados estão realmente armazenados no computado.
Esquema e Istância
Em qualquer modelo de dados utilizado, é importante
distinguir a ¨descrição¨ do banco de dados do ¨banco de dados¨por si próprio. A
descrição de um banco de dados é chamada de ¨esquema de um banco de dados¨ e é
especificada durante o projeto do banco de dados. Geralmente, poucas mudanças
ocorrem no esquema de banco de dados.
Os dados armazenados em um banco de dados em um
determinado instante do tempo formam um conjunto chamado de ¨instância do banco
de dados¨. A instância altera toda vez que uma alteração no banco de dados é
feita.
O SGBD é respnsável por garantir que toda instância do
banco de dados satisfaça ao esquema do banco de dados, respeitando sua
estrutura e suas restrições. O esquema de um banco de dados também pode ser chamado
de ¨intensão¨ de um banco de dados e a istância de ¨extenção¨de um banco de
dados.
