Seminário

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.