Introdução à Ciência da Computação: Bancos de Dados e Big Data, Slides de Introdução a Banco de Dados

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Introdução a Ciência

da Computação

Introdução a Ciência

da Computação

Bancos de Dados

e Big Data

Bancos de Dados

e Big Data

Introdução

▪ Definição

• (^) “Um conjunto de informações mantidas em um computador” ● (^) Oxford English Dictionary
• (^) “Um ou vários conjuntos estruturados de dados persistentes, normalmente associados com software para atualizá-los e consultar os dados” ● (^) Free On-Line Dictionary of Computing
• (^) “Uma coleção dados arranjados para facilidade e velocidade de busca e recuperação.” ● (^) Dictionary.com
• (^) “É uma coleção de dados operacionais armazenados e usados pelas aplicações de uma determinada organização” ● (^) Date, 2000

Introdução

▪ Estas aplicações podem ser feitas sem bancos de dados?

• (^) Sim! Armazenando os dados em arquivos.
• (^) Exemplo: ● (^) Suponha que estamos construindo um sistema para armazenar informações sobre: - (^) Estudantes - (^) Cursos - (^) Professores ● (^) Temos três arquivos:

Estudantes.txt Cursos.txt Professores.txt

Introdução

▪ Estas aplicações podem ser feitas sem bancos de dados?

• (^) Sim! Armazenando os dados em arquivos.
• (^) Exemplo: ● (^) Para matricular o aluno “Zezinho” no curso “Eletronica” teríamos que escrever um programa com a seguinte estrutura: Leia “Estudantes.txt” Leia “Cursos.txt” Encontre e modifique o registro de “Zezinho” Encontre e modifique o registro de “Eletronica” Grave “Estudantes.txt” Grave “Cursos.txt”

Estudantes.txt Cursos.txt Professores.txt

Introdução

▪ Problemas de sistemas baseados em arquivos

• (^) Sem padrões
• (^) Duplicação de dados
• (^) Dificuldade para gerar resultados de consultas
• (^) Sem segurança, recuperação de dados, concorrência, etc.

▪ Solução: Bancos de Dados!

Usuários de Bancos de Dados

▪ Usuários finais

• (^) Usuários casuais
• (^) Usuários leigos
• (^) Usuários especializados

▪ Desenvolvedores de aplicações

• (^) Escreve softwares que permitam usuários finais manipular sistemas de bancos de dados de forma mais intuitiva

▪ Administrador de bancos de dados (DBA = DataBase Administrator)

• (^) Projeta e gerencia o sistema de bancos de dados

▪ Programador de sistemas de bancos de dados

• (^) Escreve o software do sistema de gerenciamento de banco de dados em si

Sistema de Gerência de Banco de

Dados (SGBD)

▪ Vantagens da utilização

• (^) Auto-descrição dos dados
• (^) Isolamento entre programas e dados (abstração de dados)
• (^) Suporte a múltiplas visões dos dados
• (^) Compartilhamento de dados e processamento de transações concorrentes
• (^) Controle de redundância dos dados
• (^) Controle de acesso (segurança)
• (^) Armazenamento persistente dos dados
• (^) Existência de múltiplas interfaces para os usuários
• (^) Representação de relacionamentos complexos entre os dados
• (^) Manutenção de restrições de integridade
• (^) Recuperação de falhas

▪ Exemplos de sistemas de bancos de dados

• (^) Grandes sistemas comerciais

Sistema de Gerência de Banco de

Dados (SGBD)

MS ACESS

Administrador de Banco de Dados

▪ Habilidades

• (^) Conhecimentos da linguagem estruturada SQL
• (^) Conhecimentos em estruturas de bancos de dados, especificamente Modelos de Entidade- Relacionamento
• (^) Entendimento básico de arquitetura de computadores
• (^) Entendimento básico de sistemas operacionais
• (^) Domínio de Sistemas de Gerenciamento de Bancos de Dados do mercado

Administrador de Banco de Dados

▪ Funções

• (^) Instalar e atualizar ferramentas do banco de dados
• (^) Saber modificar a estrutura do banco de dados
• (^) Verificar e zelar pela integridade do banco de dados
• (^) Manter um controle de acesso, ou privilégios, aos dados como quem pode acessar e o que pode acessar e talvez quando possa acessar
• (^) Criação e testes de backup para garantir a recuperabilidade dos dados em caso de falha de hardware
• (^) Garantir o acesso ao banco de dados no maior tempo possível
• (^) Garantir o máximo de desempenho para as consultas ao banco de dados
• (^) Auxiliar a equipe de desenvolvimento e a equipe de testes a maximizar o uso e desempenho do banco de dados

Bancos de Dados Relacionais

▪ Esquema

• (^) Descrição (textual ou gráfica) da estrutura de um banco de dados de acordo com um determinado modelo de dados

▪ Instância

• (^) Conjunto de dados armazenados em um banco de dados em um determinado instante de tempo

Modelo de Dados

Esquema

Instância

Regras para estruturação dos dados Regras para verificação das instâncias

Bancos de Dados Relacionais

▪ Informação é armazenada em forma de tabelas (ou relações)

• (^) As linhas das tabelas são chamadas Tuplas (ou Registros) ● (^) Representam objetos do mundo real que são de interesse para alguma aplicação
• (^) As colunas das tabelas são chamadas Atributos (ou Campos) ● (^) Representam propriedades utilizadas para descrever uma entidade

Atributos

Tuplas

SQL

▪ Structured Query Language

• (^) Linguagem Estruturada de Consulta

▪ Consulta

• (^) Comando dado pela aplicação ao SGBD
• (^) Criar/apagar bancos de dados
• (^) Criar/apagar/alterar tabelas
• (^) Inserir/remover/alterar registros
• (^) Buscar registros

SQL

▪ Criar tabelas ▪ (^) Inserir registros