Fundamentos de Bancos de Dados

• Esses materiais revisam os fundamentos, estruturas e procedimentos cruciais relacionados aos bancos de dados.

Diretrizes de Estudo

• A leitura aborda o estudo de bancos de dados (BD) e sistemas de gerenciamento de bancos de dados (SGBD).
• É fundamental diferenciar os modelos de dados (conceitual, lógico e físico), juntamente com os níveis da arquitetura (externo, conceitual e interno).
• Muita atenção deve ser dada ao tratamento das transações e propriedades do ACID.
• O tema dos metadados e catálogos é outro ponto crucial a ser dominado.
• Ao estudar, concentre-se no processamento de transações, nos metadados, nos modelos de bancos de dados, na arquitetura de três esquemas e na independência lógica e física.

Aplicação por Banca Examinadora

• CEBRASPE: preparação focada nos conceitos e modelos (incluindo os modelos de objetos, rede e hierárquico).
• FCC: A matéria serve de base para outros estudos
• FGV: É importante aprofundar-se nos quadros de aprofundamento da aula.
• CESGRANRIO: É essencial também dedicar atenção aos quadros de aprofundamento, pois eles contêm informações necessárias para solucionar algumas questões.
• VUNESP: foco nas definições e nos modelos lógicos, incluindo os modelos de objetos, rede e hierárquico.

Glossário de Termos

• Abstração: Capacidade de omitir detalhes de implementação.
• Aplicativo: Um programa realiza tarefas práticas ligadas ao processamento de dados.
• Atomicidade: Garante que uma transação ocorra integralmente ou não ocorra.
• Banco de Dados (BD): Coleção de dados que representa um lado do mundo real para uma finalidade.
• Backup: Cópia de dados armazenados em um dispositivo de segurança.
• Catálogo: Um lugar no SGBD que contém metadados com arquivos, tipos de arquivos, armazenamento de arquivos e restrições.
• Concorrência: Disputa pelo uso de um recurso simultaneamente.
• Consistência: As transações respeitam regras e restrições em um BD.
• Durabilidade: Garante o armazenamento duradouro de dados por transações.
• Esquema: A estrutura do banco de dados sem os dados.
• Índice: Agiliza a recuperação de registros.
• Instância: Dados armazenados em um BD em um momento.
• Integridade: Garante que a informação não seja alterada sem autorização.
• Isolamento: As transações não podem interferir umas nas outras.
• Metadados: Descrevem e localizam outros dados.
• Modelo de Dados: Informações armazenadas em um banco de dados.
• Persistência: Ação de armazenar informações permanentemente.
• Redundância: Duplicação do mesmo dado dentro do banco de dados.
• Relação: Tabela, bloco de montagem básico do modelo relacional.
• Restrição de Integridade: Confirma a integridade dos dados.
• SGBD: Software para criar e manter um banco de dados.
• Sistema de Banco de Dados: A combinação do BD com o SGBD.
• Transação: Uma ou mais operações de BD em andamento.
• Visão: Tabela que mostra dados derivados e armazenados.

Fundamentos de Bancos de Dados

• Um banco de dados é uma coleção organizada de dados relacionados, representando aspectos do mundo real.
• Eles podem ser considerados factuais, registrados e possuidores de significado.
• Em termos mais práticos, um banco de dados tem a ver com as seguintes propriedades: Representar o mundo real, ser logicamente coerente e reunir dados para um objetivo específico.
• Um banco de dados pode ser de qualquer tamanho e complexidade, mantido manualmente ou de forma computadorizada.

Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD)

• O Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) é uma coleção de programas que auxiliam na criação e manutenção de um BD.
• Especifica os tipos de informação, as estruturas de dados e as restrições para os dados a serem armazenados.
• Oferece um meio controlado para armazenar dados.
• Facilita a consulta, a atualização e a geração de relatórios.
• Os usuários e sistemas acessam os dados simultaneamente.
• Protege o sistema de defeitos e de acesso não autorizado.
• Gerencia a evolução do sistema ao longo do tempo.
• SGBDs auxiliam na segurança, compartilhamento e gerenciamento de dados.

Sistema de Banco de Dados (SBD)

• O SBD é banco de dados com o software SGBD.

Limitações dos Sistemas de Arquivos

• A abordagem de processamento de arquivos apresentas muitas limitações
• Dados redundantes
• Padronização difícil
• Controlar múltiplos acessos dificilmente

As 4 Características Distintivas dos Bancos de Dados

• Autodescrição: Os bancos de dados incluem uma descrição completa da sua estrutura e restrições (metadados).
• Isolamento e Abstração: Capaz de oferecer uma exibição dos dados que omite detalhes de armazenamento ou implementação.
• Visões Múltiplas: Cada usuário é capaz de customizar visualmente seu ponto de vista ou visão do banco de dados
• Compartilhamento e Transações: Inclui software de controle de concorrência, para que o processo seja controlado e certo

Benefícios e Desvantagens do SGBD

• O controle da redundância
• Restrição de acesso não autorizado
• Capacidade de armazenar e buscar arquivos do programa
• Múltiplas interfaces
• Representação de relacionamentos complexos entre dados
• Restrições de integridade
• Dedução usando regras
• Potencial para garantir padrões
• Economias de escala
• Alto investimento em hardware, software e treinamento.
• A generalidade para a definição e o processamento de dados.
• Esforço adicional para oferecer funções de segurança, controle de concorrência, recuperação e integridade.

Processamento de Transações

• O compartilhamento de dados e o processamento de transação multiusuário são características essenciais dos bancos de dados.
• Uma transação é um programa em execução ou processo que inclui um ou mais acessos ou operações de banco de dados
• Uma transação deve preservar a integridade do banco de dados..

Propriedades ACID

• Atomicidade: Uma transação deve ocorrer na sua totalidade ou não ocorrer de forma alguma.
• Consistência: A transação deve deixar o banco de dados em um estado correto.
• Isolamento: Garante que uma transação fica isolada das outras transações.
• Durabilidade: Após a finalização da transação, as mudanças devem ser permanentes.

Níveis de Isolamento da Transação

• Medida da extensão em que é bem-sucedido o isolamento de transações.
• Os níveis de isolamento da transação são definidos pela presença ou pela ausência dos fenômenos:

Tipos de Problemas

• Leitura Suja (dirty read)
• Phantom Read
• Leitura não repetível (non-repeatable read)

Níveis de esquema

• Nível externo (ou de visão): descreve a parte do banco de dados que é de interesse para um grupo específico de usuários, ocultando o restante.
• Nível conceitual: Descreve a estrutura do banco de dados completo para uma comunidade de usuários, concentrando-se nas entidades, nos tipos de dados, nos relacionamentos e nas restrições sem detalhar as estruturas físicas de armazenamento.
• Nível interno: descreve a estrutura de armazenamento físico dos dados, incluindo detalhes como caminhos de acesso.

Mapeamentos

• São as transformações de dados e requisições entre os níveis.
• Mapeamento externo/conceitual: liga a visão do usuário e o esquema conceitual no banco de dados.
• Mapeamento conceitual/interno: o esquema como é armazenado.

Modelos de banco de dados

• Modelos de dados são usados para representar os conceitos usados para descrever as estruturas dos bancos de dados.

Modelo conceitual ou de alto nível

• Um dos níveis de modelo de dados.

Modelo lógico

• Um dos níveis de modelo de dados: representativo ou no nível de implementação.

Modelo físico

• Um dos níveis de modelo de dados. ,

Modelo Relacional

• Organiza os dados em tabelas (relações)
• Cada linha representa um registro único, e cada coluna representa um atributo ou característica.

Modelo de Objetos

• Organiza os dados em objetos, cada um com propriedades e operações.

Modelo Objeto-Relacional

• Combina as características de modelos relacionais e de objetos, permitindo que os objetos sejam armazenados e gerenciados em um contexto relacional.

Modelo XML

• Utiliza uma estrutura hierárquica baseada em tags para representar os dados.

Modelo de Rede

• Fornece um outro caminho para guardar os dados com estruturas de grafo de um para muitos.

Modelo Hierárquico

• Organiza os dados em uma estrutura de árvore hierárquica, com um nó raiz e ramos que se conectam de uma matriz estruturada ao mesmo tempo.

Modelo Dimensional

• Estrutura combina tabelas de fatos com tabelas multidimensionais.

Modelos NoSQL

• Os modelos NoSQL proporcionam armazenamento flexível de bases como chaves e valor.

Esquema e Instância

• O esquema representa a estrutura ou a intenção do banco de dados, descrevendo como os dados estão organizados e relacionados.
• A instância é um determinado estado do banco em determinado estante.

Visão Matadoras

• O texto resume a estrutura de banco de dados.
• Esquemas de banco de dados, arquitetura de três esquemas e modelos dos dados estudados.

Espero que isso ajude.