Banco de dados

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Bancos de dados (português brasileiro) ou bases de dados (português europeu) são coleções organizadas de dados que se relacionam de forma a criar algum sentido(Informação) e dar mais eficiência durante uma pesquisa ou estudo.[1] [2] [3] São de vital importância para empresas, e há duas décadas se tornaram a principal peça dos sistemas de informação.[4] [2] [5] Normalmente existem por vários anos sem alterações em sua estrutura.[6] [7]

São operados pelos Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGBD), que surgiram na década de 70.[8] [9] Antes destes, as aplicações usavam sistemas de arquivos do sistema operacional para armazenar suas informações.[10] [9] Na década de 80 a tecnologia de SGBD relacional passou a dominar o mercado, e atualmente utiliza-se praticamente apenas ele.[8] [9] Outro tipo notável é o SGBD Orientado a Objetos, para quando sua estrutura ou as aplicações que o utilizam mudam constantemente.[6]

A principal aplicação de Banco de Dados é controle de operações empresariais.[4] [5] [11] Outra aplicação também importante é gerenciamento de informações de estudos, como fazem os Bancos de Dados Geográficos, que unem informações convencionais com espaciais.[1]

Modelos de base de dados[editar | editar código-fonte]

Composição de cinco modelos de banco de dados.

Existem vários Modelos de Base de Dados: Modelo Plano, Modelo em Rede, Modelo Hierárquico, Modelo Relacional, Orientado a objetos, e Objeto-Relacional.

  • O modelo plano (ou tabular) consiste de matrizes simples, bidimensionais, compostas por elementos de dados: inteiros, números reais, etc. Este modelo plano é a base das planilhas eletrônicas.
  • O modelo em rede permite que várias tabelas sejam usadas simultaneamente através do uso de apontadores (ou referências). Algumas colunas contêm apontadores para outras tabelas ao invés de dados. Assim, as tabelas são ligadas por referências, o que pode ser visto como uma rede.
  • O modelo hierárquico é uma variação particular do modelo em rede, limita as relações a uma estrutura semelhante a uma árvore (hierarquia - tronco, galhos), ao invés do modelo mais geral direcionado por grafos.
  • Bases de dados relacionais consistem, principalmente de três componentes: uma coleção de estruturas de dados, nomeadamente relações, ou informalmente tabelas; uma coleção dos operadores, a álgebra e o cálculo relacionais; e uma coleção de restrições da integridade, definindo o conjunto consistente de estados de base de dados e de alterações de estados. As restrições de integridade podem ser de quatro tipos: domínio (também conhecidas como type), atributo, relvar (variável relacional) e restrições de base de dados.

Assim bem diferente dos modelos hierárquico e de rede, não existem quaisquer apontadores, de acordo com o Princípio da Informação: toda informação tem de ser representada como dados; qualquer tipo de atributo representa relações entre conjuntos de dados. As bases de dados relacionais permitem aos utilizadores (incluindo programadores) escreverem consultas (queries) que não foram antecipadas por quem projetou a base de dados. Como resultado, bases de dados relacionais podem ser utilizadas por várias aplicações em formas que os projetistas originais não previram, o que é especialmente importante em bases de dados que podem ser utilizadas durante décadas. Isto tem tornado as bases de dados relacionais muito populares no meio empresarial.

O modelo relacional é uma teoria matemática desenvolvida por Edgar Frank Codd para descrever como as bases de dados devem funcionar. Embora esta teoria seja a base para o software de bases de dados relacionais, poucos sistemas de gestão de bases de dados seguem o modelo de forma restrita ou a pé da letra - lembre-se das 12 leis do modelo relacional - e todos têm funcionalidades que violam a teoria, desta forma variando a complexidade e o poder. A discussão se esses bancos de dados merecem ser chamados de relacional ficou esgotada com o tempo, com a evolução dos bancos existentes. Os bancos de dados hoje implementam o modelo definido como objeto-relacional.

Aplicações de bancos de dados[editar | editar código-fonte]

Sistemas Gerenciadores de Bancos de dados são usados em muitas aplicações, enquanto atravessando virtualmente a gama inteira de software de computador. Os Sistemas Gerenciadores de Bancos de dados são o método preferido de armazenamento/recuperação de dados/informações para aplicações multi-usuárias grandes onde a coordenação entre muitos usuários é necessária. Até mesmo usuários individuais os acham conveniente, entretanto, muitos programas de correio eletrônico e organizadores pessoais estão baseados em tecnologia de banco de dados standard.

Transação[editar | editar código-fonte]

É um conjunto de procedimentos que é executado num banco de dados, que para o usuário é visto como uma única ação.

A integridade de uma transação depende de 4 propriedades, conhecidas como ACID.

  • Atomicidade
    • Todas as ações que compõem a unidade de trabalho da transação devem ser concluídas com sucesso, para que seja efetivada. Se durante a transação qualquer ação que constitui unidade de trabalho falhar, a transação inteira deve ser desfeita (rollback). Quando todas as ações são efetuadas com sucesso, a transação pode ser efetivada e persistida em banco (commit).
  • Consistência
    • Todas as regras e restrições definidas no banco de dados devem ser obedecidas. Relacionamentos por chaves estrangeiras, checagem de valores para campos restritos ou únicos devem ser obedecidos para que uma transação possa ser completada com sucesso.
  • Isolamento
    • Cada transação funciona completamente à parte de outras estações. Todas as operações são parte de uma transação única. O principio é que nenhuma outra transação, operando no mesmo sistema, possa interferir no funcionamento da transação corrente(é um mecanismo de controle). Outras transações não podem visualizar os resultados parciais das operações de uma transação em andamento (ainda em respeito à propriedade da atomicidade).
  • Durabilidade
    • Significa que os resultados de uma transação são permanentes e podem ser desfeitos somente por uma transação subseqüente.Por exemplo: todos os dados e status relativos a uma transação devem ser armazenados num repositório permanente, não sendo passíveis de falha por uma falha de hardware.

Controle de Concorrência[editar | editar código-fonte]

Controle de concorrência é um método usado para garantir que as transações sejam executadas de uma forma segura e sigam as regras ACID. Os SGBD devem ser capazes de assegurar que nenhuma ação de transações completadas com sucesso (committed transactions) seja perdida ao desfazer transações abortadas (rollback).

Uma transação é uma unidade que preserva consistência. Requeremos, portanto, que qualquer escalonamento produzido ao se processar um conjunto de transações concorrentemente seja computacionalmente equivalente a um escalonamento produzido executando essas transações serialmente em alguma ordem. Diz-se que um sistema que garante esta propriedade assegura a seriabilidade ou também serialização[12] .

Segurança em banco de dados[editar | editar código-fonte]

Os bancos de dados são utilizados para armazenar diversos tipos de informações, desde dados sobre uma conta de e-mail até dados importantes da Receita Federal. A segurança do banco de dados herda as mesmas dificuldades que a segurança da informação enfrenta, que é garantir a integridade, a disponibilidade e a confidencialidade. Um Sistema gerenciador de banco de dados deve fornecer mecanismos que auxiliem nesta tarefa.

Uma forma comum de ataque à segurança do banco de dados, é a injeção de SQL, em bancos de dados que façam uso desta linguagem, mas bancos de dados NoSQL também podem ser vítimas. Para evitar estes ataques, o desenvolvedor de aplicações deve garantir que nenhuma entrada possa alterar a estrutura da consulta enviada ao sistema.

Os bancos de dados SQL implementam mecanismos que restringem ou permitem acessos aos dados de acordo com papeis ou roles fornecidos pelo administrador. O comando GRANT concede privilégios específicos para um objeto (tabela, visão, banco de dados, função, linguagem procedural, esquema ou espaço de tabelas) para um ou mais usuários ou grupos de usuários.[13]

Recuperação de bancos de dados[editar | editar código-fonte]

Existem alguns mecanismos capazes de permitir a recuperação de um banco de dados de alguma inconsistência causada por falhas internas (erros de consistência, como recuperação de um estado anterior à uma transação que deu erro) e externas (queda de energia, catástrofe ambiental).[12] .

Os mecanismos mais comuns são o Log de dados, no qual é usado em conjunto dos outros métodos; utilização de Buffer no qual, apesar de normalmente ser feito pelo próprio sistema operacional, é controle por rotinas de baixo nível pelo Sistema de gerenciamento de banco de dados. Possui também o as possibilidades de en:Write-ahead logging e informações das transações possibilitando o REDO (refazer) e o UNDO (desfazer), assim sempre possibilitando a volta do banco de dados à um estado anterior consistente, além de cópias de sombra dos logs e dos últimos dados alterados do banco de dados.

Funções internas comuns em BDs[editar | editar código-fonte]

Ver também[editar | editar código-fonte]

Portal A Wikipédia possui o portal:

Referências

  1. a b BANCO DE DADOS (PDF) 1 pp. Zoneamento Ecológico Econômico do Estado de Minas Gerais. Visitado em 23 de outubro de 2011. "Um Banco de Dados é uma coleção logicamente coerente de dados com um determinado significado inerente. Os bancos de dados geográficos surgiram devido a uma grande necessidade de integração entre os dados convencionais e os dados espaciais. [...] Dados geográficos são dados como mapas, imagens de satélite, pontos, linhas, áreas, além de dados alfanuméricos."
  2. a b Bancos de Dados Geográficos (PDF) 3 pp. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Maio de 2005). Visitado em 23 de outubro de 2011. "Há quase duas décadas, bancos de dados tornaram-se o componente central de sistemas de informação [...]. Esta evolução foi possível graças a uma sólida tecnologia desenvolvida para armazenamento e manipulação de dados convencionais, notadamente os chamados sistemas de gerência de bancos de dados objeto-relacionais (SGBD-OR). O projeto e operação de sistemas de informação geográfica vem seguindo o mesmo rumo, adotando bancos de dados geográficos (BDGs) como ponto central da arquitetura."
  3. Bancos de Dados - Conceitos Básicos (PDF) 1 pp. Universidade Federal do Mato Grosso do Sul. Visitado em 23 de outubro de 2011. "Banco de Dados:É uma coleção de dados logicamente coerente que possui um significado implícito cuja interpretação e dada por uma determinada aplicação; representa abstratamente uma parte do mundo real, conhecida como Mini-Mundo ..., que é de interesse de uma certa aplicação"
  4. a b Visão geral de Segurança em Bancos de Dados (PDF) Universidade Católica de Brasília 1 pp. Ly-online. Visitado em 23 de outubro de 2011. "Com a grande utilização de sistemas baseados em tecnologia, os Bancos de Dados são hoje uma ferramenta vital paras as organizações."
  5. a b Mineração de Dados em Grandes Bancos de Dados Geográficos (PDF) 3 pp. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Novembro de 2001). Visitado em 23 de outubro de 2011. "Sistemas gerenciadores de banco de dados estão presentes na maioria das organizações públicas e empresas de médio e grande porte, contendo os mais diferentes dados sobre produtos, fornecedores, clientes, empregados, etc."
  6. a b Um modelo de evolução de esquemas conceituais para bancos de dados orientados a objetos com o emprego de versões (PDF) 13;16 pp. Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Dezembro de 1998). Visitado em 23 de outubro de 2011. "Sistemas de bancos de dados orientados a objetos têm sido desenvolvidos, principalmente, para modelos e aplicações altamente dinâmicas que manuseiam objetos estruturados: grandes e complexos, que apresentam, freqüentemente, modificações tanto no seu valor quanto em sua estrutura. [...] Um banco de dados sobrevive, tipicamente, a décadas servindo programas de aplicação, entretanto, com o passar do tempo, alterações são requeridas a fim de refletir de forma completa e concisa a parte relevante do mundo real que está sendo modelada. [...] Bancos de dados orientados a objetos permitem ainda uma modelagem mais dinâmica e abrangente da realidade, sendo geralmente adotados para modelagem de estruturas complexas presentes em aplicações de bancos de dados não-convencionais."
  7. Banco de Dados (PDF) 3 pp. Universidade de Brasília. Visitado em 23 de outubro de 2011. "O que é um banco de dados: coleção de informações que existe por um longo período de tempo e que é gerenciada por um SGBD."
  8. a b Projeto de Banco de Dados (PDF) Universidade Federal do Rio Grande do Sul V pp. Juliano Ribeiro (1998). Visitado em 23 de outubro de 2011. "Sistemas de gerência de banco de dados (SGBD) surgiram no início da década de 70 com o objetivo de facilitar a programação de aplicações de banco de dados (BD). [...] Nessa mesma época, houve um investimento considerável de pesquisa na área de banco de dados. Esse investimento resultou em um tipo de SGBD, o SGBD relacional. A partir da década de 80 [...] este tipo de SGBD passou a dominar o mercado, tendo se convertido em padrão internacional. O desenvolvimento de sistemas de informação ocorre hoje quase que exclusivamente sobre banco de dados, com uso de SGBD relacional."
  9. a b c INTRODUÇÃO A BANCO DE DADOS (PDF) 6;15 pp. Universidade de São Paulo (Fevereiro de 2005). Visitado em 23 de outubro de 2011. "O primeiro [...] (SGBD) comercial surgiu no final de 1960 com base nos primitivos sistemas de arquivos disponíveis na época, os quais não controlavam o acesso concorrente por vários usuários ou processos. Os SGBDs evoluíram desses sistemas de arquivos de armazenamento em disco, criando novas estruturas de dados com o objetivo de armazenar informações. Com o tempo, os SGBD’s passaram a utilizar diferentes formas de representação, ou modelos de dados, para descrever a estrutura das informações contidas em seus bancos de dados. Atualmente, os seguintes modelos de dados são normalmente utilizados pelos SGBD’s: modelo hierárquico, modelo em redes, modelo relacional (amplamente usado) e o modelo orientado a objetos. [...] Um [...] (SGBD) é uma coleção de programas que permitem aos usuários criarem e manipularem uma base de dados. Um SGBD é, assim, um sistema de software de propósito geral que facilita o processo de definir, construir e manipular bases de dados de diversas aplicações."
  10. Introdução a Banco de Dados (PDF) 9 pp. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Visitado em 23 de outubro de 2011. "Antes de SGBDs as aplicações utilizavam sistemas de arquivos do Sistema Operacional. Através de arquivos, as aplicações armazenavam seus dados através das interações com a aplicação."
  11. Bancos de Dados Distribuídos (PDF) 4 pp. Universidade Federal de Santa Catarina. Visitado em 23 de outubro de 2011. "Bancos de Dados: [...] usados pela imensa maioria das empresas; exercem papel vital na operação da empresa."
  12. a b Ramez Elmasri e Shamkant B. Navathe, Sistemas de Banco de Dados, 6.ed., São Paulo: Pearson Addison Wesley, 2011.
  13. Cláusula Grant - Documentação PostgreSQl

Ligações externas[editar | editar código-fonte]


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