Informática (módulo de Bases de Dados)

Informática(módulo de Bases de Dados) Sumário Sistema de informação Modelo entidade-associação Modelo relacional SQL Projecto de BD Pesquisa de informação implícita Gabriel David FEUP - Rua dos Bragas, 4050-123 Porto Codex - PORTUGAL Tel. 351-222041842 - Fax: 351-222000808 Email: gtd@fe.up.pt URL: http://www.fe.up.pt

Problema • Pretende-se construir um sistema de informação para uma parte da actividade de uma escola • a escola ministra cursos que têm um código e uma designação • os planos de estudos dos cursos são compostos por disciplinas leccionadas na escola; cada disciplina tem um código, uma sigla e uma designação; a mesma disciplina pode ser oferecida em vários cursos • cada turma segue um curso, num determinado ano curricular e é identificada por uma letra • os professores são descritos pelo seu BI, nome, morada, telefone, grau académico e grupo a que pertencem • os professores leccionam disciplinas às turmas, embora nem todos os alunos frequentem todas as disciplinas • os alunos são descritos pelo seu BI, nome, morada, telefone e data de nascimento; cada aluno está atribuído a uma turma e está inscrito a disciplinas nas quais obtém classificações.

O que é uma Base de Dados?

A organização

Sistema de informação • Funções do SI • Gerar as informações primárias • representam a actividade do Sistema Operante no seio do seu ambiente • Memorizar • informações primárias • evolução do ambiente • certas informações-decisão • algumas informações elaboradas (resultados de processamento) • Assegurar o acesso à memória e a comunicação das informações. • Tratar certas informações, a pedido do Sistema de Decisão.

Informação e informática • Gestão de informação • informação vista como um recurso e como tal gerida • responsável do Sistema de Informação é um gestor • Sistema de informação automatizado • parte correspondente às informações formalizáveis ou codificáveis funcionando com a ajuda de um equipamento informático • assente num sistema de processamento de dados, sob a responsabilidade de um Informático • em estreita coordenação com o Gestor de Informação (por vezes confundem-se os papéis) • maioria dos SI assentam num sistema de BD mais ou menos integrado, mas tem mais componentes (comunicações, documentação, fontes externas, …)

Conteúdo da BD P1: Critérios de selecção das informações a memorizar? P2: Organização e acesso a este arquivo? R2: resposta durante todo o resto da cadeira R1: deverão ser sistematicamente memorizadas as informações primárias geradas com cada uma das transacções, nas fronteiras do sistema, envolvendo os vários recursos que a organização se propõe gerir • Estruturação da memória • a partir das informações a guardar • não a partir dos tratamentos/resultados das aplicações pretendidos • para permitir múltiplas utilizações das informações memorizadas

Base de Dados • uma BD é um conjunto de informações • armazenado de forma permanente num sistema informático • constituído por vários subconjuntos ordenados e estruturados • as informações estão associadas entre si • o Sistema de Gestão de Bases de Dados (SGBD) integra todo o software de criação, acesso e manutenção da BD • indissociável do conceito de BD • as aplicações recorrem ao SGBD • mesmo SGBD pode suportar várias BD

Sistema de Gestão de BD • Funções • dados persistentes • acesso arbitrário e eficiente a grandes quantidades de dados  • suporte de um modelo de dados (abstracção matemática) • complexidade exige princípios sólidos • linguagem de dados de alto nível, mas conveniente para vários tipos de utilizadores (casual, especializado, programador) • LDD: definir • LI: interrogar • LMD: manipular • gestão de transacções (concorrência) • controlo de acessos (segurança) • robustez (integridade e recuperação)

Diagrama de um SGBD Pergunta interactiva Aplicação Esquema Processador da linguagem de interrogação Compilador Tabelas de autorizações Tabelas de descrição da BD Gestor da BD Tabelas de acesso concorrente Gestor de ficheiros BD física

Exemplo dos Cursos codcurso letra segue Curso Turma designacur ano plano lecciona atribuído coddis Disciplina sigla designadis BI nome BI morada nome Professor Aluno telefone morada habilitação telefone inscrito resultado grupo data_nasc

Perspectivas diferentes codcurso Curso designacur BI nome Aluno morada plano telefone data_nasc coddis inscrito Disciplina sigla resultado designadis Cálculo de médias

Perspectivas diferentes segue Turma codcurso lecciona Curso letra designacur ano BI plano nome morada coddis Professor telefone Disciplina sigla habilitação designadis grupo Distribuição de serviço

Níveis de abstracção utilizadores interactivos aplicações • “subconjunto” do esquema conceptual - diversidade de usos - evolução vista n vista 1 independência lógica ... • esquema conceptual - descrição abstracta - modelo entidade-associação - modelo relacional BD conceptual independência física • esquema interno - descrição técnica - implementação - depende do SGBD BD física

Nível conceptual Chegada - nível físico - linguagem informática - engenharia Partida - realidade apreendida - linguagem da organização - ciências humanas Esquema conceptual entidade-associação Esquema lógico modelo relacional Linguagem natural e rigorosa

Independência dos dados • Imunidade das aplicações a alterações na estrutura de memorização e na estratégia de acesso • Independência lógica: das vistas para o esquema conceptual • suporta evolução no esquema conceptual sem obrigar a alterar as aplicações que usam a vista • permite diferentes percepções adaptadas ao utilizador • Independência física: do esquema conceptual para o esquema interno • permite alterações na localização e estrutura de armazenamento dos dados

Exemplo da matriz • realidade • matriz • nível conceptual • integer array[1..n; 1..m] • nível físico • A[i,j] está no endereço a0 + 4( m(i-1) + j - 1) • vista • f(i) = j=1mA[i,j] (pode ser mais abstracto que o conceptual) • independência física • armazenar por colunas, em vez de por linhas, para eficiência • independência lógica • aumentar a matriz, mantendo f(i)

Linguagens hospedeiras Aplicações • interrogar a BD • tomar decisões • dialogar com o utilizador • etc. • linguagem de programação convencional • C, Cobol, Ada, Java linguagem de manipulação de dados optimizada para acesso rápido a grandes BD O SGBD fornece um conjunto de procedimentos que implementam as principais funções da LMD

Informática (módulo de Bases de Dados)