Banco de dados

Bancos de dados (ou bases de dados) são arquivos ou sistemas com uma estrutura regular que organizam informações. Essas estruturas podem ter a forma de uma tabela: cada tabela é composta por linhas e colunas. As informações utilizadas para um mesmo fim são agrupadas em uma base de dados.

Em sistemas computacionais, bases de dados são gerenciadas por um sistema de gestão de bancos de dados, ou SGBD. A apresentação dos dados pode ser semelhante à de uma planilha eletrônica, porém os sistemas de gestão de banco de dados possuem características especiais para o armazenamento, classificação e recuperação dos dados.

Existe uma grande variedade de bancos de dados, desde exemplos simples como uma simples coleção de tabelas até um modelo teoricamente definido, o relacional.

Os banco de dados são diferenciados por muitas características. A mais útil e usada é o modelo de programação.

O modelo plano, ou tabular, é basicamente uma matriz bi-dimensional de elementos de dados na qual todos os membros de uma dada columa possuem valores similares, e todos os membros de uma linha estão relacionados entre si. Por exemplo, um banco de dados para segurança do sistema pode ter colunas de nome e de senha. Cada linha deve ter a senha específica associada a um usuário específico. Freqüentemente, as colunas de uma tabela possuem um tipo de dados associado, definindo-as como dados de carácter, informações de data ou hora, números inteiros ou em ponto flutuante.

O modelo em rede amplia o modelo de tabela permitindo a adição de múltiplas tabelas. Um tipo de coluna de tabela pode ser definido como uma referência a uma ou mais entradas de uma tabela diferente. Assim, as tabelas são relacionadas por meio de referências, o que pode ser visualizado como uma estrutura de rede. Um subconjunto particular do modelo de rede, o modelo hierárquico, limita os relacionamentos a uma estrutura de árvore, ao contrário da estrutura aplicada pelo modelo de rede completo.

Os bancos de dados relacionais são constituídos não de tabelas, mas de três componentes: uma coleção de estruturas de dados, a saber relações; um conjunto de operadores, a saber a álgebra e o cálculo relacionais; e um conjunto de restrições de integridade que definem os conjuntos de estados e mudanças de estado consistentes do banco de dados.

Diferentemente dos bancos de dados em rede, os relacionamentos entre as tabelas não são codificados explicitamente na sua definição. Em vez disso, se fazem implicitamente pela a presença de atributos de mesmo tipo. Como resultado, bancos de dados relacionais podem ser reorganizados e utilizados de maneira flexível e de formas não previstas pelos projetistas originais. Por causa dessa flexibilidade, muitos bancos de dados são baseados no modelo relacional, embora imperfeitamente, especificamente o SQL.

Todos os tipos de bancos de dados podem ter seu desempenho aumentado pelo uso de índices. O tipo mais comum de índice é uma lista ordenada dos valores de uma coluna de uma tabela, contendo ponteiros para as linhas associadas a cada valor. Um índice permite que o conjunto das linhas de uma tabela que satisfazem determinado critério sejam localizadas rapidamente. Há vários métodos de indexação utilizados comumente, como árvores B, hashes e listas encadeadas.

Em anos recentes, o modelo da orientação a objeto vem sendo aplicado também aos bancos de dados, criando um novo modelo de programação conhecido como bancos de dados orientados a objeto. Os objetos são valores definidos segundo classes, ou tipos de dados, com seus próprios operadores (métodos). Com o passar do tempo, os sistemas gestores de bancos de dados orientados a objeto e SQL se aproximaram. Muitos sistemas orientados a objeto são implementados sobre bancos de dados SQL.

Os bancos de dados são utilizados em muitas aplicações, abrangendo praticamente todo o campo dos programas de computador. Os bancos de dados são o método de armazenamento preferencial para aplicações multiusuário, nas quais é necessário haver coordenação entre vários usuários. Entretanto, são convenientes também para indivíduos, e muitos programas de correio eletrônico e organizadores pessoais baseiam-se em tecnologias padronizadas de bancos de dados.

Um banco de dados é um conjunto de informações com uma estrutura regular. Um banco de dados é normalmente, mas não necessariamente, armazenado em algum formato de máquina lido pelo computador. Há uma grande variedade de bancos de dados, desde simples tabelas armazenadas em um único arquivo até gigantescos bancos de dados com muitos milhões de registros, armazenados em salas cheias de discos rígidos.

Bancos de dados caracteristicamente modernos são desenvolvidos desde os anos da década de 1960. Um pioneiro nesse trabalho foi Charles Bachman.

A maneira mais prática de classificar bancos de dados é de acordo com o modelo de programação associado ao banco de dados. Diversos modelos foram utilizados ao longo da história, por determinados períodos. Historicamente, o modelo de bancos de dados hierárquico foi implementado primeiro; então surgiu o modelo de bancos de dados em rede; daí o modelo de bancos de dados relacional surgiu e ganhou destaque, acompanhado daquilo que é chamado modelo plano (tabular) para fins mais diretos e simples. Os dois primeiros e o último nunca foram descritos teoricamente, e são classificados como modelos de dados unicamente em contraste com o modelo relacional (que tem uma teoria de suporte). Esses três modelos sem teoria própria surgiram basicamente a partir de estruturas e modelos de programação, não modelos de dados.

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Implementações e indexação

Todos esses tipos de bancos de dados podem utilizar-se de indexação a fim de aumentar sua velocidade. O tipo mais comum de índice é uma lista ordenada com dados obtidos de uma coluna particular de uma tabela; os itens dessa lista aponta para cada linha da tabela associado a valor indexado. Um índice permite que um conjunto de linhas da tabela que obedeçam a determinado critério seja localizado rapidamente. Vários métodos de indexação são comumente usados, incluindo árvores binárias (b-trees), hashes, e listas ligadas — tipos comuns de indexação.

Bancos de dados relacionais e baseados em SQL têm a vantagem de que seus índices podem ser criados ou eliminados sem alterar o programa que manipula os dados, pois o programa não manipula os dados diretamente. Ao invés disso o programa decide qual estratégia irá adotar a partir do pedido do usuário. O banco de dados escolhe entre muitas estratégias diferentes baseado naquela que irá ser executada mais rapidamente.

Mapping objects into databases

In recent years, the object-oriented paradigm has been applied to databases as well, creating a new programming model known as object databases. These databases attempt to overcome some of the difficulties of using objects with the SQL DBMSs. An object-oriented program allows objects of the same type to have different implementations and behave differently, so long as they have the same interface (polymorphism). This doesn't fit well with a SQL database where user-defined types are difficult to define and use, and where the Two Great Blunders prevail: the identification of classes with tables (the correct identification is of classes with types, and of objects with values), and the usage of pointers.

A variety of ways have been tried for storing objects in a database, but there is little consensus on how this should be done. Implementing object databases undo the benefits of relational model by introducing pointers and making ad-hoc queries more difficult. This is because they are essentially adaptations of obsolete network and hiearchical databases to object-oriented programming. As a result, object databases tend to be used for specialized applications and general-purpose object databases have not been very popular. Instead, objects are often stored in SQL databases using complicated mapping software. At the same time, SQL DBMS vendors have added features to allow objects to be stored more conveniently, drifting even further away from the relational model.

Applications of databases

Databases are used in many applications, spanning virtually the entire range of computer software. Databases are the preferred method of storage for large multiuser applications, where coordination between many users is needed. Even individual users find them convenient, though, and many electronic mail programs and personal organizers are based on standard database technology.

Aplicativo de Banco de Dados

Um Aplicativo de Banco de dados é um tipo de software exclusivo para gerenciar um banco de dados. Database applications span a huge variety of needs and purposes, from small user-oriented tools such as an address book, to huge enterprise-wide systems for tasks like accounting.

O termo "Aplicativo de Banco de dados" usualmente se refere a softwares e oferecem uma interface para o banco de dados. The software that actually manages the data is usually called a Sistema de Gerenciamento de Banco de dados (DBMS) ou (if it is embedded) a database engine.

Exemplos de aplicativos de banco de dados são Microsoft Access, dBASE, FileMaker e (to some degree) HyperCard.

Em março, 2004, AMR Research (as cited in the CNET News.com article listed in the "References" section) had predicted that open source database applications would come into wide acceptance in 2006.

Transação

É um conjunto de procedimentos que se 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 - Uma transação não pode ser executada pela metade, isto é, ou se executa ela por inteiro, ou se retorna para o estado anterior a transação, onde nada foi executado.
• Consistência - Uma Transação so executa se o estado do Banco de Dados permanecer consistente após seu fim.
• Isolamento - Sua necessidade surge em execuções concorrentes, a intercalação das diversas transações que ocorrem simultaneamente, não podem ser intercaladas de forma a gerar um estado inconsistente.
• Durabilidade - Quando ocorre falha no banco de dados, apos a execução com sucesso de uma transação, a durabilidade garante por algum mecanismo a recuperação das informações perdidas.

Na prática, alguns SGBDs relaxam na implementação destas prorpiedades buscando desempenho.

Concurrency control is a method used to ensure transactions are executed in a safe manner and follows the ACID rules. The DBMS must be able to ensure only serializable, recoverable schedules are allowed, and that no actions of committed transactions are lost while undoing aborted transactions.

See also

• CDDB
• Cliente-Servidor
• Database management system
• Database normalization
• Distributed database
• Geographic database
• Hierarchic Database
• Internet Movie Database
• Java Database Connectivity
• Key field
• OLAP
• Modelo Relacional
• SQL (Structured Query Language)
• Object database
• Important publications in databases
• Engenharia de Software e List of software engineering topics

Referências

• CNET News.com article, An