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.

Modelos de banco de dados

O modelo plano (ou tabular) consiste de matrizes simples, bidimensionais, compostas por elementos de dados; todos os membros de uma determinada coluna devem ter valores similares, e todos os membros de uma linha são presumivelmente relacionados. Por exemplo, colunas com nome do usuário e senha podem ser usadas como parte de um sistema de dados de segurança. Cada coluna deverá ter uma senha específica relacionada com o usuário específico, registrado naquela mesma linha. Colunas de uma tabela geralmente têm um tipo de dado associado a elas, definindo se ali serão registrados dados alfanuméricos, datas ou horas, 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. Uma variação particular deste modelo em rede, o modelo hierárquico, limita as relações a uma estrutura semelhante a uma árvore (hierarquia - tronco, galhos), ao invés do modelo mais geral direcionado por grafos.

Bancos de dados relacionais consistem não de tabelas, mas de três componentes: uma coleção de estruturas de dados, nomeadamente relações, por vezes incorrectamente identificadas como 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 e restrições de base de dados.

Diferentemente do modelos hierárquico e de rede, não existem quaisquer apontadores, de acordo com o Princípio de 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 Ted Codd para descrever como as bases de dados devem funcionar. Embora esta teoria seja a base para o software de bases de dados relacionais, muito poucos sistemas de gestão de bases de dados seguem o modelo de forma restrita e todos têm funcionalidades que violam a teoria, desta forma aumentando a complexidade e diminuindo o poder. Portanto não deveriam ser chamados sistemas de gestão de bases de dados relacionais, mas sim sistemas de SQL (ou outra linguagem).

Traçando objetos em bancos de dados

Em recentes anos, o orientado a objeto paradigma foi aplicado como bem a bancos de dados, enquanto criando um modelo de programação novo conhecido como object de objeto. Estes bancos de dados tentam superar algumas das dificuldades de usar objetos com o SQL DBMSs. Um programa orientado a objeto permite para objetos do mesmo tipo ter implementações diferentes e se comportar diferentemente, tão longo como eles têm a mesma interface (polymorphism). Isto não ajusta bem com um banco de dados de SQL onde tipos usuário-definidos são difíceis de definir e usar, e onde as Duas Grandes Asneiras prevalecem: a identificação de classes com mesas (a identificação correta é de classes com tipos, e de objetos com valores), e o uso de ponteiros.

Uma variedade de modos foi experimentada para armazenar objetos em um banco de dados, mas há pequenos consensos em como isto deveria ser feito. Bancos de dados de objeto implementando desfazem os benefícios de modelo relacional introduzindo ponteiros e fazendo anúncio-hoc examina mais difícil. Isto é porque eles são essencialmente adaptações de rede obsoleta e bancos de dados de hiearchical a programação orientada a objeto. Como resultado, bancos de dados de objeto tendem ser usados para aplicações especializadas e bancos de dados de objeto de geral-propósito não foi muito popular. Ao invés, são armazenados freqüentemente objetos em bancos de dados de SQL que usam software de cartografia complicado. Ao mesmo tempo, SQL os vendedores de DBMS somaram características para permitir armazenar objetos mais convenientemente, enquanto vagueando até mesmo mais adiante longe do modelo relacional.

Aplicações de bancos de dados

Bancos de dados são usados em muitas aplicações, enquanto atravessando virtualmente a gama inteira de software de computador. Bancos de dados são o método preferido de armazenamento para aplicações multiusuárias grandes donde coordenação entre muitos usuários é precisada. Até mesmo usuários individuais os acham conveniente, entretanto, e muitos correio eletrônico programa e os organizadores pessoais estão baseado em tecnologia de banco de dados standard.

Aplicativo de Banco de Dados

Um Aplicativo de Banco de dados é um tipo de software exclusivo para gerenciar um banco de dados. Aplicativos de banco de dados abragem uma vasta variedade de necessidades e objectivos, de pequenas ferramentas como uma agenda, até complexos sistemas empresariais para desempenhar tarefas como a contabilidade.

O termo "Aplicativo de Banco de dados" usualmente se refere a softwares que oferecem uma interface para o banco de dados. O software que gerencia os dados é geralmente chamado de Sistema de Gerenciamento de Banco de dados (SGBD) ou (se for embarcado) de "database engine".

Exemplos de aplicativos de banco de dados são Microsoft Access, dBASE, FileMaker , (em certa medida) HyperCard, MySQL e oracle.

Em Março, 2004, AMR Research (como citado em um artigo da CNET News.com listado na secção de "Referências") previu que aplicações de banco de dados de código aberto seriam amplamente aceites em [[2006].

Transação

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 - 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 propriedades buscando desempenho.

Controle de concorrência é um método usado para garantir que as transacções são executadas de uma forma segura e segue as regras ACID. Os SGBD têm de ser capazes de assegurar que nenhumas acções de transações submetidas (committed transactions) são perdidas aos defazer transações abortadas (rollback).

Funções internas comuns em BDs

• Regras
• Procedimento armazenado
• Gatilhos
• Default
• Visão
• Índice
• Generalizadores
• Tabelas

Veja também

• CDDB
• Cliente-servidor
• Sistema de gerenciamento de banco de dados
• Normalização (banco de dados
• Banco de dados distribuídos
• Banco de dados geográficos
• Banco de dados hierárquico
• Prevayler
• Key field
• OLAP
• Modelo relacional
• SQL (Structured Query Language)
• Object database
• Engenharia de software
• Lista de banco de dados

Referências

• CNET News.com article, An