Bancos de Dados Estrutura e Funcionamento de um SGBD Prof. Marcos R. Cardoso.

Bancos de DadosEstrutura e Funcionamento de

um SGBD

Prof. Marcos R. Cardoso

Bancos de Dados – SGBDConceito

“Um sistema cujo objetivo principal é gerenciar o acesso e a correta manutenção dos dados armazenados em um banco de dados.”


Bancos de Dados - SGBDArquitetura

Níveis de um SGBD:•Nível Externo

•Nível Conceitual

•Nível Interno



Nível Externo• Nível lógico do usuário

• Linguagem de manipulação

• Alto Nível de Abstração

• Utilização de L4Gs



Nível Conceitual• Nível Intermediário

• Nível lógico comunitário

• Médio nível de abstração

• Visão do todo do DB



Nível Interno• Nível físico

• Esquema interno• Tipos de registro

• Índices

• Linguagem DDL Interna:


EMP_ARMAZENADO BYTES=20PREFIXO TYPE=BYTE(6),OFFSET=0EMP# TYPE=BYTE(6),OFFSET=6,INDEX=EMPXDEPTO# TYPE=BYTE(4),OFFSET=12PAGTO TYPE=FULLWORD,OFFSET=16



NívelExterno

NívelConceitual

NívelInterno

Usuários finais, analistas,programadores

Programadores e DBA

DBA

Mapeamento

Mapeamento

SGBD


Mapeamento externo/conceitual• a forma como o nível externo enxerga o

dado de acordo com o contextoMapeamento conceitual/interno

• caso haja mudanças na estrutura utilizada, deve haver uma sincronia entre os níveis



Dicionário de dados• Cátalogo do SGBD – metadados (dados

sobre dados)

• Estrutura do esquema

• Integridade (restrição/autorização)

• Configurações e parâmetros do SGBD

• Estimativas de acesso sobre os dados armazenados

SGBD


Dicionário de Dados

BD

Usuário, Analistaou Programador

Dicionáriode Dados

DBA

2. Procura referência a estes dados.

1. Deseja acessar ou alterar dados.

3. Altera estrutura de uma tabela ou restrições de integridade.

4. Altera o dicionário conforme a mudança feita.

SGBD


Dicionário de Dados

BD

Usuário

Dicionáriode Dados

3. Verifica direitos de acesso a estes dados

2. Aplicação solicita dados ao SGBD.

6. Mostra os dados formatados ao usuário.

1. Deseja consultar nome e endereço do funcionário matrícula 1452.

Aplicação

4. Acessa e retorna os dados no formato padrão.

5. Retorna os dados solicitados à aplicação.

Bancos de Dados - SGBDFuncionamento

Usuário solicita dados• SGBD recebe e valida o pedido

• SGBD percorre os níveis e mapeamento para obter os dados solicitados

• SGBD retorna os dados solicitados

Usuário recebe e visualiza os dados solicitados


Bancos de Dados – SGBDFuncionamento


Compiladorde Consultas

Usuário/aplicativo

Mecanismode Execução

Gerenciadorde Arquivos

Gerenciadorde Buffer

Gerenciadorde Armazenamento

Plano de consulta

Solicitações de dados

Comandos de páginas

Leitura/gravação

de páginas

Gerenciadorde Transações

Registro de Loge Recuperação

Compiladorde DDL

Controle deConcorrência

Tabela deBloqueioBuffer

DBA

BD


Comunicação com usuário• Troca de mensagens em ambos os

sentidos

• Gerenciador autônomo de comunicação de dados

• Sincronizado com o SGBD



Funções básicas•Método de acesso

•DDL – definição de dados, processadas através de um compilador

•DML – manipulação dos dados, otimizadas e executadas também através de um compilador



Funções básicas•Restrições de integridade

•Consistência no BD

•Estados possíveis

•Relacionamentos


SGBD


Restrições de Integridade

BD

Usuário

Dicionáriode Dados

3. Verifica se usuário tem direito de exclusão.

Aplicação

1. Solicita exclusão de um departamento.

2. Lança ordem de exclusão ao SGBD.

4. Verifica restrição de integridade e valida ou não a exclusão.5. Retorna informação de sucesso

ou mensagem de erro.

6. Retorna informação ao usuário.


Funções básicas•Segurança

•Autorização de acesso

•Recuperação de falhas

•Controle de concorrência•Evitar conflito de acesso

•Estratégias de bloqueio (lock)


SGBD

BD


Controle de Concorrência

Usuário 1

1. Efetua depósito em uma conta corrente.

Usuário 2

Controle deTransações

Controle deBloqueios

3. Efetua depósito na mesma conta corrente.

2. Inicia transação Usuário 1.

4. Inicia transação Usuário 2.

5. Bloqueia alteração Usuário 2.

6. Finaliza operação.

7. Finaliza transação Usuário 1.

9. Libera alteração Usuário 2.

8. Retorna informação.

10. Finaliza transação Usuário 2.11. Retorna informação.


Independência dos dados – transparência para o nível externo• Independência Física – imunidade das

aplicações a alterações na técnica de acesso

• Independência Lógica – imunidade das aplicações a alterações na estrutura lógica do BD (nível conceitual)


SGBD


Independência dos Dados

BD

Usuário, Analistaou Programador

DBA

1. Acessa SGBD.

2. Otimiza métodos de acesso a determinadas tabelas.

3. Continua acessando SGBD sem nenhuma interferência.

4. Inclui um novo campo em uma determinada tabela.

5. Em determinados casos, exige alteração nas aplicações, em outros casos, continua-se acessando o SGBD.

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