aula 1 - bade dados ii-2015

7/24/2019 Aula 1 - Bade Dados II-2015

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Base de Dados II-OZ@ APolitecnica-2015

Base de Dados II

Aula 1

Orlando Zacarias


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Motivao e Revisando

Uma base de dados uma coleco de dadosrelacionados que pode ser armazenada sob algumaforma fsica

Os dados armazenados em uma base de dadosrepresentam algum aspecto especfico do mundo real

um universo de discurso de onde os dados so obtidose apresentam algum grau de coerncia lgica entre seuscomponentes

Uma coleco aleatria de dados no constitui umabase de dados

Um sistema de gesto de base de dados o softwareque permite criar, manter e manipular bases de dadospara diversas aplicaes. O sistema de gesto de basede dados pode ser de propsito geral ou especfico paraalguma aplicao


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Cont.

Um sistema de base de dados constitudo por uma

base de dados e por um sistema de gesto de base dedados

A necessidade de utilizao de um sistema de base dedados para suportar a armazenagem da informao deuma aplicaoprincipalmente a independncia da

aplicao com relao estrutura interna dearmazenagem e a possibilidade de compartilhar dadosentre aplicaespassaram a ser desejadas em outrasclasses de aplicaes, tais como projectos deengenharia (CAD/CAEComputer Aided Design,

Computer Aided Engineering), automao industrial ede escritrios (CAMComputer Aided Manufacturing,OAOffice Automation), sistemas especialistas desuporte tomada de decises (DSSDecision SupportSystems) e sistemas de suporte ao trabalho cooperativo

(CSCWComputer Supported Cooperative Work)Base de Dados II-OZ@ APolitecnica-2015

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Cont.

Estas aplicaes no convencionais impem requisitosao sistema de base de dados que no estavampresentes nas aplicaes tradicionais, tais como lidarcom maiores volumes de dados, a necessidade demanipulao de dados em formatos no-alfanumricos;incluindo informao multimdia e o tratamento deesquemas evolutivos e dinmicos

Os requisitos impostos por estas categorias de aplicaesconstituem a maior motivao para o surgimento denovas abordagens de gestao de dados

neste sentido que a integrao do paradigma deorientao a objectos ao sistemas de base de dados temsurgido como a tendncia mais promissora em termos degestao de dados para as mais diversas categorias deaplicaes


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Sistema de Gesto de Base Dados OO(SGBDOO)

Desenvolvimento Fruto da combinao de ideias dos modelos de dados

tradicionais e de linguagens de programao orientadaa objectos

A importancia do modelo de dados orientado a objectosdeve-se a: Serem adequados para o tratamento de objectos

complexos (textos, grficos, imagens)

Serem dinmicos (programas, simulaes)

Possuirem maior naturalidade conceptual Estarem em consonncia com fortes tendncias em

linguagens de programao e engenharia de software

Consequencia: casamento entre as ling. de progr. e basede dados de forma mais adequada tratado no

contexto de orientao a objectosBase de Dados II-OZ@ APolitecnica-2015

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Cont.

SGBDOO combinam conceitos de objectocom capacidade das bases de dados tendoo potencial de fornecer poderososrepositrios para aplicaes avanadas debases de dados

Dividem-se em tres niveis

Logico

Interno

Externo


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Cont.

Nivel LgicoUsa-se a noo de objecto

Possui caracteristicas no encontradas naslinguagens de programao tradicionais:Operadores de manipulao de estruturas

Gesto de armazenamentos

Tratamento de integridade

Persistncia dos dados


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Definio de SGBDOO

Sistemas de Gesto de Base de Dados Orientados aObjectos (SGBDOO) podem ser definidos como umabase de dados capaz de armazenar alm de dados,como nos Sistemas de Arquivos e estruturas de dadosnas Bases de Dados Relacionais, outros tipos diferentes

de dados que no podem ser convertidos somente emarquivos lineares ou bidimensionais como tabelas, e simum tipo especial de objecto

A principal caracterstica de SGBDOO modelar

estruturas complexas armazenando no somente naestrutura de dados, mas tambm seu comportamento.Assim que, tem-se a necessidade de Bases de DadosOrientados a Objectos

SGBDOO esto em continuo desenvolvimento ...


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Outros Conceitos

Duas propriedades fundamentais para aconstruo de um SGBDOO: extensibilidade e completude computacional

A primeira garante que o conjunto de tiposoferecidos pelo sistema permita a definio denovos tipos e no h distino entre os tipospr-definidos e os definidos pelo usurio

A segunda implica que a linguagem demanipulao de uma base de dadosorientado a objectos possa exprimir qualquerfuno computacional


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Vantagens de SGBDOO

Aplicaes Internet so particularmente adequadaspara bases de dados de orientadas a objectos, pois quea maioria das aplicaes so desenvolvidas em Java,que uma linguagem orientada a objecto

SGBDOO ideal para as aplicaes mais populares

O crescimento da Internet, videogames, aplicaespara multimdia e o desenvolvimento de bases dedados distribudos que no se adequam ao modelo

relacional esto trazendo o foco para SGBDOO, sendomenos complexo do ponto de vista do desenvolvimentoe utilizao

Segue os princpios das actuais linguagens deprogramao


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Desvantagens de SGBDOO

SGBDOO no tem uma base terica forte como basesde dados hierrquicos baseado na metodologia de"rvore e relacional baseado em "matemtica dosconjuntos". Porm, nem tudo que no tem muita baseterica intil, como o clculo numrico que utilizado

at hoje....... .

Escassos recursos graficos para desenvolvimento

Instvel com relao a direcionamento de suasaplicaes, j que tudo se resume em objectos

linguagens para consultas de objectos so difceis,pouco padronizadas e uma relativa fraca explorao


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Aplicaes de SGBDOO e Nota Conclusiva

Consideradas como SGBD de "prxima gerao" paraaplicaes avanadas

Bases de dados orientados a objectos estoamadurecendo graas ao explosivo crescimento da

Internet e da multimdia

O modelo de base de dados de objectos e o modelorelacional coexistem porque so projetados paraaplicaes diferentes; i.e., no se deve adaptar osdados a base de dados, mas sim escolher o tipo debase de dados e o produto com base no tipo dosdados e na forma como os usurios finais os acessaro,pois no existe at o presente momento um SGBDcompatvel para aplicaes diversificadas


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Aspectos de Implementao

Ja sabemos que Object Database/Base de Dados deObjectos constituida por objectos em vez de relaes,tabelas ou outras estruturas

O que sera um Objecto?

Milhes de anos de evoluo criaram mecanismos emnossas mentes que nos permite isolar objectos em nosso

ambiente, para nome-los e atribuir-lhes algumaspropriedades e comportamentos

Orientacao-objectos em ciencias computacionaisbaseia-se em mecanismos inatos/internos de nossasmentes


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Objecto um tipo idiomatico ou metafora que procurarelacionar a forma como os humanos percebem o mundo realou coisas da vida real


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Cont.

Os problemas de criao de software Custos elevados de desenho de software: desenvolvimento eimplantao

O problema de obsolencia de software

Riscos elevados de projectos falhados (sem sucesso)

Metodos de desenho e construo de software imaturos

Pouca confiabilidade problemas com a seguran Integrao distribuda, heterogneo e redundante e fragmentada

de dados

Custos altos de manuteno de software

O principal factor dos problemas de software:Complexidade

Orientao a objectos representa nova esperana naluta contra a complexidade


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Factores de Complexidade de Software

The world of analysis and design:teams of people having limitations of

memory, perception, expressing

information and communication.

The world of analysis and design:teams of people having limitations of

memory, perception, expressing

information and communication.

The world of the problem domain:comprising complex, interdependent

knowledge, aspects and problems.

The world of the problem domain:comprising complex, interdependent

knowledge, aspects and problems.

The world of computer

artifacts and technologies:hardware, software, networks,

languages, tools, facilities.

The world of computer

artifacts and technologies:hardware, software, networks,

languages, tools, facilities.

Software:

strategic decisions,analysis, design,

construction,

documentation,

deployment,

education, use,

maintenance,

modifications.

The world of software users:psychological factors, ergonomy,

limitations of memory and

perception, tendency to errors and

abuse, privacy, security, ...

The world of software users:psychological factors, ergonomy,

limitations of memory and

perception, tendency to errors and

abuse, privacy, security, ...


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Modelo Conceptual de Software

Processes of the software constructions are performed in our minds.

People must clearly imagine the problem before solving it.

Software analysis and design tools are nowadays object-oriented as a

rule, c.f. UML.

Object-orientation reduces the complexity of the mappings:

- between the human perception of the problem domain and an abstract model

- between the abstract object-oriented model and databases object databases

Humanperception of the

problem domain

Abstract conceptualmodel of the

problem domain

Programmers view ofdata structures and

operations

.........

...... .................. .................. ...

mappingmapping

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Porque Bases Dados Relacionais eObjecto-Relacionais no so Suficientes

Base de dados relacionais so mais populares: Poucoprovavel que percam sua dominio

No entanto, bases de dados relacionais implicam

incompatibilidade de impedncia grave entre desenhoorientado a objectos e estruturas de dados relacionais

impedance mismatch: Incompatibilidade entre aplicacoes e DBMS

Aplicacoes criam estrutura de dados complexas

Aplicacao pretende acede-las duma forma especifica

Incompatibilidade aumenta se app for OO

O mapeamento difcil, o custo de produo desoftware mais elevada

Desempenho frequentemente comprometida, custo de

manuteno muito altoBase de Dados II-OZ@ APolitecnica-2015

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Cont.

Modelo relacional e OO saofundamentalmente diferentes e integracao dosdois nao facil

Onda objecto-relacional decepcionante:Quase ningum usa extenses orientadas a objecto

de sistemas relacionais

Eles no so suportados por padres, ferramentas eAPIs

Novos padres SQL, visando o modelo objecto-relacional so mal sucedidos


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Capacidades Gerais de Base Dados OO

Capacidades Tradicionais Gesto do armazenamento secundario

Controlo e processsos concorrentes

Gesto de transacoes e sua recuperao

Processamento de consultas Autorizao de acesso e controle,

segurana


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Cont.

Novas Capacidades Objectos complexos

Identidades de objectos

Tipos definidos pelo usurio

Encapsulation Tipo de hierarquia / classe com herana

Sobrecarga, substituio ligao tardia,polimorfismo

Completude computacional epragmtica de interfaces dosprogramadores


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Conceitos de Base de Dados OO

Objectos complexos, aidentidade do objecto: Os objectos tm complexidade

arbitrria Cada objecto tem identidade, ouseja, um nico identificadorinterno (OID)

Cada objecto tem um ou maisnomes externos


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Cont.

Relacionamentos, associaes,ligaes:

Os objectos so ligados por elos

conceptuais. Por exemplo, osobjectos Employee e Departmentpodem ser conectados por umlink worksFor = TrabalhaPara


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Cont.

Encapsulamento e ocultamentode informaes:

As propriedades internas de um

objecto so subdivididos emduas partes: pblico e privado(invisvel a partir do exterior)


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Cont.

Classes, tipos, interfaces:

Cada objecto uma instncia deuma ou mais classes

Os objectos so instanciado deacordo com a informaoapresentada na classe

A classe contm as propriedadesque so comuns para algumacoleco de objectos

Cada objecto tem um tipo

Objectos so acessveis atravsde suas interfaces


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Cont.

Tipos de dados abstratos (ADTs): Um tipo de uma classe,o que pressupe que qualquer acesso a um objecto limitado coleco predefinida de operaes

Operaes, mtodos e mensagens:Um objecto

associado com um conjunto de operaes (mtodos).O objecto executa a operao aps receber umamensagem com o nome da operao a ser realizada(e seus parmetros)

Herana: As aulas so organizadas em uma hierarquiaque reflecte a hierarquia de conceitos do mundo real.Por exemplo, a classe Person uma superclasse dasclasses Empregado e Estudante


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Cont.

Polimorfismo, ligao tardia, imperiosa:A operao a ser executada sobre umobjecto escolhido de formadinmica, aps o objecto receber a

mensagem com o nome da operao

Persistncia: Objectos da base dedados so persistentes, ou seja, devem

viver tanto tempo quanto necessrio.Eles podem sobreviver a programas,que os criou


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Arquitectura de OO DBMS

Executable

program

Transaction

processing,

log management,

rollback,

recovery,

authorization,

security

Data/Objects

Views

Rules

Query

optimization

and processing

Database resources

Indices Catalogs

4GL/RAD environment

Source program

in 4GL/RAD

Processor

of ad hoc

queries

Facilities

Preprocessor

Compiler

Source program

in C++, Java, etc.

Object code

modules

Linker

Class library, run-

time modules of

the prog. lang.

Class library, run-

time modules of

OODBMS


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Modelo de Aplicacao Tradicional e OO

The traditional structure

of an application

... ... ...... ... ...

... ... ...... ... ...

... ... ...... ... ...

Types

Procedure and

function librariesApplication

modules

Dictionaries,

catalogsDatabase procedures,

views, rules

Possive data

(relations)

Linked objects

Classes and types

......

...

...

...

...

.........

...

...

......

......

The object-oriented structure

of an application

...

Applicationmodules

Dictionaries,

catalogsDatabase procedures,

views, rules

Database

schema

Database

schema

Procedure andfunction libraries


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Conclusao

Base de dados OO tem larga aplicacao nomercado

Nao obstante suas rivais Objecto-Relacionais,tem entretanto muito sucesso em diversas

areas da vida pratica

Modelo relacional perdeu ja seu papel de liderna area de base de dados

Integracao com linguagens OO tem muitaaceitacao

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