1. UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARABACentro de Engenharia Eltrica e InformticaPs-Graduao em Cincia da ComputaoBANCOS DE DADOSParte 1 - IntroduoUlrich Schiel

2. PGINA DA DISCIPLINAhttp://www.dsc.ufcg.edu.br/~ulrich/disciplinas/MoDa.html 3. CONTEDOPARTE I - INTRODUO1.1. Histrico, Geraes de Bancos de Dados1.2. Sistemas 4. PARTE II - SISTEMAS DEINFORMAO2.1. Arquitetura de um SICPropostas ANSI/X3/SPARC e UML e FRISCOTipos de Sistemas de Informao2.2. Propriedades estruturaisEntidades, atributos e relacionamentos, Abstraes, Herana,Dados temporais e dados espaciaisDados explcitos e implcitosDados semi-estruturadosDados imprecisos2.3. Integridade e ConsistnciaIntegridade implcita e explcita; OCL2.4. Dinmica e ComportamentoComportamento local (diagramas e estados)Comportamento global (diagramas de atividades, redes de Petri) 5. PARTE III - MODELOS DE DADOS3.1. Modelos de elos explcitos3.2. Modelo de elos implcitos - modelo relacionalEstrutura, Operaes sobre relaes, Integridade e Normalizao3.3. Modelos relacionais estendidos3.4. Modelos semnticos e orientados a objetos3.5. Modelos de dados avanadossemi-estruturados, espaciais, temporais, mveis, implcitos3.6. Transformao entre modelos 6. CAPITULO IV - SISTEMAS DEGERNCIA DEBANCOS DE DADOS4.1. Sistemas pr-relacionais(IMS, DMS, ADABAS)4.2. Sistemas relacionais(SQL/DS, DB2, Oracle, Ingres, InformixMySQL)4.3. Sistemas ps-relacionais Sistemas orientados a objetos (Gemstone, O2, Yasmine) Sistemas Objeto/Relacionais (Oracle, Informix, Postgres) Servios de Mapeamento Objeto/Relacional (TOP) Servidores especializados Software de componentes 7. BIBLIOGRAFIATEXTO BASEU. Schiel Elementos de Sistemas de Informao eBancos de Dados, monografia, UFPB/DSC, 2010em http://www.dsc.ufcg.edu.br/~ulrich/disciplinas/El_SinBad.htmlSISTEMASL. Skyttner General Systems Theory: Perspectives, Problems,Practice, World Scientific Publishing Company; 2nd edition2006L. v. Bertalanffy Teoria Geral de Sistemas Editora Vozes, 1975F. Capra A Teia da Vida, Cultrix, 2001F. Capra As conexes ocultas Cincia para uma vidasustentvel, Cultrix, 2002 8. BIBLIOGRAFIASISTEMAS DE INFORMAO E MODELAGEMT. Burns, "Reference Model for DBMS Standardization",ACM SIGMOD RECORD, Vol. 15 No. 1 (1986) 19-58J.J. van Griethuysen (ed.) Concepts and Terminology for theConceptual Schema and Information Base, ISOTC97/SC3/WG3 Report, revised edition, 1987Unified Modeling Language (UML) Specification: Infrastructureversion 2.4.2011 em http://www.omg.org/spec/UML/2.4.1/ S. Ceri, P. Fraternali, A. Bongio, M. Brambilla, S. Comai, M. MateraDesigning Data-Intensive Web ApplicationsMorgan Kaufmann, 2001 9. BIBLIOGRAFIASISTEMAS DE INFORMAO E MODELAGEMR. Catell et. al. The Object Data Standard: ODMG3.0, AcademicPress, 2000 (ODMG, ODL, OQL)H. Garcia-Molina, J. Ullman, J. Widom Database Systems Thecomplete book, Prentice Hall, 2001 (SQL-92, SQL3, ODL/OQL)C. Date An Introduction to Database Systems (8th. Ed),Addison Wesley, 2004 (BDTemporais, XML)R. Hirschheim, H. Klein, K. Lyytinen Information Systems Developmentand Data Modeling-Conceptual and Philosophical Foundations,Cambridge University Press, 1995M. Koubarakis et al. Spatio-Temporal Databases TheCHOROCHRONOS Approach, Springer LNCS 2520, 2003M. Page-Jones Fundamentos do Desenho Orientado a Objeto comUML, Makron Books, 2001V. Setzer e F.S. C. da Silva Bancos de Dados, Edgard Blcher, 2005(Modelo E-R, Modelo NF2) 10. BIBLIOGRAFIASISTEMAS DE GERNCIA DA BANCOS DE DADOS - SGBDsR. Brown Object-Relational Database Development,Prentice-Hall, 2001 (Informix)C. Date & H. Darwen Foundations of Object/RelationalDatabases, Addison Wesley, 1998Franois Bancilhon, Claude Delobel, Paris C. Kanellakis (Eds.):Building an Object-Oriented Database System,The Story of O2. Morgan Kaufmann 1992,C.M.Saracco Universal Database ManagementMorgan Kaufmann, 1998 (DB2)M. Stonebraker Object-Relational DBMS,Morgan Kaufmann, 1996 11. PROJETOSTEMASSistemas de Informao Incompleta Bancos de Dados Ativos Bancos de Dados Textuais DanielBancos de Dados No convencionais Amilton Bancos de Dados Geogrficos Julio Bancos de Dados Distribudo Bases de Conhecimento Fabrisia (25 Bancos de Dados Gerenciais 12. CAPITULO I - INTRODUOAPLICAES DADO-INTENSIVAS1.1. Histrico 13. CAPITULO I - INTRODUO1.1. Histrico1 GERAO: PROCESSAMENTO DE DADOSEM ARQUIVOS INDEPENDENTESJUSTIFICATIVAS1) Muitas aplicaes no necessitam de bancos de dados2) Muitos usurios no possuem software de bancos de dados.3) Receio em passar de um sistema convencional paraum sistema de banco de dados 14. CAPITULO I - INTRODUOProjeto de sistemas de 1 geraoFluxogramado sistemaDescrioPrograma 1Cdigoprograma 1Descrioprograma nCdigoPrograma nSistema finalAnliseglobalprojeto programao testes 15. CAPITULO I - INTRODUOdadoscadastraisfrequnciaCALCULARHORASTRABALHADhorastrabalha-dascargosturnossalariostabelasvencimentosEMITIRFOLHAfolha depagamentoATUALIZARTABELASCADASTRARTRABALHADOPREPARARFOLHAcadastroSIMBOLOGIAdados deentradaPROGRAMAarquivoacessoarquivoacessosequencialdados desadaExemplo de um sistema de 1 Gerao 16. CAPITULO I - INTRODUO1a. GERAO: PROCESSAMENTO DE DADOSEM ARQUIVOS INDEPENDENTESPROBLEMAS1) Redundncia de dados2) Inconsistncia dos dados3) Acesso aos dados s atravs de um programa 17. CAPITULO I - INTRODUO2 GERAO: PROCESSAMENTO DE DADOSEM ARQUIVOS INTEGRADOSJUSTIFICATIVAS1) Eliminao de redundncias e inconsistncias nos dados2) Necessidade de uso ad-hoc3) Acesso simultneo aos dados e seu controle 18. CAPITULO I - INTRODUOProjeto de sistemas de 2 geraoDescriodo sistemaEsquema doBanco de DadosPrograma 1Programa nSistema finalAnliseglobalProjetoprogramao testesDescrioPrograma 1DescrioPrograma n 19. CAPITULO I - INTRODUOExemplo de um sistema de 2 GeraodadoscadstraisfrequnciaBanco de DadossalarioscargosturnosCALCULARHORASDEVIDASEMITIRFOLHACADASTRARTRABALHADORfolha depagamentoATUALIZARTABELAS 20. CAPITULO I - INTRODUO2 GERAO: PROCESSAMENTO DE DADOSEM ARQUIVOS INTEGRADOSPROBLEMAS1) Conceitos mais voltados para a programao do quepara a modelagem do mundo real (Gap semntico)2) Dificuldade de modelagem de aplicaes complexas3) Problemas de reusabilidade e extensibilidade 21. CAPITULO I - INTRODUO3 GERAO: PROCESSAMENTO DAINFORMAOJUSTIFICATIVAS1) Reduo do gap semntico2) Independncia da informaoMODELOS SEMNTICOS DE DADOSPRINCPIO TST: tudo e somente tudo 22. CAPITULO I - INTRODUO3. GERAO: PROCESSAMENTO DAINFORMAO Entidades (Objetos complexos) - Abstraes Relacionamentos Operaes conceituais Orientao a objetos - encapsulamento 23. CAPITULO I - INTRODUOArquitetura ANSI/SPARC - Dimenses ortogonais:Ponto-de-vista X Extenso-IntenoDimenso ponto-de-vista:1. vises externas2. Viso conceitual3. Estrutura interna 24. CAPITULO I - INTRODUODimenso ponto-de-vista:EsquemaconceitualEsquemaInternoEsquemaExterno 1Esquemaexterno nRepresentaesdos usuriossignificadoRepresentaointernaArquitetura ANSI/SPARC 25. CAPITULO I - INTRODUOArquitetura ANSI/SPARCDimenso inteno /extenso: 26. ARQUITETURA 4 CAMADAS OMG 27. 4 CAMADAS - ExemplosM3M2M1M0INTERNO | CONCEITUAL |EXTERNOS Ling.MOFClasse:UMLClass: LIVRO(Autor:setof(string)Nome:string):LIVROAutor: D. FenselTtulo: OntologiesVDM, Ling. naturalRelao, Atributo:RelacionalLIVRO (Nr, AId, Ttulo)AUTORIA(Nr,Aid)(05021, D. Fensel,Ontologies)Ling.Natural,LgicaRelacio-namento:DERLIVROescrito-porAUTOR(05021)escrito-por(D. Fensel)VisualVQL(05021):retescrito-por(Fensel:rosto) 28. Existe apenas umaviso, o funcionrioque faz as consultas28Arquitetura ANSI/SPARCEsquema domodelo de dadosEsquema dodicionrio de dadosDicionrio de dadosDados da aplicaoINTERNO CONCEITUAL EXTERNOISO/IEC 9075-14:2008SQL, JavaMOFUML + ObjetosmveisO mesmo doconceitualCREATE TYPEMobilePointAS OBJECT ...Ambulance(01, SAMU-01,Antonio ,completa,01300, 12589)O mesmo doconceitualO mesmo doconceitual 29. CAPITULO I - INTRODUOMDA - Arquitetura Determinada por ModelosCIM Computer-Independent ModelPIM Platform-Independent ModelUMLUMLCORBA, Web PDM Platform-Definition ModelPSM Platform-Specific ModelsJava, SGBD 30. CAPITULO I - INTRODUOProjeto de um sistema de 3 gerao1. ProjetoconceitualEsquemaconceitualEsquemaInternoEsquemaExterno 1Esquemaexterno nPROJETOTOP-DOWNProjetodas visesProjetointerno 31. CAPITULO I - INTRODUOArquitetura ANSI/SPARCProjetodas visesEsquemaconceitualEsquemaInternoEsquemaExterno 1Esquemaexterno nPROJETOBOTTOM UPIntegraodas visesProjetointerno 32. CAPITULO I - INTRODUOExemplo de um sistema de 3 GeraoTRABALHADOR----------------------empregaratualizarassociarPRODUO-----------------registrarempregar atualizarFolha dePagamentoregistraremitir 33. CAPITULO I - INTRODUO3 GERAO: PROCESSAMENTO DAINFORMAOPROBLEMAS1) Paradigma dos dados:FORMATADOS, EXPLCITOS, PRECISOS, ATUAIS2) Paradigma dos bancos de dados:DADOS CENTRALIZADOS, INDEPENDNCIA,UNIVERSAL3) Paradigma dos sistemas de banco de dados:SISTEMA ABERTO, PASSIVO, DETERMINSTICO 34. CAPITULO I - INTRODUO4 GERAO: PROCESSAMENTO AMPLIADOTIPOS DE AMPLIAES1) quanto a natureza (formato) dos dados:- BDs Multimidia, BDs Textuais, SIGs, BDs Mveis2) quanto ao comportamento do sistema:Banco de Dados Ativo, Sistemas em Tempo-real3) quanto abrangncia: Banco de Dados Temporal,Banco de Dados Espacial4) quanto concentrao dos dados:Banco de Dados Distribudo (Homogneo e Heterogneo) 35. CAPITULO I - INTRODUO4 GERAO: PROCESSAMENTO AMPLIADO5) quanto presena dos dados e lgica do processamento:Banco de Dados Dedutivo e Base de Conhecimento6) quanto preciso dos dados: BDs Incompletos, inconsistentes,Dados Semi-Formatados7) quanto aos usurios: Sistema de Informao Gerencial,Sistema de Suporte Deciso, Sistema em tempo-real, BD na Web8) quanto forma de acesso: interfaces visuais, WEB & BD9) quanto facilidade de desenvolvimento, manuteno:prototipagem, orientao a objetos, Workflow Management 36. CAPITULO I - INTRODUO4 GERAO: PROCESSAMENTO AMPLIADOProblemas Manter a consistncia com o mundo real 37. CAPITULO I - INTRODUO5 GERAO: PROCESSAMENTO EVOLUTIVOUm sistema evolutivo tem conhecimento de seus dados esuas aes e, considerando estas informaes no ambienteem que est inserido, modifica seu comportamento futuro. 38. CAPITULO I - INTRODUO ResumoGeraes:1. Processamento de dados emarquivos separados1. Processamento de dados emarquivos integrados1. Processamento da informao1. Processamento ampliado1. Processamento evolutivo 39. CAPITULO I - INTRODUO1.2. Sistemas 40. CAPITULO I - INTRODUO 1.2. Sistemas Teoria Geral de Sistemas estudo de sistemas complexos na natureza, sociedadee cincia.Aplicaes: sistemas vivos teoria organizacional sociologia e sociociberntica dinmica de sistemas psicologia de sistemasengenharia de sistemasciberntica, teoria do chaos, sistemas adaptativos 41. CAPITULO I - INTRODUO 1.2. SistemasSistemas dinmicos so sistemas da fsica-matemtica que descrevem aevoluo dos estados em umespao X por fatores em um grupo T dado por Q: T X X, com Q(t2, Q(t1,x)) = Q (t1.t2,x) podem ser: contnuos ou fluxos (T=R), discretos ou cascadas(T=N), 42. CAPITULO I - INTRODUO"Um sistema um conjunto de partes coordenadaspara realizar um conjunto de finalidades".Churchman1.2. SistemasENTRADAS SADASSISTEMA 43. CAPITULO I - INTRODUO1.2. SistemasMODELO MAIS COMPLETOPERTURBAOENTRADAS PRINICIPAIS SADAS PRINCIPAISSISTEMAENTRADAS SECUNDRIAS SADAS SECUNDRIAS 44. CAPITULO I - INTRODUO1.2. Sistema controladoperturbao perturbaoSISTEMAPRINCIPALMEDIDAajuste CONTROLEdesvioentrada sada 45. CAPITULO I - INTRODUO1.2. SistemasDefinio formal:S = < E, S, X, T, Q >E = conjunto de todas as entradas possveis,S = conjunto de todas as sadas possveis,X = conjunto de todos estados,T = conjunto do tempo,Q uma funo de mudana de estado:Q : E X T X S 46. CAPITULO I - INTRODUOClassificao de SistemasQuanto a interao com oambienteFechados: no interagem com o ambienteE = S = - Uma reao qumica- O sistema solar- o pndulo de um relgio ?- uma loja- um relgioAbertos: interagem com oambiente 47. CAPITULO I - INTRODUOClassificao de SistemasQuanto ao tempoAtemporais: no so influenciados pelo tempo"t1, t2T, "e E " x X temosQ (t1, e, x) = Q (t2, e, x)-Um programa- um relgioTemporais: dependem do tempo- uma loja- um relgio solar 48. CAPITULO I - INTRODUOClassificao de SistemasQuanto previsibilidade de seucomportamentoDeterminsticos: bem determinadosQ uma funo bem definida-Um programa- um relgioEstocsticos: imprevisveis, probabilsticos-um sistema econmico- um sistema vivo- o lanamento de uma moeda 49. CAPITULO I - INTRODUOClassificao de SistemasQuanto ao feedbackEstticos: as sadas no influenciam ocomportamento futuro -Um programa- um relgioDinmicos: o sistema se auto-influencia- um sistema evolutivo- um mssil- um sistema vivo- uma sociedade 50. CAPITULO I - INTRODUOClassificao de SistemasHomeostase (autoregulao): estabilidadede sistemas com seus ambientesPositivo: evoluo - Crescimento populacionalNegativo: regulao- escassez de recursos- doenas- guerras- violnciaO feedback pode ser: 51. CAPITULO I - INTRODUOClassificao de SistemasQuanto a sua constituioConcretos ou fsicos: -Um ser humano- um relgio- uma empresa (?)Abstratos ou conceituais: - Uma Rede de Petri- um sistema de eq. diferenciaisUm sistema de informao?? 52. CAPTULO I - INTRODUOSistemas Complexosrelgiomquina ponteiros carcaaDECOMPOSIO 53. CAPTULO I - INTRODUOSistemas ComplexosREDUCIONISMO xHOLISMODECOMPOSIOCorpo humanoTroncoMembrosCabeaCorpo humanoSistemanervosoSistemaSistema circulatriodigestivo 54. CAPTULO I - INTRODUOSistemas ComplexosrelgioDe pulsoDe paredesolarCONCRETIZAESrelgiodigital analgicorelgiomecnico eltricoMecnico de pulso analgico 55. CAPTULO I - INTRODUOSistemas ComplexosCONCRETIZAESSer humanoHomem Mulher 56. CAPTULO I - INTRODUOSistemas ComplexosSistema ecolgicosociedadeorganismoclulaAGRUPAMENTOorganizaoObjetos abstratos Objetos fsicosrgo+HOLSTICO-tomo molcula 57. CAPTULO I - INTRODUOSistemas ComplexosCARACTERSTICAS Baseados em agentes No lineares (efeito borboleta) Emergncia/Holismo Interao (local com efeito global) Abertos (dependem de entradas) Autorganizao Nas empresas (Autogesto) Ensino (aprendizagem cooperativa) Autoregulao (tendncia a equilbrio interno) Feedback (histrico de estados passados) Atratores (converso para certos estados) 58. CAPTULO I - INTRODUOSistemas ComplexosEXEMPLOS Um organismo vivo O crebro de uma pessoa A economia de uma regio O mercado financeiro Redes sociais Sistemas adaptativos Um formigueiro O clima 59. CAPTULO I - INTRODUO Sistemas Computacionais TIPOS DE SISTEMAS Sistemas Reativos um sistema que, em execuo, cria os efeitos desejados,habilitando, realizando ou evitando eventos em seu ambiente. Exemplos: Sistemas de Informao, Workflow Management, comrcioeletrnico, Planejamento de Recursos (ERP), Comunicao, Sistemasoperacionais, Redes sociais Sistemas Transformacionais Transforma uma entrada para uma sada Exemplos: Compiladores, Wrappers, Bibliotecas de funesnumricas, Folha de pagamento, Reserva de passagens, SRI, SGBD 60. CAPTULO I - INTRODUO Sistemas Computacionais Comparao:Sistema Reativo Sistema TransformacionalMuito Interativo Pouco interativoProcesso no deterministico Processo deterministicoOrientado a interrupes ContnuoSaida depende do estado Sada depende da entradaSensvel ao ambiente InsensvelProcessos paralelos Processo nicoRequisitos de tempo-realSemi-Fechado Aberto 61. CAPTULO I - INTRODUO Sistemas Computacionais Arquitetura Sistemas de Informao Sistemas Baseados em Fatos nfase nas estruturas objetivas da informao Exemplos: Controle acadmico; Controle de estoque; Sistemas deBiblioteca Sistemas Baseados em Regras nfase na gerao de resultados Exemplos: Sistemas de Suporte a Deciso; Sistemas de InformaoLegal; Sistemas Baseados em Conhecimento Sistemas Baseados em Casos nfase em Casos (processos complexos de acompanhamento) Exemplos: Gerncia de projetos; Tratamentos de sade; Produode fbrica; Processamento de emprstimos; Comrcio eletrnico 62. CAPTULO I - INTRODUOPartes de um Sistema Fechamento operacional so os processos internos para realizar osobjetivos do sistema Acoplamento estrutural. so as interaes com o ambiente necessrias 63. CAPTULO I - INTRODUOSistemas Complexos2 Princpio da Termodinmica (Entropia):Fenmenos fsicos (ou sistemas fechados) tm umatendncia da ordem para a desordemou do movimento para parada (equilbrio trmico)Pensamento ou princpio evolutivo:da desordem para a ordem 64. CAPTULO I - INTRODUOSistemas Vivos Sntese de CapraSo sistemas complexos com: Substncia: Estrutura, componentes Forma: configurao de relaes Processo: mutaesSubstnciaForma Processo 65. CAPTULO I - INTRODUO Sistemas Vivos Substncia: Estrutura, componentesEstrutura dissipativa (Prigogine): um sistema aberto, holstico, no-linearCoexistncia entre:___________________Ordem e desordemEquilibrio e desequilibrioParada e movimentoUma estrutura dissipativa estvel,mas no equilibrada 66. CAPTULO I - INTRODUO Sistemas Vivoshttp://www.fae.ufmg.br/neppcom/NEPPCOM%20arquivos/arquivos%202%20seminario/Complexidade_e_transdisciplinaridade.pps 67. CAPTULO I - INTRODUOSistemas Vivos Forma: configurao de relaesAutopoiese (Maturana, Varela) Forma da vida(do grego auto "prprio", poiesis "criao)Um sistema autopoitico : Autolimitado Autoprodutivo Autoconservador 68. CAPTULO I - INTRODUOSistemas Vivos Forma: configurao de relaesModelo: Redes binrias com regras de chaveamentoRegra: um n ser ligado quando tiver pelo menos dois vizinhos ligadoscaso contrrio, ser desligadoAutopoiese (Maturana, Varela) 69. CAPTULO I - INTRODUOSistemas Vivos Forma: configurao de relaesO comportamento de redes grandespossui atratores.A tendncia se estabilizarem em tornodestes atratores.Aplicao: Redes genticas; redes neuronais 70. CAPTULO I - INTRODUO Sistemas Vivos Processo da vida = Cognio, EspritoOs processo de sistemas vivos devem poder: Aprender Memorizar Decidir etc.Um esprito se manifesta em todos organismos individuais sistemas sociais,sistemas ecolgicosEsprito e Matria so duas dimenses da vida 71. CAPTULO I - INTRODUO Sistemas Vivos Processo da vida = Cognio, EspritoEvoluo por Simbiose:A simbiose a longo prazo, em bactrias e outrosmicroorganismos em clulas maiores, leva anovas formas de vida 72. CAPTULO I - INTRODUO Sistemas VivosSubstnciaForma Processo Processo da vida: a materializao de uma forma autopoiticaem uma estrutura dissipativa Autopoiese (forma): organizao de relaes entreprocessos produtivos Estrutura dissipativa (substncia): so processos demetabolismo e de evoluo 73. CAPTULO I - INTRODUO EXEMPLODescever o sistema de uma aula:1. mostre o diagrama de sistema (controlado)2. descreva seu fechamento operacional e acoplamento estrutural.3. tente descrever aes de auto-regulagem (feedback positivo enegativo)4. tente embutir aes evolutivas em teu sistema 74. CAPTULO I - INTRODUO EXERCCIODesenvolva o sistema de uma universidade como umtodo. Alm da universidade, descreva seus subsistemas,como A graduao, com subsistemas controle acadmico eensino A administrao de pessoal O controle de patrimnioPara cada (sub-)sistema:1. mostre o diagrama de sistema (controlado)2. descreva seu fechamento operacional e acoplamento estrutural.3. tente descrever aes de auto-regulagem (feedback positivo enegativo)4. tente embutir aes evolutivas em teu sistema