Conceitos Fundamentais de Banco de Dados

Em meu primeiro artigo para o site, pretendo chamar a atenção do internauta que está iniciando suas atividades no mundo do banco de dados. Para muitos este assunto pode ser trivial, mas nada como conceitos bem absorvidos para que todo o andamento de um projeto de BD alcance seu objetivo de maneira satisfatória.

A idéia deste artigo não é a de “reinventar a roda”, mas sim a de trazer à tona todos os fundamentos que servem de pilar para o imenso mundo que é banco de dados.

Conceitos Básicos

Segundo Korth, um banco de dados “é uma coleção de dados inter-relacionados, representando informações sobre um domínio específico”, ou seja, sempre que for possível agrupar informações que se relacionam e tratam de um mesmo assunto, posso dizer que tenho um banco de dados.

Podemos exemplificar situações clássicas como uma lista telefônica, um catálogo de CDs ou um sistema de controle de RH de uma empresa.

Já um sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD) é um software que possui recursos capazes de manipular as informações do banco de dados e interagir com o usuário. Exemplos de SGBDs são: Oracle, SQL Server, DB2, PostgreSQL, MySQL, o próprio Access ou Paradox, entre outros.

Por último, temos que conceituar um sistema de banco de dados como o conjunto de quatro componentes básicos: dados, hardware, software e usuários. Date conceituou que “sistema de bancos de dados pode ser considerado como uma sala de arquivos eletrônica”. A Figura 1 ilustra os componentes de um sistema de banco de dados.

Figura 1. Componentes de um sistema de banco de dados.

Os objetivos de um sistema de banco de dados são o de isolar o usuário dos detalhes internos do banco de dados (promover a abstração de dados) e promover a independência dos dados em relação às aplicações, ou seja, tornar independente da aplicação, a estratégia de acesso e a forma de armazenamento.

Abstração de dados

O sistema de banco de dados deve garantir uma visão totalmente abstrata do banco de dados para o usuário, ou seja, para o usuário do banco de dados pouco importa qual unidade de armazenamento está sendo usada para guardar seus dados, contanto que os mesmos estejam disponíveis no momento necessário.

Esta abstração se dá em três níveis (Figura 2):

• Nível de visão do usuário: as partes do banco de dados que o usuário tem acesso de acordo com a necessidade individual de cada usuário ou grupo de usuários;
• Nível conceitual: define quais os dados que estão armazenados e qual o relacionamento entre eles;
• Nível físico: é o nível mais baixo de abstração, em que define efetivamente de que maneira os dados estão armazenados.
  

Figura 2. Níveis de abstração.

Projeto de banco de dados

Todo bom sistema de banco de dados deve apresentar um projeto, que visa a organização das informações e utilização de técnicas para que o futuro sistema obtenha boa performance e também facilite infinitamente as manutenções que venham a acontecer.

O projeto de banco de dados se dá em duas fases:

• Modelagem conceitual;
• Projeto lógico.

Estas duas etapas se referem a um sistema de banco de dados ainda não implementado, ou seja, que ainda não exista, um novo projeto. Para os casos em que o banco de dados já exista, mas é um sistema legado, por exemplo, ou um sistema muito antigo sem documentação, o processo de projeto de banco de dados se dará através da utilização de uma técnica chamada de Engenharia Reversa, que será visto em outra oportunidade.

Modelo conceitual

É a descrição do BD de maneira independente ao SGBD, ou seja, define quais os dados que aparecerão no BD, mas sem se importar com a implementação que se dará ao BD. Desta forma, há uma abstração em nível de SGBD.

Uma das técnicas mais utilizadas dentre os profissionais da área é a abordagem entidade-relacionamento (ER), onde o modelo é representado graficamente através do diagrama entidade-relacionamento (DER) (Figura 3).

Figura 3. Exemplo de diagrama entidade-relacionamento.

O modelo acima, entre outras coisas, nos traz informações sobre Alunos e Turmas. Para cada Aluno, será armazenado seu número de matrícula, seu nome e endereço, enquanto para cada turma, teremos a informação de seu código, a sala utilizada e o período.

Modelo Lógico

Descreve o BD no nível do SGBD, ou seja, depende do tipo particular de SGBD que será usado. Não podemos confundir com o Software que será usado. O tipo de SGBD que o modelo lógico trata é se o mesmo é relacional, orientado a objetos, hierárquico, etc.

Abordaremos o SGBD relacional, por serem os mais difundidos. Nele, os dados são organizados em tabelas (Quadro 1).

Quadro 1. Exemplo de tabelas em um SGBD relacional.

O modelo lógico do BD relacional deve definir quais as tabelas e o nome das colunas que compõem estas tabelas.

Para o nosso exemplo, poderíamos definir nosso modelo lógico conforme o seguinte:

Aluno(mat_aluno, nome, endereco)
Turma (cod_turma, sala, periodo)

É importante salientar que os detalhes internos de armazenamento, por exemplo, não são descritos no modelo lógico, pois estas informações fazem parte do modelo físico, que nada mais é que a tradução do modelo lógico para a linguagem do software escolhido para implementar o sistema.

Conclusões

Nesta primeira coluna, abordei os conceitos básicos de banco de dados. Estes conceitos são os primeiros passos para se aventurar em projetos de bancos de dados. Vimos algumas terminologias e conceitos que são importantes para iniciar um projeto de maneira a documentar todas as etapas tendo assim, uma ferramenta de apoio fundamental para a implementação e manutenção futura no sistema.

Daremos continuidade a esse assunto em próximas colunas. Espero contar com a sua visita. Até a próxima.

Ricardo Rezende

Notas

Korth, H.F. e Silberschatz, A.; Sistemas de Bancos de Dados, Makron Books, 2a. edição revisada, 1994. (retornar)

Date, C.J.; Int. a Sistemas de Bancos de Dados, tradução da 4a.edição norte-americana, Editora Campus, 1991. (retornar)

Ricardo Rezende (ricardo@sqlmagazine.com.br) é DBA Oracle na IBM do Brasil em projeto internacional, possui cursos oficiais pela Oracle University, consultor independente de Bancos de Dados, subeditor da revista SQL Magazine, editor do Website da SQL Magazine e professor licenciado pelo Centro Estadual de Educação Tecnológica “Paula Souza” na unidade de Taubaté-SP.