Administração de Banco de Dados (INTRODUÇÃO)

Você já parou para pensar em quantas coisas do seu dia a dia dependem de bancos de dados?

Celulares, computadores, automóveis, roteadores, sistemas em nuvem, aplicações web, redes sociais… praticamente toda tecnologia baseada em informação precisam armazenar e organizar dados. Até mesmo documentos físicos, como formulários, relatórios ou planilhas podem ser entendidos como formas de armazenamento de dados. Ou seja, mesmo quando não percebemos, estamos cercados por bancos de dados o tempo todo.

Ou seja, mesmo quando não percebemos, estamos cercados por bancos de dados o tempo todo.

É nesse contexto que os bancos de dados se tornam um dos pilares da computação moderna, estando presentes em praticamente todas as áreas da tecnologia da informação.

Conceitos fundamentais

Antes de avançar, é importante entender dois conceitos essenciais: dado e informação.

O que é um dado?

Um dado é a representação de um fato do mundo real que possui significado dentro de um determinado contexto.

Exemplos:

• data de nascimento;
• salário;
• código de um produto;
• data de cadastro.

Mas existe um ponto importante:

Um dado isolado nem sempre tem significado completo.

Isto é, o significado do dado depende diretamente do domínio da aplicação em que ele está inserido. Por exemplo, uma data isolada representa apenas um valor qualquer no calendário; entretanto, quando associada a uma pessoa, pode representar sua data de nascimento e permitir a obtenção de novas informações.

O que é informação?

A informação é o significado extraído a partir dos dados existentes.

Ela pode ser obtida de forma direta ou indireta por meio do processamento e/ou a interpretação dos dados armazenados.

Exemplo:

• dado: data de nascimento;
• informação: idade da pessoa.

Na prática: dados = matéria-prima; informação = resultado do processamento.

Assim, os dados representam fatos registrados, enquanto a informação corresponde ao conhecimento obtido a partir desses fatos. Ambos constituem conceitos muito importantes em banco de dados.

Definição de bancos de dados

O termo “banco de dados” pode ter diferentes definições dependendo do autor e do contexto em que é utilizado, mas todas giram em torno da mesma ideia.

De forma simples, podemos entender um banco de dados como:

• uma coleção de dados organizados;
• o equivalente eletrônico de um arquivo organizado;
• uma coleção de dados relacionados;
• uma estrutura que representa informações sobre um domínio específico.

E aqui está o ponto-chave:

Um banco de dados sempre representa um pedaço do mundo real, como: — uma empresa; — um sistema; — uma aplicação; — uma organização

Ao longo desta matéria, será adotada principalmente a terceira definição, pois o desenvolvimento de um banco de dados normalmente parte da análise de um domínio específico, como uma empresa, instituição ou sistema, buscando representar suas informações de forma estruturada e organizada.

Sistema de Banco de Dados (SBD)

Um Sistema de Banco de Dados (SBD) é um sistema computacional responsável por armazenar, organizar, recuperar e manter dados ao longo do tempo.

Seu objetivo é garantir que os dados estejam disponíveis sempre que forem necessários, preservando sua integridade, segurança e consistência.

Um SBD é composto pelos seguintes elementos:

• Dados: informações armazenadas no sistema;
• Software: programas responsáveis pelo gerenciamento dos dados, incluindo o Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD);
• Hardware: equipamentos físicos responsáveis pelo armazenamento e processamento;
• Pessoas: usuários, programadores, técnicos e administradores que interagem com o sistema.

Todos esses componentes funcionam de maneira integrada e dependentes entre si.

Na figura a seguir, é apresentado, de forma geral, o funcionamento de um Sistema de Banco de Dados (SBD).

Figura 1 — Sistema de BD. O esquema mostra como funciona um sistema de banco de dados. Usuários e programadores interagem com o sistema por meio de programas aplicativos ou consultas. Essas consultas passam por um software que interpreta e melhora a execução, e depois pelo software de acesso aos dados. Esse conjunto forma o SGBD, responsável por acessar tanto os dados armazenados quanto os metadados (estrutura do banco). Fonte: Adaptado de ELMASRI; NAVATHE. Sistemas de banco de dados. 7. ed.

Assim, a figura ilustra de forma simplificada como os diferentes componentes do SBD se organizam e interagem.

Sistema Gerenciador de Bancos de Dados (SGBD)

O Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) é o software responsável pelo controle e gerenciamento dos dados armazenados.

Ele atua como intermediário entre os usuários e os dados, sendo responsável por:

• controlar acessos;
• garantir segurança;
• manter a integridade dos dados;
• executar consultas;
• realizar operações de armazenamento e recuperação das informações.

Além disso, os SGBDs geralmente disponibilizam ferramentas auxiliares, como:

• Utilitários de carga inicial de dados: utilizadas para popular um banco de dados recém-criado, inserindo um grande volume de informações cadastrais pré-existentes para que o sistema possa começar a operar.
• Backup e restauração: essenciais para realizar cópias de segurança e garantir a retomada dos dados caso ocorra alguma falha no sistema;
• Reorganização e otimização: com o uso contínuo e o crescimento de tabelas, o armazenamento físico pode ficar fragmentado. Essas ferramentas reorganizam a estrutura dos dados ao longo do tempo para otimizar e manter a velocidade de acesso às informações;
• Ferramentas analíticas e estatísticas;
• Dicionário de dados e gerenciamento de metadados.

Os SGBDs estão compostos dos seguintes elementos.

• Software: é a camada entre os usuários e os dados. É o componente mais pesado do sistema, já que é, quem de fato gerencia, coordena acessos, questões de segurança, integridade desses dados.
• Hardware: é onde os dados estão literalmente armazenados, podendo ser então um SSD, um HD ou algum outro meio de armazenamento instalado na máquina onde aquele sistema de banco de dados está rodando.
• Administradores: são aqueles que têm o mais alto nível de acesso às partes mais internas do SGBD.
• Programadores de aplicativos: são aqueles que interagem com o sistema gerenciador de banco de dados com o propósito de definir, configurar, ou formatar o banco de dados para uma determinada aplicação que esteja sendo desenvolvida.
• Pessoas: são os usuários finais que acessam o banco de dados via aplicativos ou gerenciador.

Evolução dos bancos de dados

A evolução dos bancos de dados pode ser dividida em quatro gerações principais, as quais serão descritas a continuação.

1ª Geração — Arquivos Independentes

Caracterizada pelo processamento em arquivos independentes, onde cada aplicação mantinha seus próprios arquivos de dados, sem integração entre os sistemas.

Esse modelo apresentava problemas como:

• redundância de dados;
• inconsistência de informações;
• dificuldade de manutenção.

Na figura apresentada abaixo, cada cilindro seria um arquivo que tem um cadastro. Neste modelo, caso quisesse extrair as relações existentes no projeto, teria que extrair um relatório a partir destes arquivos de forma independente.

Figura 2 — Arquivos independentes. A figura representa um sistema com arquivos independentes, onde diferentes processos (como cadastro de projetos, registro de horas e cadastro de empregados) funcionam separadamente, cada um com seu próprio fluxo de dados. Cada atividade gera relatórios específicos a partir de seus próprios arquivos, sem integração entre eles, o que pode levar à redundância de dados e inconsistências.

2ª Geração — Arquivos Integrados

Nessa etapa, os sistemas passaram a utilizar arquivos integrados, permitindo que diferentes processos compartilhassem os mesmos dados.

Isso reduziu a redundância e melhorou a consistência das informações armazenadas.

Na imagem abaixo tem-se um arquivo integrado, onde todos os processos acessam esse arquivo integrado e emitem os relatórios.

Figura 3 — Arquivo integrado. A figura mostra um sistema com arquivo integrado, onde todos os dados são centralizados em um único cadastro. Diferentes processos (projetos, horas de trabalho e empregados) utilizam essa mesma base de dados, permitindo gerar relatórios e documentos (como folha de pagamento e horas extras) de forma integrada. Isso reduz redundância e melhora a consistência das informações.

3ª Geração — Processamento da Informação (próximo do que é usado nos dias de hoje)

A terceira geração marcou o surgimento de conceitos fundamentais dos bancos de dados modernos, como:

• identificação de entidades;
• definição de chaves;
• modelagem de dados;
• controle de integridade.

Foi também neste período que surgiram as bases da modelagem de dados moderna, já que surgiu a necessidade de definir e identificar de forma única, por exemplo, qual informação vai atuar como o identificador único em um cadastro de pessoas ou clientes (como um CPF ou código de registro). Esse atributo exclusivo, conhecido tecnicamente como Chave Primária (PK), tornou-se essencial, já que ajudou a consolidar a prática de mapear as regras e conceitos do mundo real diretamente para as estruturas internas do banco de dados.

4ª Geração — Processamento Ampliado

Com a evolução do hardware e da computação, os SGBDs passaram por um grande avanço tecnológico.

Nesta geração surgiram:

• maior capacidade de processamento;
• sistemas distribuídos;
• bancos de dados relacionais avançados;
• ferramentas analíticas;
• aplicações em larga escala;
• integração com computação em nuvem.

Essa é a geração predominante atualmente.

Considerações Finais

Em resumo, a administração de banco de dados vai muito além de apenas armazenar informações. Como vimos, ela envolve uma arquitetura estruturada em diferentes níveis de abstração, componentes integrados e uma série de utilitários essenciais que trabalham nos bastidores para garantir a segurança, a disponibilidade e a performance do sistema. Dominar esses fundamentos é o primeiro passo para trabalhar com banco de dados de forma eficiente.

Na próxima parte, serão abordados os principais modelos de dados utilizados no desenvolvimento de bancos de dados modernos.

Espero que este artigo tenha ajudado a clarear esses conceitos! Se você gostou, deixe suas palmas, deixe seus comentários e compartilhe com alguém que tenha interesse nesse tipo de conteúdo.

Até o próximo texto!

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Referências bibliográficas consultadas: DATE, C. J. Introdução aos sistemas de Banco de Dados. 8. Ed. Rio de Janeiro: Campus, 2004. ELMASRI, R. e NAVATHE, S. Sistemas de Banco de Dados. São Paulo: Pearson/Addison Wesley, 2011. SILBERSCHATZ, Abraham; KORTH, Henry F.; SUDARSHAN, S. Sistema de banco de dados. São Paulo: Elsevier, 2012.