O gerenciamento de banco de dados não é uma entidade única; em vez disso, é um conjunto de ações (e, em alguns casos, uma tecnologia dedicada) para manipular dados empresariais ao longo da sua existência. À medida que os volumes de dados aumentam, as empresas descobrem que os sistemas de gerenciamento de bancos de dados são essenciais para prevenir o mau desempenho dos aplicativos e minimizar qualquer impacto na disponibilidade, conformidade e segurança.
Uma empresa pode utilizar inúmeras abordagens e ações sob a égide da “gestão de bases de dados” para mitigar ou prevenir os efeitos nocivos da expansão descontrolada e exponencial de dados.
O que é um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD)?
Um sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD) é um sistema definido por software que mantém bancos de dados e seus dados, enquanto o gerenciamento de banco de dados é um conjunto de práticas recomendadas. Microsoft SQL Server, Oracle Database e PostgreSQL são exemplos de sistemas populares de gerenciamento de banco de dados. Os usuários têm controle sobre os dados em um banco de dados usando um SGBD e podem ler, atualizar, criar e remover dados. Um sistema de gerenciamento de banco de dados atua como uma interface, permitindo que os usuários finais acessem seus bancos de dados e organizem e acessem os dados conforme necessário.
Um sistema de gerenciamento de banco de dados permite que usuários, como administradores de banco de dados, gerenciem os dados, o mecanismo que permite aos usuários acessar os dados dentro do banco de dados e o esquema do banco de dados, que é a estrutura organizacional do banco de dados. Um SGBD fornece segurança e integridade de dados, mas alguns sistemas também incluem reversões e reinicializações automatizadas, logs e atividades de auditoria em um banco de dados.
Os sistemas de gerenciamento de banco de dados são classificados em vários tipos:
- Um sistema centralizado no qual todos os dados são armazenados em uma única área que os usuários podem acessar para alterar os dados.
- Um sistema distribuído no qual os dados são armazenados em vários nós.
- Um sistema federado pode oferecer dados sem duplicar os dados de origem. Esta categoria é subdividida em duas subcategorias:
- O acesso a outros bancos de dados de componentes é exigido por um banco de dados fracamente conectado.
- Um banco de dados fortemente conectado incorpora processos separados em um sistema federado.
- Os sistemas de banco de dados Blockchain gerenciam transações financeiras e não financeiras.
O que constitui um sistema de gerenciamento de dados?
- O mecanismo de armazenamento: o componente principal de um SGBD e salva os dados. É o componente do sistema que se conecta ao sistema de arquivos no nível do sistema operacional. Ele serve como ponto de entrada para quaisquer consultas SQL que interajam com os dados armazenados.
- Catálogo do sistema ou dicionário de banco de dados: também conhecido como catálogo de metadados, esse componente serve como um armazenamento centralizado para todos os itens do banco de dados criados. Ele é usado para confirmar solicitações de dados do usuário e oferecer informações sobre objetos, segurança, desempenho e outros recursos de um banco de dados.
- Idioma de acesso ao banco de dados: Todo SGBD requer uma interface de programação de aplicativo (API) para permitir que os usuários criem bancos de dados e acessem dados, que geralmente são fornecidos por meio de uma linguagem de acesso a banco de dados. Em bancos de dados relacionais, por exemplo, a linguagem de consulta estruturada (SQL) é a linguagem padrão de acesso a dados.
- O mecanismo de otimização: processa solicitações de dados e as converte em diretivas acionáveis. Também auxilia na otimização de bancos de dados.
- Processador de consultas: após a otimização de uma consulta (solicitação de dados), o processador de consulta trata a solicitação e retorna os resultados. Ele serve como uma espécie de intermediário entre o banco de dados e as consultas do usuário.
- Gerenciador de bloqueio: Este componente evita que vários usuários alterem os mesmos dados ao mesmo tempo. Limita o acesso de cada usuário individualmente.
- Gerenciador de log: Todos os SGBDs preservam logs de como e quando os dados no banco de dados são editados, criados ou removidos. O gerenciador de logs, que também pode interagir com ferramentas de banco de dados para restaurar dados ou criar backups, registra essas informações. Ele mantém os logs organizados e acessíveis, categorizando-os.
- Utilitários de dados: esta categoria abrange uma ampla gama de componentes que ajudam a facilitar a manutenção do banco de dados e monitorar atividades. Eles podem incluir software para backup e restauração de dados, verificações de integridade, relatórios e monitoramento, reparos básicos, validações e outras funções.
Tipos de sistemas de gerenciamento de banco de dados
Os bancos de dados são classificados em várias categorias. Aqui estão alguns tipos comuns:
#1. Bancos de dados hierárquicos
Em um modelo de sistema de gerenciamento de banco de dados hierárquico (SGBD hierárquico), os dados são armazenados em um nó de relacionamento pai-filho. Além dos dados reais, os registros em um banco de dados hierárquico também contêm informações sobre seus grupos de conexões pai/filho.
Os dados são agrupados em forma de árvore em um modelo de banco de dados hierárquico. As informações são salvas na forma de um conjunto de campos, cada um com um único valor. Os registros são vinculados entre si por meio de relacionamentos pai-filho. Cada entrada filho em um modelo de banco de dados hierárquico possui apenas um pai. Um pai pode ter mais de um filho.
Para obter os dados de um campo, devemos percorrer cada árvore até localizar o registro.
Bancos de dados hierárquicos são comumente utilizados nos setores bancário e de telecomunicações para construir soluções de alto desempenho e alta disponibilidade. No início da década de 1960, a IBM criou a estrutura hierárquica do sistema de banco de dados. Ao mesmo tempo, a estrutura hierárquica é básica, mas rígida devido ao vínculo um-para-muitos entre pais e filhos.
Bancos de dados hierárquicos são exemplos bem conhecidos, como o IBM Information Management System (IMS) e o Registro do Windows.
#2. Bancos de dados de rede
Os sistemas de gerenciamento de banco de dados de rede (SGBDs de rede) geram relacionamentos entre entidades utilizando uma estrutura de rede. Grandes computadores digitais são as principais plataformas para bancos de dados de rede. Os bancos de dados de rede são hierárquicos; entretanto, diferentemente dos bancos de dados hierárquicos, onde um nó pode ter apenas um pai, um nó de rede pode ter vários relacionamentos. Um banco de dados de rede se assemelha a uma teia de aranha ou a uma rede interligada de registros.
Nos bancos de dados de rede, os filhos são chamados de membros, enquanto os pais são chamados de ocupantes. Cada filho ou membro difere porque pode ter mais de um dos pais.
O processo de aprovação do modelo de dados de rede é semelhante ao de um modelo de dados hierárquico. Os dados de um banco de dados de rede são organizados em relacionamentos muitos para muitos.
#3. Bancos de dados relacionais
A ligação entre os dados em um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (RDBMS) é relacional e registrada em forma tabular de colunas e linhas. Cada coluna de uma tabela representa um atributo e cada linha representa um registro. Cada campo de uma tabela representa um valor de dados.
Os RDBMS são consultados usando Structured Query Language (SQL), que inclui inserção, atualização, remoção e pesquisa de registros. Os bancos de dados relacionais usam um campo-chave para identificar exclusivamente cada linha em cada tabela. Esses campos-chave podem ser usados para vincular uma tabela de dados a outra.
Os bancos de dados mais comuns e comumente usados são os bancos de dados relacionais. Oracle, SQL Server, MySQL, SQLite e IBM DB2 são alguns DDBMS comuns.
#4. Banco de dados modelo orientado a objetos
Devemos discutir a utilidade da programação orientada a objetos neste modelo. É necessário mais do que simplesmente armazenar objetos de linguagem de programação. A semântica de C++ e Java está sendo aprimorada por DBMS de objetos. Ele oferece suporte à compatibilidade de idioma nativo, ao mesmo tempo que fornece recursos completos de desenvolvimento de banco de dados. Ele estende linguagens de programação de objetos com recursos de banco de dados.
A técnica de Programação Orientada a Objetos é análoga à criação de aplicativos e bancos de dados em um modelo de dados e ambiente de linguagem consistentes. Os aplicativos empregam menos código, modelagem de dados mais intuitiva e são mais fáceis de manter. Com um pouco mais de trabalho, os desenvolvedores de objetos podem criar aplicativos de banco de dados abrangentes.
A integridade das linguagens de programação orientadas a objetos e dos sistemas consistentes é a base para o desenvolvimento de bancos de dados orientados a objetos. O poder dos bancos de dados orientados a objetos decorre do tratamento cíclico de dados persistentes, como os encontrados em bancos de dados, e de dados transitórios, como os encontrados em aplicativos em execução.
#5. Bancos de dados gráficos
Bancos de dados gráficos são bancos de dados NoSQL que usam uma estrutura gráfica para consultas semânticas. As informações são organizadas em nós, arestas e propriedades. Um nó em um banco de dados gráfico representa uma entidade ou instância, como um cliente, pessoa ou veículo. Num sistema de banco de dados relacional, um nó é idêntico a um registro. Em um banco de dados gráfico, um Edge descreve um relacionamento que conecta nós. Propriedades são bits de informação adicionados aos nós.
Os bancos de dados gráficos incluem Neo4j, Azure Cosmos DB, SAP HANA, Sparks, Oracle Spatial and Graph, OrientDB, ArrangoDB e MarkLogic. Alguns RDBMS, principalmente Oracle e SQL Server 2017 e versões subsequentes, também oferecem suporte à estrutura de banco de dados gráfico.
#6. Bancos de dados de modelo ER
Um banco de dados geralmente é usado para implementar um modelo ER. Cada linha da tabela representa uma instância de um tipo de entidade em um sistema de banco de dados relacional simples e cada campo em uma tabela representa um tipo de atributo. Um relacionamento entre entidades é realizado em um banco de dados relacional armazenando a chave primária de uma entidade como um ponteiro ou “chave estrangeira” na tabela de outro objeto.
#7. Bancos de dados de documentos
Bancos de dados de documentos (Document DB) são bancos de dados NoSQL que armazenam dados na forma de documentos. Cada documento representa os dados, seu relacionamento com outros dados e suas propriedades de dados. Os dados em um banco de dados de documentos são armazenados em um formato de valor-chave.
O Document DB ganhou popularidade recentemente devido ao seu armazenamento de documentos e recursos NoSQL. O armazenamento de dados NoSQL permite armazenamento e pesquisa de documentos mais rápidos.
Hadoop/HBase, Cassandra, Hypertable, MapR, Hortonworks, Cloudera, Amazon SimpleDB, Apache Flink, IBM Informix, Elastic, MongoDB e Azure DocumentDB são bancos de dados NoSQL populares.
#8. Bancos de dados NoSQL
SQL não é a principal linguagem de acesso a dados em bancos de dados NoSQL. Os bancos de dados NoSQL incluem bancos de dados gráficos, bancos de dados de rede, bancos de dados de objetos e bancos de dados de documentos.
Como os bancos de dados NoSQL não possuem esquemas estabelecidos, eles são ideais para ambientes de desenvolvimento que mudam rapidamente.
O NoSQL permite que os desenvolvedores façam alterações rapidamente, sem a necessidade de reiniciar os programas.
Os bancos de dados NoSQL são classificados em cinco tipos principais: coluna, documento, gráfico, valor-chave e objeto.
Exemplos de sistemas de gerenciamento de banco de dados (SGBD)
#1. MySQL
MySQL é um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional cliente-servidor (RDBMS) de código aberto. Vamos primeiro definir a arquitetura cliente-servidor. Clientes são computadores que instalam e operam software RDBMS. Eles se conectam ao servidor RDBMS sempre que precisam acessar dados. Esse é o componente “cliente-servidor”.
#2. Acesso Microsoft
Microsoft Access é um SGBD da Microsoft que combina o Microsoft Jet Database Engine relacional com uma interface gráfica de usuário e recursos de desenvolvimento de software. Faz parte do pacote de software Microsoft Office e está disponível nas edições profissional e superior.
# 3. Oráculo
Oracle é um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional desenvolvido e mantido pela Oracle Corporation. Dentro de um único banco de dados, ele atualmente suporta vários modelos de dados, como documento, relacional e valor-chave. O sistema é baseado em um banco de dados relacional, por meio do qual os usuários podem acessar diretamente os itens de dados.
#4. SQL da Microsoft
O Microsoft SQL Server, junto com MySQL, PostgreSQL e Oracle, é um dos sistemas de gerenciamento de banco de dados relacional mais populares como uma solução totalmente comercial. É capaz de armazenar e gerenciar dados relacionais com eficácia. Para se comunicar com bancos de dados SQL Server.
Por que as empresas precisam de gerenciamento de banco de dados
A explosão de dados não mostra sinais de diminuir. Como resultado, as empresas estão investindo em atividades de gerenciamento de banco de dados, gerenciadores de banco de dados e sistemas de gerenciamento de banco de dados para:
- Manter as atividades comerciais conforme previsto.
- Mantenha um registro de clientes, inventários de dados e trabalhadores.
- Mantenha o desempenho do seu aplicativo e banco de dados.
- Armazene e organize muitos tipos de dados.
- Automatize operações e procedimentos de banco de dados.
As vantagens de um sistema de gerenciamento de banco de dados, em particular, são difíceis de ignorar, especialmente à medida que cresce diariamente o volume de dados gerados por humanos e máquinas. Uma das vantagens mais notáveis é o aumento da segurança dos dados em um banco de dados. As empresas podem utilizar DBMS para melhorar o acesso aos dados e permitir que os usuários finais em toda a empresa compartilhem dados. Como resultado de terem acesso aos dados precisos de que necessitam, estes utilizadores finais podem produzir vendas mais rápidas e fazer escolhas mais rápidas.
Além disso, ao utilizar um sistema de gestão de base de dados, as empresas podem reduzir os problemas causados pela inconsistência de dados, que ocorre quando existem várias formas dos mesmos dados em locais separados. Um SGBD oferece às organizações uma imagem completa e transparente de como os dados são compartilhados, evitando desperdício de cópias de dados. Um SGBD também permite que as empresas apliquem padrões de segurança e privacidade de dados, reduzindo a chance de vazamento de dados.
Finalmente, os utilizadores finais seriam capazes de tomar decisões informadas com base nos dados à sua disposição. Dados melhores e mais consistentes fornecem informações úteis e de alta qualidade que podem ajudar os usuários a tomar decisões com base nos dados precisos de que necessitam. Isso, por sua vez, leva ao aumento da produtividade em toda a organização.
Como escolher um sistema de gestão
Quer sua organização queira desenvolver melhores práticas de gerenciamento de banco de dados ou implementar um sistema de gerenciamento de banco de dados, a seleção do SGBD correto é influenciada por uma variedade de critérios e prioridades.
Compreender seu(s) banco(s) de dados atual(is) é o primeiro e mais importante passo para selecionar qual SGBD é melhor para você. Cada banco de dados terá seu próprio conjunto de dados, portanto as organizações devem estar cientes de seus requisitos. Um bom SGBD fornecerá uma visão consolidada do estado dos seus dados, permitindo entender onde eles estão armazenados e como estão sendo utilizados. Sem mencionar que um SGBD fornecerá acesso a dados em vários aplicativos sem a necessidade de replicação de dados.
Também é crucial lembrar que, como muitos outros sistemas, um SGBD exigirá memória e CPU adicionais, portanto as organizações devem considerar se podem atender a esse requisito. No entanto, as vantagens do SGBD são palpáveis, especialmente quando se trata de grandes quantidades de dados sensíveis, como os observados em instituições de saúde.
Quais são os 5 objetivos dos sistemas de gerenciamento de banco de dados?
Simultaneidade, segurança, backup e recuperação, integridade e descrições de dados são funções de um SGBD. Os sistemas de gerenciamento de banco de dados oferecem inúmeras vantagens, mas sua configuração é cara e demorada.
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Referências
