quinta-feira, 19 de maio de 2011

Modelos de Dados de um Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD)

Modelos de Dados de um (SGBD)

1. Modelo Hierárquico


O modelo hierárquico foi o primeiro a ser reconhecido como um modelo de dados. Seu
desenvolvimento somente foi possível devido à  consolidação dos discos de armazenamento
endereçáveis, pois esses discos possibilitaram a exploração de sua estrutura de
endereçamento físico para viabilizar a representação hierárquica das informações. Nesse
modelo de dados, os dados são estruturados em hierarquias ou árvores. Os nós das
hierarquias contêm ocorrências de registros, onde cada registro é uma coleção de campos
(atributos), cada um contendo apenas uma informação. O registro da hierarquia que precede a outros é o registro-pai, os outros são chamados de registros-filhos. Como exemplo do modelo hierárquico, considere a Figura 1.1 abaixo.


2.  Modelo em Rede 

O modelo em redes surgiu como uma extensão ao modelo hierárquico, eliminando o conceito
de hierarquia e permitindo que um mesmo registro estivesse envolvido em várias associações. No modelo em rede, os registros são organizados em grafos onde aparece um único tipo de associação (set) que define uma relação 1:N entre 2 tipos de registros: proprietário e membro. Desta maneira, dados dois relacionamentos 1:N entre os registros A e D e entre os registros C e D é possível construir um relacionamento M:N entre A e D. O gerenciador Data Base Task Group (DBTG) da CODASYL (Committee on Data Systems and Languages) estabeleceu uma norma para este modelo de banco de dados, com linguagem própria para definição e manipulação de dados. Os dados tinham uma forma limitada de independência física. A única garantia era que o sistema deveria recuperar os dados para as aplicações como se eles estivessem armazenados na maneira indicada nos esquemas. A Figura 1.2 ilustra um exemplo de diagrama do modelo em rede.



Estes dois modelos: Hierárquico e Rede são Orientados a Registros, isto é, qualquer acesso à base de dados –  inserção, consulta, alteração ou remoção – é feito em um registro de cada vez. 


3. Modelo Relacional

O modelo relacional apareceu devido às seguintes necessidades: aumentar a independência
de dados nos sistemas gerenciadores de banco de dados; prover um conjunto de funções
apoiadas em álgebra relacional para armazenamento e recuperação de dados; permitir
processamento ad hoc. O modelo relacional, tendo por base a teoria dos conjuntos e álgebra
relacional, foi resultado de um estudo teórico realizado por CODD. O Modelo relacional
revelou-se ser o mais flexível e adequado ao solucionar os vários problemas que se colocam
no nível da concepção e implementação da base de dados. A Figura 1.3, abaixo, traz
exemplos de tabelas sob o modelo relacional.  


4. Modelo Orientado a Objetos 


Os bancos de dados orientados a objeto começaram a se tornar comercialmente viáveis em
meados de 1980. A motivação para seu surgimento está em função dos limites de
armazenamento e representação semântica impostas no modelo relacional. Alguns exemplos
são os sistemas de informações geográficas (SIG), os sistemas CAD e CAM, que são mais
facilmente construídos usando tipos complexos de dados. A habilidade para criar os tipos de
dados necessários é uma característica das linguagens de programação orientadas a objetos. Observe o exemplo da Figura 1.4, e compare as diferenças com o modelo anterior.


5. Sistemas Objeto-Relacionais

A área de atuação dos sistemas Objeto-Relacional tenta suprir a dificuldade dos sistemas
relacionais convencionais, que é o de representar e manipular dados complexos, visando ser
mais representativos em semântica e construções de modelagens. A solução proposta é a
adição de facilidades para manusear tais dados utilizando-se das facilidades SQL (Structured Query Language) existentes. Para isso, foi necessário adicionar: extensões dos tipos básicos
no contexto SQL; representações para objetos complexos no contexto SQL; herança no
contexto SQL e sistema para produção de regras.

Autor: Osvaldo Kotaro Takai 
          Isabel Cristina Italiano
          João Eduardo Ferreira
          DCC-IME-USP

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