Banco de dados: o que é e como escolher o melhor para o seu projeto

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23 minutos de leitura

Banco de dados o que é? basicamente, é uma coleção de dados organizados para que a informação dentro possa ser acessada facilmente mais tarde. Seus dados serão mais precisos, confiáveis e fáceis de usar se você tiver um banco de dados.

 

Se você passa um bom tempo no computador, você provavelmente interage com banco de dados várias vezes ao dia, ou às vezes até várias vezes por hora. Um banco de dados alimenta tudo, desde software de banco, pesquisas científicas até registros do governo, também como os sites que você usa todos os dias, tal como Amazon, Youtube, Netflix e Wikipedia. Na verdade, se você achou essa página através de um mecanismo de busca da internet, sua consulta foi alimentada por um (Gigantesco) banco de dados. Mas bancos de dados não são apenas para grandes sites que servem milhares de usuários por dia, mas também pode ser usado por pequenas empresas, ou por um grupo pequeno de pessoas.

 

O motivo pelo qual o banco de dados é tão comum, para casos de uso pequeno e grande, é porque eles tornam o acesso à informação através de um computador muito mais fácil. Se você trabalha com informação diariamente, e muito de nós trabalhamos, vale a pena entender o que é um banco de dados e seus tipos. E uma vez que você entende o que são banco de dados, você talvez até queira construir seu próprio ou até queira virar um profissional cientista de dados, onde a manipulação e a construção desses bancos de dados são recorrentes.

 

Banco de dados o que é:

 

Para realmente entender o porquê do banco de dados é importante primeiramente falar a respeito da sua definição.

Um banco de dados é uma conjunto logicamente organizado de informações, feita de tal jeito que a informação possa ser acessada mais tarde com um programa de computador.

 

Aqui mais uma forma de se pensar a respeito de banco de dados: O computador é um dispositivo que permite você manipular informações, independentemente se a informação estiver em forma de palavras, números, imagens ou vídeos. No entanto, o computador precisa armazenar essa informação antes que ela seja referenciada ou alterada e ele também precisa garantir que você encontre a informação correta no momento certo. Banco de dados é como computadores resolvem esses dois problemas.

 

Por definição, um dado dentro de um banco de dados precisa ser organizado sob um consistente conjunto lógico de princípios. O termo data model (modelo de dado) descreve a estrutura lógica de um banco de dados, no qual determina as regras de como as informações dentro podem ser organizadas e manipuladas. Há vários tipos de banco de dados, no qual são classificados de acordo com seus data models definidos. Por exemplo, o modelo de dado mais popular, o modelo de dados relacional, organiza os dados em tabelas bidimensionais relacionadas, enquanto o modelo de dados de gráfico organiza as informações em nodes (pontos) e edges (as linhas que conectam esses pontos)

 

Banco de dados modelos

Algumas representações abstratas de data models:  data model hierárquico (canto superior esquerdo), data model de rede (canto superior direito), data model relacional (canto inferior esquerdo), data model de gráfico (canto inferior direito).

 

Diferentes tipos de data models tem diferentes prós e contras dependendo do que você está tentando construir. Se você está tentando criar um banco de dados com um alto grau de integridade de dados no qual consegue escalar em flexibilidade, um banco de dados relacional provavelmente funcionará melhor; mas se você precisa de um banco de dados no qual consegue aguentar grandes volumes de dados, um banco de dados em gráfico pode ser uma boa opção.

 

A implementação de um data model em um banco de dados em particular, é chamado de schema do banco de dados. Você pode imaginar um schema de banco de dados como uma planta de um prédio, descrevendo detalhes de como prédio deve ser construído, só que nesse caso seria banco de dados e como seria implementado—tal como tipos de dados necessários e outras restrições. O schema de um banco de dados é o que difere de uma lista ou de uma planilha: com um schema você pode ter certeza que os dados no seu banco de dados serão organizados de acordo com um conjunto de regras, pelo simples fato de que deve ser feito dessa maneira.

 

Modelo de banco de dados para mídias

Por exemplo, se você estivesse implementando um banco de dados relacional para gerenciar o pipeline de conteúdo de sua empresa de mídia, o schema para este banco de dados explicaria quais tabelas a base conteria – membros da equipe, peças de conteúdo, campanhas – bem como quais dados podem ser encontrados em cada dessas tabelas e como essas tabelas estão vinculadas entre si.

 

Por exemplo, se você estivesse implementando um banco de dados relacional para gerenciar a pipeline de conteúdo de sua empresa de marketing digital, o schema para esse banco de dados explicaria quais tabelas a base conteria—membros da equipe (analistas de marketing digital, analista de mídias sociais, etc) pedaços de conteúdos, campanhas e também que tipo de dado você encontraria em cada uma dessas tabelas e como essas tabelas estão ligadas umas às outras.

 

Não importa como seu banco de dados seja organizado, você ainda precisa de um jeito para interagir com o banco de dados para realizar ações desejadas. Um sistema de gerenciamento de banco de dados (comumente abreviado como DMBS) é o software que torna possível para usuários finais criarem, modificarem, e administrarem os bancos de dados, também como definir, armazenar, manipular e recuperar dados dentro desses bancos de dados. Alguns exemplos de sistemas de gerenciamento de banco de dados incluem o MySQL, MongoDB, Oracle, File Maker, e Airtable. Assim como acontece com data models, o DMBS certo para você irá depender de seus objetivos, habilidades técnicas, e recursos disponíveis.

 

Evolução dos bancos de dados

Agora que você já sabe sobre banco de dados, vamos ver a sua evolução que completou mais de 50 anos de jornada desde a sua evolução de sistema flat-file para sistemas de objetos relacionais e relacionais. 

File-based

Em 1968 foi o ano em que os bancos de dados file-based foram introduzidos. Em banco de dados file-based, bancos de dados eram mantidos em flat file, ou seja, arquivos sem nível hierárquico. Embora os arquivos tenham muitas vantagens, há diversas limitações.

 

Uma das maiores vantagens é que o sistema de arquivos tem vários métodos de acesso, por exemplo: sequencial, indexado, e aleatório.

 

Isso exige programação de terceira geração com linguagens como COBOL, BASIC.

 

Modelo de dados hierárquico

1960-1980 foi a era dos bancos de dados hierárquicos. O banco de dados hierárquico proeminente foi os primeiros DBMS da IBM, era chamado de IMS (Sistema de gerenciamento de informação).

 

Nesse modelo, os arquivos são relacionados de uma maneira pai/filho.

 

O diagrama abaixo representa um modelo de dados hierárquico. O pequeno círculo representa os objetos.

 

 

Igual ao sistema file, esse modelo também teve suas limitações tal como implementação complexa e falta de independência estrutural. 

 

Network Data Model

Charles Bachman desenvolveu o primeiro DBMS em Honeywell chamado de Integrated Data Store (IDS). Foi desenvolvido no começo dos anos 60, mas foi padronizado em 1971 pelo grupo CODASYL (conferência em linguagens de dados).

 

Nesse modelo, arquivos são relacionados como proprietários e membros, igual ao comum Network Model

 

O network data model identifica os seguintes componentes:

 

  • esquema de rede (organização de banco de dados)

 

  • subesquema (visualização do banco de dados por usuário)

 

  • Linguagem de gerenciamento de dados (procedural)

 

Esse modelo também teve algumas limitações tais como sistema de complexidade e dificuldade de desenhar e manter.

 

Banco de dados o que é: relacional

1970 – Até o presente momento: é a era do banco de dados relacional e do gerenciamento de banco de dados. Em 1970, o modelo relacional foi proposto por E.F. Codd.

 

Modelo de banco de dados relacional tem duas principais terminologias chamadas de instances e schema.

 

A instance é uma tabela com linhas e colunas

 

O Schema especifica a estrutura tal como o nome da relação, tipo de cada coluna e nome.

 

Esse modelo usa alguns conceitos matemáticos como teoria de conjunto e lógica predicada.

 

O primeiro aplicativo de banco de dados da internet foi criado em 1995.

 

Durante a era do banco de dados relacional, muitos outros modelos foram introduzidos como modelos de orientado a objetos, modelo de objeto relacional, etc.

 

Quais são os benefícios de um banco de dados

Até mesmo sabendo o que são banco de dados, e sabendo quais serviços cruciais dependem de banco de dados, você talvez esteja se perguntando: “porque se preocupar com um banco de dados?” O que torna um banco de dados melhor que uma lista de informações? Quando que um banco de dados é mais útil que uma planilha? Diferentes tipos de banco de dados oferecem diferentes benefícios, mas há benefícios que os bancos de dados compartilham entre si que os tornam bastante valiosos para administrarem dados.

 

  • Bancos de dados podem escalar conforme seu negócio cresce

 

  • Bancos de dados conseguem aguentar vários usuários com facilidade

 

  • Bancos de dados armazenam informações de forma precisa e confiável

 

  • Bancos de dados permitem com que você evite informações redundantes

 

  • Banco de dados conseguem processar seus dados de maneira poderosa e interessante.

 

Banco de dados são escaláveis

Sistemas de banco de dados são capazes de armazenar e aguentar quantidades gigantescas de informações, por isso que sites como o Google no qual tem que lidar com terabytes (até mesmo petabytes) de dados todos os dias precisa de um banco de dados para funcionar.

 

Você talvez não esteja lidando com terabytes de dados no dia-a-dia, por enquanto!—mas o fato de que banco de dados são capazes de lidar com grandes quantidades de dados significa que um banco de dados bem projetado pode durar muitos anos enquanto você acumula mais dados ao longo do tempo. Seu negócio só vai crescer e investir em um banco de dados que possa crescer com você o salvará de futuras dores de cabeça.

 

Bancos de dados e planilhas: Escalabilidade

Imagine que você esteja administrando uma marca de roupas online, e você queira registrar todos os pedidos que são feitos, desde solicitações até a conclusão da compra. Se você tem uma operação de pequena escala e você está atendendo de um a dois pedidos por dia, talvez pareça suficiente começar controlando as informações de pedidos em uma planilha.

 

No entanto, se o volume de pedidos aumentar—talvez sua marca fique mais popular, e você comece a oferecer mais tipos de roupas, você provavelmente irá precisar trazer mais pessoas para a sua equipe, e talvez precise abrir lojas físicas—a mera quantidade de informações irá começar a prejudicar a sua planilha, e você talvez comece a experimentar lerdeza até mesmo travamentos. Problemas de performance na sua planilha irão só aumentar se sua empresa continuar prosperando por vários anos. Em contraste, os bancos de dados tem bem maior capacidade de armazenamento e são feitos para funcionarem no longo termo.

 

Você pode tentar e começar a resolver o problema armazenando suas informações de pedidos em várias planilhas—mas isso torna mais difícil encontrar informação que você precisa, e cria problemas de redundância de dados.

 

Bancos de dados conseguem lidar com múltiplos usuários

Bancos de dados se tornam uma ferramenta ainda mais poderosa quando você precisa colaborar com outras pessoas. Diferente de planilhas ou listas, bancos de dados são feitos da base para aguentarem várias pessoas trabalhando junto e realizando ações em um conjunto compartilhado de informações. Sistemas de gerenciamento de banco de dados também contém mecanismos embutidos para garantir que os dados se mantenham consistentes mesmo que várias pessoas estejam acessando os dados ao mesmo tempo—então você não terá situações onde uma pessoa tenta fazer uma mudança no qual entra em conflito com uma mudança diferente que uma outra pessoa tentou fazer ao mesmo tempo.

 

Além disso, a maioria dos sistemas de gerenciamento de dados também te dá a opção de controlar quem pode acessar qual informação, e também quem pode mudar tal informação.

 

Bancos de dados vs. Planilhas: lidando com múltiplos usuários

Retornando ao nosso exemplo da marca de roupas, enquanto sua empresa cresce, você irá descobrir que precisa trazer mais pessoas para escalar a produção. Se você está administrando o seu negócio com planilhas tradicionais, somente uma pessoa pode acessar e fazer alterações em um arquivo por vez, tornando difícil e menos produtivo para todos os funcionários. A situação ainda piora se diferentes funcionários trabalham com diferentes versões da mesma planilha, no qual se torna extremamente diferente conforme o tempo passa.

 

Novos programas de planilhas em nuvem conseguem evitar alguns dos problemas associados às versões e mudanças conflitantes, mas eles também faltam com os controles de acesso granular no qual muitos sistemas de gerenciamento de banco de dados oferecem.

 

Bancos de dados são confiáveis

Banco de dados o que é se não sua confiabilidade? Erros nos bancos de dados podem custar muito, e nos piores cenários podem tornar o seu dado até mesmo inútil. Felizmente o fato de os banco de dados terem uma estrutura definida, também como controles de acesso, torna muito mais fácil prevenir erros humanos.

 

Bancos de dados também possuem mecanismos integrados para proteger contra perda de dados, e restaurar dados caso você precise restaurar mudanças.

 

Banco de dados vs. Planilhas: Confiabilidade

Considerando que uma planilha não tem um schema da maneira que um banco de dados tem, há menos regras sobre onde e como usuários podem colocar dados—no qual significa que, conforme o tempo, erros humanos são prováveis de se acumular na sua planilha, especialmente se você tem várias pessoas tentando usar a planilha. É muito fácil de alguém digitar errado um código de produto, ou digitar a informação certa na célula errada.

 

Não importa o quão bom você talvez seja no seu trabalho erros podem e irão acontecer. Felizmente, com um banco de dados, quaisquer novos dados e mudanças em dados existentes têm de obedecer certas regras, então você pode prevenir que erros aconteçam em primeiro lugar.

 

Bancos de dados evitam redundâncias

O propósito dos bancos de dados é tornar os dados facilmente acessíveis para se usar depois. O único jeito que um banco de dados pode fazer isto acontecer é garantindo que cada pedaço de dado somente exista em um local por vez. Se você quisesse saber a resposta para uma pergunta em específico, tal como: “Qual é o telefone desta pessoa?” ou “Qual é o custo de varejo associado a este código de produto em específico?” não te pouparia mais tempo se você simplesmente precisasse olhar em um lugar para encontrar a resposta?

 

Isso torna mais crítico se o seu fluxo de trabalho é um onde você precisa atualizar seus dados regularmente. Com um banco de dados, você pode atualizar as informações em um lugar e ficar assegurado que os outros lugares onde os dados são referenciados serão automaticamente atualizados também— ao invés de vasculhar seus arquivos manualmente para tentar e encontrar instâncias dos dados antigos e desatualizados.

 

Bancos de dados vs. Planilhas

Suponhamos que todos os pedidos que você coloque na planilha da sua loja online também tenha o contato do cliente associado com isso. E se você quisesse enviar brindes para todos os seus clientes VIP?

 

Uma forma de se tentar e fazer isso é fazendo uma planilha separada devotada especificamente para coletar as informações de contato do cliente. Se você fizer isso, terá as mesmas informações do cliente morando em vários lugares. Se um cliente mudar o endereço de entrega, isso significa que você terá que manualmente atualizar essa informação, deixando o seu negócio exposto para potenciais erros caso você esqueça de fazer este trabalho, ou se você acidentalmente copiar e colar a informação errada. Você talvez mesmo acabe enviando o pedido para a localização errada! redundância custa tempo valioso criando trabalho desnecessário, mas talvez mais importante, te deixa vulnerável a erros.

 

Banco de dados são poderosos

Como banco de dados são projetados para facilitar recuperação de dados, eles também tornam possível processar os dados de maneiras poderosas e interessantes, essencialmente, você pode se perguntar—ou “consultar”—seu banco de dados para responder a perguntas específicas, como “quanto deste tipo de produto foi vendido nesse tempo de período específico” ou “Como anúncios no Google Ads ou Facebook Ads se comparam na sua empresa?

 

Quando você consulta um banco de dados para consultar uma pergunta em específico, você pode armazenar aqueles resultados daquela consulta como um view, no qual no mundo dos bancos de dados, é um subconjunto do banco de dados que você pode referenciar depois. Filtrando as informações disponíveis, os views ajudam pessoas que estão trabalhando com o banco de dados para mais facilmente encontrar a informação relevante de que precisam para realizar seu trabalho. Além disso, muitos bancos de dados permitem você controlar o acesso a essas visualizações com permissões granulares, o que significa que as pessoas certas podem ver seus dados.

 

Historicamente, muitos bancos de dados exigem que você aprenda tipos específicos de linguagens de programação para conseguir fazer consultas no seu banco de dados. Por exemplo, uma das linguagens mais conhecidas é SQL (um acrônimo para linguagem de consulta estruturada) no qual é usado em muitos sistemas de administração de bancos de dados relacionais. No entanto, atualmente, há vários sistemas de bancos de dados no qual vem com mais Interfaces gráficas do utilizador (GUIs) integrado, permitindo até iniciantes menos experientes começarem a usar bancos de dados de forma eficiente logo de cara.

 

 

Prós e contras dos principais tipos de banco de dados 

 

Banco de dados em nuvem

Banco de dados em nuvem facilita com que você armazene, gerencie, e recupere os seus dados estruturados e não estruturados através de uma plataforma em nuvem. Esse dado é acessado através da internet. Banco de dados em nuvem também são chamados de Database as Service (DBaaS) porque eles são oferecidos como um serviço gerenciável.

 

Algumas das melhores opções em nuvem são:

 

  • AWS (Amazon Web Service)

 

 

 

 

  • Google cloud spanner

 

Vantagens de um banco de dados em nuvem

 

Baixo custo

Geralmente, a empresa que oferece o serviço não precisa investir em banco de dados. Consegue manter e dar suporte a um ou mais data centers.

 

Automatizado

Banco de dados em nuvem são enriquecidos com uma variedade de processos automatizados tal como recovery, failover, e auto-scaling.

 

Acessibilidade aumentada

Você consegue acessar seu banco de dados em nuvem de qualquer lugar, a qualquer hora. Tudo o que você precisa é de acesso a internet.

 

Banco de dados NoSQL

Alta Escalabilidade

NoSQL consegue lidar com uma grande quantidade de dados por causa da escalabilidade. Se o dado cresce, o banco de dados NoSQL escala para conseguir lidar com esse dado de uma forma eficiente.

 

Alta disponibilidade

NoSQL suporta auto replicação. A auto replicação o torna altamente disponível, em caso de alguma falha, o dado se replica para o estado consistente anterior.

 

Desvantagens do NoSQL

 

Open-source

NoSQL é um banco de dados Open-source, então não há um padrão confiavel para o NoSQL ainda.

 

Desafio de gerenciamento

Gerenciamento de dados em NoSQL é muito mais complicado do que banco de dados relacional. É bem difícil de instalar e muito mais agitado para gerenciar diariamente.

 

Não tem GUI disponível

Ferramentas GUI para banco de dados NoSQL não são facilmente encontrados disponíveis no mercado.

 

Backup

Backup é um grande ponto fraco para o banco de dados NoSQL. Alguns bancos de dados tal como MongoDB, não tem abordagens poderosas para backup de dados.

 

Banco de dados orientado a objetos

Os banco de dados orientados a objetos contém dados em forma de objetos e classes. Objetos são entidades do mundo real, e os tipos são as coleções de objetos. Um banco de dados orientado a objetos é uma combinação de características de modelo relacional com princípios de orientação a objetos. É uma alternativa de implementação do modelo relacional.

 

O modelo de banco de dados orientado a objetos contém as seguintes características.

 

Propriedade de programação orientada a objeto

 

  • objetos

 

  • classes

 

  • herança

 

  • polimorfismo

 

  • encapsulação

 

Propriedades de banco de dados relacional

 

  • Atomicidade

 

  • Consistência

 

  • Integridade

 

  • Durabilidade

 

  • Concorrência

 

  • Processamento de consultas

 

Gráfico dos bancos de dados

Um banco de dados em gráfico é um banco de dados NoSQL. É uma representação gráfica dos dados. Contém nodes e edges. Um node representa uma entidade e cada edge representa um relacionamento entre duas edges. Cada node em um banco de dados gráfico representa um identificador único.

 

Um banco de dados em gráfico é benéfico para procurar o relacionamento entre dados porque eles dão ênfase no relacionamento entre dados relevantes.

 

 

Bancos de dados em gráficos são úteis quando o banco de dados contém um relacionamento complexo e schema dinâmica.

 

é mais usado em gerenciamento de cadeia de suprimentos, identificando a origem da telefonia IP.

 

DBMS (Sistema de gerenciamento de banco de dados)

O sistema de gerenciamento de banco de dados é um software usado para armazenar e recuperar o banco de dados, Por exemplo, Oracle, MySQL, etc.; essas são as ferramentas populares de DBMS.

 

  • O DBMS Fornece a interface para realizar várias operações, como criação, exclusão, modificação, etc.

 

  • O DBMS permite que o usuário crie seus bancos de dados de acordo com suas necessidades

 

  • O DBMS aceita solicitação do aplicativo e fornece dados específicos por meio de sistema operacional.

 

  • DBMS contém o grupo de programas que atuam de acordo com as instruções do usuário.

 

  • Ele fornece segurança para o banco de dados.

 

Vantagens do DBMS

Redundância de controles

Ele armazena todos os dados em um único arquivo de banco de dados, para que possa controlar a redundância dos dados.

 

Compartilhamento de dados

Um usuário autorizado pode autorizar os dados entre múltiplos usuários

 

Backup

Ele fornece subsistema de backup e recuperação. Esse sistema de recuperação cria dados automáticos do sistema de falha e restaura se for necessário

 

Múltiplas interfaces de usuário

Te fornece múltiplas interfaces de usuário como GUI, interfaces de aplicativo

 

Desvantagens do DBMS

 

Tamanho

Ocupa grande quantidade de espaço de disco e bastante memória para funcionar eficientemente

 

Custo

DBMS exige um processador de alta velocidade e grande memória para rodar o software de DBMS, então é custoso.

 

Complexidade

DBMS cria complexidade adicional e exigências

 

RDBMS (Relational Database Management System)

A palavra RDBMS é denominada “Relational Database Management System”. É representado como uma tabela que contém linhas e colunas.

 

RDBMS é baseado no modelo relacional; foi introduzido por E.F. Codd.

 

Um banco de dados relacional contém os seguintes componentes

 

  • Tabelas

 

  • Registro/Tupla

 

  • Campo/Nome da coluna /Atributo

 

  • Instancia

 

  • Schema

 

  • Chaves

 

Um RDBMS é um DBMS tabular que mantém a segurança, integridade, precisão, e consistência do dado.

 

Conclusão:

 

Banco de dados o que é em sua essência tornar o trabalho com informações mais fácil. A maioria das pessoas passam o seu trabalho (e vidas) e situações onde lidar com informações de forma eficiente é da maior importância. Um pecuarista precisa administrar informações sobre seu rebanho, tal como o peso de cada vaca e o histórico de vacinação. O chefe de um editorial de uma grande empresa de mídia precisa ser capaz de ver e gerenciar todos os ativos por meio de sua pipeline de produção de vídeo. Uma banda precisa ser capaz de planejar a sua agenda de tour. Um planejador de casamento precisa ser capaz de conciliar prazos e preços de vários fornecedores.

 

Embora você interaja com bancos de dados todos os dias, a ideia de fazer e usar um banco de dados pode ainda parecer bastante amedrontador. A boa notícia é que você não precisa ter nenhuma experiência antes disso com linguagem de programação para conseguir entender o básico do banco de dados e começar a colher seus frutos.

 

Confira também nosso Podcast sobre “As fases: do Excel até a Inteligência Artificial”:

 

Este artigo “Banco de dados: o que é e como escolher o melhor no seu projeto” foi adaptado e inspirado nestes artigos: https://blog.airtable.com/what-is-a-database/

https://www.javatpoint.com/what-is-database

O que aprendemos neste artigo: 

O que é banco de dados?

Um banco de dados é uma conjunto logicamente organizado de informações, feita de tal jeito que a informação possa ser acessada mais tarde com um programa de computador.

Quais a vantagens de um banco de dados?

Um banco de dados te dá muito mais segurança e praticidade para lidar com os dados de sua empresa, com ele você pode administrar quem pode usa-lo, evitar erros humanos e conflitos, armazenar muitos mais dados, etc.

O que é um DBMS

DBMS significa Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados. DMBS é o software utilizado para armazenar e recuperar os dados do banco de dados.

Qual é o modelo de banco de dados mais popular?

O modelo de banco de dados mais popular é o banco de dados relacional.

  • Etapa 1

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