O que é um banco de dados relacional? Como o SGBDR organiza os dados?

Imagine que você administra uma loja de comércio eletrônico. Você precisa acompanhar diariamente as informações dos clientes, detalhes dos pedidos e o inventário de produtos. Sem um sistema adequado, o caos está a apenas uma venda de distância.

Enquanto os bancos de dados são organizados estruturalmente para armazenar e usar dados de negócios, um banco de dados relacional com tabelas interligadas é fundamental para uma melhor gestão de dados.

Soluções de banco de dados relacional organizam e gerenciam grandes quantidades de dados interconectados de forma eficiente, desbloqueando, em última análise, insights valiosos para uma melhor tomada de decisão. Elas permitem que você divida informações complexas em tabelas menores e focadas, contendo dados específicos relevantes para seu propósito.

Bancos de dados relacionais vinculam diferentes tabelas usando relações um-para-um, um-para-muitos, muitos-para-um ou muitos-para-muitos. Essa estrutura permite que os usuários executem consultas e recuperem dados de várias tabelas interconectadas simultaneamente.

Elementos de um banco de dados relacional

Existem vários elementos que trabalham juntos para formar a base de um banco de dados relacional, permitindo que os usuários armazenem, organizem e recuperem dados de maneira estruturada e eficiente. Esses elementos incluem:

• Tabelas contêm um conjunto estruturado de dados com linhas e colunas. Cada tabela armazena dados sobre um assunto específico, como clientes, pedidos ou produtos em uma loja de comércio eletrônico.
• Colunas, também conhecidas como atributos ou campos, definem a estrutura de uma tabela especificando o tipo de dado que cada entrada conterá.
• Linhas, frequentemente chamadas de registros ou tuplas, representam entradas individuais em uma tabela. Cada linha contém uma coleção de valores correspondentes às colunas.

• Chaves são colunas ou um conjunto de colunas que identificam exclusivamente linhas dentro de uma tabela.
• Chave primária garante que nenhuma duas linhas terão o mesmo valor para a coluna de chave primária. Uma tabela pode ter apenas uma chave primária. Por exemplo, o ID do cliente pode ser uma chave primária, já que nenhum dois clientes terão o mesmo ID.
• Chave candidata ajuda a identificar exclusivamente todas as linhas em uma tabela. Pode haver várias chaves candidatas por tabela. Ao projetar um banco de dados, normalmente escolhe-se a chave candidata mais eficiente e adequada como chave primária.
• Chave estrangeira é uma coluna (ou conjunto de colunas) em uma tabela que referencia a chave primária de outra tabela. Estas estabelecem relações entre tabelas, permitindo que os usuários conectem dados entre elas e garantam a consistência.

Como funcionam os bancos de dados relacionais?

Bancos de dados relacionais armazenam dados em tabelas organizadas, como planilhas. Cada tabela foca em um tópico específico, com linhas representando entradas individuais e colunas definindo o tipo de dado para cada entrada. Imagine uma tabela para dados de clientes com colunas para ID do cliente, nome e e-mail, onde cada linha contém os detalhes de um cliente específico.

A mágica de um banco de dados relacional está em como essas tabelas se conectam. Chaves estrangeiras agem como pontes, referenciando a chave primária de outra tabela. Isso permite que você vincule dados entre tabelas. Por exemplo, uma tabela "Pedidos" pode ter uma chave estrangeira "customer_id" que aponta para a tabela "Clientes", permitindo que você veja qual cliente fez um pedido específico.

Ao conectar dados, os bancos de dados relacionais fornecem uma maneira estruturada e eficiente de armazenar e recuperar informações.

O que é um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (RDBMS)?

Um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (RDBMS) permite que uma organização gerencie e administre seus bancos de dados relacionais. É uma aplicação projetada para armazenar e gerenciar bancos de dados organizacionais de forma eficiente. Os RDBMSs fornecem uma visão abrangente dos dados e permitem consultas mais fáceis, já que existem várias convenções de nomenclatura e diretrizes para qualquer sistema de gerenciamento. Esses bancos de dados geralmente usam SQL como a linguagem de consulta.

SQL, ou Structured Query Language, é uma linguagem de consulta usada especificamente para bancos de dados relacionais. É útil para lidar com dados estruturados onde as entidades de dados estão interligadas. SQL tem uma sintaxe fixa para criar, atualizar, modificar, visualizar ou excluir registros em um banco de dados relacional.

Bancos de dados relacionais vs. não relacionais

Modelos de banco de dados relacional lidam com tabelas de dados que têm uma conexão ou relação interligada prévia. Bancos de dados não relacionais surgiram quando as necessidades de dados do mundo dos negócios não estavam limitadas a alguns bancos de dados indexados.

Por exemplo, se um determinado banco de dados de algumas milhares de tabelas precisa ser consultado, bancos de dados relacionais como Microsoft SQL Server ou MySQL podem ser muito úteis para lidar com as transações relacionadas. Mas se uma transação ou consulta de dados precisa rastrear milhões de páginas da web não relacionadas, bancos de dados não relacionais como sistemas de arquivos Hadoop ou NoSQL serão necessários.

Vamos examinar mais de perto cada um dos tipos de bancos de dados e entender por que ambos são relevantes para as empresas.

Como escolher o banco de dados relacional certo

Escolher o produto de banco de dados relacional perfeito depende das necessidades e objetivos de negócios de uma organização. Aqui estão as principais áreas que as empresas devem considerar ao escolher um banco de dados relacional.

Precisão dos dados

A natureza do seu negócio determina o nível de precisão dos dados com o qual você está disposto a trabalhar. Se você é uma instituição financeira, você vai querer optar por bancos de dados relacionais com um sistema de integridade de dados mais eficiente e embutido.

Escalabilidade

O crescimento antecipado das necessidades de dados da sua organização ajudará você a decidir o banco de dados relacional que deseja adotar. Você também pode considerar o número de serviços de backup que um banco de dados relacional fornece, dependendo das suas necessidades de backup de dados.

Concorrência

Se os dados do seu negócio precisam de acesso simultâneo de vários usuários, é melhor escolher um banco de dados relacional que suporte alta concorrência enquanto protege a integridade dos seus dados.

Confiabilidade

Os fatores de desempenho e confiabilidade de um banco de dados relacional precisam ser cuidadosamente considerados para sua organização, especialmente se você estiver vinculado a SLAs de negócios com seus clientes ou fornecedores.

Benefícios dos bancos de dados relacionais

Bancos de dados relacionais são amplamente utilizados por empresas em todo o mundo devido às suas capacidades de manuseio e gerenciamento de dados. Eles tornaram a consulta de dados muito mais fácil para as corporações e também ajudaram a manter uma visão geral dos pontos de dados interligados para futuros prospectos.

Vamos dar uma olhada nos principais benefícios de usar bancos de dados relacionais.

Redução da redundância de dados

A redundância de dados ou entradas de dados duplicadas para o mesmo registro são eliminadas usando bancos de dados relacionais. Os dados em bancos de dados relacionais são normalizados. A normalização é um processo que garante que não haja dados duplicados presentes em nenhum lugar. Como as tabelas estão interligadas, uma única instância dos dados pode ser usada em várias instruções ou consultas SQL através de joins.

Recuperação de desastres

Bancos de dados relacionais facilitam o backup e recuperação de dados convenientes, fornecendo funcionalidades fáceis de importação e exportação. O movimento de dados é permitido mesmo quando o banco de dados está em uso, reduzindo assim os riscos de perda de dados e falha do sistema.

Consistência de dados

Como as tabelas em um banco de dados relacional estão interligadas, os dados atualizados em uma única tabela refletirão em todas as outras instâncias no banco de dados. Por exemplo, digamos que você possui uma loja de eletrônicos e tem tabelas como customer_details, transaction_details e item_inventory. Se um determinado cliente comprar um produto, os detalhes são atualizados em cada uma dessas tabelas, mantendo assim dados uniformes em todas elas.

Flexibilidade

SQL é usado como uma linguagem de consulta para bancos de dados relacionais. Ele fornece opções para criar, modificar, atualizar e excluir tabelas no banco de dados mesmo quando está em uso. Isso é particularmente útil na atualização de esquemas conforme os requisitos de dados transacionais.

Atomicidade

Atomicidade refere-se a uma transação de banco de dados sendo considerada uma única entidade e não dependente de seus componentes individuais. Se uma transação precisa acontecer em um banco de dados relacional, todos os componentes necessários para completar a consulta com sucesso devem estar presentes. Isso também se aplica a consultas de commit ou save. Se uma parte de uma transação não puder ser comprometida, o SQL não permitirá commits parciais em um banco de dados relacional.

Bloqueio de banco de dados

Quando vários usuários tentam modificar um determinado componente de um banco de dados relacional, o bloqueio de banco de dados impede que outros usuários acessem os dados enquanto estão sendo atualizados. Isso ajuda a manter a concorrência de dados e garante a integridade dos dados quando vários usuários usam o banco de dados ao mesmo tempo.

Desafios de usar bancos de dados relacionais

Bancos de dados relacionais, embora sejam uma solução ideal para a maioria dos problemas de banco de dados e conjunto de dados empresariais, apresentam alguns problemas com seu desempenho e escalabilidade quando a quantidade de dados excede um certo limite. Vamos dar uma olhada nesses problemas em detalhes.

Problemas de desempenho

Como as tabelas em um banco de dados relacional têm interligações e relações, um influxo repentino de adições ou modificações de dados pode impactar muitas relações, diminuindo o desempenho geral do banco de dados.

Capacidade de lidar com big data

Bancos de dados relacionais são dependentes de um único servidor. Para lidar com mais dados, eles precisam de uma infraestrutura e capacidade de memória maiores. Isso os torna menos escaláveis e caros para empresas que lidam com grandes volumes de dados.

Melhor software de banco de dados relacional em 2024

O software de banco de dados relacional ajuda a armazenar e gerenciar dados através de formatos de tabela tradicionais. Ele cria e mantém relações entre dados transacionais empresariais e mantém os dados acessíveis a todos os acionistas.

Para se qualificar para inclusão como um dos principais provedores de software de banco de dados relacional, uma solução deve:

• Suportar a organização de dados em formato tabular
• Permitir a modificação de dados pelos usuários
• Fornecer armazenamento para dados empresariais

*Abaixo estão os cinco principais provedores de soluções de software de banco de dados relacional do Relatório Grid® de Outono de 2024 da G2. Algumas avaliações podem ter sido editadas para maior clareza.

1. Amazon Relational Database Service (RDS)

Amazon Relational Database Service (RDS) é um serviço gerenciado pela Amazon Web Services (AWS) que simplifica o gerenciamento de bancos de dados relacionais na nuvem. Em vez de ter que configurar e configurar o banco de dados você mesmo, o RDS cuida dessas tarefas, permitindo que você se concentre em sua aplicação.

O que os usuários mais gostam:

"A melhor coisa sobre o RDS é o recurso de auto-escalonamento. Anteriormente, eu estava usando um servidor local para hospedar meu banco de dados MySQL, e gerenciar o armazenamento e o tráfego era uma grande preocupação para mim. Ao descarregar patches e gerenciamento de infraestrutura, agora estou mais focado em outras coisas. Eu pessoalmente gosto das réplicas de leitura, e o auto-escalonamento de armazenamento é o melhor recurso. Posso facilmente integrar meu RDS com dezenas de serviços AWS de forma segura e sem custo. Não preciso verificar seu status diariamente e posso apenas olhar meu e-mail se algo der errado com o RDS. Posso facilmente criar uma cópia do banco de dados para o ambiente de teste a partir de um snapshot. Fiquei preso na implementação de logs de auditoria, mas o suporte ao cliente foi realmente bom em me ajudar. É muito fácil de usar e implementar. Eu o uso diariamente."

- Revisão do Amazon Relational Database Service, Usman K.

O que os usuários não gostam:

"Podemos automatizá-lo para desempenho, o que é um pouco incômodo para mim. Além disso, há tempo de inatividade se e quando queremos escalá-lo, e se quisermos usar as opções avançadas, o custo é significativamente alto."

- Revisão do Amazon Relational Database Service, Bishal J.

2. Google Cloud SQL

Google Cloud SQL é um serviço de banco de dados relacional totalmente gerenciado oferecido pelo Google Cloud Platform. Ele permite que você configure e gerencie bancos de dados na nuvem em vez de manter sua própria infraestrutura de banco de dados. O Google Cloud SQL criptografa seus dados em repouso e em trânsito e permite que você controle o acesso à rede aos seus bancos de dados.

O que os usuários mais gostam:

"O Google Cloud SQL fornece um DBMS baseado em nuvem, não requer configuração complicada e me permite conectar e consultar dados de vários bancos de dados, especialmente o Microsoft SQL Server. Além disso, o Cloud SQL permite que minha equipe use o SQL Server Management Studio para acessar e gerenciar nossos projetos analíticos que combinam bancos de dados locais com dados no Google Cloud. O serviço integra-se ao armazenamento do Google Cloud, e a interface do usuário é bem projetada e fácil de usar."

- Revisão do Google Cloud SQL, Hosham K.

O que os usuários não gostam:

"Gerenciar dados de locais para o Google Cloud é difícil, pois a rede é muito difícil de gerenciar no GCP. E outra coisa que não gosto é gerenciar a cobrança, não fornece cobrança combinada de alguns serviços como o Cloud Dialogflow. Também deveria dar notificação se alguns recursos não foram usados por um longo tempo."

- Revisão do Google Cloud SQL, Aayush M.

3. Amazon Aurora

Amazon Aurora combina o desempenho e a velocidade de bancos de dados comerciais de alto nível com a engenhosidade e simplicidade do software de banco de dados de código aberto. Ele pode ser usado para armazenar dados, suportar várias linguagens de programação e tabelas de banco de dados.

O que os usuários mais gostam:

“Amazon Aurora é mais adequado para criar bancos de dados complexos, altamente disponíveis e comerciais, de uma maneira muito direta. O tamanho do banco de dados deve ser médio a grande, porque só então você poderá justificar o custo extra incorrido por usar o Amazon Aurora. Outro aspecto é que, se você já está usando a AWS e a maioria de suas aplicações e serviços estão na nuvem. Então faz sentido usar o Amazon Aurora, já que ele se encaixa bem no ecossistema da Amazon.”

- Revisão do Amazon Aurora, Vikas R.

O que os usuários não gostam:

“O produto atendeu a todas as minhas expectativas e muito além. O único problema que posso lembrar é que ele precisa trabalhar mais no módulo de Backup, porque tentamos um reinício a frio e backup do último ponto de verificação, mas enfrentamos muitos problemas e tivemos que envolver a equipe de suporte da Amazon para isso.”

- Revisão do Amazon Aurora, Kevin T.

4. Microsoft SQL

Microsoft SQL permite que Windows, Linux e contêineres Docker aproveitem o poder dos bancos de dados SQL e fornece recursos de segurança inovadores para melhor manuseio de dados.

O que os usuários mais gostam:

“Minha coisa favorita sobre este software é o quão robusto é como ferramenta. Tem sido o mecanismo de banco de dados de escolha para muitos dos sistemas de negócios que usei em minha carreira, desde sistemas PDM e ERP até ferramentas de automação de design. O uso desta plataforma pelos desenvolvedores desses sistemas vai muito além do que posso criar por conta própria. No entanto, achei a arquitetura das tabelas interconectadas usadas nesses sistemas intuitiva, me dando uma curva de aprendizado rasa caso eu precise auditar ou recuperar dados desses sistemas.”

- Revisão do Microsoft SQL, David M.

O que os usuários não gostam:

“É um banco de dados de grande escala, então se você está procurando algo leve para sites menores. Provavelmente não é para você. Também leva um pouco de curva de aprendizado e é útil ter um administrador dedicado em ambientes de TI completos. No entanto, isso pode ser superado pela riqueza de informações disponíveis por aí devido à sua longevidade como produto.”

- Revisão do Microsoft SQL, Jeremiah S.

5. Oracle Database

Oracle Database fornece suporte em nuvem para maior satisfação do cliente e também permite a redução dos custos de infraestrutura de TI.

O que os usuários mais gostam:

“O Oracle Database simplifica a organização de dados de grandes bancos de dados e facilita sua vida ao selecionar e consultar o banco de dados usando uma linguagem simples, o SQL. Ele mantém os dados em tabelas relacionais, criando assim relações significativas entre dados e ferramentas de extração. Além disso, facilita a recuperação, relatórios, previsões e todas as coisas boas.”

- Revisão do Oracle Database, Gaurav O.

O que os usuários não gostam:

“Muitas instalações extras e complexas de ferramentas são necessárias primeiro para gerenciar adequadamente a implantação do banco de dados a fim de alcançar um sistema de monitoramento e alerta em nível empresarial.”

- Revisão do Oracle Database, Norkamal M.

Diga adeus aos silos de dados

A natureza interconectada dos bancos de dados relacionais permite uma tomada de decisão mais inteligente. Eles oferecem inúmeras vantagens e escopo para armazenar, gerenciar e organizar dados.

Com a virtualização e a computação em nuvem entrando na arena dos bancos de dados, bancos de dados em nuvem são o futuro previsível para o armazenamento de dados. Mover toda a sua infraestrutura de banco de dados para a nuvem pode parecer um investimento que vale a pena se sua postura de segurança for de alto nível.

Saiba mais sobre segurança de armazenamento em nuvem e como manter seu banco de dados em nuvem seguro.

Este artigo foi publicado originalmente em 2021. Foi atualizado com novas informações.