Arquitetura Cliente/Servidor e Aplicações de Duas Camadas

O modelo Cliente/Servidor teve como principal objetivo descentralizar o processamento centralizado que dominava na época dos mainframes. Com isso, parte do processamento é executado no cliente e parte no servidor.

Para esse modelo, é utilizado aplicações de duas camadas, permanecendo o código executável do aplicativo desenvolvido nos clientes e o banco de dados em um servidor (geralmente dedicado).

O Cliente desse modelo é responsável pela Apresentação e lógica de negócios. O servidor de banco de dados (segunda camada, o servidor) é responsável pela persistência dos dados que a aplicação cliente envia.

Um grande problema desse modelo é a atualização dos clientes nas estações. Um bom exemplo disso seria uma grande empresa que possui mais de 1000 estações e que precisa atualizar o aplicativo cliente! (Fazer esse serviço manualmente não é nada produtivo!)

Características de um Gerenciador de Banco de Dados

Controle de redundância: informações devem possuir um mínimo de redundância visando estabelecer à estabilidade do modelo;

Compartilhamento de dados: as informações devem estar disponíveis para qualquer número de usuários de forma concomitante e segura;

Controle de acesso: necessidade de saber quem pode realizar qual função dentro do banco de dados;
Esquematização: os relacionamentos devem estar armazenados no banco de dados para garantir a facilidade de entendimento e aplicação do modelo. A integridade das informações deve ser garantida pelo banco de dados;

Backup ou cópias de segurança: deve haver rotinas específicas para realizar a cópia de segurança dos dados armazenados;

A segurança é um fator que muito diferencia um banco de dados de outro. Às vezes, há dois bancos de dados que utilizam o SQL como linguagem de acesso e manipulação de dados, mas que têm estruturas de controle de acesso completamente diferentes. Um gerenciador de banco de dados deve prever o controle de acesso às informações e garantir por meio de recursos internos que os dados sejam disponibilizados rapidamente.

O objetivo de um banco de dados relacional é armazenar um grupo de objetos de um dicionário de dados, de forma a tornar rápida e segura a manipulação das informações contidas nesses objetos. Como objetos, podemos entender tabelas, visões, índices e até mesmo procedimentos e funções que estejam armazenadas no banco de dados.

A Evolução dos Softwares

Em 1847 foi criada a álgebra booleana e passados quase um século, em 1945 Von Neumann criou a Lógica Binária, logo após nasce, também, a Primeira Geração da Linguagem de Máquina, seguida pela Segunda Geração da Linguagem de Programação em 1955, a Linguagem Assembler.

No Final da década de 50, foi criada a FORTRAN, linguagem de Terceira Geração de alto nível, e após isso, em 63 o Basic, popularizado nos microcomputadores e já em 1968, a Linguagem Pascal. Em 1975, ocorreu o início das Linguagens de Quarta Geração (4GL), e na mesma época o Smalltalk do Centro de Pesquisas da Xerox. Já em 1978, foi criado o Ada, introduzido pelo DoD e baseado no FORTRAN e Pascal.

No início dos anos 80 foi criado o MS-DOS da Microsoft, para PC e Compatíveis, seguidos pelo MS Word e do Windows como Ambiente Operacional, em 83 e 85, respectivamente. Não ficando atrás, surge em 1990 o Unix, firmando-se como ambiente multiusuário.

Logo após o nascimento dos primeiros prototipadores é instaurado o Windows 3.1 e 3.11, já com características de integração em rede. E a partir de 1993 nasce o Windows NT iniciando disputas por ambientes de rede com a Novell. Em 1995 e 1996, são criadas linguagens visuais (Visual Objects, Visual Basic e Delphi) disputando o ambiente de programação visual, seguidos pela criação de ferramentas
de prototipação para VB e Delphi.

Origens e Histórico dos computadores

A Evolução dos computadores antigamente dava-se de forma lenta, visto que ainda não se entendia muito bem a necessidade de um computador eletrônico. Passados os anos 1930, essa ideia sofreu algumas modificações, sendo a computação eletrônica restrita a apenas a algumas pessoas.

A partir da década de 60 a programação das máquinas ganhou certa importância, surgindo reais necessidades disseminadas pelo desenvolvimento das máquinas e do software. Desde então, os equipamentos computacionais e programas vem passando uma série de rápidas transformações, atingindo um patamar de maior facilidade para o usuário final.

O soroban, o ábaco japonês era destinado a registrar valores e realizar operações de soma e subtração, e posteriormente foram-se desenvolvidas as técnicas para divisão e multiplicação, e atualmente é possível realizar extrações de raízes, sendo possível trabalhar com números inteiros, decimais e negativos.

No Brasil, o Ábaco chegou em 1908, com os primeiros imigrantes, e teve uma versão moderna em 1953, tendo sua técnica de manuseio alterada pelo Prof. Fukutaro Kato em 1956.

O ábaco tem por sua origem o método de calcular usando sulcos de areia e pequenas pedras, sendo posteriormente substituída a areia, por uma tábua de argila, e depois, orientada por uma haste que as trespassava.

Introdução à Banco de Dados

Um banco de dados é um conjunto coerente e lógico de dados relacionados que possuem significância intríseca. Esses dados representam aspectos do mundo real e devem ser mantidos para atender aos requisitos da empresa.
Esses dados estão dispostos em uma ordem predefinida para atender a determinadas necessidades dos usuários. Existem diversos objetos que podem ser armazenados em um banco de dados, como índices, visões, procedimentos e funções.

Segundo DATE (p. 41, 2000), o objetivo geral do SGDB é fornecer suporte ao desenvolvimento e à execução de aplicações de bancos de dados. Portanto, sob um ponto de vista de mais alto nível, um sistema de banco de dados pode ser considerado como tendo uma estrutura muito simples em duas partes, consistindo em um servidor (também chamado back end) e um conjunto de clientes (também chamados front ends).

O servidor é o próprio SGDB, emitindo as funções de manipulação de dados, segurança, definição de dados, integridade de dados etc.
Os clientes são as diversas aplicações executadas sobre o SGBD, tanto aplicações escritas por usuários quanto aplicações fornecidas pelo fabricante do SGBD ou produtores independentes. (DATE, p. 41, 2000)

Um gerenciador de banco de dados (DBMS – Database Management System) é uma coleção de programas que permitem criar estruturas, manter dados e gerenciar as transações efetuadas em tabelas, além de permitir a extração das informações de maneira rápida e segura.

Ao se projetar um banco de dados tem-se em mente um conjunto de aplicações que primordialmente se deseja fazer sobre os dados. Elas determinam o uso principal que se quer fazer do banco de dados. Bancos de dados podem ser muito simples ou muito complexos e/ou de tamanhos que podem variar de um banco de dados para outros.

Como, por exemplo, podemos ter uma simples e pequena base de dados dos nomes e telefones das pessoas conhecidas de um indivíduo ou dos bens e valores de uma pessoa física. Bases de dados podem ser mantidas de forma manual, através de um arquivo físico ou de forma automática através de um computador. Uma base de dados maior e mais complexa poderia ser, o catálogo de todos os livros publicados nos Estados Unidos ou uma base de dados de todas as fotos recolhidas ao longo dos anos pelo programa espacial americano.

Há cinco tipos de banco de dados:

• Hierárquico: um gerenciador desse tipo representa dados como uma estrutura de arvore,composto de uma hierarquia de registros de dados.
• Rede: Representa os dados como registros vinculados uns aos outros, formando conjuntos comuns de dados. Existe uma similaridade muito grande entre o modelo hierárquico e o modelo de rede. Pode-se entender o modelo de rede como uma generalização do modelo hierárquico, ou este último como um caso particular do modelo de rede. No modelo de rede, um filho pode ter mais de um pai.
• Relacional: representa os dados como uma simples coleção de linhas e colunas em tabelas bidimensionais.
• Objeto-Relacional: combina o modelo orientado a objetos (união de propriedades e métodos) com o modelo relacional (linhas e colunas de tabelas).
• Objeto: representa os dados e processos em um único objeto. Aplicações escritas pelo usuário são basicamente programas aplicativos comuns em uma linguagem de programação convencional de terceira geração (L3G).

Aplicações fornecidas por fabricantes (chamadas frequentemente de ferramentas – tools) tem finalidade básica de auxiliar na criação e execução de outras aplicações. Por exemplo, uma das ferramentas fornecida pelo fabricante será um gerador de relatórios. Qualquer solicitação de relatório pode ser considerada um pequeno programa aplicativo, escrito em uma linguagem de geração de relatórios de nível muito alto.

As ferramentas fornecidas pelo fabricante podem ser divididas em diversas classes:

a. Processadores de linguagem de consulta.
b. Geradores de relatórios.
c. Subsistemas gráficos de negócios.
d. Planilhas eletrônicas.
e. Processadores de linguagem natural.
f. Ferramentas para gerenciamento de cópias ou “extração de dados” (DATE, p. 42, 2000)

Utilitários
São programas projetados para auxiliar o DBA com diversas tarefas administrativas. Exemplos:

a. Rotinas de carga, a fim de criar a versão inicial do banco de dados a partir de um ou mais arquivos do sistema operacional.
b. Rotinas de descarregamento/recarregamento, a fim de descarregar o banco de dados, ou partes dele, para o meio de armazenamento de backup e recarregar dados dessas cópias de backup.
c. Rotinas de reorganização, a fim de rearranjar os dados no banco de dados armazenado por várias razões (em geral, relacionada com o desempenho)
d. Rotinas estatísticas, a fim de calcular diversas estatísticas de desempenho, tais como
tamanhos de arquivos e distribuição de valores de dados. (DATE, p. 43, 2000)

O que é um sistema de informação?

Um sistema de informação é um tipo especializado de sistema e pode ser definido de inúmeros modos. Para nosso propósito, um sistema de informação (SI) é uma série de elementos ou componentes inter-relacionados que coletam (entrada), manipulam e armazenam (processo), disseminam (saída) os dados e fornecem um mecanismo de feedback.

Entrada
Em sistemas de informação, a entrada é a atividade de captar e juntas os dados primários. Ao se produzir cheques de pagamento, por exemplo, as horas trabalhadas de cada empregado devem ser coletadas antes que o cheque de pagamento possa ser calculado ou impresso. A entrada pode tomar muitas formas. E um sistema de informação projetado para produzir cheques de pagamento, por exemplo, os cartões de horas dos empregados poderiam ser a entrada inicial. No sistema telefônico 911, um telefonema recebido seria
considerado uma entrada. A entrada de um determinado sistema de informação de marketing poderia ser uma pesquisa ou respostas de uma entrevista. Note que independentemente do sistema envolvido, o tipo de entrada é determinado pela saída desejada do sistema.
A entrada pode ser um processo manual ou automatizado. Um scanner em uma mercearia que lê códigos de barras e apresenta o item de mercearia e o preço em uma caixa registradora computadorizada é uma forma de entrada computadorizada. Independentemente, para se atingir a saída desejada, a entrada precisa é fundamental.

Processamento
Em sistemas de informação, o processamento envolve a conversão ou transformação dos dados em saídas úteis. O processamento pode envolver cálculos, comparações e tomada de ações alternativas, e armazenagem dos dados para uso futuro.
O processamento ode ser feito manualmente ou com um a assistência de computadores. No aplicativo de folha de pagamento, as horas trabalhadas de cada empregado devem ser convertidas em pagamento líquido. O processamento necessário pode envolver, primeiro, a multiplicação das horas do empregado, para se obter o pagamento bruto. Se horas semanais trabalhadas superam 40 horas, o pagamento de horas extras também pode ser determinado. Por exemplo, taxas federais e estaduais podem ser mantidas ou subtraídas do pagamento bruto; muitos empregados têm seguros de saúde e de vida, planos de poupança e outras
deduções que também devem ser subtraídas do pagamento bruto para se obter o pagamento líquido.

Saída
Em sistemas de informação, a saída envolve a produção de informações úteis, geralmente na forma de documentos, relatórios e dados de transações. As saídas podem incluir cheques de pagamento a empregados, relatórios para gerentes e informações fornecidas a acionistas, bancos, agencias governamentais e outros grupos. Em alguns casos, a saída de um sistema pode se transformar em entrada para outro. Por exemplo: a saída de um sistema que processa pedidos de venda pode ser usada como entrada para controlar outros como entrada de um sistema de faturamento de clientes.
A saída pode ser produzida de várias formas. Para um computador, as impressoras e as configurações de tela são dispositivos de saídas comuns. A saída pode também ser um processo manual envolvendo relatórios e documentos manuscritos.

Feedback
Em sistemas de informação, feedback é uma saída usada para fazer ajustes ou modificações as atividades de entrada ou processamento. Por exemplo, erros ou problemas podem fazer com que os dados d entrada sejam corrigidos ou que um processo seja modificado. No nosso exemplo de uma folha de pagamento. Talvez o número de horas trabalhadas de um empregado tenha entrado no computador como 400 horas, em vez de 40. Felizmente, a maioria dos sistemas de informação checa para dar certeza de que os dados caíram dentro de certas faixas predeterminadas. Para as horas trabalhadas, a faixa poderia ser de 0 a 100 horas, É improvável que um empregado trabalhe mais de 100 horas em uma semana. Neste caso, o sistema de informação determina que 400 horas, é fora do alcance e fornece um feedback, tal como um relatório de erro. O feedback é usado para checar e corrigir a entrada do número de horas trabalhadas para 40. Se não detectado, este erro resultaria em um pagamento líquido muito alto impresso no cheque de pagamento.
O feedback também é importante para os administradores e tomadores de decisão. Por exemplo, uma saída de um sistema de informação poderia indicar que os níveis do estoque para alguns itens estão ficando baixos. Os administradores poderiam usar esta saída para a decisão de pedir mais estoque, fornecendo assim um feedback. Os novos pedidos de estoque então se tornam entradas do sistema.

O que é um sistema?

Sistema é um conjunto de elementos ou componentes que interagem para se atingir objetivos. Os próprios elementos e as relações entre eles determinam como o sistema trabalha.

Como por exemplo, tomemos o processo de assar bolo.

É óbvio, as entradas tangíveis para o bolo são a farinha, ovos, açúcar, manteiga, etc. Tempo, energia, técnica e conhecimento também são necessários como entradas ao sistema. O tempo é investido na compra e medição dos ingredientes; a energia é necessário para misturar os ingredientes e assa-los. O conhecimento definiria a proporção e a ordem na qual os ingredientes são misturados. A técnica seria a habilidade de entender e seguir as instruções de uma receita (a base do conhecimento).

Os mecanismos de processamento consistem, primeiramente, em combinar os ingredientes em uma vasilha, de modo que a mistura tenha uma consistência certa, e então assa-la em um espaço de tempo apropriado e em temperatura correta. Há um mecanismo de feedback (termostato) no forno. O forno liga e desliga para manter uma temperatura constante. A saída será o bolo acabado. É importante notar que elementos ou componentes independentes de um sistema interagem. Quando aquecidos, a farinha, ovos, o açúcar e a manteiga interagem para formar o bolo acabado.

Os sistemas podem ser relativamente simples, tal como o processo de assar o bolo, ou mais complexos. Lojas varejistas, hospitais, indústrias, mercados atacadistas e etc, todos podem ser vistos como sistemas. Os elementos do sistemas podem incluir maquinaria, empregados, gerenciamento e coisas do gênero. As entradas desses sistemas incluem trabalho, capital, terra, mercadorias, equipamentos e assim por diante. A saídas desses sistemas são os bens e os serviços oferecidos pelas empresas. Na maioria desses casos, as metas do sistema são a maximização de lucros e a satisfação do cliente. Bons sistemas ajudarão sua organização atingir suas metas, aperfeiçoando os processos empresariais e adicionando valor aos seus
produtos (bens e serviços). Também é importante notar que alguns sistemas trabalham melhor do que outros. E alguns simplesmente não funcionam. Uma receita ruim ou uma linha de montagem mal projetada pode resultar em um bolo impossível de se comer ou em um carro que nunca funciona apropriadamente.

O valor da informação

O valor da informação está diretamente ligado à maneira como ela ajuda os tomadores de decisões a atingirem as metas da organização. O valor da informação poderia ser medido pelo tempo necessário para a tomada de uma decisão ou pelo aumento dos lucros da empresa. Exemplo: Os administradores decidem investir ou não em um sistema de informações e tecnologia adicionais. Um novo sistema de pedidos computadorizado pode custar R$30.000,00, mas isso pode gerar um adicional de  $50.000,00 em vendas. O valor adicionado pelo novo sistema é de R$20.000,00.

Características da boa informação:

Precisa: A informação precisa não tem erros. Em alguns casos, a informação imprecisa é gerada pela entrada de dados incorretos no processo de transformação. Isto é comumente chamado de entra lixo, sai lixo (ELSL).
Completa: A informação completa contém todos os dados importantes. Por exemplo: um relatório de investimentos que não inclui todos os custos importantes não está completo.
Econômica: A informação também deve ser de produção relativamente econômica. Os tomadores de decisões devem sempre fazer um balanço do valor da informação com o custo da sua produção.
Flexível: A informação flexível pode ser usada para as diversas finalidades. Por exemplo: a informação de quanto se tem de estoque disponível de uma determinada peça pode ser usado pelos representantes de vendas no fechamento de uma vendas, por um gerente de produção para determinar se mais estoque é necessário, e por um diretor financeiro para determinar o valor total em que a empresa tem investido em estoque.
Confiável: A informação confiável pode ser dependente: Em muitos casos, a confiabilidade da informação depende da confiabilidade dos métodos que são recolhidos os dados, ou seja, a confiabilidade depende da fonte da informação. Exemplo: Um boato vindo da fonte desconhecida que os preços de petróleo devem subir, podem não ser confiável.
Relevante: A informação relevante é importante para a tomada de decisões. Exemplo: A informação de que os preços da madeira de construção irão cair, podem não ser relevante para uma fábrica de chips de computador.
Simples: A informação deve ser simples, não deve ser exageradamente complexa. A informação detalhada e sofisticada pode não ser necessária. Na realidade, a informação em excesso pode causar sobrecarga da informação, quando um tomador de decisões tem informação demais e não consegue determinar o que é realmente importante.
Em tempo: A informação em tempo é necessária quando necessário. Exemplo: Saber as condições do tempo da semana passada não ajudará a decidir qual agasalho vestir hoje.
Verificável: Finalmente, a informação deve ser verificável. Isto significa que pode-se checá-la para saber se está correto, talvez checando várias fontes da mesma informação.

Dados x Informação

Dados são os fatos em sua forma primária, como por exemplo o nome de um empregado e o número de horas trabalhadas em uma semana, números de peças no estoque . Há vários tipos de dados que podem ser usados para representarem fatos. Quando estes fatos estão organizados ou arranjados de uma maneira significativa, eles se tornam em uma informação.

Informação é um conjunto de fatos organizados de tal forma que adquirem valor adicional além de valor do fato em si. Por exemplo, um certo gerente pode achar que o conhecimento do total de vendas mensais é mais adequado ao seu propósito (tem mais valor) do que as vendas de cada representante de vendas individualmente.

Os dados representam as coisas do mundo real, apenas fatos primários, tem pouco valor além de si mesmos.

A informação é criada definindo-se e organizando as relações entre os dados. A definição de diferentes relações resulta em diferentes informações.

A transformação de dados em informação é um processo, ou uma série de tarefas logicamente relacionadas, executadas para atingir um resultado definido. O processo de definição de relações entre dados requer conhecimento. Conhecimento é o corpo ou as regras, diretrizes e procedimentos usados para selecionar, organizar e manipular os dados, para torna-lo úteis para uma tarefa específica. Por exemplo: Parte do conhecimento necessário para a construção de escadas. É a regra segundo a qual as barras de madeiras devem ser colocadas horizontalmente, e as pernas, verticalmente. O ato da seleção os rejeição dos fatos, baseados na sua relevância em relação as tarefas particulares é também um tipo de conhecimento usado no processo de conversão de dados em informação. Assim, a informação pode ser considerada um dado tornado mais útil através da aplicação do conhecimento. O conjunto de dados, regras, procedimentos e relações que devem ser seguidos para se atingir o valor informacional ou o resultado adequado do processo está contido na base do conhecimento.

Em alguns casos, a organização ou o processamento de dados é feita mentalmente ou manualmente.

Em outros casos, é usado um computador. Exemplo: o gerente poderia ter calculado manualmente as somas das vendas de cada representante, ou esta soma poderia ser feita através de um computador. O importante não é tanto a fonte dos dados ou como eles são processados, mas se os resultados são úteis e de valor para um tomador de decisões.

Representação de números binários – Positivo e Negativo

O sistema de representação de números binários com sinal mais utilizado é o sistema de complemento a 2.

Complemento a 1
O complemento a 1 de um número é obtido substituindo-se cada 0 por 1 e cada 1 por 0.
1 -> 0
0 -> 1
1 -> 0
1 -> 0
0 -> 1
1 -> 0

Complemento a 2
O complemento a 2 de um número binário é obtido tornando-se o complemento a 1 do número e adicionando-se 1 na posição do bit de menor significado.

   1 0 1 1 0 1
+ 0 1 0 0 1 0
   ________1

    0 1 0 0 1 1

45₁₀

Complemento a 1 adiciona complemento a 2 do número binário original.
Ex.

A1  0 1 0 0 1 = +9
      1 0 1 1 0
A2  1 0 1 1 1 = -9
A1  0 1 0 0 0
       ______1
A2  0 1 0 0 1 = + 9