Sites e aplicativos consistem em muitas partes — eles podem ter um front-end, um back-end e um banco de dados para conexão. Mesmo o software de desktop muitas vezes precisa se conectar a bancos de dados.
Os bancos de dados são essenciais para armazenar e acessar dados de forma eficiente. Eles mantêm os dados organizados em formatos estruturados ou semiestruturados e permitir que vários aplicativos acessem os dados simultaneamente.
Por exemplo, considere uma loja online. Ele precisa de um banco de dados para gerenciar informações sobre produtos, clientes, pedidos e estoque. Quando um cliente faz um pedido, o banco de dados registra os detalhes da transação, atualiza o estoque e ajuda a processar o pagamento.
A seguir, exploraremos o esquema do banco de dados – um componente crucial que pode ajudá-lo a criar um banco de dados que atenda às necessidades da sua aplicação.
O que é um esquema de banco de dados?
A maioria dos aplicativos armazena algum tipo de dado. Por exemplo, um aplicativo de bate-papo pode armazenar dados do usuário para identificá-los e seus dados de mensagens. Mas antes de poder armazenar dados, você precisa descobrir que tipo de dados você precisa.
Um esquema de banco de dados é um modelo de como serão os dados de um aplicativo. Embora não seja uma parte real do seu banco de dados, ele descreve a forma dos seus dados para que você possa projetar as tabelas no banco de dados. Na verdade, muitas vezes você pode usar o mesmo esquema para projetar um banco de dados para qualquer tipo de sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD).
Um esquema de banco de dados divide os seguintes detalhes:
Estruturas de tabelas, incluindo nomes de colunas e seus tipos de dados
Restrições nos dados, como comprimento, exclusividade, etc.
Chaves e IDs exclusivos de tabelas
Relacionamentos entre tabelas
Os esquemas de banco de dados vêm em todos os tamanhos e níveis de complexidade, mas devem ser detalhados o suficiente para ajudar Base de dados Administradores e os desenvolvedores criam um banco de dados para o aplicativo, e os desenvolvedores de software podem usá-los como um guia para o tipo de dados que o aplicativo processará. O processo de projetar um esquema de banco de dados é chamado de modelagem de dados.
Aqui está um exemplo de esquema de banco de dados que seria usado para manter o inventário contábil:
Um esquema de banco de dados real teria mais detalhes e mais dados, mas este é um bom ponto de partida.
Tipos de esquema de banco de dados
Existem três tipos de esquemas de banco de dados que definem a estrutura de um banco de dados em diferentes níveis de abstração.
Esquema físico
O esquema físico representa como os dados são armazenados no disco. Esta é a forma mais baixa de abstração. Ele será proprietário do tipo de SGBD que você está usando e contém o código real usado para criar uma nova instância do seu banco de dados do zero.
Esquema lógico
O esquema lógico é o modelo conceitual do banco de dados e ao qual geralmente nos referimos quando dizemos “esquema do banco de dados”. O esquema lógico é independente de plataforma e pode ser usado para projetar um banco de dados para diversos fornecedores. Um esquema de banco de dados lógico explica como os dados são organizados em tabelas e como as tabelas estão relacionadas entre si.
Às vezes, os designers de banco de dados usam uma ferramenta chamada diagrama de relacionamento entre entidades (ERD), que exibe tabelas com seus nomes de colunas, tipos de dados e links entre eles para indicar relacionamentos.
Ver esquema
Um esquema de visualização do banco de dados descreve como os usuários interagem com o banco de dados. Os usuários não sabem como ou onde os dados são armazenados, portanto, esse esquema pode ser menos detalhado do que um esquema lógico. Os desenvolvedores de aplicativos usam esquemas de visualização para projetar as estruturas de dados em seus aplicativos.
A importância do design do esquema do banco de dados
A etapa de modelagem de dados para projetar um aplicativo é muito importante. Você pode pensar no esquema do banco de dados como a base do seu aplicativo porque tanto o banco de dados quanto o código do aplicativo dependem dele. Ao projetar a estrutura de um banco de dados de forma abstrata, você pode ter certeza de que ele está bem planejado antes de escrever código ou criar tabelas.
Um banco de dados projetado incorretamente pode ter muitos problemas:
Os dados podem ser perdidos ou armazenados incorretamente. Por exemplo, se o carimbo de data/hora na tabela de mensagens do aplicativo de bate-papo armazenasse apenas a data como uma string sem hora, em vez de um carimbo de data/hora Unix ou semelhante.
Os dados podem ser duplicados desnecessariamente nas tabelas. Por exemplo, se armazenássemos uma cópia completa de todos os dados do usuário com cada mensagem em nosso aplicativo de chat.
O banco de dados pode ser executado de forma ineficiente. Por exemplo, se não criamos chaves estrangeiras entre a tabela de usuários e a tabela de mensagens.
Um esquema de banco de dados é um modelo para os dados do seu aplicativo e uma ferramenta de brainstorming. Ele ajuda você a visualizar como o aplicativo será executado antes de começar a escrever o código e a identificar as falhas em seu conceito. O design do seu aplicativo pode mudar assim que você iniciar o processo de modelagem de dados.
Depois que um aplicativo é lançado, pode ser difícil alterar o esquema do banco de dados. Alterar a estrutura de um banco de dados em um aplicativo ativo nem sempre é possível e pode exigir tempo de inatividade para fazer alterações nas tabelas, migrar dados para a nova estrutura e converter tipos de dados; portanto, vale a pena reservar um tempo para projetar bem um esquema de banco de dados em primeiro lugar.
Práticas recomendadas de design de esquema de banco de dados
As práticas recomendadas para projetar um esquema de banco de dados variam dependendo do SGBD que você está usando e dos requisitos do seu aplicativo, mas aqui estão algumas coisas que você deve considerar ao projetar um.
Convenções de nomenclatura
Embora você possa alterar um esquema de banco de dados depois de começar a codificar, não será divertido. Geralmente é melhor estabelecer algumas convenções de nomenclatura antes de começar a projetar seu esquema e cumpri-lo. Isso também pode depender do tipo de sistema de banco de dados que você está usando.
A maioria dos sistemas de banco de dados tem palavras reservadas, como “tabela”, que você nunca deseja usar como nome de uma tabela ou coluna. A maioria não permite que você coloque espaços em nomes de tabelas ou colunas sem colocar aspas, o que pode ser irritante e causar problemas. Portanto, você deve decidir se usará camelCase, sublinhados entre palavras ou outra convenção de nomenclatura para nomes de tabelas e colunas que tenham mais de uma palavra. A tabela que contém os dados do usuário será chamada de usuário ou usuários?
Restrições
Ao usar uma restrição em uma coluna da tabela, você restringe o tipo de dados que ela pode receber. Se sempre for apenas um determinado tipo de dados, restrinja-o a esse tipo específico de dados. As restrições impedem que consultas aconteçam quando dados incorretos são inseridos em um banco de dados.
Tecnicamente, você pode criar um banco de dados sem restrições. Ainda funcionará, mas os usuários que o consultarem terão que conhecer os detalhes do esquema do seu banco de dados. Eles também terão maior probabilidade de corromper os dados do seu banco de dados. Ao definir restrições de chave primária e chave estrangeira em suas tabelas, você codifica as regras para seus relacionamentos de dados na estrutura do banco de dados para que sejam sempre seguidas.
Índices
Os índices podem aumentar o desempenho de suas consultas. Eles permitem uma pesquisa e filtragem mais rápidas das colunas que são consultadas com frequência, por isso é útil colocar índices nas colunas que serão pesquisadas com frequência – mas apenas nessas colunas, porque índices desnecessários também podem tornar as coisas mais lentas.
Verifique novamente os tipos de dados
Considere o futuro do seu aplicativo e como ele será usado ao definir o tipo de dados da coluna. Depois que o aplicativo já estiver em uso, alterar o tipo de dados pode ser difícil e resultar em perda de dados se for feito incorretamente. Aqui está um exemplo em que escolher o tipo de dados errado pode causar problemas.
Alguns mecanismos de banco de dados possuem diversas definições para o tipo inteiro que restringem o tamanho do inteiro. Os inteiros são como ids em sistemas de banco de dados. O tipo inteiro pequeno pode ser limitado a 65.535. Se você espera ter mais de 65.000 usuários, considere usar um tipo BIGINT para o ID da tabela que pode conter números muito maiores.
Documentação
Documentar o esquema do seu banco de dados é crucial para que os desenvolvedores de bancos de dados e aplicativos saibam como os dados estão estruturados e como recuperar e armazenar os dados que usam. Você pode usar um diagrama entidade-relacionamento para projetar o esquema e como documentação que pode fornecer aos desenvolvedores.
Saiba mais sobre como trabalhar com bancos de dados
Projetar um esquema de banco de dados para um aplicativo é uma etapa importante para garantir que o aplicativo atenda às necessidades do usuário e seja executado com eficiência. É a base da sua aplicação. Tanto as estruturas de dados utilizadas na sua aplicação quanto a estrutura das tabelas do seu banco de dados dependerão disso.
Para saber mais sobre como projetar bancos de dados e as práticas recomendadas que você deve seguir ao criar um esquema, confira Projetar bancos de dados com PostgreSQL. Ele lhe ensinará o básico para projetar um esquema de banco de dados que atenda aos requisitos de suas aplicações, como adicionar restrições ao seu banco de dados e como otimizar sua velocidade. E se quiser saber mais sobre como trabalhar com bancos de dados, confira os cursos abaixo.
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Autor: Equipe Codecademy
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