Independência programa-dados refere-se à capacidade de manter dados intactos e acessíveis independentemente de modificações no banco de dados que contém os dados. Independência permite administradores de banco de dados reconfigurar um banco para atender novas necessidades de informação da empresa sem preocupar que pessoas que precisam dos dados para pesquisa, relatórios e decisões informadas fiquem repentinamente incapazes de acessá-los. Metadados fornecem aos administradores informação sobre o próprio sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD), ajudando a manter integridade dos dados e rastrear desempenho do banco.
Esquemas de banco de dados são plantas para bancos, articulando como dados são armazenados dentro de um SGBD e descrevendo relações entre tabelas. Um esquema físico explica como dados são armazenados no computador, descrevendo hardware real usado como armazenamento para dados digitais. O esquema lógico de um banco descreve como dados são organizados dentro do banco, fornecendo detalhes como quais tabelas são usadas para dados específicos e quais valores são chaves primárias para estabelecer relações entre tabelas.
Existem dois níveis hierárquicos de independência programa-dados, cada um garantindo que integridade e acessibilidade dos dados sejam preservadas apesar de mudanças que a empresa faça no esquema físico ou lógico do banco. Independência física de dados é nível inferior da hierarquia e refere-se à capacidade da empresa de atualizar hardware usado para armazenamento sem interromper o esquema lógico do banco ou a capacidade do usuário final de acessar dados através das aplicações no computador. Similarmente, independência lógica de dados dá liberdade aos administradores para mudar o esquema lógico, adicionando novas tabelas ou anexando campos a existentes, sem interromper acesso dos usuários finais aos dados do SGBD.
Metadados são dados que descrevem os dados dentro de um banco. Metadados em um SGBD típico incluiriam dados sobre tabelas e colunas do banco, descrevendo atributos como nomes de tabelas e colunas, tamanhos de campo e tipo de dado (strings, inteiros, valores monetários) que cada campo contém. Metadados também articulam relações entre tabelas e regras do banco para acessar dados e preservar integridade.
O dicionário de dados de um banco é seu repositório de metadados, consolidando todos os dados sobre o esquema do banco. O dicionário armazena metadados em seu próprio conjunto de tabelas, que um administrador cria com linguagem de definição de dados (LDD). A LDD não é linguagem no sentido de SQL ou Java; é subconjunto de comandos dentro de linguagem que permite criar e modificar objetos de banco como tabelas. Além de dados sobre estrutura do banco, o dicionário também contém informação sobre procedimentos do banco e permissões de acesso de usuários. Este repositório ajuda preservar integridade impedindo usuários de criar objetos que duplicam nomes de outros objetos ou chaves primárias que violariam integridade relacional.
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