thumb|Exemplo de output (saída) de uma interrogação Structured Query Language (SQL) a uma base de dados, em 2016. Na informática, é um conjunto de arquivos ou dados relacionados, contendo registros sobre pessoas, lugares ou informações em geral, normalmente acessíveis de maneira eletrônica. É um tipo de armazenamento de dados baseado no uso de um sistema de gerenciamento de banco de dados (DBMS) - um software que interage com usuários finais, aplicativos e com o próprio banco de dados, para captura e análise. O DBMS também abrange os recursos essenciais fornecidos para administrar o banco de dados. A soma total do banco de dados, do DBMS e dos aplicativos associados pode ser chamada de sistema de banco de dados. Muitas vezes, o termo "banco de dados" também é usado de forma vaga para se referir a qualquer DBMS, sistema de banco de dados ou um aplicativo associado ao banco de dados.
Os bancos de dados tornaram-se a principal fonte de armazenamento de dados para sistemas de informação e segurança. Frequentemente, eles permanecem por muitos anos sem alterações significativas em sua estrutura sistemática.
Os bancos de dados são operados por Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGBD), que surgiram na década de 1970. Antes do advento desses sistemas, as aplicações utilizavam os sistemas de arquivos do sistema operacional para armazenar suas informações. Na década de 1980, a tecnologia de SGBDs relacionais passou a dominar o mercado e, atualmente, é amplamente utilizada em praticamente todos os bancos de dados.
Os mais utilizados atualmente são nomeados de SGBD relacionais, como os presentes nas tecnologias de banco de dados MySQL, Oracle, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, entre outros sistemas que gerenciam bases de dados. Outro tipo notável é o SGBD orientado a objetos, implementado em bancos de dados com estruturas complexas ou aplicações que mudam constantemente.
miniaturadaimagem|Exemplo de código Structured Query Language feito no editor de código MySQL Workbench. A principal aplicação dos bancos de dados é o controle de operações empresariais, normalmente armazenando dados relevantes para a gestão de um negócio, como dados de clientes, funcionários, fornecedores e outras informações. Outra aplicação importante é o gerenciamento de informações de estudos, como fazem os Bancos de Dados Geográficos, que reúnem informações como mapas, imagens de satélite, pontos, linhas, áreas, entre outros dados geográficos.
No aspecto de segurança da informação, os bancos de dados precisam garantir a privacidade dos dados armazenados. É importante construir camadas que gerenciem quais informações podem ou não ser acessadas pelos usuários. Se usuários não autorizados tiverem acesso a dados sensíveis, ultrapassando a fronteira de informação que podem acessar, isso fere o princípio da confidencialidade.
História Diante da necessidade humana de registrar os eventos e informações relevantes, foram criadas diversas técnicas com esse fim. Técnicas, como pinturas pré-históricas, hieróglifos, escrita cuneiforme e, posteriormente, a própria escrita alfabética, foram usadas como meios para registrar dados. Com a invenção do papel em meados de 105 d.C. e, posteriormente, no âmbito ocidental, da prensa móvel de Gutenberg, as tecnologias de impressão evoluíram muito, especialmente a partir do século XV, quando o papel passou a ser o meio físico mais comum de registro de informações.
Essa herança fez com que no início da era computacional, se usasse o papel perfurado e, depois, o cartão perfurado em máquinas, ambos idealizados por Herman Hollerith, fundador da International Business Machines (IBM). O uso do papel como um meio indispensável de armazenamento pode ser encontrado em bancos de dados não computadorizados, como ocorre com arquivos de aço, fichas e pastas.
miniaturadaimagem|372x372px|Demonstração de processamento de dados Entretanto, novos fatores que levaram ao desenvolvimento dos bancos de dados computadorizados foram a praticidade, eficiência, rapidez e confiabilidade do registro de informações em meios eletrônicos, em conjunto com o barateamento e disponibilidade de sua oferta.
A origem dos programas de bancos de dados ocorreu de maneira síncrona ao surgimento dos computadores, tendo em vista que, antes mesmo do desenvolvimento de programas específicos para este uso, os computadores já utilizavam recursos de gravação e leitura de dados em disco.
Apesar de cada aplicação ser responsável pelo gerenciamento de dados, alguns fatores dificultaram o seu uso, como:
Falta de controle de acesso dos usuários; Impossibilidade de executar mais de um processo ao mesmo tempo; Estrutura do arquivo armazenada no próprio código do aplicativo, criando forte dependência do arquivo em relação à aplicação; Inconsistência e dificuldade de acesso e isolamento de dados; Segurança dos dados; Duplicidade de informações; Incompatibilidade entre formatos de arquivos.
Em sistemas orientados a arquivos, ocorre um fluxo de informações em duas vias, em que há interações entre o usuário e a aplicação, e a aplicação com o banco de dados, e vice-versa.
Esses sistemas são conhecidos como sistemas de processamento de arquivos, pois não possuem estruturas de dados definidas no código-fonte, tornando sua manutenção muito difícil.
Além disso, o compartilhamento de dados de um mesmo arquivo entre vários programas também é um problema, visto que todo fragmento de código responsável pela definição da estrutura de dados precisa necessariamente ser copiada para vários programas.
Outro fator que dificultava a utilização de sistemas deste tipo era o método de acesso ao arquivo de dados, em que as rotinas de leitura e escrita estavam inseridas no próprio código-fonte, ocasionando um desalinhamento do padrão, visto que cada aplicação trabalhava de forma diferente em relação à metodologia de acesso dos arquivos.
Em um sistema de banco de dados, os aplicativos não possuem nenhum conhecimento relacionado aos métodos de escrita e leitura dos dados nas tabelas; em vez disso, eles se comunicam com o software de gerenciamento para recuperar e armazenar registros, fazendo com que vários programas consigam acessar um mesmo banco de dados ao mesmo tempo, sem implicações nos aplicativos.
Dessa forma, os sistemas gerenciadores de banco de dados (SGBDs) oferecem uma produtividade maior no desenvolvimento de softwares e aplicativos, proporcionando um nível mais alto de qualidade às aplicações.
Uma das maiores vantagens de se utilizar um gerenciador de banco de dados é a confiabilidade das informações, devido à coerência em que se encontram os dados.
Por ser um ótimo segmento e muito lucrativo, houve um grande investimento por parte do mercado em sistemas de gerenciamento e hoje existem diversas versões de banco de dados disponíveis em várias plataformas e sistemas operacionais.
Nos dias de hoje, é indispensável o uso do banco de dados, uma vez que é possível encontrar inúmeras atividades que possuem alguma interação com eles, desde redes sociais até aplicativos de gerenciamento de produção.
Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGBDs) e seus modelos thumb|350px|Composição de cinco modelos de banco de dados Existem vários modelos de bases de dados: Modelo Plano (ou tabular), Modelo de Memória Transacional, Modelo em Rede, Modelo Hierárquico, Modelo Relacional, Orientado a objetos e Objeto Relacional.
O modelo plano (ou tabular) consiste em matrizes simples, bidimensionais, compostas por elementos de dados: inteiros, números reais, etc. Este modelo plano é a base das planilhas eletrônicas; O modelo em rede permite que várias tabelas sejam usadas simultaneamente por meio do uso de apontadores (ou referências). Algumas colunas contêm apontadores para outras tabelas em vez de dados. Assim, as tabelas são ligadas por referências, o que pode ser visto como uma rede; O modelo hierárquico é uma variação particular do modelo em rede, limitando as relações a uma estrutura semelhante à de uma árvore (hierarquia - tronco, galhos), em vez do modelo mais geral direcionado por grafos; Bases de dados relacionais consistem, principalmente, em três componentes: Uma coleção de estruturas de dados, conhecidas como relações, ou informalmente tabelas; Uma coleção dos operadores, a álgebra e cálculo relacionais; Uma coleção de restrições da integridade, definindo um conjunto consistente de estados de base de dados e de alterações de estados. As restrições de integridade podem ser de quatro tipos: de domínio (também conhecidas como type), de atributo, "relvar" (variável relacional) e restrições de base de dados.
Bases de dados relacionais Diferentemente dos modelos hierárquico e de rede, não existem quaisquer apontadores, de acordo com o Princípio da Informação: toda a informação deve ser representada como dados; qualquer tipo de atributo representa relações entre conjuntos de dados.
As bases de dados relacionais permitem aos utilizadores (incluindo programadores) escrever consultas (queries) que não foram antecipadas por quem projetou a base de dados.
Como resultado, bases de dados relacionais podem ser utilizadas por várias aplicações em formas que os projetistas originais não previram, o que é especialmente importante em bases de dados que são utilizadas por longos períodos. Isto torna as bases de dados relacionais muito populares no meio empresarial.
O modelo relacional é uma teoria matemática desenvolvida por Edgar Frank Codd para descrever como as bases de dados devem funcionar.
Embora esta teoria seja a base para o software de bases de dados relacionais, poucos sistemas de gestão de bases de dados seguem integralmente as 12 leis do modelo relacional. Todos têm funcionalidades que violam a teoria, desta forma variando a complexidade e o poder.
A discussão se esses bancos de dados merecem ser chamados de relacional foi se esgotando à medida que os bancos de dados evoluíram.
Os bancos de dados hoje implementam o modelo definido como objeto relacional.
Os primeiros sistemas comerciais baseados no modelo relacional foram disponibilizados em 1980, e desde então ele foi implementado em muitos sistemas, tais como Access, Oracle, MySQL, PostgreSQL, entre outros.
Aplicações de bancos de dados Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados são usados em muitas aplicações, abrangendo virtualmente a gama inteira de software de computador. Os Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados são o método preferido de armazenamento e recuperação de dados/informações para aplicações multiusuários grandes, onde a coordenação entre os usuários é necessária. Até mesmo usuários individuais os consideram convenientes, entretanto, muitos programas de correio eletrônico e organizadores pessoais estão baseados em tecnologia de banco de dados padrão.
Transação Uma transação é um conjunto de procedimentos, executados num banco de dados, que o usuário percebe como uma única ação.
A integridade de uma transação depende de quatro propriedades, conhecidas como ACID:
Atomicidade: Todas as ações devem ser concluídas com sucesso para que a transação seja efetivada. Se, durante a transação, qualquer ação que constitui unidade de trabalho falhar, a transação inteira deve ser desfeita (rollback). Quando todas as ações são efetuadas com sucesso, a transação pode ser efetivada e persistida em banco (commit). Consistência: Todas as regras e restrições definidas no banco de dados devem ser obedecidas. Relacionamentos por chaves estrangeiras, verificação de valores para campos restritos ou únicos devem ser obedecidos para que uma transação possa ser completada com sucesso.