Bancos de dados incorporados

RESUMO

Um banco de dados incorporado é um banco de dados leve, em processo, integrado diretamente a um aplicativo, o que o torna ideal para aplicativos de borda, móveis e de IoT em que o desempenho, o acesso off-line e o uso mínimo de recursos são cruciais. Diferentemente dos bancos de dados tradicionais que são executados como servidores separados, os bancos de dados incorporados operam localmente, não exigem instalação separada e são otimizados para ambientes de usuário único. Os principais recursos incluem conformidade com ACID, armazenamento local de dados e sincronização integrada. Os bancos de dados incorporados são comumente usados em setores em que a conectividade é essencial, como saúde, varejo e serviços de campo. A escolha do banco de dados incorporado correto depende de fatores como modelo de dados, compatibilidade de plataforma, desempenho, suporte off-line e requisitos de segurança.

O que é um banco de dados incorporado?

Um banco de dados incorporado é um banco de dados leve que está totalmente integrado a um aplicativo, permitindo que ele seja executado localmente sem a necessidade de um servidor de banco de dados separado. Ele opera como parte do próprio aplicativo, geralmente residindo no mesmo processo ou no mesmo dispositivo. Essa arquitetura torna os bancos de dados incorporados ideais para computação de borda, aplicativos móveis, dispositivos de IoT e outros ambientes com baixa latência, acesso off-lineOs sistemas de armazenamento de dados são essenciais, e o uso mínimo de recursos é fundamental. Normalmente, eles oferecem desempenho rápido, baixa sobrecarga e fácil implementação, o que os torna uma opção prática para aplicativos que precisam de armazenamento de dados confiável em configurações restritas ou desconectadas.

Continue lendo este recurso para saber mais sobre bancos de dados incorporados, como eles se comparam aos bancos de dados tradicionais, seus recursos, benefícios, casos de uso e os critérios que você pode utilizar para selecionar um para sua organização.

• Bancos de dados incorporados vs. bancos de dados tradicionais
• O que é um sistema incorporado?
• Sistemas incorporados vs. bancos de dados incorporados
• Recursos de banco de dados incorporados
• Benefícios dos bancos de dados incorporados
• Casos de uso de bancos de dados incorporados
• Comparação de bancos de dados incorporados
• Como escolher um banco de dados incorporado
• Principais conclusões e recursos

Bancos de dados incorporados vs. bancos de dados tradicionais

Os bancos de dados incorporados e tradicionais têm finalidades diferentes, dependendo das necessidades do aplicativo. Os bancos de dados incorporados são projetados para simplicidade e uso local, enquanto os bancos de dados tradicionais oferecem recursos adequados para ambientes maiores e com vários usuários. Veja a seguir uma comparação para destacar suas principais diferenças:

O que é um sistema incorporado?

Um sistema incorporado é um sistema de computação especializado projetado para executar funções dedicadas em um dispositivo ou aplicativo maior. Diferentemente dos computadores de uso geral, os sistemas incorporados geralmente têm recursos limitados e são otimizados para eficiência, confiabilidade e desempenho em tempo real. Eles são encontrados em uma grande variedade de dispositivos, desde smartphones e equipamentos médicos até máquinas industriais e sensores de IoT, onde controlam tarefas ou processos específicos. Como geralmente operam em ambientes com conectividade e capacidade de computação limitadas, os sistemas incorporados se beneficiam de soluções integradas e leves, como bancos de dados incorporados para processamento e armazenamento de dados locais.

Sistemas incorporados vs. bancos de dados incorporados

Um sistema incorporado é usado para controlar o hardware ou executar uma função específica em um dispositivo. Por exemplo, em um termostato inteligente, o sistema incorporado lê os sensores de temperatura, ajusta o aquecimento ou a refrigeração e controla a interface do usuário. Ele é responsável pela tomada de decisões em tempo real e pela interação com o mundo físico. Você programaria o sistema incorporado para executar essas funções usando linguagens como C ou C++ e o implantaria em um hardware com recursos limitados.

Um banco de dados incorporado, por outro lado, é usado dentro desse sistema incorporado para gerenciar dados localmente. No mesmo exemplo do termostato inteligente, o banco de dados incorporado poderia armazenar o histórico de temperatura, as configurações do usuário ou os padrões de uso. Você o usaria para executar operações de dados rápidas e leves sem precisar de uma conexão de rede ou de um servidor de banco de dados externo. Ele permite que o dispositivo trabalhe off-line, armazene dados essenciais de forma persistente e sincronize com a nuvem conforme necessário.

Em resumo, você usa o sistema incorporado para executar o dispositivo e gerenciar seu comportamento, e o banco de dados incorporado para lidar com os dados que suportam e aprimoram esse comportamento.

Recursos de banco de dados incorporados

Os bancos de dados incorporados são projetados para operar em aplicativos, geralmente em ambientes com recursos limitados ou conectividade intermitente. Para dar suporte a esses casos de uso, eles vêm com recursos especializados que priorizam o desempenho, a confiabilidade e a facilidade de integração. Veja abaixo alguns dos principais recursos comumente encontrados em bancos de dados incorporados:

• Arquitetura leve: Os bancos de dados incorporados são otimizados para ocupar pouco espaço e usar pouca memória, o que os torna ideais para aplicativos móveis, dispositivos IoT e sistemas de borda.
• Conformidade com ACID (atomicidade, consistência, isolamento, durabilidade): Suporte a ACID garante que os dados permaneçam confiáveis e consistentes, mesmo em caso de falta de energia ou falha do sistema.
• Armazenamento local de dados: Os bancos de dados incorporados armazenam dados diretamente no dispositivo, permitindo acesso rápido e funcionalidade off-line sem depender de um servidor remoto.
• Operações de leitura/gravação de alto desempenho: Os bancos de dados incorporados são desenvolvidos para velocidade, oferecendo acesso a dados de baixa latência que suportam aplicativos em tempo real.
• Replicação e sincronização incorporadas: Muitos bancos de dados incorporados incluem ferramentas que permitem a replicação de dados entre dispositivos ou a sincronização com a nuvem quando a conectividade é restaurada.
• Recursos de segurança: As opções de criptografia e autenticação ajudam a proteger os dados confidenciais, tanto em repouso quanto em trânsito, o que é fundamental para aplicativos financeiros e de saúde.

Benefícios dos bancos de dados incorporados

Os bancos de dados incorporados oferecem várias vantagens que os tornam ideais para aplicativos que exigem processamento local de dados, especialmente em ambientes com recursos limitados ou desconectados. Ao se integrarem diretamente ao aplicativo, eles eliminam a necessidade de um servidor de banco de dados separado e oferecem gerenciamento de dados confiável e de alto desempenho. Veja a seguir alguns dos principais benefícios do uso de bancos de dados incorporados:

• Sem dependências externas: Os bancos de dados incorporados são executados no aplicativo host, eliminando a necessidade de um servidor separado ou de uma infraestrutura complexa.
• Funcionalidade off-line: Como os dados são armazenados localmente, os bancos de dados incorporados permitem a funcionalidade completa do aplicativo, mesmo sem conectividade de rede.
• Desempenho mais rápido: Com dados armazenados e processados no dispositivo, os bancos de dados incorporados oferecem operações de leitura/gravação de baixa latência, ideais para casos de uso em tempo real.
• Implementação simplificada: Como o banco de dados é empacotado com o aplicativo, não há necessidade de instalar ou gerenciar sistemas de banco de dados separados, o que reduz a complexidade operacional.
• Menor consumo de recursos: Seu design leve os torna adequados para dispositivos com capacidade limitada de CPU, memória ou armazenamento.
• Confiabilidade aprimorada: Recursos como transações ACID e recuperação de falhas ajudam a garantir a integridade e a consistência dos dados, mesmo em caso de falha.
• Manuseio seguro de dados: Muitos bancos de dados incorporados suportam criptografia e controle de acesso, ajudando a proteger os dados confidenciais armazenados no dispositivo.

Esses benefícios tornam os bancos de dados incorporados uma excelente opção para computação de ponta, aplicativos móveis, dispositivos de IoT e outros cenários em que a eficiência, a autonomia e a confiabilidade são essenciais.

Casos de uso de bancos de dados incorporados

Os bancos de dados incorporados são adequados para situações em que os aplicativos precisam armazenar e processar dados localmente, geralmente com recursos limitados ou conectividade intermitente. O tamanho reduzido, o desempenho rápido e a confiabilidade incorporada os tornam ideais para uma ampla gama de setores e dispositivos. Aqui estão algumas das formas mais comuns de uso:

• Dispositivos IoT: Os bancos de dados incorporados armazenam dados de sensores localmente em dispositivos inteligentes, como termostatos, wearables ou monitores industriais, permitindo análises em tempo real e operação off-line.
• Aplicativos móveis: Os aplicativos em smartphones e tablets utilizam bancos de dados incorporados para armazenar conteúdo em cache, armazenar dados do usuário e manter a funcionalidade completa sem acesso à Internet.
• Computação de borda: Em implementações de borda, os bancos de dados incorporados permitem o processamento local de dados próximo à fonte, reduzindo a latência e o uso de largura de banda e melhorando a capacidade de resposta.
• Dispositivos médicos e de saúde: Ferramentas de diagnóstico portáteis e sistemas de monitoramento de pacientes utilizam bancos de dados incorporados para armazenar dados médicos com segurança e manter a confiabilidade em ambientes críticos.
• Sistemas de varejo e de ponto de venda: Os bancos de dados incorporados possibilitam transações off-line, rastreamento de inventário e gerenciamento de dados de clientes quando a conectividade de rede é limitada ou não está disponível.
• Automação industrial e sistemas de controle: Os sistemas incorporados em fábricas ou equipamentos podem registrar dados, gerenciar configurações e operar de forma autônoma usando bancos de dados no dispositivo.
• Sistemas no veículo: Os veículos utilizam bancos de dados incorporados para dar suporte à navegação, diagnóstico, infoentretenimento e monitoramento de desempenho, de modo que não precisem depender de servidores externos.

Comparação de bancos de dados incorporados

Os bancos de dados incorporados são oferecidos em várias formas, cada uma otimizada para necessidades específicas dos aplicativos, como desempenho, escalabilidade ou recursos off-line. Quando chegar a hora de escolher um banco de dados incorporado, você deverá considerar fatores como suporte à plataforma, modelo de dados, recursos de sincronização e características de desempenho. Veja abaixo uma comparação de cinco bancos de dados incorporados populares para ajudar a orientar sua seleção.

Banco de dados	Modelo de dados	Suporte à plataforma	Suporte off-line	Capacidade de sincronização	ÁCIDO conformidade	Recursos notáveis
Couchbase Lite	Documento (JSON)	iOS, Android, Windows, Linux, macOS	Sim	Sim (com Gateway de sincronização)	Sim	Sincronização ponto a ponto, esquema flexível, prioridade para dispositivos móveis
SQLite	Relacional	Plataforma cruzada	Sim	Não	Sim	Leve, baseado em arquivos, amplamente adotado
LevelDB	Valor-chave	Plataforma cruzada	Sim	Não	Não	API simples e de alto desempenho
BD de Berkeley	Valor-chave	Plataforma cruzada	Sim	Não	Sim	Tamanho reduzido, interface SQL opcional
ObjectBox	Orientado a objetos	Android, iOS, Linux	Sim	Sim (com Sync)	Sim	Alta velocidade, baixo uso de memória, relações de objetos incorporadas

Como escolher um banco de dados incorporado

A escolha do banco de dados incorporado correto depende dos requisitos específicos de seu aplicativo, ambiente e objetivos de desenvolvimento. Embora todos os bancos de dados incorporados tenham como objetivo fornecer armazenamento de dados local e leve, eles diferem em termos de modelos de dadosO desempenho, as características de desempenho, a compatibilidade de plataforma e os recursos, como sincronização e segurança. Aqui estão os principais fatores a serem considerados ao avaliar as opções:

Modelo de dados

Considere se o seu aplicativo se beneficia mais de um modelo relacional (como bancos de dados baseados em SQL) ou de um documento mais flexível ou de um modelo de valor-chave. Os dados estruturados e as consultas complexas geralmente se adaptam melhor aos bancos de dados relacionais, enquanto o modelo de documento ou armazenamentos de valores-chave oferecem flexibilidade de esquema e pesquisas mais rápidas.

Suporte a plataformas e idiomas

Certifique-se de que o banco de dados seja compatível com suas plataformas de destino (por exemplo, Android, iOS, Linux) e que se integre bem à sua linguagem de desenvolvimento e ao conjunto de ferramentas.

Restrições de desempenho e recursos

Avalie o desempenho do banco de dados com a carga de trabalho esperada e se ele opera com eficiência dentro dos limites de CPU, memória e armazenamento do seu ambiente.

Acesso e sincronização off-line

Se o seu aplicativo precisar funcionar off-line ou em dispositivos distribuídos, procure um banco de dados que ofereça armazenamento local de dados com sincronização opcional com a nuvem ou outros clientes.

Recursos de segurança

Os bancos de dados incorporados usados em ambientes regulamentados ou confidenciais (por exemplo, saúde, finanças) devem oferecer suporte à criptografia em repouso e em trânsito, bem como à autenticação e ao controle de acesso.

Conformidade e confiabilidade do ACID

Para aplicativos em que a consistência e a durabilidade dos dados são essenciais, como sistemas de ponto de venda ou dispositivos médicos, procure bancos de dados que ofereçam suporte total a transações ACID.

Comunidade e suporte

Um banco de dados bem documentado, com manutenção ativa e uma forte comunidade de desenvolvedores, pode acelerar o desenvolvimento e reduzir os riscos de manutenção de longo prazo.

A avaliação desses critérios no contexto da arquitetura e das restrições do seu aplicativo o ajudará a escolher um banco de dados incorporado que ofereça funcionalidade imediata e confiabilidade a longo prazo.

Principais conclusões e recursos

Entender os bancos de dados incorporados é fundamental para o desenvolvimento de aplicativos responsivos e confiáveis em ambientes em que os bancos de dados tradicionais podem ser insuficientes. Se você estiver desenvolvendo para dispositivos móveis, IoT ou computação de ponta, os bancos de dados incorporados oferecem vantagens exclusivas em termos de desempenho, portabilidade e simplicidade. Aqui estão algumas das principais conclusões desse recurso que você deve ter em mente ao explorar a função, os benefícios e as aplicações práticas deles em sua organização:

Principais conclusões

1. Bancos de dados incorporados executados no aplicativo hosteliminando a necessidade de um servidor ou serviço de banco de dados separado.
2. Eles são ideais para ambientes com recursos limitadoscomo aplicativos móveis, dispositivos de IoT e sistemas de computação de borda.
3. Os bancos de dados incorporados suportam a funcionalidade off-line armazenando dados localmente, o que permite a operação ininterrupta mesmo sem acesso à rede.
4. Eles diferem dos bancos de dados tradicionais por estar em processo, ser leve e otimizado para casos de uso de um único usuário ou localizados.
5. A conformidade com ACID e o desempenho rápido tornam os bancos de dados incorporados confiáveis para aplicativos em tempo real.
6. Os sistemas incorporados lidam com a funcionalidade do dispositivoenquanto os bancos de dados incorporados gerenciam os dados locais necessários para dar suporte a essa funcionalidade.
7. Os principais recursos incluem baixo uso de memória, armazenamento local, opções de segurança e recursos de sincronização opcionais com a nuvem ou outros dispositivos.
8. Os casos de uso variam de dispositivos médicos e sistemas de ponto de venda a sistemas em veículos e controle industrialdemonstrando sua versatilidade em todos os setores.

 

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