Modelo Entidade-Relacionamento

O modelo Entidade-Relacionamento ou modelo E-R foi desenvolvido por Peter Chen (1976) e se propunha a ser um modelo unificado para os dados, possibilitando a especificação da estrutura lógica geral do banco de dados. O modelo Entidade-Relacionamento possui princípios diretamente ligados aos denominados modelos de dados para construção de sistemas de informação. Potter (1998, p. 53 apud CAMPOS, 2001b, p. 99) explica que, no final da década de 50, os estudos sobre processamento de dados automatizados constataram que faltava formalismo que expressassem a estrutura lógica dos dados do sistema. Este formalismo foi definido como modelo de dados. Desta forma, “os modelos de dados podem ser caracterizados como modelos que representam objetos (entidades) e relações em um dado domínio”. (CAMPOS, 2001b, p. 100).

Heuser (1998, p. 5) explica que há vários níveis de abstração para modelização (descrição) de um banco de dados. Por um lado, um modelo de dados com o objetivo de explicar a um usuário qual é a organização de um banco de dados, em geral, não apresenta detalhes sobre a representação em meio físico das informações. Por outro lado, um modelo de dados utilizado por um técnico para otimizar a performance de acesso ao banco de dados

conterá mais detalhes de como as informações estão organizadas internamente e, assim, será menos abstrato.

Na modelagem de dados uma das técnicas mais difundidas e utilizadas é a abordagem entidade-relacionamento. (Heusser, 1998, p. 11). No início dos anos 70, já havia surgido o Modelo Relacional, criado por Edgar Frank Codd, que foi o primeiro modelo de dados descrito teoricamente. (CONNOLY; BEGG, 1999). Já no meado da mesma década, quando Chen (1976) apresentou o modelo Entidade-Relacionamento, muitos autores da época não reconheceram a importância do novo modelo, porém com o passar do tempo ficaram claras as contribuições e as inovações que a proposta de Chen havia trazido para a Ciência da Computação (CHEN, 2002), tornando seu artigo de 1976 um dos mais importantes da área até os dias atuais. (LAPLANTE, 1996).

Chen (2002, p. 2) analisa o momento histórico da elaboração do modelo Entidade- relacionamento e conclui que ele foi o resultado de duas forças – força proveniente da indústria e do mundo acadêmico – que demandavam uma evolução nos modelos de dados existentes.

No modelo Entidade-Relacionamento os principais elementos são a entidade, o relacionamento e o atributo. Chen (1976, p. 10) esclarece que uma entidade é ‘algo’ que pode ser claramente identificado. Uma pessoa específica, uma empresa ou um evento são exemplos de uma entidade. Um relacionamento é uma associação entre entidades. Já o atributo é o dado associado a cada ocorrência e entidade ou de um relacionamento. Assim, os atributos são as propriedades das entidades.

Dahlberg (1978a, p. 102) ao explicar análise do conceito, realizada utilizando enunciados verdadeiros, afirma que um “atributo predicável do objeto que, no nível de conceito, se chama característica”. Assim como Chen (1976), Dahlberg (1978a) utiliza os atributos para explicitar as características do objeto, que na Teoria do Conceito formará o conceito e no modelo E-R, caracterizará as entidades.

Para Heuser (1998, p. 12) uma entidade é o “conjunto de objetos da realidade modelada sobre os quais deseja-se manter informações no banco de dados”. Entretanto, grupos diferentes de pessoas podem determinar entidades e relacionamentos diferentes. A solução dada por Chen (1976) para este impasse é considerar o contexto analisado e decidir os resultados entre os participantes da modelização.

A cardinalidade presente em um modelo Entidade-Relacionamento é o “número (mínimo, máximo) de ocorrências de entidades associadas a uma ocorrência da entidade em questão através do relacionamento”. (HEUSER, 1998, p. 15).

Heuser (1998, p. 15) ainda explica que a cardinalidade é importante para fins de projeto de banco de dados, pois determina quantas “ocorrências de uma entidade podem estar associadas a uma determinada ocorrência através do relacionamento”.

Desta forma, a cardinalidade máxima indica a quantidade máxima de ocorrências de entidades que podem estar associadas a uma ocorrência da outra entidade (1 ou n). Por sua vez, a cardinalidade mínima especifica se a participação de todas as ocorrências das entidades no relacionamento é obrigatória (1) ou opcional (0).

As informações cardinalidade de relacionamento também se expressam, por exemplo, o "1" ou "N" nas linhas entre os tipos de entidade e tipos de relacionamento indicando o limite superior das entidades desse tipo entidade participante em que os relacionamentos. (CHEN, 1976).

Estes elementos são arranjados de forma a deixar claro o que representam e seu papel em um determinado modelo. Desta forma, o modelo Entidade-relacionamento é representado graficamente como um diagrama Entidade-Relacionamento ou, simplesmente, diagrama ER.

O diagrama Entidade-Relacionamento é uma das principais técnicas na modelagem Entidade-Relacionamento, pois padroniza a entidade e o relacionamento em formas gráficas convencionalizadas. A figura 3 mostra um exemplo de diagrama Entidade-Relacionamento típico.

A entidade é representada como retângulo, o relacionamento, em forma de losango, ligado por linhas aos retângulos (entidades). Os atributos são representados como pequenos círculos.

FIGURA 3 - Exemplo de Diagrama ER.

Fonte: O autor.

Na Figura 3 acima, nota-se os seguintes elementos:

“Acidente do trabalho” e “Lesão corporal” como entidades, representadas por um retângulo;

O verbo “causa” como relacionamento entre as entidades, representado por um losango;

“Local” e “Data” são atributos da entidade “Acidente do trabalho”, representados por um pequeno círculo ligado diretamente à entidade a que se corresponde.

Ainda é apresentada na figura 3 a cardinalidade. Para se chegar a cardinalidade deve- se observar o relacionamento (Causa) entre as entidades (Acidente do trabalho e Lesão corporal). Para tal pode se considerar as seguintes questões:

Um acidente do trabalho pode não causar lesão corporal?

Uma lesão corporal pode ser causada por mais de um acidente do trabalho?

Determinado acidente do trabalho pode causar mais de uma lesão corporal?

Pode existe, no âmbito da Previdência Social, alguma lesão corporal não causada por acidente do trabalho?

No exemplo aqui mostrado, a cardinalidade (1,n) faz referência a “Acidente do trabalho”, já a cardinalidade (1,1) faz referência a “Lesão corporal”. Assim, pode-se dizer que:

uma ocorrência de “acidente do trabalho” pode causar uma ou muitas ocorrências de “lesões corporais”. Por esse motivo, a cardinalidade de “Acidente do trabalho” é (1,n);

uma ocorrência de “Lesão corporal” está associada a apenas uma ocorrência de “Acidente do trabalho” (cada lesão corporal é conseqüência de apenas um acidente do trabalho). Por essa razão, a cardinalidade de “Lesão corporal é (1,1).

A necessidade de se estudar o modelo Entidade-Relacionamento e seu diagrama surgiu a partir da necessidade de representar graficamente os conceitos identificados para a elaboração do modelo a ser proposto. Como representar, em forma gráfica, os conceitos de forma a serem facilmente compreensíveis pelo leitor e que possibilite uma futura representação em RDF? Esta foi a pergunta que direcionou os estudos ao modelo Entidade- Relacionamento.

Campos (2004), ao analisar algumas teorias e metodologias, verificou que a área da Ciência da Informação não possui modelos para a elaboração de representações gráficas, apesar de ser a área responsável por desenvolver teorias consagradas sobre o conceito e suas relações.

Tanto na teoria da classificação facetada quanto na teoria do conceito, não é apresentado nenhum modelo para expressar graficamente as relações conceituais. Acreditamos que isso se deva ao fato de que essas teorias têm por objetivo a elaboração de linguagens documentárias que, apesar de possuírem uma parte sistemática, não têm os conceitos representados em forma gráfica, mas em forma de uma lista endentada de termos, com uma notação que, de certa forma, deixa evidentes os grupos de termos afins. (CAMPOS, 2004, p. 31)

Por esta razão, buscou-se na Ciência da Computação o modelo ER como conhecimento a ser aplicado na representação dos conceitos. Essa escolha se deve ao fato do modelo ER ser um dos modelos com maior capacidade semântica, por apresentar aspectos semânticos que se referem à tentativa de representar o significado dos dados e por possuir uma relativa simplicidade e clareza gráfica. (SILBERSCHATZ; KORTH; SUDARSHAN, 1999, p. 21-34).

Ratificando estas idéias, Campos (2001b, p. 100-101) afirma que a “popularidade da modelagem entidade-relacionamento para projetar base de dados mais complexas é dada por sua simplicidade de conceitos e a crença muito difundida em entidades e relacionamentos como conceitos naturais de modelagem”.

Desta maneira, com apoio das ontologias de fundamentação, que ainda serão vistas, foram identificados nas definições sobre acidentes do trabalho as entidades, os relacionamentos e os atributos, representando-os graficamente em diagrama ER.

Outro ponto que levou a escolha do modelo ER, foi sua proximidade com o RDF, padrão indicado para descrição de dados na Web Semântica. Chen (2002) ao falar dos possíveis usos e relações do modelo Entidade-Relacionamento, associa-o ao RDF, afirmando que existem algumas semelhanças e diferenças entre RDF e do modelo ER. Entretanto, o RDF, já é considerado um membro da família da modelagem Entidade-Relacionamento, em que os dados estruturados como gráficos rotulados podem ser trocados através de documentos XML. (W3C, 1999).

Decidiu-se trabalhar no diagrama ER apenas com relacionamento binário, ou seja, quando o relacionamento “conecta apenas duas entidades” (LIMA, 2008, p. 76). Esta escolha se justifica pela dificuldade de se converter relações ternárias em RDF e da identificação da cardinalidade presente no relacionamento.

Acredita-se que o modelo ER seja capaz de representar os conceitos existentes no campo de acidentes do trabalho da Previdência Social brasileira. Diante desta representação

realizada, pode-se verificar a organização do campo, como também utilizar esta organização para outras representações, como, por exemplo, em RDF.