apr-SIMD-04

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Sistemas de Informação e

Modelagem de Dados

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Cristiano Biancardi 2

Banco de Dados

Projeto Lógico

Um aspecto fundamental dos modelos

lógicos consiste em estabelecer de que

forma serão armazenados os dados do

sistema.

Deve ser feito levando em consideração a

abordagem que será utilizada: Relacional,

OO, Hierárquica, Redes.

Modelagem conceitual de dados (MER) deve

ser adequado a abordagem considerada.

A representação é independente dos

dispositivos ou meios de armazenamento

físico das estruturas de dados por ela

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Banco de Dados

Banco de Dados Relacionais

Atualmente, a plataforma de

implementação para

armazenamento de dados mais

difundida.

Iremos usar o Modelo relacional.

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Banco de Dados

Modelo Relacional : Definições

Relação:

– Tabela bidimensional organizada

em linhas e colunas.

– Representa uma entidade do

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Banco de Dados

– Grau da Relação: Número de colunas da tabela. Ex: 6

– Linha (Tupla): Representa uma instância da entidade.

• Ex: Funcionário 0789 do conjunto de Funcionários.

– Colunas: Representam os vários atributos do conjunto de entidades ou classe.

• Ex: Matrícula, Nome, CPF, Endereço, Dt-Nasc, Dt-Adm.

– Célula: Item de dado elementar da linha i, coluna j.

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Banco de Dados

Chaves Candidatas: Ocorrem quando em uma relação existe mais de uma combinação de atributos possuindo a propriedade de

identificação única. Ex: Matrícula, CPF

Chave Primária: Atributo ou combinação de atributos que possuem a propriedade de

identificar de forma única uma linha da tabela. Corresponde a um atributo determinante do Modelo Conceitual

.

– Ex: Matrícula

Chave Estrangeira: Ocorre quando um atributo de uma relação for chave primária em outra

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Banco de Dados

Modelo Relacional : Definições

Ligações:

– Representam os relacionamentos do Modelo

E/R.

– A ligação entre duas entidades é feita, em

geral, transportando-se a chave de uma

entidade para outra (item transposto).

• Exemplo:

– a chave da tabela Departamentos foi transposta para a tabela Funcionários.

– “Departamentos” é denominada relação origem e “Funcionários” relação destino.

– no caso de relacionamentos muitos-para-muitos, é necessário criar uma nova tabela, dita Tabela Associativa, que deverá ter as chaves das duas tabelas relacionadas.

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Banco de Dados

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Banco de Dados

Nenhum campo componente de uma chave primária pode ser nulo;

Cada célula de uma relação pode ser vazia (exceto de uma chave primária), ou ao contrário, conter no máximo um único valor;

A ordem das linhas é irrelevante;

Não há duas linhas iguais;

Cada coluna tem um nome e colunas distintas devem ter nomes distintos;

Usando-se os nomes para se fazer referência às colunas, a ordem destas torna-se irrelevante;

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Banco de Dados

Cada tabela recebe um nome próprio distinto do nome de qualquer outra tabela da base de dados;

Os valores de uma coluna são retirados todos de um mesmo conjunto, denominado domínio da

coluna;

Duas ou mais colunas distintas podem ser definidas sobre um mesmo domínio;

Um campo que seja uma chave estrangeira ou um item transposto só pode assumir valor nulo ou um valor para o qual exista um registro na tabela

onde ela é chave primária.

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Banco de Dados

Diagrama Relacional

Um Diagrama Relacional é a

representação gráfica das ligações entre

tabelas de um modelo relacional.

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Banco de Dados

No exemplo:

– a coluna Matrícula foi transposta para a

relação Departamentos.

– O contrário também poderia ser feito, isto é,

transpor Código para Funcionários.

• Escolhemos esta solução porque há poucos

funcionários que são gerentes, enquanto todos os departamentos têm gerentes.

• Assim, a coluna Matrícula Chefe não terá valores vazios e dizemos que ela é mais densa do que a coluna resultante da transposição de Código.

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Banco de Dados

Elementos do DER

Nesta apresentação são considerados:

– As tabelas são representadas por retângulos, com uma

referência à chave primária da tabela em cima.

– No caso das chaves transpostas (estrangeiras), serão

representadas em cima do retângulo da relação destino, com um subscrito “t”.

– Atributos não são representados nos diagramas, mas sim em dicionário de dados.

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Banco de Dados

Diagrama Relacional

– As ligações, que derivam dos relacionamentos, são

representadas por linhas contínuas, associadas aos símbolos abaixo:

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Banco de Dados

Se B for total em R (todo B está associado a um A), é melhor colocar a chave de (#A) em B. Caso contrário, é melhor colocar a chave de B(#B) em A.

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Banco de Dados

Todo departamento tem um empregado gerente, mas nem todo empregado gerencia um departamento.

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Banco de Dados

Transpor a chave do conjunto de entidades de cardinalidade máxima 1 para a tabela que representa o conjunto de entidades cuja cardinalidade máxima é N.

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Banco de Dados

Um Departamento pode estar associado a vários Funcionários, mas um Funcionário só pode estar associado a um Departamento, logo transpor a chave primária

Departamentos para Funcionários.

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Banco de Dados

Cria-se uma terceira tabela que tenha a chave das duas entidades que participam do relacionamento N:N (agregado). Se existirem atributos do relacionamento, estes deverão ser colocados na nova tabela. Cada tabela se associa com a tabela gerada da seguinte forma: 1 - N

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Banco de Dados

Regras de Tradução do Modelo E/R para o Relacional

Um aluno pode cursar várias disciplinas e uma disciplina pode ser cursada por vários alunos. É preciso saber o período em que a disciplina foi cursada pelo aluno.

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Banco de Dados

Criar uma chave #A' a ser colocada na própria tabela que representa A.

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Banco de Dados

Regras de Tradução do Modelo E/R para o Relacional

Um empregado é gerenciado por outro empregado e um empregado é gerente de vários outros empregados.

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Banco de Dados

Assim como feito para qualquer relacionamento N:N, devemos criar uma tabela de ligação com as chaves #A e #A'_t, transformando a ligação N:N em duas ligações 1:N.

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Banco de Dados

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Banco de Dados

Cria-se uma tabela para o supertipo e tantas tabelas quantos forem os subtipos, todos com a mesma chave.

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Banco de Dados

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Banco de Dados

Regras de Tradução do Modelo E/R para o Relacional

1. Criar tantas colunas quantas necessárias para representar o atributo. Esta solução, contudo, pode, em muitos casos, não ser eficiente segundo uma perspectiva de

armazenamento de dados.

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Banco de Dados

Normalização

Finalizado o MER, passa-se para o processo de

normalização.

Processo baseia-se no conceito de forma normal.

Forma normal: regra que deve ser obedecida por

uma tabela para que esta seja considerada bem

projetada.

Objetivos:

– Reagrupar informações para eliminar redundâncias

de dados

– Reagrupar informações para eliminar estruturas

inexistentes no modelo ER (atributos multivalorados)

Existem diversas formas normais.

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Banco de Dados

Exemplo de Tabela Aninhada: linha

de Projeto

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Banco de Dados

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Banco de Dados

– Alternativas:

• Construir uma única tabela com

redundância de dados

• Construir uma tabela para cada

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Banco de Dados

– uma única tabela

• Uma tabela na qual os dados das linhas

externas à tabela aninhada são

repetidos para cada linha da tabela

aninhada

• Exemplo

– ProjEmp (CodProj, Tipo, Descr, CodEmp,

Nome, Cat, Sal, DataIni, TempAl)

– Dados do projeto aparecem repetidos para

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Banco de Dados

– uma tabela para cada tabela

aninhada

• Cria-se uma tabela referente a

própria tabela que está sendo

normalizada e uma tabela para cada

tabela aninhada

• Exemplo:

– Proj (CodProj, Tipo, Descr)

– ProjEmp (CodProj,CodEmp, Nome, Cat,

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Banco de Dados

– Para fins práticos

• preferimos a segunda alternativa

(decomposição de tabelas)

– Quando houver diversas tabelas

aninhadas, eventualmente com

diversos níveis de aninhamento,

fica difícil visualizar a tabela na

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Banco de Dados

Segunda alternativa:

– Passo 1:

• Criar uma tabela na 1FN referente a

tabela não normalizada

• A chave primária da tabela na 1FN é

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Banco de Dados

– Passo 2:

• Para cada tabela aninhada

– criar uma tabela na 1FN composta pelas

seguintes colunas:

» a chave primária de cada uma das

tabelas na qual a tabela em questão está aninhada

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Banco de Dados

– Passo 3:

• Definir as chaves primárias das

tabelas na 1FN que correspondem a

tabelas aninhadas.

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Banco de Dados

– Outro exemplo:

• Dados referentes a alunos de uma universidade.

• Cada registro contém informações referentes a um aluno. • O registro do aluno contém seu código, seu nome, uma

lista de ingressos m cursos e ma lista de disciplinas

cursadas. A lista de ingressos em curso contém o código do curso em que o aluno ingressou junto com o semestre de ingresso no curso. A lista de disciplinas cursadas

contém um entrada para cada disciplina que o aluno cursou. Para cada disciplina cursada é informado seu código, junto com os diversos semestres em que o aluno cursou a disciplina. Para cada semestre é informado o semestre e a nota qu o aluno obteve na disciplina no semestre em questão.

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Banco de Dados

Dependência funcional

– Para entender 2FN e 3FN

• é necessário compreender o conceito de

dependência funcional.

– Em uma tabela relacional, diz-se que –

uma coluna C2 depende funcionalmente

de uma coluna C1 (ou que a coluna C1

determina a coluna C2) quando,

• em todas linhas da tabela, para cada valor

de C1 que aparece na tabela, aparece o mesmo valor de C2.

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Banco de Dados

– Cada valor de código está associado

sempre ao mesmo valor de salário:

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Banco de Dados

Passagem à 2FN

– Objetiva eliminar um certo tipo de

redundância de dados

– Exemplo:

• (CodProj, CodEmp, Nome, Cat, Sal, DataIni,

TempAl)

– Dados referentes a empregados

(Nome, Cat e Sal)

• Redundantes, para os empregados que

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Banco de Dados

– Dependência parcial

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Banco de Dados

– Tabela 1FN e que possui apenas uma

coluna como chave primária

• não contém dependências parciais

• É impossível uma coluna depender de uma

parte da chave primária, quando a chave primária não é composta por partes

– Conclusão

• Toda tabela 1FN que possui apenas uma

coluna como chave primária já está na 2FN

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Banco de Dados

– Também

• Tabela que contenha apenas colunas

chave primária

• Impossível atributo não chave

depender de parte da chave (tabela

não tem colunas não chave)

• Tabela sem colunas não chave já está

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Banco de Dados

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Banco de Dados

Passagem à 3FN

– Trata de um outro tipo de redundância

– Exemplo

– Considerar

• salário (coluna Sal) é determinado pela

categoria funcional (coluna Cat)

• Salário que é pago a uma categoria funcional

é armazenado tantas vezes quantos

empregados possui a categoria funcional

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Banco de Dados

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Banco de Dados

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Banco de Dados

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Banco de Dados

Exercício:

ATRIBUTO CONTEÚDO

Cd-ordem-compra Código chave da ordem de compra

Dt-emissão Data de emissão da ordem de compra

Cd-fornecedor Código do fornecedor

Nm-fornecedor Nome do fornecedor

En-fornecedor Endereco do fornecedor

Cd-material Código do material ( n vezes)

Ds-material Descrição do material ( n vezes)

Qt-comprada Quantidade comprada ( n vezes)

Vl-unitário Valor unitário do material ( n vezes)

Vl-total-item Valor total do item ( n vezes)

Vl-total-ordem Valor total da ordem de compra

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Banco de Dados

cd-ordem

-compradt-emissaocd-fornece-dor nm-forne-cedor end-forne-cedor vl-total

cd-ordem-compracd-materialds-materialqt-comptadavl-unitariovl-total-item Ordem de compra ordem de compra - item 1 N ordem-compra ordem-compra-item Possui

Exemplo (1FN)

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Banco de Dados

ordem de compra - item

cd-ordem-compracd-mate-rial qt-comptadavl-total-item

material rialcd-mate-ds-materialvl-unitario

1 N

ordem-compra ordem-compra- item

material 1 N Possui Contém

Exemplo (2FN)

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Banco de Dados

ordem de compra –

item

cd-ordem-compracd-mate-rial qt-comptadavl-total-item

Material

cd-mate-rial ds-materialvl-unitario cd-ordem

-compradt-emissaocd-fornece-dor vl-total

Ordem de compra

Fornecedor

cd-forne-cedor nm-forne-cedor end-forne-cedor

Exemplo (3FN)

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Banco de Dados

1 N

ordem-compra ordem-compra-_item

material 1 N fornecedor 1 N Recebe Possui Contém

Formas Normais

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Banco de Dados

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