Instituto Tecnológico de Aeronáutica
Divisão de Engenharia da Computação
CE-240
Projeto de Sistemas de Bancos de Dados
Professor Doutor Adilson Marques da Cunha
Listex 4
Anexo 3: Conversão do Modelo de Dados Relacional do
Aplicativo de Banco de Dados dos Equipamentos de Polícia
(ABD-EQP-PO) para os Modelos Hierárquico, Rede e Orientado
Sumário
1 Objetivo ... 3
2 Principais Passos ... 3
2.1 Modelo de Dados Hierárquico – Pesquisa e Conversão: ... 3
2.2 Modelo de Dados Rede – Pesquisa e Conversão: ... 5
2.3 Modelo de Dados Orientado a Objeto – Pesquisa e Conversão: ... 6
2.4 Análise de Adequabilidade de Modelo de Dados ao ABD-EQP-PO: ... 7
3 Conclusões ... 7
1 Objetivo
A realização da lista de exercícios 4 foi motivada pela necessidade de aplicação dos conceitos demonstrados em aulas da disciplina CE-240 – Projetos de Sistemas de Banco de Dados, apresentados nos quatro primeiros meses do ano de 2011. Os objetivos da execução desta lista são:
1. Implementar a Terceira Forma Normal (3ªFN) do Protótipo de Aplicativo de
Banco de Dados de EQuiPamentos do departamento de POlícia
(ABD-EQP-PO) utilizando um Modelo de Dados Relacional em um Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) previamente escolhido e testar a sua funcionalidade, visando reduzir o desperdício de recursos nas futuras fases de integração e melhorar a eficiência operacional dos futuros Bancos de Dados Setoriais (BDS), Bancos de Dados Corporativo (BDC) e do Banco de Dados Holding (BDH); 2. Construir a versão 1.0 do Sistema de Dicionário de Dados do ABD-EQP-PO; e 3. Pesquisar os Modelos de Dados Hierárquico, Rede e Orientado a Objetos, e
Converter a 3ªFN do seu Protótipo de Aplicativo de BD no Modelo de Dados Relacional para os Modelos de Dados Hierárquico, Rede e Orientado a Objetos, visando identificar algumas das suas principais diferenças e características. Este anexo apresenta uma visão detalhada das tarefas realizadas para atingir o terceiro objetivo da lista de exercícios.
2 Principais Passos
a) Assistir e participar das aulas da disciplina CE-240 Projeto de Sistemas de Bancos de Dados;
b) Tomar conhecimento dos conceitos de sistemas de redes inteligentes (smart grid) apresentados em sala e complementá-los com pesquisas adicionais;
c) Conhecer os requisitos e funcionalidades necessários ao desenvolvimento desta lista de exercícios;
d) Pesquisar e entender os conceitos referentes a modelos de dados hierárquicos; e) Pesquisar e entender os conceitos referentes a modelos de dados rede;
f) Pesquisar e entender os conceitos referentes a modelos de dados orientados a objetos;
g) Realizar a conversão da terceira forma normal (3FN) do ABD-EQP-PO para os modelos hierárquico, rede e orientado a objetos.
diferentes tipos de dados, características deste modelo, podem tornar muito fácil a resposta a algumas questões, mas muito difícil a resposta a outras.
No modelo hierárquico, os registros são organizados como árvores com raiz. A raiz é considerada o registro no topo da hierarquia (nó-pai) que pode relacionar-se com uma ou mais folhas (nós-filhos). O modelo de dados hierárquico é manipulado através da Linguagem de Manipulação de Dados (LMD), ou Data Manipulation Language (DML). Um exemplo de Banco de Dados Hierárquico é o Sistema de Administração de Informações (Information Management Systems – IMS) da IBM criado e aperfeiçoado a partir da década de 60.
O modelo hierárquico apresenta algumas restrições quanto à sua implementação:
Não podem existir ciclos entre os nós (registros); e
Ligações formadas na árvore devem ser tais que somente retratem relações um-para-um ou um-para-muitos entre um pai e um filho.
A terminologia utilizada nos bancos de dados modelo Hierárquico é apresentada a seguir:
Segmento = um Registro ou uma coleção de campos descrevendo a ocorrência de uma Entidade;
Raiz = o segmento localizado no topo de uma conexão entre segmentos hierarquizados;
Relacionamentos = todos os segmentos devem ter um único pai, e qualquer segmento pode ter muitos filhos; Não podem existir segmentos soltos;
Um Tipo de Entidade = um tipo de Segmento;
Uma Ocorrência de Entidade = uma ocorrência de Segmento;
Um Diagrama Estruturado de Dados (DSD) = uma Árvore de
Definição Hierárquica (HDT); e
Um Banco de Dados Lógico (LDB) = uma coleção completa de Registros de Banco de Dados de uma dada HDT.
Por analogia aos exemplos apresentados em sala de aula, as relações Equipamento, Fabricante e TipoEquipamento foram convertidas da terceira forma normal (3FN) para o modelo hierárquico:
Figura 1 – Entidades na terceira forma normal
Figura 2 – Representação das Entidades no Modelo Hierárquico
2.2 Modelo de Dados Rede – Pesquisa e Conversão:
Quando contrastado com o modelo hierárquico, as principais diferenças apresentadas entre os modelos são:
No Modelo Rede não é necessária a duplicação de registros;
No Modelo Rede não ocorrem apenas relacionamentos hierárquicos; e
No Modelo Rede não são necessárias pesquisas extensas para se realizar quaisquer conexões.
Por analogia aos exemplos apresentados em sala de aula, as relações do ABD-EQP-PO foram convertidas da terceira forma normal (3FN) para o modelo rede:
Figura 3 – Representação das Entidades no Modelo Rede
2.3 Modelo de Dados Orientado a Objeto – Pesquisa e Conversão:
Os bancos de dados orientados a objetos surgiram na década de 80 a partir de uma necessidade de representação de dados complexos, que não tem uma representação possível no modelo relacional devido à semântica imposta por este modelo. Alguns representantes dessa categoria de modelo são os sistemas de informação geográfica (SIG) e os sistemas CAD e CAM. Geralmente, o diagrama de classes da Unified Modeling Language (UML) serve como esquema para o modelo de dados orientado a objetos. Após realizar a análise do modelo de dados atual (entidade-relacionamento) e sua possível conversão para o modelo orientado à objetos, foi identificado que o processo resultante da conversão apresenta o mesmo modelo entidade-relacionamento ou em outras palavras, no contexto do ABD-EQP-PO, os modelos entidade-relacionamento e orientado a objetos são equivalentes:
2.4 Análise de Adequabilidade de Modelo de Dados ao ABD-EQP-PO:
De acordo com o material apresentado em sala de aula, um resumo e mapeamento das principais características de cada um dos modelos de dados pode ser classificado conforme abaixo:
Hierárquico: Sofre uma significativa herança de falta de recursos; e Suas atualizações têm sido evitadas;
Rede: Livre das dificuldades do Hierárquico, é visto como sua extensão racional, dando aos programadores considerável controle sobre os recursos de alocação de armazenamento e estrutura, e sobre os caminhos utilizados para se ir de um Registro para outro;
Relacional: Preocupa-se mais com a capacidade que o Sistema provê aos usuários, e pouco com os Mecanismos de Controle;
Objeto Relacional: Preocupa-se mais com a capacidade que o Sistema provê aos usuários para recuperar, por exemplo, Objetos Georreferenciados relacionados a estrutura de um Banco de Dados Relacional; e
Orientado a Objeto: As tendências atuais apontam para a evolução dos BD Modelo Relacional e Objeto Relacional em direção aos Modelos nativamente Orientados a Objeto.
O modelo relacional é o modelo original de onde partimos com nossa análise. Os modelos Hierárquico, Rede e Orientado a Objeto foram apresentados nas 3 subseções anteriores. O modelo objeto relacional refere-se ao modelo relacional, adicionado de algumas extensões para possibilitar a manipulação de dados complexos utilizando-se das facilidades da Structure Query Language (SQL) já existente.
Ao analisar as características de cada um dos modelos apresentados, considerando a necessidade de capacidade de resposta, alta performance e necessidade de georreferenciamento, juntamente com as análise de conversão previamente efetuadas, este aluno identificou o modelo Objeto Relacional como o mais adequado para implementação do ABD-EQP-PO.
3 Conclusões
Este anexo da Lista de Exercícios 4 apresentou a conversão do modelo relacional para os modelos hierárquico, rede e orientado a objetos. Foram apresentadas ainda as características de cada um desses modelos e suas restrições aplicáveis. Finalmente, foi realizada uma análise para verificação de qual modelo seria o mais adequado para
4 Referências
[1] “Modelo Hierárquico”, Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Modelo_hier%C3%A1rquico, Acesso em: Maio de 2011.
[2] TAKAY O., ITALIANO I., FERREIRA J., “Introdução a Banco de Dados”, Disponível em: http://www.ime.usp.br/~jef/apostila.pdf, Acesso em: Maio de 2011.
[3] “Modelo de Redes em Banco de Dados”, Disponível em: http://www.administradores.com.br/informe-se/artigos/modelo-de-redes-em-banco-de-dados/26541/, Acesso em: Maio de 2011.
[4] CUNHA A., “Mapeamentos de BD Modelo de Dados Relacional para os BD Modelos de Dados:
Hierárquico; Rede; e Orientado à Objeto. ”, Disponível em: https://sites.google.com/site/ce240ita/notas-de-aula, Acesso em: Maio de 2011.
[5] “Pesquisa sobre Banco de Dados Hierárquico e em Rede”, Disponível em: http://sisfinanceiro.vilabol.uol.com.br/pesquisa.html, Acesso em: Maio de 2011.
