Banco de Dados Modelagem de Dados. Prof. Joel da Silva

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Banco de Dados

Modelagem de Dados

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Modelagem

n  É o processo de transformar aspectos do mundo real (fatos)

em um modelo formal igualmente representativo.

n  A modelagem conceitual do BD independe da sua

implementação (Modelo Lógico ou Físico)

n  Deve mostrar, de forma abstrata, como os fatos estão

relacionados

n  Por que modelar ?

n  Para facilitar a interação com o usuário (validação das metas) antes

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3

Modelagem

n  Classificação dos modelos de dados

n  Genéricos: maior transparência quanto a implementação física do

SGBD (modelo conceitual).

n  EX: ER, ER-X, OMT, UML

n  Específicos: dependentes da implementação física do SGBD (modelo

lógico).

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Modelagem

Será que realmente precisamos planejar e modelar um novo BD/S.I.?

Como o cliente

explicou sua

necessidade

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Modelagem

Como o líder do

projeto entendeu

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Modelagem

Como o analista

planejou

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Modelagem

Como o

programador

escreveu

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Modelagem

Como o gerente de

negócios descreveu

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Modelagem

Como o projeto foi

documentado

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Modelagem

Quais operações

foram instaladas

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Modelagem

Pelo que o cliente

pagou

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Modelagem

Como foi suportado

na empresa

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Modelagem

Real necessidade

do cliente

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Modelagem

n  Um modelo que descreve o comportamento da realidade

em um Sistema de BD. Realidade Realidade Nebulosa Nebulosa Analista Analista Minimundo Minimundo MODELO MODELO Conceitual Conceitual Observação Observação Organiza Organiza Idéias Idéias Descreve Descreve MODELO MODELO Lógico Lógico MODELO MODELO Físico Físico DB Cria Cria Descrever o estado Descrever o estado Especifica Especifica Implementa Implementa

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Modelagem

n  Ciclo de Desenvolvimento de Sistemas de BD

Monitoramento e Manutenção do BD Investigação dos Dados Modelagem dos Dados Projeto do Banco de Dados Implementação do Banco de Dados

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Modelos de Dados

n  Um modelo de dados é uma descrição de tipos de

informações que estão armazenadas em um banco de dados.

Modelo de Dados =

Descrição formal da estrutura de um banco de dados

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Modelos de Dados

n  Os modelos de dados podem ser classificados de acordo

com os tipos de conceitos que eles utilizam para descrever a estrutura do banco de dados.

n  Modelo conceitual: descreve os dados de maneira próxima ao modo

como os usuários percebem os dados.

n  Modelo lógico: modelo intermediário (mapeamento interno). n  Modelo físicos: descrevem os detalhes de como os dados são

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Modelo Conceitual

n  É uma descrição do banco de dados de forma independente

de implementação ou SGBD.

n  Registra quais dados podem aparecer no banco de dados,

mas não registra como são armazenados.

Modelo Conceitual =

Modelo de dados abstrato, que descreve a estrutura de um

banco de dados

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Modelo Conceitual

n  A técnica mais utilizada na modelagem conceitual é a

abordagem Entidade-Relacionamento (ER).

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Modelo Lógico

n  É uma descrição de um banco de dados no nível de

abstração visto pelo usuário do SGBD.

n  Depende do SGBD que está sendo utilizado. Modelo Lógico

=

Modelo de dados que representa a estrutura de dados conforme vista pelo

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Modelo Lógico

n  Exemplo

TipoDeProduto (CodTipoProd, DescrTipoProd)

Produto (CodProd, DescrProd, PrecoProd, CodTipoProd)

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Modelo Físico

n  Detalhes de armazenamento interno.

n  Não influencia na programação de aplicações no SGBD.

n  Influencia na performance das aplicações.

n  Usados por profissionais que fazem sintonia (tunning) de

banco de dados, para otimizar a performance.

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Modelo Entidade-Relacionamento

n  Um pouco de História...

n  O modelo E.R. é baseado na teoria relacional criada em 1970 por Codd. n  Este foi originalmente definido por Chen em 1976 e

n  Posteriormente, na década de 80, na sofreu algumas extensões

n  A visão de uma dada realidade baseia-se no relacionamento

entre entidades.

n  Representa o significado dos dados como:

n  Entidades,

n  Relacionamentos e n  Atributos

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Entidades

n  1) É um conjunto de objetos concretos (cliente,livro,...) ou

abstratos (conta,empréstimo,...) que são: unívocos, de um mesmo tipo e que compartilham as mesmas propriedades.

n  EX: Todas as pessoas com conta = Entidades Cliente e Conta

n  2) Conjunto de objetos da realidade modelada sobre os

quais deseja-se manter informações no BD

n  Entidade X Instância de Entidade

n  Para referir um objeto particular fala-se em instância ou ocorrência

de entidade

n  Alguns autores consideram um objeto específico como uma

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Entidades

Rita/C1 Ana/C2 João/C3 José/C4 Rita/Conta1 Ana/Conta2 João/Conta3 José/Conta4

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Relacionamentos

n  1) Conjunto de associações do mesmo tipo entre entidades

n  EX: Todos os relacionamentos entre as entidades Cliente e Conta

n  2) Conjunto de associações entre entidades sobre as quais

deseja-se manter informações no BD

n  Relacionamento X Instância de Relacionamento

n  Para referir um relacionamento particular fala-se em instância ou

ocorrência de relacionamento

n  Tem autores que consideram uma associação específica como um

relacionamento e o conjunto de associações como conjunto de relacionamentos

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Relacionamentos

CLIENTES

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Relacionamentos

n  Relacionamentos Totais (incondicionais)

n  Todas as instâncias de uma entidade estão relacionadas às

instâncias das outras

n  EX: Relacionamento entre esposo e esposa

n  Relacionamento entre livros e autores

n  Relacionamentos Parciais (condicionais)

n  Apenas algumas as instâncias de uma entidades estão

relacionadas às outras

n  EX: Relacionamento entre homens e esposas

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Atributos

n  São propriedades descritivas de cada membro de uma

entidade ou relacionamento.

n  Uma entidade sempre é representada por um conjunto de

atributos

n  Atributos de uma entidade Cliente n  nome, RG, rua, cidade, telefone...

n  Atributos de uma entidade Conta n  numero, data_abertura, saldo...

n  Em algumas situações relacionamentos também podem ter

atributos:

n  Atributos de um relacionamento Consulta (entre medico e paciente) n  data, hora, prescrição, ...

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Atributos

n  Cada instância de uma entidade ou relacionamento tem seu

próprio valor para cada atributo.

n  Ex: nome → Rita, Ana, João, José, ...

conta → 123, 321, 456, 654, ... consulta → C1, C2,C3, C4, ...

n  O conjunto de valores permitido para cada atributo é

chamado de domínio (é a definição do tipo do atributo)

n  EX: nome = texto 60 posições n  conta = inteiro 8 posições n  consulta = texto 8 posições

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Atributos

n  Um atributo pode ser caracterizado como:

n  Simples ou Composto

n  Monovalorado ou Multivalorado n  Nulo

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Atributos simples ou composto

n  Atributo simples: não é dividido em partes.

n  Atributo composto: pode ser dividido em partes (isto é, em

outros atributos).

n  Ex: nome do cliente pode ser estruturado em prenome,

nome-intermediário e sobrenome.

n  Atributos compostos são usados quando o usuário desejar se

referir ao atributo como um todo em certas ocasiões e somente a parte dele em outras.

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Atributos mono ou multivalorados

n  O atributo RG de uma entidade Cliente refere-se apenas a

um nº de identidade é mono-valorado.

n  Instâncias onde um atributo possui um conjunto de valores

para uma única entidade è multivalorado.

n  Ex: o atributo telefone o conjunto de entidades Cliente: pode-se ter

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Atributos opcionais ou nulos

n  Usado quando uma entidade não possui valor (é nulo) para

determinado atributo.

n  Nulo significar que o valor do atributo é vazio ou ainda não foi

informado (desconhecido). n  Ex: Um cliente sem telefone

n  OBS: Um atributo não opcional é um atributo de preenchimento

obrigatório.

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Atributos Derivados

n  O valor deste tipo de atributo pode ser derivado de outros

atributos ou entidades a ele relacionados.

n  Ex: o conjunto de entidades cliente poderia ter o atributo QTD_Conta,

mas pode-se derivar o valor deste atributo contando o número das entidades Contas associadas ao cliente em questão.

n  O uso de atributos derivados é uma questão de projeto

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Metáfora

n  No mundo real normalmente pode-se correlacionar:

n  Entidades = Substantivos

n  Empregado, Nota Fiscal, Livro, Consulta

n  Atributos = Complementos n  Nome, Número, Valor, Cor

n  Relacionamentos = Verbos

n  Ter, Empregar, Prescrever, Gerenciar

- Isto não é regra, pois existem

relacionamentos que não são bem expressos por verbos.

- Quando isto ocorrer, uni-se os nomes das entidades para dar nome ao

relacionamento

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Notação E-R Básica

n  Um diagrama E-R basicamente consiste dos seguintes

componentes gráficos:

RETÂNGULOS: conjunto-entidade ELIPSES: atributos

LOSANGOS: conjunto-relacionamento

LINHAS: ligam atributos a conjunto-entidade e entidade a

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Diagramas E-R: Exemplo

CLIENTE CONTA CLIENTE CONTA Cidade Nome R.G. Endereço Data Número Saldo

Na prática os atributos não são representados graficamente, pois sobrecarregam (graficamente) a apresentação do diagrama

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Diagramas E-R: Exemplo

CLIENTE CÔNJUGE Cidade Nome R.G. Endereço Data Nome CPF CASA-SE Data

Assim como Entidades, Relacionamentos também podem possuir atributos

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Diagramas E-R: Exemplo

ENGENHEIRO PROJETO

Código Nome

Código _Título

ATUA Função

O mesmo Engenheiro pode desempenhar funções diferentes em projetos diferentes

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Diagramas E-R: Exemplo

FINANCEIRA FINANCIA VENDA

Qtd_Parcelas

Por que não em vendas?, porque nem todas as venda são feitas a prazo ! (ficariam muito atributos nulos em vendas)

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n  Um relacionamento não associa apenas entidades diferentes

n  As vezes é necessário relacionar instâncias de uma mesma

entidade, ou seja, fazer um auto-relacionamento

n  Nestes casos é necessário o conceito de Papel

n  Papel = Função que uma instância de uma entidade cumpre em uma

instância de um relacionamento

n  Relacionamento entre entidades diferentes não requer papéis

Diagramas E-R: Exemplo

CLIENTE

CASADO

Marido Esposa

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45

n  As vezes pode existir mais de um relacionamento entre as

mesmas entidades

Diagramas E-R: Exemplo

Professor Curso

Leciona

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Mapeamento de Cardinalidade

n  Expressa o número de entidades as quais outra entidade

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Tipos de Mapeamento - 1

n  Um-para-um: Uma entidade A está associada no máximo

a uma entidade B e B está associada no máximo a uma entidade A.

CLIENTE

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48

Tipos de Mapeamento - 1

n  Um-para-um:

Cônjuge

Cliente

casa-se

Cliente

Cônjuge

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Tipos de Mapeamento - 2

n  Um-para-muitos: Uma entidade A está associada a

qualquer número de entidades B. No entanto, B só pode estar associada e uma única entidade A.

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50

Tipos de Mapeamento - 2

n  Um-para-muitos:

Dependente

Cliente

possui

n

Cliente

Dependente

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51

Tipos de Mapeamento - 3

n  Muitos-para-um: Uma entidade A está associada no máximo

a uma entidade B. B, entretanto, pode estar associada a qualquer número de entidades A.

Conta Corrente 1

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Tipos de Mapeamento - 3

n  Muitos-para-um:

Cliente

Conta

conta_cliente

n

Conta

Cliente

$$ $$ $$ $$ $$

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Tipos de Mapeamento - 4

n  Muitos-para-muitos: Uma entidade A está associada a

qualquer número de entidades B e uma entidade B está associada a qualquer número de entidades A.

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54

Tipos de Mapeamento - 4

n  Muitos-para-muitos:

Vendedor

Cliente

atende

n

Cliente

Vendedor

m

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Exercícios – Modelagem ER

n  Agenda de Contatos;

n  Endereços (ibge e correios);

n  Venda de Produtos;

n  Locadora de Vídeos;

n  Gravadora de CDs;