RelatóriodeListadeExercícios

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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 3

Relatório de Lista de Exercícios

Roberto Pepato Mellado

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Sumário

1 Objetivo ... 3

2 Principais Passos ... 3

2.1 Redes Inteligentes ou Smart Grids [2] ... 3

2.2 Redes Inteligentes No Departamento de Polícia ... 4

2.3 Definição de Entidades e Atributos ... 4

2.4 Aplicação da primeira forma normal (1FN) ... 5

2.5 Aplicação da segunda forma normal (2FN) ... 5

2.6 Aplicação da terceira forma normal (3FN) ... 6

2.7 Simplificação do Modelo ... 6 2.8 Tuplas ... 7 2.8.1 Entidade EstadoOperacao: ... 7 2.8.2 Entidade Fabricante: ... 7 2.8.3 Entidade Medidor: ... 7 2.8.4 Entidade TipoEquipamento: ... 7 2.8.5 Entidade Equipamento:... 8 3 Conclusões ... 8 4 Referências Bibliográficas ... 8

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Relatório de Lista de Exercícios

Este relatório apresenta informações sobre objetivo, principais passos realizados e principais conclusões e recomendações.

1 Objetivo

A lista de exercícios ListEx3 tem como objetivo desenvolver a primeira versão de um protótipo de Aplicativo de Banco de Dados de EQuiPamentos do departamento de POlícia (ABD-EQP-PO), evoluindo-o desde a primeira até a terceira forma normal, visando melhorar os tempos de acesso, em termos de armazenamento e recuperação de informações, além de reduzir as anomalias de atualizações e inconsistências.

2 Principais Passos

Os principais passos para conclusão desta lista de exercício são descritos a seguir:

 Assistir e participar das aulas da disciplina CE-240 Projeto de Sistemas de Bancos de Dados [1];

 Pesquisar sobre Sistemas de Smart-Grid;

 Definir cinco mais ou menos duas entidades, contendo cinco mais ou menos atributos e cinco mais ou menos duas tuplas, relacionados ao contexto da temática do ABD-EQP-PO;

 Evoluir o modelo, da primeira à terceira forma normal.

 Documentar as anomalias removidas com a evolução do modelo, da primeira para a terceira forma normal;

2.1 Redes Inteligentes ou Smart Grids [2]

Smart Grid ou rede inteligente, em termos gerais, utiliza aplicação de tecnologia da informação para o sistema elétrico de potência integrada aos sistemas de comunicação e infraestrutura de rede automatizada. Especificamente, envolve a instalação de sensores nas linhas da rede de energia elétrica e o estabelecimento de um sistema de comunicação confiável em duas vias de ampla cobertura e com capacidade de automação dos ativos da rede. Esses sensores são embutidos em chips que detectam informações sobre a operação da rede – parâmetros tais como a tensão e corrente. Os sensores propiciam a análise automatizada para determinação de eventos significativos na rede como, por exemplo, tensão muito alta ou muito baixa.

O funcionamento de uma rede inteligente se dá através da identificação de eventos significativos pelos sensores e o envio destes dados para um sistema analítico central. Esse sistema deve propiciar a análise automatizada das condições da rede e definir quais as estratégias para otimização de desempenho da rede. Como exemplo, podemos citar o fornecimento de energia em alta voltagem para uma residência que não está consumindo todo esse potencial energético. Neste caso, o sistema de rede inteligente deve ser capaz de identificar essa situação e fornecer somente o nível de voltagem necessário e adequado para o consumo neste ponto de consumo, otimizando o desempenho da rede e evitando desperdícios.

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Podemos citar três exemplos de benefícios que pode ser propiciados pela utilização de um sistema de redes inteligentes:

 Eficiência: A energia entregue pelas companhias de distribuição é a energia necessária no ponto de consumo, evitando desperdícios;

 Confiabilidade: A rede inteligente deve ser capaz de identificar quais ativos da rede estão começando a falhar ou com desempenho em declínio, propiciando a substituição pela companhia de distribuição;

 Integração: Possibilidade de conectar-se a painéis solares, veículos elétricos, etc. Permite a venda de energia excedente pelos consumidores.

2.2 Redes Inteligentes No Departamento de Polícia

As operações no departamento de polícia dependem de um fornecimento constante de energia elétrica. Funções como Controle de Acesso, Controle Operacional das Celas e Monitoramento das Câmeras de Segurança são críticas dentro de um departamento de polícia e não podem ficar sem alimentação elétrica, sob pena de liberação de acessos a locais não autorizados, fugas, rebeliões, etc. Os equipamentos de controle de acesso e gerenciamento operacional das celas e gerenciamento das câmeras estão atualmente integrados através de um sistema de automação, que controla o acesso, fechamento e abertura das celas, acesso aos locais restritos e movimentação das câmeras de segurança. As câmeras de segurança possuem dispositivo de movimentação do equipamento, permitindo que uma única câmera consiga filmar até 180 graus a partir de seu ponto de instalação. Esse sistema automatizado possui dispositivos mecânicos instalados nos equipamentos, que necessitam de alimentação elétrica para funcionar adequadamente. O departamento de polícia possui um gerador de energia, com autonomia de 1 hora. Esse tempo é suficiente para que uma rede inteligente se reconfigure de forma a reestabelecer o fornecimento de energia ao departamento de polícia, através da utilização de uma fonte de alimentação alternativa. Para que a rede inteligente possa se reconfigurar, é necessário que o medidor instalado no departamento de polícia notifique a rede do problema de interrupção de fornecimento de energia, bem como do reestabelecimento da mesma. É necessário conhecer o posicionamento geográfico do medidor, que é também o ponto de conexão de energia elétrica para alimentação do departamento de polícia, para que o sistema de rede inteligente consiga determinar em que ponto da rede ele se encontra e quais são as opções para reestabelecimento de energia de maneira eficiente e eficaz. Para que o sistema possa funcionar adequadamente é necessário que o medidor funcione através de alimentação pela rede elétrica ou por bateria e também que o medidor notifique quando a carga da bateria estiver chegando ao fim, para que o operador do sistema possa a substituir. Por fim, é desejado que os fabricantes dos equipamentos de controle de acesso, controle operacional das celas e monitoramento das câmeras estejam disponíveis no sistema, juntamente com seu telefone de contato, pois estes podem ajudar com informações adicionais sobre configurações elétricas do equipamento.

2.3 Definição de Entidades e Atributos

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 Catraca: Um equipamento de controle de acesso

 Camera: Um equipamento de filmagem de áreas do departamento de polícia

 ControladorCela: Um equipamento de controle operacional de abertura/trancamento das celas do departamento de polícia. Os atributos das entidades identificadas são descritos a seguir:

Catraca: {num_catraca, fabricante, descricao, estado_operacao, tensao_operacao, telefone_fabricante, medidor}

Camera: {num_camera, fabricante, descricao, estado_operacao, tensao_operacao, telefone_fabricante, medidor}

ControladorCela: {num_cela, descricao, estado_operacao, tensao_operacao, medidor}

2.4 Aplicação da primeira forma normal (1FN)

Diz-se que uma tabela ou relação está na primeira forma normal (1FN), quanto todos os seus registros possuem o mesmo conjunto de atributos e esses atributos são atômicos, isto é, possuem valores indivisíveis. Ao avaliar os atributos definidos nas entidades identificadas, notou-se que as entidades catraca e câmera fazem referencia a fabricante, que pode ser modelado em uma entidade a parte. A mesma estratégia se aplica ao estado de operação, que pode ser modelado como uma entidade à parte. Após a aplicação da primeira forma normal, a definição dos atributos das entidades apresentou-se da seguinte maneira:

Catraca: {num_catraca, num_fabricante, descricao, num_estado_operacao,

tensao_operacao, telefone_fabricante, medidor, tensao_de_demanda, tensao_de_rede, latitude, longitude }

Camera: {num_camera, num_fabricante, descricao, num_estado_operacao,

tensao_operacao, telefone_fabricante, medidor, tensao_de_demanda, tensao_de_rede, latitude, longitude }

ControladorCela: {num_cela, descricao, num_estado_operacao, tensao_operacao, medidor, tensao_de_demanda, tensao_de_rede, latitude, longitude }

Fabricante: {num_fabricante, nome}

EstadoOperacao: {num_estado_operacao, descricao}

2.5 Aplicação da segunda forma normal (2FN)

Diz-se que uma tabela ou relação está na segunda forma normal (2FN), quanto todos os seus atributos não-chave contêm dados ou informações que se referem a chave inteira e não somente a parte do registro ou tupla. Ao avaliar os atributos definidos no item 2.4, identificamos que o atributo telefone_fabricante, existente nas entidades catraca e câmera referem-se apenas à parte da chave e devem ser movidos para a entidade fabricante. Após a aplicação da segunda forma normal, a definição dos atributos das entidades apresentou-se da seguinte maneira:

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Camera: {num_camera, num_fabricante, descricao, num_estado_operacao, tensao_operacao, medidor, tensao_de_demanda, tensao_de_rede, latitude, longitude } ControladorCela: {num_cela, descricao, num_estado_operacao, tensao_operacao, medidor, tensao_de_demanda, tensao_de_rede, latitude, longitude }

Fabricante: {num_fabricante, nome, telefone}

2.6 Aplicação da terceira forma normal (3FN)

Diz-se que um conjunto de relações (que servem para implantar entidades de mesmo nome) está na terceira forma normal (3FN), quando esse conjunto de tabelas ou relações estiver na 2FN e cada um de seus atributos não chave estiver referindo-se diretamente à chave. Ao avaliar os atributos definidos no item 2.5, identificamos que existem alguns atributos (tensao_de_demanda, tensao_de_rede, latitude e longitude) que não fazem referência à chave e sim ao medidor. A solução para esse problema foi a criação de uma nova entidade denominada Medidor, e a mudança de atributos para esta nova entidade. Após a aplicação da terceira forma normal, a definição dos atributos das entidades apresentou-se da seguinte maneira:

tensao_operacao, num_medidor}

Camera: {num_camera, num_fabricante, descricao, num_estado_operacao,

tensao_operacao, num_medidor}

ControladorCela: {num_cela, descricao, num_estado_operacao, tensao_operacao, num_medidor}

Fabricante: {num_fabricante, nome, telefone}

Medidor: {num_medidor, tensao_de_demanda, tensao_de_rede, latitude, longitude}

2.7 Simplificação do Modelo

Ao analisar o modelo produzido como resultado do processo de normalização, este autor percebeu que as entidades Catraca, Camera e ControladorCela apresentam exatamente os mesmos atributos, sendo diferenciados apenas por sua tipificação. Assim, este autor optou por fazer uma abstração e classificar estes tipos como equipamento, removendo as três entidades previamente existentes e criando uma entidade adicional de tipo de equipamento para tipificação. Após a aplicação das alterações, a definição dos atributos das entidades apresentou-se da seguinte maneira:

Equipamento: {num_equipamento, num_tipo_equipamento, num_fabricante, descricao, num_estado_operacao, tensao_operacao, num_medidor}

TipoEquipamento: {num_tipo_equipamento, descricao} Fabricante: {num_fabricante, nome, telefone}

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2.8 Tuplas

Após a definição das entidades e seus atributos, foi definido um conjunto de tuplas para permitir uma carga de dados inicial do ABD-EQP-PO e validação de sua estrutura.

2.8.1 Entidade EstadoOperacao:

num_estado_operacao Descricao

1 Ativo

2 Sem alimentação elétrica

3 Desligado para manutenção

4 Desativado Permanentemente

2.8.2 Entidade Fabricante:

num_fabricante Nome Telefone

1 SafeWorld 551132371422

2 PoliceFriend 551132778322

3 e-Secure 551122324433

4 Spy Secure Equipment 551123228888

5 Equipamentos Brasil 551122223324

2.8.3 Entidade Medidor:

num_medidor tensao_de_demanda tensao_de_rede latitude Longitude

M1 70 220 -32,6784323 -55,2243546 M2 100 110 -48,7763542 -39,9384653 M3 30 220 -59,8984736 -62,4729374 2.8.4 Entidade TipoEquipamento: num_tipo_equipamento descricao 1 Controle de Acesso 2 Câmera de Segurança 3 Controle de Cela

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2.8.5 Entidade Equipamento:

num_equipamento num_tipo_equipamento num_fabricante descricao num_estado_operacao tensao_operacao Medidor

1 1 2 Entrada Norte 1 5 M1

2 1 1 Entrada Sul 3 15 M3

3 1 4 Entrada Estacionamento 2 2 M2

4 2 5 Corredor das Celas 1 5 M1

5 2 4 Sala do Delegado 1 7 M2 6 2 3 Entrada Principal 1 5 M1 7 3 1 Cela 1 1 40 M1 8 3 2 Cela 2 1 40 M2 9 3 2 Cela Vazia 2 40 M3 3 Conclusões

A aplicação da técnica de normalização permitiu a este aluno a identificação e remoção de anomalias em seu modelo conceitual de protótipo de aplicativo de banco de dados. Ao final da atividade de aplicação da técnica de normalização, foi possível estruturar e validar sua proposta de modelo, simplificando a ideia proposta de modelo apresentada e oferecendo maior flexibilidade ao modelo conceitual. Esta atividade contribuiu ainda para a compreensão e aplicação de técnicas de normalização para melhoria dos tempos de acesso aos dados em termos de armazenamento e recuperação das informações, bem como a remoção de inconsistências e redundâncias.

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4 Referências Bibliográficas

[1] CUNHA A. M.,“Notas de Aula”, Disponível em: https://sites.google.com/site/ce240ita/notas-de-aula, Acesso em: Março de 2011.