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(1)19/4/2010. Modelagem. Aula Aplicação 02 de Matemática M á i Discreta Di (Modelagem de Dados e Relações). O que é Modelagem de Dados? A modelagem de dados é um processo no qual se "projeta" ou "planeja" a sua base de dados de forma que você possa aproveitar os recursos de um banco consistente, reaproveitar recursos, exijir menos espaço em disco e, sobretudo, que possa ser bem administrado para a empresa. Por que modelar?. Gerenciamento de Dados Imagine se um banco que esquecesse quem lhe deve dinheiro ou a uma revista que perdesse os nomes e os endereços dos seus assinantes. Em breve, estariam todos em grandes dificuldades, senão falidos.. y Representar o ambiente observado y Documentar e normalizar y Fornecer processos de validação y Observar processos de relacionamentos entre objetos. O gerenciamento de dados, exige habilidades em projeto, uso e gerenciamento dos sistemas de armazenamento de dados nas organizações modernas.. Gerenciamento de Dados Bancos de dados, (ou bases de dados), são conjuntos de dados com uma estrutura regular de organização. Um banco de dados é um sistema de informações. Por exemplo, em um banco de dados de uma empresa, ç teremos como informação:. Gerenciamento de Dados São características de um banco de dados eficiente: y Integridade y Restrições y Segurança/Privacidade. ç y Restauração. y Os dados pessoais dos clientes. y Reorganização. y Os dados pessoais dos funcionários. y Eficiência. y Catálogos de produtos y Disponibilidades de estoque y Recursos energéticos. 1.

(2) 19/4/2010. SGBD’s Um banco de dados é usualmente mantido e acessado por meio de um software conhecido como Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD). Exemplos de SGBD : SQL Server, Oracle, Postgresql, MySql. O termo banco de dados foi criado inicialmente para informação digital. Porém o termo é atualmente usado para indicar tanto bancos de dados digitais como outros.. Estrutura dos Dados Tabela ou Entidade: Define-se entidade aquele objeto que existe no mundo real com uma identificação distinta e com um significado próprio. Propriedades de Entidades:. Estrutura dos Dados Um banco de dados possui uma ou mais tabelas (chamadas também de entidades), que é uma forma comum de armazenagem de dados na empresa. Cada entidade representa um “sujeito” ou objeto dentro do modelo.. O correto é que, através de um processo de análise, os dados fiquem organizados nestas tabelas.. Estrutura dos Dados Cada tabela possui campos (ou podemos chamar também de atributos ou linhas), que são as características dos dados que serão armazenados.. y Entidade isoladamente não informa nada y É necessário atribuir propriedades às entidades y Propriedades especificadas na forma de y y y. Relacionamentos Atributos Generalizações/especializações. Estrutura dos Dados Campo ou Atributo: Atributo é o conjunto de itens que um registro pode conter. Exemplo: cada item de uma ficha ou registro, corresponde a um item, campo ou atributo. Em um cadastro de clientes de uma empresa, podemos encontrar os seguintes campos:. Cada atributo possui propriedades, como por exemplo o tipo de dados a ser armazenado (caracter, numérico, da-ta, lógico) e o tamanho.. Estrutura dos Dados As tabelas também possuem registros (ou linhas) que são os dados que estão armazenados em cada campo da tabela.. y cpf, y nome, y endereço, y cidade, y bairro, y estado, y cep, ..... 2.

(3) 19/4/2010. Fases da Modelagem Através da identificação das entidades que terão informações representadas no banco de dados e dos atributos que serão importantes, é possível identificar os arquivos que comporão o banco de dados. j São três as fases do pprojeto: y Modelo Conceitual y Modelo Lógico y Modelo Físico. Modelo Conceitual Representa as regras de negócio, sem as limitações tecnológicas ou de implementação, por isto é a etapa mais adequada para o envolvimento do usuário, que não precisa ter conhecimentos técnicos. ç destes relacionamentos no modelo A demonstração conceitual se chama DER – Diagrama Entidade Relaciomento. Neste modelo temos : y Visão Geral do negócio. y Facilita o entendimento entre usuários e desenvolvedores. y Possui somente as entidades e atributos principais. y Contém os relacionamentos entre as entidades.. Modelo Lógico Leva em conta limites impostos por algum tipo de tecnologia de banco de dados. (banco de dados hierárquico, banco de dados relacional ,etc.). Suas características são: p ç do negócio g y Deriva do modelo conceitual e via representação y Possui entidades associativas y Define as chaves primárias das entidades y Normalização do modelo y Encadeamento lógico dos relacionamentos y Adequação ao padrão de nomenclatura y Entidades e atributos documentados. Modelo Físico Leva em consideração limites impostos pelo SGBD e pelos requisitos não funcionais dos programas que acessam os dados. Características: y Elaborado a partir do modelo lógico y Pode variar segundo o SGBD y Pode ter tabelas físicas (log , lider , etc.) y Pode ter colunas físicas (replicação). No modelo físico, o SQL (Structured Query Language), é a linguagem padrão e a mais usada em bancos de dados. Nesta fase, existe a programação do banco de dados.. 3.

(4) 19/4/2010. Modelo Entidade Relacionamento O Modelo Entidade-Relacionamento foi definido por Peter Chen em 1976, e teve como base a teoria relacional criada por E. F. Cood (1970). Segundo Chen, a visão de uma dada realidade, baseia-se no relacionamento entre entidades, os quais retratam os fatos f t que governam esta t mesma realidade, lid d e que cada d um, entidade ou relacionamento, pode possuir atributos qualificadores desta realidade.. Peter Chen. Modelo Entidade Relacionamento O conceito de abstração permite ao analista separar da realidade as partes que são realmente relevantes para o desenvolvimento do sistema de informações.. Chaves Uma chave é um atributo ou um conjunto de atributos que possui o poder de rotular de forma única cada registro de uma entidade.. O objetivo da modelagem de dados é possibilitar a apresentação de uma visão única, não-redundante e sintética dos dados de uma aplicação.. Chaves Candidatas. Chaves Candidatas. A chave candidata é o atributo ou grupamento de atributos que têm a propriedade de identificar unicamente uma ocorrência na entidade, registro ou linha da entidade. Pode vir a ser uma chave Primária. A chave candidata que não é chave primária também chama-se chave alternativa. Exemplo: Clientes (Código, CPF, identidade).. 4.

(5) 19/4/2010. Chaves Primárias Características de uma Chave Primária : y NÃO PODE haver duas ocorrências de uma mesma entidade com. Chaves Estrangeiras Uma chave estrangeira é quando o atributo de uma entidade é a chave primária de outra entidade.. o mesmo conteúdo na Chave Primária. y A chave primária não pode ser composta por atributo opcional, ou. seja, atributo que aceite nulo. y Os atributos identificadores devem ser o conjunto mínimo que. pode identificar cada instância de um entidade. y Não devem ser usadas chaves externas. (Atributos sobre os quais. você não tem controle.) y Cada atributo identificador da chave deve possui um tamanho re-. duzido. y Não deve conter informação volátil. (Que pode mudar com fre-. qüência.. Relacionamentos. Exemplo: Departamento (CodDep, NomeDepto) Empregado(CodEmp, NomeEmp, CodDep, CatFunc). Relacionamentos. As entidades não são isoladas; elas estão relacionadas com outras entidades. Quando passamos a trabalhar com mais de uma entidade, precisamos identificar os relacionamentos entre elas, para representar de forma coerente o mundo real.. No trabalho,. Em família,. Relacionamento Um relacionamento é uma relação matemática de 2 ou mais conjuntos de dados (entidades). Se E1, E2, ..., En são entidades então um relacionamento é um subconjunto de pares:. DER Notações do diagrama entidade-relacionamento (DER), segundo Peter Chen:. R ={(c1, ={(c1 c2) / c1 é chave primária de E1 e c2 é chave primária de E2} Exemplo:. 5.

(6) 19/4/2010. DER (Exemplo). Modelo Entidade-Relacionamento (MER) Existem também outras representações, como diagrama de ocorrências, diagrama de instâncias, dicionário de dados, etc… que judam a visualizar os modelos.. Modelo Entidade-Relacionamento (MER). Modelo Entidade-Relacionamento (MER) Cria-se uma tripla aliança então:. Classificação de Relações Uma relação qualquer entre dois conjuntos A e B, podem ser classificadas com relação aos conjuntos de domínio e imagem da mesma. Uma relação pode ser: ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾. Classificação de Relações Funcional: Uma relação é dita ser funcional se cada elemento do conjunto domínio estiver relacionado a, no máximo, um elemento do conjunto imagem.. Funcional Total Injetora Sobrejetora Bijetora Isomorfismo. Funcional. Não é Funcional. 6.

(7) 19/4/2010. Classificação de Relações. Classificação de Relações. Total: Uma relação é dita ser total, se todos os elementos do conjunto de origem estão relacionados a algum elemento do conjunto destino. Ou seja, domínio é o próprio conjunto A.. Total. Injetora: Uma relação é dita ser injetora ou injetiva, se todos os elementos do conjunto de destino participam uma única vez da relação.. Não é total. Injetora. Classificação de Relações. Não é Injetora. Classificação de Relações. Sobrejetiva: Uma relação é dita ser sobrejetora ou sobrejetiva, se todos os elementos do conjunto de destino estão relacionados a algum elemento do conjunto origem. Ou seja, imagem é o próprio conjunto B.. Bijejetiva: Uma relação é dita ser bijetora ou bijetiva se for ao mesmo tempo, injetiva e sobrejetiva. Isomorfismo: Uma relação é dita ser um isomorfismo se for total,, funcional,, injetiva j e sobrejetiva j ao mesmo tempo. p É a condição mais forte. (Todos com todos uma vez só). Função: Uma relação é dita ser uma função se for ao mesmo tempo, funcional e total. Funções, sejam elas contínuas ou discretas, são as ferramentas matemáticas mais usadas no mundo.. Sobrejetiva. Não é Sobrejetiva. Exercícios de Classificação. Exercícios de Classificação. a). c). b). d). 7.

(8) 19/4/2010. Exercícios de Classificação e). Cardinalidade de Relacionamentos A cardinalidade expressa o número de registros às quais outra entidade pode estar associada via um conjunto de relacionamentos. São tipos de cardinalidade: p um ((1:1)) 9 Um-para 9 Um-para-muitos (1:m) 9 Muitos-para-um (m:1) 9 Muitos-para-muitos (m:m). f). Relacionamentos 1:1 São relacionamentos em que um registro na primeira entidade está associada, no máximo, a um registro em outra entidade, e vice-versa.. Relacionamentos 1:m ou m:1 Um relacionamento um-para-muitos ou muitos-para-um (1:m ou m:1) ocorre com freqüência em situações de negócio. Neste caso um registro da entidade em A está associada a vários registros da entidade em B. Um registro da entidade em B, entretanto, deve estar associada no máximo a um em A.. Relacionamentos 1:1 Neste relacionamento, vale a classificação de isomorfismo, e logo podemos escolher qual será a tabela que irá receber a chave estrangeira, sem nenhuma perda para futuras buscas. No exemplo abaixo podemos entender melhor este tipo de relacionamento onde estaremos definindo que um Gerente (e relacionamento, somente um) gerencia um (e somente um) Departamento.. Relacionamentos 1:m No exemplo, temos um curso com um ou mais alunos. A representação ficaria assim:. A representação da chave primária é uma tralha # ou a sigla PK (Primary Key). A chave estrangeira deve ficar sempre no lado do “muitos”, pois esta relação não é funcional ou injetiva (que depende do observador).. 8.

(9) 19/4/2010. Relacionamentos 1:m Exemplos:. Relacionamentos m:m. Relacionamentos m:m Um relacionamentos muitos-para-muitos é quando um registro de uma entidade pode estar associado a qualquer número registros em outra, e vice-versa. Neste caso, não se garante nem ser funcional nem ser injetora e, portanto, não é garantida uma busca consistente.. Relacionamentos m:m. Exemplo: A entidade departamento, a entidade professor e o relacionamento lotação. Visto que um departamento está associado a vários professores e um professor está lotado e somente um departamento.. Entidades Independentes Muitas vezes, uma entidade independente é fundamen-tal em um modelo de dados e está em primeiro lugar na mente do cliente. São, com freqüência, pontos de partida de um modelo de dados. Geralmente têm nomes distinguíveis pois di i í i e claros, l i aparecem com freqüência no mundo do cliente. E provavavelmente estarão conectadas a outras entidades independentes por meio de um relacionamento m:m.. 9.

(10) 19/4/2010. Entidades Dependentes. Entidades Dependentes. Uma entidade fraca (ou dependente) precisa de outra entidade para garantir a sua existência. Sua identificação é feita no DER pela borda arredondada da entidade. Exemplo: Funcionários: Independente Dependentes: Fraca. Se a entidade Funcionários não existisse, a entidade dependentes não existiria.. Entidades Associativas. Modelagem Lógica e Relações. As entidades associativas são produtos de relacionamentos m:m. Em geral, são encontradas entre entidades independentes. São sempre FRACAS. Muitas das vezes, as entidades associativas têm nomes óbvios, pois ocorrem no mundo real. Deve-se sempre procurar pelo l nome adequado, d d pois i esse irá i á aumentar t a qualidade lid d do d modelo de dados. A utilização de hífens é a última alternativa.. Análise de Relacionamentos Em diversas situações podemos ter uma interpretação distorcida de um relacionamento. Não é tarefa simples identificar os graus e as tabelas que irão se relacionar. E aí entra a parte de modelagem lógica.. Efetivação Lógica A efetivação lógica de relacionamentos nada mais é do a busca por tornar transitivas as relações do modelo. Tudo em prol de uma relação de equivalência, onde os dados são particionados, sem esquecer (inconsistências) ou repetir (redundâncias) ninguém. ninguém. 10.

(11) 19/4/2010. Efetivação Lógica. Encadeamento Lógico. Lembrando, é preciso incluir campos na estrutura de dados das entidades para que se efetuem os relacionamentos. Logo, devem haver campos comuns. Estes atributos em comum são a chave primária da entidade forte e a chave estrangeira na entidade fraca.. Foi dada a seguinte questão: y Uma empresa pode ter várias filiais. y Cada filial de uma empresa pode ter vários departamentos. y Um departamento de uma filial pode ter vários funcionários.. O DER deste problema será:. Encadeamento Lógico. Encadeamento Lógico. 63. Normalização O conceito de normalização foi introduzido por E. F. Codd em 1970. A normalização é uma técnica, que consiste de um processo matemático formal fundamentado na Teoria dos Conjuntos; Através do processo matemático da normalização, normalização po pode-se substituir, gradativamente, um conjunto de entidades e relacionamentos por um outro, mais “adequado”, em relação a anomalias de atualização: ¾ ¾. Inclusão, Alteração,. ¾. Exclusão.. 64. Normalização A Teoria da Normalização é tradicionalmente expressa através de um Conjunto de Formas Normais, que progressivamente otimizam as estruturas e os conteúdos das relações; As Formas Normais são:. 11.

(12) 19/4/2010. Normalização. Normalização. Primeira Forma Normal (1FN): “cada ocorrência da chave primária deve corresponder a uma e somente uma informação de cada atributo, ou seja, a entidade não deve conter grupos repetitivos.” ((Garantir totalidade e funcionalidade,, ou seja, j , ser função) ç ). Segunda Forma Normal (2FN) “Para uma tabela estar na 2FN ela deve estar na 1FN e seus atributos dependerem funcionalmente somente da chave primária ou atributo determinante.” (g j ) (garantir injetividade). Exemplo: CPF e Mais de um Telefone. Solução: Se cria mais de um campo fixo, onde podem ser aceitos valores vazios (campo opcional) ou se cria uma nova entidade para receber a lista de telefones.. Exemplo: CPF, Endereço e Telefone (sem ddd) ou, em uma tabela de vendas o Valor Total depende do Preço Unitário e da Quantidade, simultaneamente. Solução: desmenbrar o modelo em mais entidades.. Normalização Terceira Forma Normal (3FN) “Uma tabela estará na 3FN quando estiver na 2FN e não houver dependência funcional transitiva entre seus atributos.” (Diminuir a redundância ou prolixidade). Exemplo: Não podemos ter os dados pessoais de um vendedor, que dependem diretamente do código dele, dentro de uma tabela com os dados de um venda, onde o atributo determinante é, por exemplo, o número da nota fiscal.. 12.

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