Modelagem de Dados

(1)

Modelagem de Banco de Dados

(2)

“Habilidade mental que permite aos seres

humanos visualizarem os problemas do mundo

real com vários graus de detalhe, dependendo

do contexto do problema.”

(J.Rumbaugh - Modelagem e Projetos Baseados em Objetos)

(3)

Níveis de Abstração de Informação

(Valdemar W. Setzer) mundo real seres, objetos, organismos, fatos organização; alterações modelo descritivo

informações informais descrições das estruturas edas transações

modelo conceitual

informações formais estruturas de informações; _{especificações de manipulação}

modelo operacional dados

estruturas externas de dados; especificações e programas de manipulação

modelo interno cadeia de bits e bytes

estruturas internas de arquivos e tabelas; programas interpretáveis ou executáveis

(4)

(Henry F. Korth)

Visão 1 Visão 2 ... Visão 3 Nível Conceitual

(5)

Modelos de Dados

“Coleção de ferramentas conceituais para

descrição de dados, relacionamento entre os

dados, semântica e restrições de dados.”

(6)

Níveis de Abstração de Informação

Modelos de Dados

• Modelo Entidade-Relacionamento

• Modelo Lógico Relacional • Modelos de dados físicos.

(7)

Independência de Dados

“É a capacidade de modificar uma definição de esquema em um nível, sem afetar a definição de esquema em um nível

mais alto”

Independência de dados FÍSICA: capacidade de modificar o

esquema físico sem precisar reescrever os programas de aplicação

Independência de dados LÓGICA: capacidade de modificar o

esquema conceitual sem a necessidade de reescrever os programas de aplicação

(8)

Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD)

“Um SGBD é uma coleção de programas que permitem ao usuário definir, construir e manipular Bases de Dados para as mais diversas finalidades.”

(9)

Características Gerais de um SGBD:

• Interação com o gerenciador de arquivos • Garantia de Integridade

• Garantia de Segurança • Recuperação e Backup • Controle de Concorrência

(10)

Administradores e Usuários de Banco de Dados

Administrador de Dados: Desenvolve e administra estratégias, procedimentos, práticas e planos capazes de disponibilizar os dados corporativos necessários, quando necessários, com integridade, privacidade, documentação e compartilhamento. Participa dos levantamentos de dados, e regras de negócio da empresa. Elabora e/ou acompanha a confecção de modelos. Participa do planejamento de sistemas com os modelos lógicos. Participa de pesquisa de softwares de apoio, relacionados a área de AD, assim como SGBD.

(11)

Administrador de Banco de Dados: Define a criação do esquema original do banco de dados, a partir dos modelos lógicos. Definição da estrutura de armazenamento e do método de acesso. Modificação da organização física e do esquema. Concessão de autorização para acesso a dados. Especificação de restrições e integridades. Usuários: • Programadores de Aplicação • Usuários Ocasionais • Usuários Simples • Usuários Especializados

(12)

Estrutura Geral de Sistema

• Arquivo de Dados: armazenam os dados propriamente ditos.

• Dicionário de Dados: armazena informações sobre a estrutura do banco de

dados.

• Índices: proporcionam acesso rápido aos itens de dados com valores

específicos.

(13)

Vantagens dos Bancos de Dados

• Redução ou Eliminação de Redundâncias

• Eliminação de Inconsistências • Compartilhamento dos Dados

• Restrições de Segurança • Padronização dos Dados • Independência dos Dados • Manutenção da Integridade

(14)

Modelo Entidade-Relacionamento

“O modelo de dados entidade-relacionamento baseia-se na percepção de um universo constituído por um grupo básico de objetos chamados entidades e por relacionamentos entre estes objetos. Ele foi desenvolvido a fim de facilitar o projeto de banco de dados permitindo a especificação de um esquema de

empreendimento. Tal esquema representa a estrutura lógica

(15)

O Modelo E-R

• Proposto por Peter Chen [1976]

• “The Entity-Relationship Model: Toward the

unified view of data”

• Notações:

– Chen

– Martin (“pé-de-galinha”)

– Bachman (setas)

(16)

O Modelo E-R

Elementos:

– Entidades

Conjuntos de “coisas” que possuem características próprias.

– Atributos

Representam as características de uma Entidade.

– Relacionamentos

(17)

Entidade -

conceito

• conjunto de objetos sobre os quais é preciso

armazenar informações úteis.

• conjunto de vários elementos (mais que 1).

• conjuntos de elementos distinguíveis que aceitam um

código para diferenciá-los.

• seus atributos NÃO dependem de outras entidades.

• conjuntos qualificativos (ex. grau de instrução).

• Ex de possíveis Entidades: pessoas, locais, objetos,

documentos, etc.

Cuidado:

aquilo que é entidade numa circunstância, pode não ser em outra.

Cuidado:

aquilo que é entidade numa circunstância, pode não ser em outra.

(18)

Entidade

representação

Funcionários Produtos Cargos Notas Fiscais

matricula nome endereço código descrição unidade

número

série _data

emissão código

(19)

Entidades Fortes e Fracas

• Entidade Forte: é uma entidade que possui atributo

identificador, por definição é uma entidade dominante.

• Entidade Fraca: por definição é uma entidade subordinada.

Para formarmos o atributo identificador de uma entidade fraca, utilizamos o atributo identificador da entidade forte da qual ela é existencialmente dependente mais um conjunto mínimo de atributos que possa identificar uma entidade em um conjunto de entidades fracas.

(20)

Entidades Fracas

• Dependem de uma “entidade forte”

• A Entidade Fraca é representada por:

• Dependência de Existência

• Dependência de Identificador

(21)

Entidades Fracas

Dependência de Existência

Pertence

(22)

Entidades Fracas

Dependência de Identificador

Faz

(23)

Atributos

conceito

• informações úteis a respeito de uma entidade

ou relacionamento.

• os atributos de uma entidade permanecem

constantes para todos os seus relacionamentos.

• os atributos de uma entidade são

(24)

Atributos

tipos

• determinante:

– seu valor representa um elemento da entidade. – seu valor é único para a entidade.

– deve ser sublinhado. • composto

– necessita ser dividido em sub-atributos, para que seu significado seja melhor compreendido.

• multivalorado

– pode assumir mais do que um valor para cada entidade, é diferenciado com um (*).

(25)

Atributos

representação

Funcionários Produtos Cargos Notas Fiscais

matricula nome endereço código descrição unidade

número

série _data

emissão código

(26)

Atributos

ex: atributo composto

Funcionários

matricula endereço rua _{nº CEP}

(27)

Atributos

ex: multi-valorado

Funcionários matricula * telefone

(28)

Relacionamento

É uma associação entre várias entidades.

Conjunto de Relacionamentos

É um grupo de relacionamentos do mesmo tipo.

• associação entre entidades.

• representam os vínculos que existem entre as entidades no

mundo real.

(29)

Mapeamento

Cardinalidade

Expressa o número de entidades ao qual outra entidade pode estar associada via um relacionamento.

(30)

Tipos de Cardinalidade:

• Um-para-um (1:1): uma entidade em A está associada a no

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

• Um-para-muitos (1:N): uma entidade em A está associada a

qualquer número de entidades em B, entretanto uma entidade em B está associada a no máximo uma entidade em A.

• Muitos-para-muitos (N:N): uma entidade em A está associada a

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

(31)

Exemplo Cardinalidade Um-para-um (1:1) a 2 b1 b2 b3 b4 a 1 a 3 a 4 a 2

(32)

Exemplo Cardinalidade Um-para-Muitos (1:N) a 2 b1 b2 b3 b4 a 1 a 3 a 2 b4

(33)

Exemplo Cardinalidade Muitos-para-Muitos (N:N) a 2 b1 b2 b3 b4 a 1 a 3 a 4 a 2

(34)

Dependência Existencial:

se a existência da entidade x depende da existência da entidade

y, então diz-se que x é existencialmente dependente de y. A

entidade y é chamada dominante e x é chamada subordinada.

a 2 b1 b2 b3 b4 a 1 a 3 a 2 b4 a2 b1 b2 a1 a3 _b4

(35)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

• Entidade: representada por retângulos.

• Atributos: representados por círculos ou elipses.

• Relacionamentos: representados por losangos ligados às

entidades por linhas.

Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta

(36)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta 1 1 Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta 1 N Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta N N

(37)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta 1 1-N Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta 1-2 N Aluno nome endereço rg Disciplina Prof Nome Matricula 30 N

(38)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Empregado nome endereço rg Trabalha para 1 N gerente funcionário

Entidade Fraca

CC _Transações data numero CCTransação 1 N saldo numero valor

(39)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Grau do Relacionamento

Empregado nome endereço rg Trabalha para 1 N gerente funcionário Unário CC _Transações data numero CCTransação 1 N saldo numero valor Binário

(40)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Grau do Relacionamento

Cliente nome endereço rg 1-2,1-N CC _Agência nome ClienteCCGerente 1-N,1-N 1,N saldo numero Ternário

(41)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Dependência Existencial ou

Relacionamento Parcial

CC _Transações data numero CCTransação 1 N saldo numero valor

Nem todas as contas correntes precisam conter transações, mas todas as transações devem se relacionar com uma conta corrente.

(42)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Atributos de Relacionamentos

Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta N N rg numero

(43)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Especialização ou Generalização

Conta saldo numero é uma Poupança juros Corrente descoberto

(44)

Especialização ou Generalização

As especializações se utilizam de herança para compartilhar atributos e/ou relacionamentos. Isto quer dizer que as entidades Popança e Corrente possuem todos os atributos e relacionamentos da entidade Conta, mas a entidade Conta não possua os relacionamentos e atributos das entidades especializadas. Diz-se que a entidade superior (Conta) é a entidade Mãe. E as entidades inferiores (Poupança e Corrente) são entidades Filho. Desta forma é fácil fazer a analogia de que os filhos herdam as características dos pais, e nunca o contrário.

(45)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Agregação

Funcionário N Trabalha N Projeto

Máquina Usa

N 1

(46)

Diagrama Entidade-Relacionamento (MER)

Simplificando Relacionamentos

Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta N N rg numero Cliente nome endereço rg CC saldo numero ClienteConta N N rg numero 1 ₁

(47)

Integridade

Um meio de assegurar que mudanças feitas no

banco de dados, não resultem em perdas e/ou

inconsistências dos dados.

Tipos de Restrição

Declarações de Chave: O conjunto de restrições e atualizações válidas é

restringido àquelas que não criam duas entidades com o mesmo valor numa chave candidata.

Cardinalidade: Restringe o conjunto de relacionamentos válidos entre

entidades.

Tipo de Domínio: Restringe o atributo a um tipo específico de dado. Os tipos

variam de acordo com o SGBD usado.

Integridade Referencial: Assegura que um valor que aparece em uma relação

para um dado conjunto de atributos apareça também em um certo conjunto de atributos em outra relação.

(48)

Tipos de Restrição

Dependências Funcionais

EMPRESTIMO (num_emprestimo,agencia, cpf, quantia)

num_emprestimo quantia Dependências Funcionais A B C D a1 b1 c1 d1 a1 b2 c1 d2 a2 b2 c2 d2 a2 b3 c2 d3 a3 b3 c2 d4 A A A C AB D AB A D C