bancode dados modelagem conceitual
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Banco de Dados Modelagem Conceitual por: Mário Sergio da Silva
Banco de Dados Modelagem Conceitual
Prof. Mário Sergio da Silva [email protected] Lattes: http://lattes.cnpq.br/1161794053211014
Atualizado em Maio/2016
Este material é uma adaptação didática que utiliza ilustrações e textos retirados de uma seleção criteriosa de publicações disponíveis livremente na internet, juntamente com conteúdo inédito. (bibliografia disponível no final dos slides)
Conteúdo Modelagem Conceitual:
Entidade, Atributos, Relacionamento
Atributos de relacionamento e identificadores
Cardinalidades: Máxima e Mínima
Graus de um Relacionamento
Tipos de Entidade: Forte, Fraca e Associativa
Exercícios
4 4 Prof. Mário Sergio
4
Modelagem de Dados Definições:
Modelo Entidade Relacionamento (ER) É a técnica mais conhecida Tem como objetivo auxiliar na especificação geral do
sistema O modelo de dados é representado graficamente através
de um Diagrama de Entidade-Relacionamento (DER).
Principais conceitos do Modelo ER são: Entidades Atributos e Relacionamentos
Notação: Criada por Peter Chen em 1976
5 5 Prof. Mário Sergio
5
Modelagem de Dados Notações DER
Entidade Associativa
Atributo Derivado
6 6 6
Modelagem de Dados Entidade
É um conjunto de objetos do mundo real sobre os quais se deseja manter informações no banco de dados
É distinguível de outros objetos Representada através de um retângulo Pussui existência própria, pode representar:
objetos concretos (uma pessoa) objetos abstratos (um departamento)
Departamento
Contabilidade Financeiro Jurídico Pessoal
Empregado
João Pedro Paulo Maria
Possui propriedades Atributos e Relacionamentos
7 7 7
Modelagem de Dados Atributo
É um dado que é associado a cada ocorrência de uma entidade ou de um relacionamento
Exemplos de atributos de entidades:
Empregado Nome Endereço Salário
Departamento Descrição númeroDeFuncionários
8 8 8
Modelagem de Dados Exercício
Considerando um sistema acadêmico, envolvendo entidades que todos conhecemos, defina pelo menos 3 atributos para cada uma das entidades
Aluno
Disciplina
Professor
Turma
9 9 9
Modelagem de Dados Relacionamento
Como expressamos que João trabalha no Departamento de Contabilidade?
Empregado Departamento Lotação
João Pedro Paulo Maria
Contabilidade Financeiro Jurídico Pessoal
Diagrama de Ocorrências (instâncias)
10 10 10
Modelagem de Dados Relacionamento
É uma associação entre entidades Representado através de um losângulo e
linhas que ligam as entidades relacionadas
nomeDoRelacionamento A B
11 11 11
Modelagem de Dados Relacionamento
Exemplos de Relacionamentos
Cliente Conta ContaCliente
Medico Paciente Consulta
Cidade
Residência
12 12 12
Modelagem de Dados Relacionamento
Relacionamentos também possuem Atributos. Exemplo 1:
Médico Paciente Consulta
dataDaConsulta nome celular nome endereço
Dr. Paulo Dr. Flora
Vania
José
22/10/2007 05/02/2009 20/03/2009
instâncias
esquema
13 13 13
Modelagem de Dados Relacionamento
Empregado Projeto Atuação
função nome salario sigla
Vania Pedro
Gabriel
AATOM
Sinpli
coordenador pesquisador bolsista
Relacionamentos também possuem Atributos. Exemplo 2:
instâncias
esquema
14 14 14
Modelagem de Dados Atributos Identificadores
Cada entidade deve ter um identificador Identificador (também conhecido como chave):
É o conjunto de um ou mais atributos ou relacionamentos cujos valores servem para distinguir uma ocorrência da entidade das demais ocorrências da mesma entidade
Exemplos: os atributos CPF ou Carteira de Identidade identificam UNICAMENTE um
cidadão brasileiro O CRM identifica um médico dentro do conselho regional.
Cliente CPF Nome Endereco
Atributo Identificador Simples Médico
CRM nome celular
15 15 15
Modelagem de Dados Atributos Identificadores (Composto)
Prateleira NumeroCorredor NumeroPrateleira Capacidade
Suponha que temos um edifício de 4 andares (1,2,3,4) e cada andar possua 4 apartamentos (1,2,3,4). Neste caso, como os números dos apartamentos são iguais em todos os andares, fica impossível dizer qual ocorrência de apartamento se deseja acessar. Para solucionar o problema você deve informar além do número do apartamento, o numero do andar
Identificadores Compostos
16 16 16
Modelagem de Dados Atributos Identificadores
Quando parte da chave é um relacionamento Exemplo: CPF do Empregado e numero sequencial na entidade
Dependente
Entidade Fraca: entidade sem chave A entidade é identificada por algum atributo da entidade +
algum relacionamento
Entidade Forte: entidade com chave A entidade é identificada por atributos da própria entidade
Empregado Dependente Numero Nome
Cpf Nome Endereco
Chave=CPF + numero
possui
17 17 17
Modelagem de Dados Exercício
Considerando o sistema acadêmico do exercício anterior, já com os atributos, agora defina os relacionamentos entre as entidades:
Aluno
Disciplina
Professor
Turma
nomeDoRelacionamento A B
18 18 18
Modelagem de Dados Problema
A cooperativa de pesca PescaFácil possui 280 pescadores associados, mas nem todos trabalham todos os dias. Você foi contratado pelo diretor da PescaFácil para desenvolver um programa que lhe permite fazer o controle da produção de peixes. Ele disse: “A medida que cada pescador chega na cooperativa eu preciso registrar o nome dele, assim como a espécie e o peso de cada peixe que ele pescou no dia”. Cada espécie possui um preço por Kg, e eu pago o valor total no ato. Mas eu não quero toda vez digitar o nome por extenso da espécie, para isso usamos a seguinte codificação: 1 – Serra (R$ 12,5) 2 - Dourado (R$ 8,0) 3 - Atum (R$ 13,8) 4 - Robalo (R$ 15,0) 5 - Sardinha (R$ 7,8) Ah, e ainda tem mais, no futuro podem aparecer outras espécies.
Exercício: Realize o levantamento de requisitos do
problema e elabore um DER, por enquanto apenas com Entidades,
Relacionamentos e Atributos
19 19 19
Modelagem de Dados Cardinalidade
Uma propriedade importante dos relacionamentos é a especificação de quantas ocorrências de uma entidade podem estar associadas a uma determinada ocorrência de outra entidade.
Cardinalidades: 1:1 (um-para-um) 1:N (um-para-muitos) N:N (muitos-para-muitos)
Exemplo de notação 1:N
Representação
20
Modelagem de Dados Cardinalidade 1 : 1 (Um Para Um)
Uma ocorrência de A está associada a no máximo uma ocorrência de B, e uma ocorrência em B está associada a no máximo uma ocorrência em A.
João
Pedro
Paulo
Maria
Jurídico
Contabilidade
Financeiro Conjunto A (Empregado)
Conjunto B (Departamento)
Empregado Departamento Gerencia 1 1
cada
cada
Modelagem de Dados Cardinalidade 1 : 1 (Um Para Um)
Outros Exemplos:
Auto Relacionamento
22 22 22
Modelagem de Dados Cardinalidade 1 : N (Um Para Muitos)
Uma ocorrência de A está associada a várias ocorrências de B, porém uma ocorrência de B deve estar associada a no máximo uma ocorrência em A
Conjunto A (Departamento)
Empregado Departamento Lotação N 1
Contabilidade
Financeiro
Ana
Pedro
João
Sandro
Conjunto B (Empregado)
cada
cada
Modelagem de Dados Cardinalidade 1 : N (Um Para Muitos)
1 N
Outro Exemplo:
cada
cada
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Modelagem de Dados Cardinalidade M:N ou N:N (Muitos Para Muitos)
Uma ocorrência de A está associada a qualquer número de ocorrências de B, e uma ocorrência em B está associada a qualquer número de ocorrências em A
Sigmoda
MM-TOM
Sinpli
AATOM Conjunto A (Empregado)
Conjunto B (Projeto)
Empregado Projeto Atua N N
João
Pedro
Paulo
Maria
cada
cada
Modelagem de Dados Cardinalidade M:N ou N:N (Muitos Para Muitos)
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Auto Relacionamento
Modelagem de Dados Cardinalidade: Exemplos
26
Modelagem de Dados Cardinalidade: Exemplos
27
Modelagem de Dados Cardinalidade: Exemplos
28
29 29 29
Modelagem de Dados Cardinalidades (Mínima, Máxima)
O modelo ER permite tambem expressar cardinalidades mínimas. Que é o número mínimo de ocorrências de uma entidade A com relação a uma outra entidade B
Representação separada por vírgula:
(cardinalidade mínima, cardinalidade máxima) Cardinalidades Possíveis: (0,1) (1,1) (0,N) (1,N)
Cardinalidade mínima = 1 (relacionamento obrigatório) Cardinalidade mínima = 0 (relacionamento opcional)
30 30 30
Modelagem de Dados Cardinalidades (Mínima, Máxima)
Exemplos de Relacionamentos:
cada
cada
cada
31 31 31
Modelagem de Dados Cardinalidades (Mínima, Máxima)
Exemplos de Relacionamentos:
cada
cada
cada
32 32 32
Modelagem de Dados Cardinalidades (Mínima, Máxima)
Cliente Conta ContaCliente (1,1) (1,N)
Exemplo de Relacionamento Obrigatório:
Exemplo de Relacionamento Opcional:
Empregado Departamento Gerencia (1,1) (0,1)
cada
cada
cada
cada
33 33 33
Modelagem de Dados Cardinalidade (Mínima, Máxima)
Exemplo “Projeto Engenharia”:
Explicativo cardinalidades do DER acima: Cada Engenheiro pode estar atuando em 0 projetos (em nenhum projeto), ou seja, é opcional. Mas também pode estar atuando em vários (N) projetos. Enquanto que, Cada projeto precisa da atuação de pelo menos 1 engenheiro, ou seja, é obrigatório ter um engenheiro responsável. Assim como, podem haver mais de um (N) engenheiros atuando no projeto.
34 34 34
Agora e a sua vez, descreva em detalhes as cardinalidades do DER ilustrado a seguir.
Modelagem de Dados Exercícios
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Defina as cardinalidades dos DER: “Cooperativa de pesca PescaFácil“ “Sistema Acadêmico”.
Modelagem de Dados Exercícios
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Modelagem de Dados Grau de um Relacionamento
É Dado pelo Total de Entidades envolvidas em um Relacionamento: A grande maioria dos relacionamentos são de grau 2 : Observe que, nos DER ao lado, só há relacionamentos de GRAU 2, Pois, cada um dos relacionamentos possui apenas duas entidades relacionadas. Os relacionamentos são classificados quanto ao seu GRAU, em: Unário - Grau 1 Binário - Grau 2 Ternário - Grau 3
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Modelagem de Dados Grau de um Relacionamento: Unário (auto relacionamento)
Relacionamentos de Grau 1
Empregado
(0,N) supervisiona
supervisor (1,1)
supervisionado
Pessoa
(0,1) (0,1) casadoCom
Esposa Marido
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Modelagem de Dados Grau de um Relacionamento: Ternário (grau 3)
Exemplo:
Cidade Distribuidor
Produto
distribuição (1,1) (1,N)
(1,N)
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Modelagem de Dados Grau de um Relacionamento: Ternário (grau 3)
Mais Exemplos:
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Modelagem de Dados Entidade Associativa
Tem o objetivo de eliminar relacionamentos com grau maior que 2
Assim, este DER que possui relacionamento grau 3 que, na verdade, quer dizer o seguinte:
Relacionamento de Relacionamento
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Modelagem de Dados Entidade Associativa
Assim, com o uso de uma Entidade Associativa, o DER passa a ser de Grau 2:
Entidade Associativa
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Modelagem de Dados Ferramentas CASE
As ferramentas CASE permitem a criação de diagramas de forma simples em um ambiente de fácil utilização e com recursos para incluir as principais regras de composição dos diagramas. Exemplos comuns de ferramentas profissionais: Star UML e DBDesigner. O BrModelo é uma ferramentas para fins educacionais
Do inglês Computer-Aided Software Engineering, as chamadas ferramentas CASE são aquelas baseadas em computadores (softwares) utilizadas na Engenharia de Software para auxílio nas atividades desde análise de requisitos até modelagem de dados.
43 43 43
1. Construa um diagrama E-R para um hospital, com um conjunto de pacientes e um conjunto de médicos. Registros de diversos exames e avaliações realizados são associados a cada paciente.
2. Construa um diagrama E-R para uma companhia de seguros de automóveis com um conjunto de clientes, onde cada um possui certo número de carros. Cada carro tem um número de acidentes associados a ele.
3 Mostre como o projeto de banco de dados do diagrama abaixo pode ser representado apenas por relacionamentos binários, expressando as mesmas restrições.
Além disso, defina os possíveis atributos
Modelagem de Dados Exercícios (nível médio)
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Um estabelecimento comercial contratou seus serviços para modelar o banco de dados de VENDAS da empresa. Segundo o gerente comercial, a empresa precisa ter um cadastro de clientes, e armazenar cpf, nome, data de nascimento e cidade onde ele mora. Os cliente podem fazer pedidos, inclusive mais de um por dia. Os pedidos são numerados sequencialmente e devem ser classificados em ATACADO ou a VAREJO, e podemos oferecer descontos de acordo com a quantidade comprada. Além disso, cada pedido pode ter mais de um produto e cada produto possui uma marca, peso unitário e um preço padrão pré-cadastrado. Ah, os vendedores conquistam novos clientes e acompanham os cliente atuais, e por isso eles ganham comissão sobre os pedidos.
Modelagem de Dados Problema Proposto (nível médio)
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A companhia discográfica PimbaParaTodos decidiu criar uma base de dados com informação sobre os seus músicos bem como outra informação da companhia. A informação dada ao desenhador foi a seguinte:
Cada músico tem um nro. de BI, um nome, uma morada e um número de telefone. Os músicos em início de carreira muitas vezes partilham um endereço e além disso assume-se que cada endereço só tem um telefone.
Cada instrumento usado nos estúdios tem um nome (ex. guitarra, bateria, etc.) e um código interno.
Cada disco gravado na companhia tem um título, uma data, um formato (ex. CD, MC, K7), e um identificador do disco.
Cada música gravada na companhia tem um título e um autor.
Cada músico pode tocar vários instrumentos, e cada instrumento pode ser tocado por vários músicos.
Cada disco tem um certo número de músicas, mas cada música só pode aparecer num disco.
Cada música pode ter a participação de vários músicos, e cada músico pode participar em várias músicas.
Cada disco tem um músico que é o seu produtor. Os músicos podem produzir vários discos.
Modelagem de Dados Problema Proposto (nível avançado)
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Bibliografia
Elmasri & Navathe – Fundamentos de Bancos de Dados
Carlos Alberto Heuser – Projeto de Banco de Dados
Korth e Silberchatz – Sistema de Bancos de Dados
Baseado nos Slides de Vania Bogorny – UFSC Universidade de Santa Catarina
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Links sobre Linguagens/Banco de Dados
http://www.dialetodigital.com/blog/conteudos-programacao/