Bases de Dados. aprender a usar efectivamente um Sistema de Gestão de Bases de Dados, através:

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1 Objectivos: Bases de Dados aprender a usar efectivamente um Sistema de Gestão de Bases de Dados, através: desenho da BDs <==> modelação (ER/EER/ODL) criação e manipulação da BDs => programação em SQL estrutura do SGBDs: ficheiros de indices, transacções, concorrência, recuperação,... Ênfase: Modelo relacional Modelação: modelos ER, EER e ODL. Implementação: SQL Aulas práticas: desenvolvimento de uma BD modelação de uma BDs Implementação em SQL em MS-SQLserver ou Oracle Formulação de questões em SQL Interfaces à BDs (formulários ou relatórios em Access) Bases de Dados 1

2 BDs: Avaliação e Bibliografia Avaliação: trabalhos práticos (obrigatórios para obter frequência -- mínimo 40%): 4/5 valores exame final: 16/15 valores (nota mínima: 6 valores) Bibliografia: Elmasri and Navathe, Fundamentals of Database Systems, 3rd. Ed., Addison- Wesley, J. Ullman and J. Widom, A first course in Database Systems, Prentice-Hall, 1997 Korth and Silberschatz, Database Systems Concepts, 3rd. Ed.,McGraw-Hill, 1996 Encomendar livros pela Internet: ou Bases de Dados 2

3 Bases de Dados (definição) Conjunto dados que se relacionam entre si Dados: representam factos da vida real que podem ser guardados Contactos: nomes, endereços, telefones,... Escola: alunos, professores, disciplinas, turmas, horário,... Banco: cliente, conta, dependência,... Clube vídeo: loja, filme, fornecedor, empregado, sócio,... Vantagens: organização de grandes volumes de informação uso de programas que facilitam a definição, criação, e manipulação da BDs, i.e. Sistemas de Gestão de Bases de Dados (SGBDs): Oracle, Sybase, DB2, SQL-server (Access), Adabas, Ingres,... Sistema de BDs = BDs + SGDBs Bases de Dados 3

4 Exemplo de BDs Actor nome endereço Filme( título, ano, duração, tipo) Actor( nome, endereço,) Participa( nomea,títulof) Harrison Ford Judy Foster 789 Palm Dr, Beverly Hills 300 Stars Av., Beverly Hills Participa nome títulof Filme título ano duração tipo A Testemunha O Silêncio dos Inocentes côr côr Harrison Ford Judy Foster Har rison Ford A Testemunha O Silêncio dos Inocentes Guerra das Estrelas Quais os filmes em que Harrison Ford participou? Ordene os filmes por ano de estreia. Bases de Dados 4

5 Alunos codaluno nomealuno curso Catarina CC Carlos MAT Exemplo de BDs Disciplinas coddisc nomedisc creditos depart. BD Bases de Dados 4 CC AL Analise de Dados 4 MA Funcionamento coddisc sem anolic anolec prof BD F. Silva IA M. Filgueiras Classificações codaluno coddisc nota BD BD 14 Listar as disciplinas frequentadas e classificações obtidas pelo aluno Carlos. Bases de Dados 5

6 Desenvolvimento de BDs Consultar e actualizar informação da BDs Em que filmes participou o actor Harrison Ford? Quantos filmes foram produzidos em 1992? Definir utilizadores da BDs e permissões de acesso (administração) Desenvolver ecrãs gráficos para operações mais comuns bancos: ecrãs específicos para os caixas no atendimento a clientes Criar relatórios específicos extracto de conta Tornar parte da BDs acessível via Internet? Cada vez mais importante: compra de livros pela Internet,... Bases de Dados 6

7 Características de uma abordagem de BDs Independência dos dados o catálogo do sistema tem a descrição da BDs (meta-dados): estrutura de cada ficheiro usado para a BDs tipo e formato de cada item de dados restrições várias sobe os dados permite que o software do SGBDs seja independente da BD em vista. Separação entre dados e programas (abstração) num sistema tradicional de ficheiros, a estrutura do ficheiro de dados está inserida nos programas que manipulam esses ficheiros dificuldades em alterar a organização dos dados numa BDs, a estrutura dos ficheiros está no catálogo do SGBDs e portanto separada dos programas de acesso conduz a independência dados/programa (propriedade: abstracção dos dados) Bases de Dados 7

8 Características de uma abordagem de BDs (cont.) Suporte de visões múltiplas dos dados permite fornecer diferentes perspectivas (ou visões) dos dados para diferentes utilizadores. Visão: pode ser um subconjunto da BDs ou pode conter dados virtuais que são derivados de ficheiros da BDs mas que não são explicitamente guardados. Exemplo: performance dos alunos de um curso (ordem alfabética de aluno). Performance nomealuno nomedisc nota sem anolec Catarina EDA /99 Catarina SO /99 Pedro SO /99 Pedro IG /99 Bases de Dados 8

9 Características de uma abordagem de BDs (cont.) Partilha de dados acesso multi-utilizador à BDs => SGBDs tem de controlar concorrência para garantir consistência e correcção nas actualizações da BDs exemplo: vários agentes de viagens a tentarem reservar um lugar num determinado voo. O SGBDs tem de garantir que um determinado lugar só pode ser acedido para reserva por apenas um agente. Bases de Dados 9

10 Capacidades desejáveis para um bom SGBDs Controlar redundância Restrição de acesso não autorizado passwords, diferentes níveis de acesso, acesso restricto a software com previlégios Providenciar múltiplas Interfaces com utilizador Garantir a satisfação de restrições de integridade Providenciar Mecanismos de Backup e Recuperação Bases de Dados 10

11 Desenho/Modelação de Bases de Dados Porquê a fase de modelação? Acordar numa estrutura da BDs antes de enveredar por uma determinada implementação. Simplifica eventuais correcções a fazer, facilita o entendimento dos dados por parte de não-especialistas, simplifica implementação,... Envolve determinar: Quais as entidades a modelar Como é que se relacionam as entidades Que restrições existem no domínio Como conseguir um bom modelo de dados Bases de Dados 11

12 Fases no Desenho de BDs Problema Requisitos/Análise 1ª. Fase: entrevistas com potenciais utilizadores da BDs compreender e documentar os seus requisitos produzir um conjunto de requisitos o mais detalhado e completo possível Requisitos da BDs Desenho conceptual Esquema conceptual (modelo de Alto-Nível) Desenho lógico 2ª. Fase: definir um esquema conceptual da BDs que inclua descrição das entidades da BD, relacionamentos entre entidades e restrições evitar detalhes de implementação Independente do SGBDs Bases de Dados 12

13 Fases no Desenho de BDs (cont.) Desenho lógico (Mapeamento do Modelo de Dados) Dependente do SGBDs Esquema da BDs (especifico de SGBDs) 3ª. Fase: implementação da BDs usando um SGBDs comercial Desenho físico Esquema interno 4ª. Fase: estruturas em memória e organização dos ficheiros da BDs ficheiros de indices Bases de Dados 13

14 Formalismos de modelação de BDs Modelo E/R - Entidades/Relacionamentos: mais próximo do relacional pode ser enriquecido para integrar conceitos de objectos: modelo EER Modelo ODL - Object-Definition Language mais no espirito de modelos orientados a objectos Ambos modelos podem ser traduzidos (semi-automaticamente) para esquemas relacionais. ODL traduz-se mais naturalmente num esquema orientado-a-objectos Bases de Dados 14

15 Modelo Entidade-Relacionamento Entidades: objecto ou conceito do mundo real com uma existência independente com existência física, e.g. carro, empregado, produto, aluno, etc. com existência conceptual: uma empresa, uma profissão, um curso, etc. Atributos: propriedades que caracterizam (e estão associadas) uma entidade atributos de Pessoa: nome, sexo, data nascimento, morada, etc. Relacionamentos representam interacções entre 2 ou mais entidades trabalha(empregado, departamento) Bases de Dados 15

16 Modelo ER: Atributos Valores dos atributos = Informação da BD Domínios de atributos conj. de valores que podem ser atribuídos a um atributo de uma entidade. Tipos de atributos: atributo simples ou atómico: não é divisível. atributo composto: divisível em atributos simples com significado independente o atributo Endereço da entidade PESSOA pode ser decomposto em: Rua, Cidade e CódigoPostal. atributo de valor único: têm apenas um valor para uma determinada entidade atributo de valores-múltiplos: pode tomar 1 ou mais valores de um conjunto de valores para a mesma entidade. entidade CARRO, atributo Cor-do-carro (vermelho, branco, cinza, ) entidade PESSOA, atributo TítuloAcadémico (licenciado, mestre, doutor, ) Bases de Dados 16

17 Modelo ER: Atributos (cont.) Tipos de atributos: atributo derivado: pode ser derivado de outro atributo. Idade pode ser derivado de DataNascimento atributo com valor nulo (NULL) quando o atributo não é aplicável a uma determinada entidade. Ex: o atributo TítulosAcadémicos só se aplica a pessoas com curso superior, sendo nulo para as restantes. Interpretações para o valor NULL: o atributo não se aplica; o valor do atributo não é conhecido ou está em falta. Bases de Dados 17

18 Modelo ER: Entidade Tipo Entidade Tipo: determina o esquema para um conjunto de entidades que partilham a mesma estrutura (atributos). caracteriza-se por um nome e uma lista de atributos. Esquema da entidade-tipo EMPREGADO: EMPREGADO(Nome, Idade, Salário) Atributo chave de uma entidade-tipo: é o atributo que identifica de forma únivoca cada entidade. deve aparecer sublinhado. Ex: EMPRESA( Nome, Endereço, Presidente) PESSOA( Nome, NumBI, DataNasc, Endereço, ) pode ser constituído por mais do que um atributo simples. Bases de Dados 18

19 Requisitos de uma BDs de uma Empresa Uma empresa está dividida em departamentos. Cada departamento tem um nome, um número e um gerente. Inclui ainda a data em que o gerente começou a gerir o departamento. O departamento pode ter várias localizações. Um departamento controla um determinado número de projectos. Cada projecto tem um nome, um número e uma localização única. Para cada empregado, guardar o nome, o número do BI, endereç, salário, sexo e data de nascimento. Um empregado pertence a um departamento, mas pode trabalhar em vários projectos, que não são necessáriamente controlados pelo mesmo departamento. Tomar nota do número de horas por semana que um empregado trabalha num dado projecto. Tomar nota do supervisor directo de cada empregado. Tomar nota do número de dependentes de cada empregado para efeitos de seguro. Para cada dependente, guardar o nome, sexo, data de nascimento e grau de parentesco para o empregado. Bases de Dados 19

20 Construção do modelo ER para a BD-Empresa Identificar entidades-tipo e atributos: 1. DEPARTAMENTO( Nome, Num, {Local}, Gerente, GerData) atributos com valores múltiplos: Local 2. PROJECTO( Nome, Num, {Localização}, DepCtl) 3. EMPREGADO( Nome(P,U), NumBI, Sexo, Endereço,Salário,Dnasc, Dept, Super) 4. DEPENDENTE( Empregado, DNome, Sexo, Dnasc, GrauPar) Bases de Dados 20

21 Construção do modelo ER para a BD-Empresa Falta representar: 1 empregado trabalha em N projectos num. de horas que cada empregado trabalha em cada projecto Identificar entidades-tipo e atributos: Podemos representar esta info como: atributo-composto-multivalor da entidade Empregado TrabalhaEm( Projecto, Horas) atributo-composto-multivalor da entidade Projecto: Trabalhadores( Empregado, Horas) Bases de Dados 21

22 Relacionamentos Falta representar (entre outros): um Departamento tem um Director que o dirige; um Director é um empregado Dirige( Departamento, Empregado) O esquema Dirige traduz um relacionamento entre 2 entidades, Departamento e Empregado. No modelo ER, uma entidade não pode referenciar directamente outra entidade; tal necessidade traduz-se na definição de um relacionamento. Outros relacionamentos: TrabalhaPara(Empregado,Departamento) Controla(Departamento,Projecto) Supervisiona(Empregado,Empregado) DependeDe(Dependente,Empregado) TrabalhaEm(Empregado,Projecto,Horas) Bases de Dados 22

23 Esquema da BDs Com a definição dos relacionamentos, algunds dos atributos são redundantes pelo que não devem ser incluídos no esquema. O esquema consiste: Entidades: DEPARTAMENTO( Nome, Num, {Local}, ) PROJECTO( Nome, Num, {Localização} ) EMPREGADO( Nome(P,U), NumBI, Sexo, Endereço,Salário,Dnasc) DEPENDENTE( DNome, Sexo, Dnasc, GrauPar) Relacionamentos: trabalhapara(empregado,departamento) dependede(dependente,empregado) controla(departamento,projecto) dirige(empregado,departamento, GerData) supervisiona(empregado,empregado) trabalhaem(empregado,projecto,horas) Falta analisar o tipo de participação das entidades no relacionamentos. Bases de Dados 23

24 Relacionamentos (Grau e Atributos) Grau de um relacionamento: número de entidades no relacionamento. Ex. de um relacionamento ternário: fornece(fornecedor, Produto, Projecto) Relacionamentos com atributos. Horas é um atributo do relacionamento trabalhaem(empregado, Projecto, Horas) Bases de Dados 24

25 Relacionamentos (Restrições) Restrições nos relacionamentos: permitem limitar as combinações possíveis entre entidades participantes Ex: um empregado trabalha para apenas um departamento. Tipos de Restrições: Cardinalidade dos Relacionamenos: tipo de participação das entidades no relacionamento 1 : N -- um para-muitos trabalhapara(empregado, Departamento) M : N -- muitos-para -muitos trabalhaem(empregado, Projecto, Horas) 1 : 1 -- um-para-muitos dirige(empregado, Departamento) Bases de Dados 25

26 Restrições nos Relacionamentos (cont.) Tipo de participação: especifica se a existência de uma instância de entidade depende do seu relacionamento com outra entidade, via esse relacionamento. Participação total (dependência existêncial) quando todas as instâncias de uma entidade estão relacionadas com alguma instância de uma outra entidade participante no relacionamento. trabalhapara(empregado, Departamento) Participação parcial quando não se espera que todas as instâncias de uma entidade participem no relacionamento. dirige(empregado, Departamento) Bases de Dados 26

27 Entidades Fracas Entidade Fraca: é identificada pelo seu relacionamento (relacionamento identificador) com determinadas entidades (entidade identificadora) tem sempre participação total (dependência existêncial) em relação ao relacionamento-identificador. Possui uma chave-parcial, que é o conjunto de atributos que univocamente determinam a entidade fraca relacionada com a mesma entidade-identificadora. Ex: dependende(dependente, Empregado) Bases de Dados 27

28 Modelo ER para a BDs sobre uma Empresa Entidades-tipo: DEPARTAMENTO( Nome, Num, {Local}, ) PROJECTO( Nome, Num, Local ) EMPREGADO( Nome(P,U), NumBI, Sexo, Endereço, Salário, Dnasc ) DEPENDENTE( DNome, Sexo, Dnasc, GrauPar ) Relacionamentos: trabalhapara(empregado,departamento) N:1 total/total dependede(dependente,empregado) N:1 total/parcial controla(departamento,projecto) 1:N parcial/total dirige(empregado,departamento, GerData) 1:1 parcial/parcial supervisiona(empregado,empregado) Supervisor Supervisionado 1:N parcial/parcial trabalhaem(empregado,projecto,horas) M:N total/total Bases de Dados 28

29 Diagramas ER Ênfase na representação dos esquemas em vez de instâncias de entidades e relacionamentos. Notação para os diagramas: Atributo Entidade-Tipo Atributo-Chave Entidade-Fraca Atributo-Multivalor Relacionamento Atributo-Derivado Atributo-Composto Relacionamentoidentificador Bases de Dados 29

30 Diagramas ER (cont.) E1 R E2 Participação-total de E2 em R E1 1 N R E2 1:N R (min,max) E Restrição-estrutural da participaçaõ de E em R Uma entidadeeparticipa num relacionamentorcom restrição (min,max) em que 0 min max e max 0, se para cada entidadee E, e participa pelo menos min e no máximomax instâncias do relacionamentor. min = 0 -- participação parcial max > 0 -- participação total Bases de Dados 30

31 No diagrama: Exemplo Restrição-Estrutural um empregado trabalha para um departamento Num departamento trabalham pelo menos 4 empregados Empregado (1,1) (4,N) trabalhapara Departamento Nomes para as entidades-tipo, atributos e relacionamentos deve ser feita com critério: entidades - nomes singular atributos - nomes relacionamentos - nomes ou verbos de forma a facilitar a leitura da esquerda para a direita Bases de Dados 31

32 O Modelo EER (ER Extendido) BDs recentes (Multimédia, GIS, CAD/CAM, ) requerem novos conceitos semânticos de modelação: subclasse, superclasse, especialização e generalização, herança de atributos, etc. Subclasses e Superclasses uma subclasse corresponde a um sub-conjunto de entidades com alguma característica comum e pertencentes à mesma entidade-tipo superclasse corresponde à entidade-tipo que aglutina os vários sub-conjuntos de entidades, i.e. subclasses. Ex: superclasse Empregado subclasses Secretárias Engenheiros Técnicos Directores Bases de Dados 32

33 O Modelo EER (Relacionamento ISA) O relacionamento ISA (ou superclasse/subclasse) caracteriza a ligação entre as subclasses e a respectiva superclasse Director isa Empregado Secretária isa Empregado Técnico isa Empregado uma entidade membro de uma subclasse representa a mesma entidade-física de um membro da superclasse, apenas os papeis são diferentes. Ex. A entidade Director de nome X é a mesma entidade X de Empregado; Bases de Dados 33

34 EER: Herança de Atributos As subclasses herdam todos os atributos da sua superclasse uma subclasse com todos os atributos que herda da superclasse, é uma entidade-tipo. Porquê a divisão em subclasses? Certos atributos aplicam-se a apenas algumas instâncias da superclasse Alguns relacionamentos podem ter participação de apenas alguns membros de uma subclasse Bases de Dados 34

35 EER: Especialização Especialização é o processo de de definição do conjunto das subclasses de uma entidade-tipo (superclasse da especialização) e.g. {Secretária, Engenheiro, Técnico} especializa Empregado com base no tipo de trabalho. podemos ter várias especializações da mesma entidade-tipo com base em diferentes características. Podemos associar atributos específicos (extra) a cada subclasse estabelecer relacionamentos-tipo específicos entre uma subclasse e outras entidades-tipo ou outras subclasses Bases de Dados 35

36 Diagrama EER Nome NumBI Empregado 3 especializações de Empregado d d EmpPrazo Secretária VelEscrita Técnico Qualificação Engenheiro EngTipo Director dirige EmpEfectivo Salário Escalão Efiliado Sindicato Projecto Bases de Dados 36

37 EER: Generalização Generalização: processo funcionalmente inverso da especialização. eliminam-se as diferenças entre várias entidades-tipo, identificam-se as caracteristicas comuns que passarão a caracterizar uma nova superclasse da qual as entidades-tipo originais são subclasses especiais. Carro(Matricula, Nreg, Npass, VelMax, Preço) Camião(Matricula, Nreg, Neixos, Tonelagem, Preço) generalizando temos: Nreg Preço Veículo Matricula d Npass Carro VelMax Camião Neixos Tonelagem Bases de Dados 37

38 Tipos de Especialização/Generalização Especialização definida-por-atributo quando a divisão em subclasses se basei numa condição de membro e.g. condição tipotrabalho= secretária determina quais dos empregados vão pertencer à subclasse Secretária. Especialização definida-por-utilizador quando não existe a condição. Especialização disjunta quando as subclasses são disjuntas, i.e. cada entidade pode ser membro de no máximo uma subclasse de especialização. Especialização com sobreposição d o quando a mesma entidade pode pertencer a mais do que uma subclasse, e.g. a superclasse Pessoa pode decompor-se em subclasses Empregado, Estudante, Licenciado (e.g. um assistente é um empregado da universidade, é licenciado e é aluno de doutoramento) Bases de Dados 38

39 Tipos de Especialização/Generalização (cont.) Especialização Total (linhas duplas nos diagramas) quando toda a entidade de uma superclasse tem de ser membro de alguma subclasse. e.g. especialização {EmpEfectivo, EmpPrazo} de Empregado. Todos empregados estão numa das subclasses. Especialização Parcial (linha simples nos diagramas) permite que uma entidade não pertença a qualquer das subclasses. Temos assim 4 tipos de especialização: disjunta total; disjunta parcial; sobreposição total; sobreposiçaõ parcial o tipo de especialização é determinado a partir do significado na vida real A generalização de uma superclasse é habitualmente total contém as entidades das subclasses de onde foi derivada. Bases de Dados 39

40 Desenho de BDs SGBD O-O Ideias (info a modelar) ODL (object definition lang.) ER/EER (entidade/relacionamento) Relações SGBD Relacional Conceptualização Implementação A modelação visa definir a estrutura da BDs antes da sua implementação, de forma a permitir a sua compreensão por parte dos utilizadores. Bases de Dados 40

41 Modelo Relacional Introduzido por Codd (1970) Base de Dados = Conjunto de relações Relação <==> Tabela Filme (Título, Ano, Duração, Tipo) Esquema atributos Filme Título Ano Duração Tipo Zorro cor Guerra das Estrelas cor Mighty Ducks cor tabela tuplo Bases de Dados 41

42 Esquema Relacional de uma BDs Empregado(Pnome,Unome,EBI,Dnasc,Morada,Sexo,Salário,SuperBI,Ndep) Departamento(Dnome,Dnum, DirBI, DirData) Projecto(Pnome,Pnum,Plocal) Locais_Dep(Dnum,Dlocal) TrabalhaEm(EBI,Pnum,Horas) Dependente(EBI,Nome,Sexo,Dnasc,GrauParentesco) Bases de Dados 42

43 Domínio: Modelo Relacional: conceitos conjunto de valores de um dado tipo que caracterizam um atributo Tuplos: sequência ordenada de valores (ordem da sequência é importante) tuplos de uma relação (ou tabela) não têm ordem os valores das componentes de um tuplo são atómicos no relacional não pode haver atributos compostos ou multivalor Chave de uma relação R identifica de forma única os tuplos de R conjunto mínimo de atributos de R, t.q. não existem 2 tuplos distintos de R com valores iguais nesses atributos. Uma relação pode ter várias chaves candidatas chave primária; chaves alternativas Bases de Dados 43

44 Integridade de entidade Restrições Intrínsecas do Relacional os valores da chave-primária não podem ser nulos Unicidade da chave não podem existir 2 tuplos diferentes com valores iguais na chave Chave externa conjunto de atributos de uma relação que referenciam a chave de outra relação Integridade referêncial um tuplo de uma relação que se refira a uma outra relação, tem de se referir a um tuplo existente nessa relação garante consistência entre tuplos de 2 relações e.g. os tuplos correspondentes ao empregado-supervisor com EBI e ao departamento número 5 têm de existir, dado o seguinte empregado: Empregado(João,Pinto, , ,R. das Fontainhas,M,250000, ,5) Bases de Dados 44

45 Interpretação de uma relação Relações uniformizam a representação de factos sobre entidades e relacionamentos Um esquema de uma relação deve ser visto como uma declaração Esquema de BD relacional = conjunto de esquemas relacionais + conjunto de restrições de integridade Operações no modelo relacional: actualizações: inserir, remover e modificar consultas: álgebra relacional Bases de Dados 45

46 Operação inserir Permite inserir um ou mais tuplos numa tabela pode violar qualquer dos 4 tipos de restrições: domínio: se um dos valores não pertencer ao domínio chave: o valor da chave do novo tuplo já existe num outro tuplo da tabela integridade de entidade: se o valor da chave do novo tuplo for null integridade referêncial: se o valor de uma chave externa referir um tuplo não existente. Se uma das restrições for violada, opta-se por: rejeitar a inserção (com aviso ao utilizador) ou, tentar corrigir a razão para a rejeição ocorrer. Bases de Dados 46

47 Operação remover remove tuplos de valores de uma tabela pode violar apenas a integridade referêncial: no caso de o tuplo a remover for referenciado por uma das chaves-externas de outro tuplo nabds. Requer uma condição sobre os atributos de forma a selecionar o tuplo ou tuplos a serem removidos remover todos os empregados do departamento 10. Caso ocorra violação, opta-se por: rejeitar a operação, ou procurar propagar a operação e remover todos os tuplos que referenciam o que está a ser removido, ou alterar para null os valores dos atributos dos tuplos que referenciam o que está a ser removido Operação modificar = remover+inserir (regras destas operações) Bases de Dados 47

48 Conversão do Modelo ER para o Modelo Relacional Passo 1: entidade-tipo relação atributos simples da entidade atributos da relação atributos compostos atributos individuais na relação chave da entidade chave da relação Sexo... Pnome EBI Empregado Nome Unome Empregado Pnome Unome EBI Sexo... Bases de Dados 48

49 ER Relacional Passo 2: entidade-fraca relação Seja W uma entidade-fraca e E a entidade-identificadora de W: Criar uma relação R em que: atributos simples de W atributos de R chave-principal de E e chave-parcial de W chave-principal de R EBI Empregado dependede Dependente Nome Chave-externa Dependente EBI Nome Sexo... Bases de Dados 49

50 ER Relacional Passo 3: relacionamento binário 1:1 R(E1,E2) Sejam S e T as relações correspondentes às entidade E1 e E2, respectivamente. Escolhes-se uma das relações, e.g. S (a que corresponde à entidade com participação total em R) e: incluir como chave externa em S a chave-principal de T incluir todos atributos simples do relacionamento R na relação S EBI Empregado dirige (0,1) (1,1) Departamento Dnum... DirData Chave-externa Departamento Dnome Dnum DirBI DirData Bases de Dados 50

51 ER Relacional Passo 4: relacionamento binário 1:N R(E1,E2) Sejam S e T as relações correspondentes às entidade E1 e E2, respectivamente. Escolhes-se a relação que corresponde à entidade participante do lado N em R, suponha-se que é S: incluir como chave externa em S a chave-principal de T incluir todos atributos simples do relacionamento R na relação S EBI... Empregado trabalhapara N 1 Departamento Dnum Chave-externa Empregado Pnome... EBI... DNum Bases de Dados 51

52 ER Relacional Passo 4: relacionamento binário M:N R(E1,E2) Criar uma nova relação S para representar o relacionamento R. incluir como chave externa em S as chaves-principais das relações que representam as entidades E1 e E2 participantes em R o conjunto das chaves-externas formará a chave-principal de S incluir todos atributos simples do relacionamento R na relação S EBI... Empregado M trabalhaem N Projecto Pnum Horas chaves-externas e chave-principal trabalhaem EBI Pnum Horas Bases de Dados 52

53 ER Relacional Passo 5: relacionamento binário M:N R(E1,E2) Criar uma nova relação S para representar o relacionamento R. incluir como chave externa em S as chaves-principais das relações que representam as entidades E1 e E2 participantes em R o conjunto das chaves-externas formará a chave-principal de S incluir todos atributos simples do relacionamento R na relação S EBI... Empregado M trabalhaem N Projecto Pnum Nota: os relacionamentos 1:1 e 1:N também podem ser transformados de acordo com o passo 5. Horas trabalhaem EBI Pnum Horas chaves-externas e chave-principal Bases de Dados 53

54 ER Relacional Passo 6: atributos-multivalor Para cada atributo A multivalor, cria-se uma nova relação S que inclui o atributo de A mais a chave-principal, K, da relação que representa a entidade ou relacionamento que tem A como atributo multivalor. A chave-principal de S será acombinação de A e K. Dnum Departamento Dlocal Ex: um departamento podeter várias localizações.... Locais_Dep Dnum Dlocal Nota: os passos de 1 a 6 seriam suficientes para converter o esquema-er da pag. 28 no esquema-relacional da pag. 44 (BDs Empresa). Bases de Dados 54

55 ER Relacional Passo 7: relacionamentos com aridade superior a 2 (mais de 2 entidades) Para cada relacionamento R com aridade n>2, criar uma nova relação S: incluir como chaves-externas em S, as chaves-principais das relações que representam as entidades participantes. A chave-principal de S será o conjunto de todas as chaves-externas. Incluir como atributos de S, todos os atributos do relacionamento R. Fnome Fornecedor fornecimento Projecto Qtd Produto Pnome Pnum Fornecimento Fnome Pnome Pnum Qtd Bases de Dados 55

56 Exercício de modelação Os STCP pretendem construir uma base de dados sobre os percursos dos seus autocarros. A base de dados deve guardar informação relativa aos autocarros, como sejam a matrícula, a data de entrada em serviço, o número de quilómetros, a data da próxima revisão e o tipo (marca/modelo) de autocarro. Cada tipo de autocarro tem uma marca, um modelo, um número de lugares sentados e um número de lugares de pé. A base de dados deve guardar também informação relativa aos percursos. Um percurso é identificado por um número (e.g. 78, 35) e tem uma distância total em quilómetros. Os percursos percorrem paragens. As paragens têm um número identificador, um nome, e uma localização decomposta em local, rua e número. Existem limitações aos percursos que um determinado tipo de autocarro pode fazer, inerentes às suas dimensões. Estas limitações devem ficar registadas na base de dados. Existe um percurso especial para quando um autocarro mais o respectivo condutor são alugados, e este percurso não percorre paragens. Deve ser guardada também informação relativa aos condutores, como sejam o número de BI, o nome, a morada, a data de entrada em serviço e os percursos que cada condutor está habilitado a fazer (um condutor pode estar habilitado a fazer vários percursos). Na base de dados deve ficar registada também informação operacional diária, correspondente ao registo de saídas. Existem três turnos de saída, 6h, 14h e 22h. Um autocarro e um condutor fazem no máximo uma saída por dia, podendo não fazer nenhuma. A informação do registo de saída inclui a data, o turno, o condutor, o autocarro e o percurso atribuído. Bases de Dados 56

57 Exercício de modelação (cont.) Desenhe um diagrama-er ou EER para a base de dados descrita acima indicando as chaves das entidades, a cardinalidade dos relacionamentos e o tipo de participações. Converta o diagrama da alínea anterior para o modelo relacional justificando os passos que efectua na conversão. Diga se o seu modelo relacional consegue responder à questão ``Na data 24/12/00 no turno das 22h quantos autocarros fizeram o percurso 78?''. Justifique. Bases de Dados 57

58 EER Relacional Passo 8: Converter cada especializaçao com m subclasses (S1,,Sm) e superclasse (generalizada) C, onde os atributos de C sao (k,a1,,an) em que k é a chave primária, para relaçoes usando uma das seguintes 4 opçoes: 8a Criar uma relaçao L para C com atributos atrib(l) = (k, a1,,an) e cp(l) = k. Criar uma relaçao Li para cada subclasse Si, 1<=i<=m, com atributos atrib(li)=(k) + (atributos de Si) e cp(li) = k. 8b - Criar uma relaçao Li para cada subclasse Si, 1<=i<=m, com atributos atrib(li)=(atributos de Si) + (k,a1,,an) e cp(li) = k. 8 c - Criar uma única relaçao L com atributos atrib(l) = (k, a1,,an) + (atributos de S1) + + (atributos de Sm) + (t) e cp(l) = k. Esta opçao é para uma especializaçao com subclasses disjuntas, e t é um atributo de tipo que indica a subclasse a que cada tuplo pertence, se alguma. 8d - Criar uma única relaçao L com atributos atrib(l) = (k, a1,,an) + (atributos de S1) + + (atributos de Sm) + (t1,, tm) e cp(l) = k. Esta opçao é para uma especializaçao com subclasses sobrepostas, e cada ti, 1<=i<=m, é um atributo booleano que indica se um tuplo pertence à subclasse Si. Bases de Dados 58