Núcleo de Pós Graduação Pitágoras

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1 Núcleo de Pós Graduação Pitágoras Professor: Fernando Zaidan Disciplina: Modelagem e Projeto de Banco de Dados Especialização em Tecnologia da Informação - Ênfases Março Material usado na montagem dos Slides ADMINISTRAÇÃO DE DADOS. COMDEX SUCESU, SP, BARBIERI, C. Modelagem de Dados. Rio de Janeiro: Infobook, BARBIERI, C. BI - Business Inteligence: modelagem e tecnologia. Rio de Janeiro, Axcel Books, BARBIERI, C. Disciplina Banco de Dados II CARVALHO, R. B. Disciplina Banco de Dados I DATE, C. J. Introdução a sistemas de banco de dados. Rio de Janeiro: Elsevier, ELMASRI, R.; NAVATHE, S. B. Sistemas de bancos de dados: fundamentos e aplicações. 4. ed. São Paulo: Pearson Education, Material usado na montagem dos Slides HEUSER, C. A. Projeto de banco de dados. 5. ed. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, MELO, T. E. Disciplina Modelagem e Projeto de Banco de Dados OLIVEIRA, S. F. Disciplina Banco de Dados I RAPOSO, A. Apostila Banco de Dados, ROCHA, R. M. Disciplina Projeto de Banco de Dados Relacional I e II SILBERSCHATZ, A.; KORTH, H. F.; SUDARSHAN, S. Sistema de banco de dados. Tradução da 5ª Edição. São Paulo: Campus, ZAIDAN, F. H. Disciplinas Banco de Dados

2 Categorias dos Modelos de Dados COMPLEXIDADE NUVEM Nível Conceitual MER Nível Lógico Modelo Relacional Objeto Relacional OO Nível Físico SGBD Fonte: HEUSER, C. A. 4 5 Banco de Dados Relacionais Conceito abstrato que define maneiras de: - armazenar - manipular - e recuperar dados estruturados. Os dados estão unicamente na forma de tabelas, para construir um banco de dados. d - surgiram em meados da década de 1970; - alguns anos mais tarde as empresas passaram a utilizar no lugar de arquivos, bancos de dados hierárquicos e em rede. - Edgar Frank Codd foi criador do modelo relacional (criou as 12 regras de Codd). Uma das regras é a forma em tabelas. - a linguagem dos bancos de dados relacionais é a SQL - Structured Query Language 6 2

3 Modelo Relacional Um modelo relacional é representado por um banco de dados como um conjunto de relações. Surgiu devido às seguintes necessidades: Aumentar a independência dos dados nos SGDB (sistemas gerenciadores de banco de dados); Prover um conjunto de funções apoiados na álgebra relacional para armazenamento e recuperação de dados. 7 Modelo Relacional Resultou de um estudo teórico realizado por Edgar Frank Codd (Ted Codd) apresentado em um artigo publicado em 1970 e implementado somente nos anos 1980; Tem por base a teoria dos conjuntos e álgebra relacional; O Modelo relacional revelou-se ser o mais adequado e flexível para solucionar diversos problemas que se colocam no nível da concepção e implementação da base de dados. 8 Edgar Frank Codd Faleceu em 18 de abril de

4 Modelo Relacional Não tem caminhos pré-definidos para se fazer acesso aos dados como nos modelos anteriores. Implementa estruturas de dados organizadas em relações. Para trabalhar com estas tabelas, algumas restrições precisaram ser impostas para evitar problemas indesejáveis, como: repetição de informação; perda de informação; incapacidade de representar parte da informação. 10 Conceitos do Modelo Relacional Relação (tabela) Estrutura fundamental do modelo relacional; Uma relação é constituída por um ou mais atributos (campos) São as colunas das tabelas; Domínio Tipo de dados que descreve os tipos de valores que aparecem nas colunas; Tupla Cada instância do esquema (linha ou registro). 11 Definições Nome da Relação Atributos Nome de Atributo Tuplas ALUNO Nome Matrícula FoneRes Celular l Idaded Fulano null 22 Beltrano Ciclano Valor de Atributo 12 4

5 Terminologias Profissional Acadêmica Tabela Linha Coluna Valor de campo Relação Tupla Atributo Valor de atributo 13 União Teoria de conjuntos Interseção Diferença Produto Cartesiano Divisão 14 Tabela Todos os dados do banco de dados relacionais são armazenados em tabelas. Simples estrutura de linhas e colunas. Cada linha contém um mesmo conjunto de colunas, e estas linhas devem seguir a ordem que foi especificada pelo DA. Em um banco de dados podem existir uma ou centenas (milhares) de tabelas. As tabelas associam-se entre si através de regras de relacionamentos. 15 5

6 Tabela Exemplo: A tabela Empregado relaciona-se com a tabela cargo. Através deste relacionamento a tabela cargo fornece a lista de cargos para a tabela Empregado. Baseado numa estrutura de dados simples chamada relação. É o modelo mais amplamente usado, principalmente em aplicações convencionais de BD Relação (ou tabela) Relação: normalmente chamada de tabela nos SGBDs relacionais do mercado. É composta por 2 partes: Cabeçalho: conjunto fixo de atributos, que são as colunas ou campos da relação. Corpo: conjunto variável de registros (tuplas), que são as linhas da relação. O número de linhas define a cardinalidade d da relação. Código Nome Função Idade Salário 10 Ana Maria Analista Paulo Programador Beatriz Analista Leonardo Gerente Corpo 18 6

7 Esquema de uma relação Nas relações podem ser observadas as seguintes propriedades: Não existem tuplas duplicadas; A ordem das tuplas é insignificante; A ordem dos atributos é insignificante; Os valores dos atributos são atômicos, sem grupos repetitivos; Os atributos podem ter valores nulos, sendo que nulo significa inexistência de valor, diferente, portanto, de zero e branco. 19 Domínios Conjunto de valores a partir do qual um ou mais atributos extraem seus valores. Os atributos são comparáveis entre si, se e somente se pertencerem a um mesmo domínio. O domínio do atributo idade é um número inteiro entre 13 e 70 e o domínio do salário seria um número real entre 100,00 e , Domínios Domínio é um conceito semântico. Exemplos: - Peso, qte, valor - são numéricos (reais); - Idade é inteiro; - Nome, Cidade é caracter. - Data de Nascimento é Data; O mesmo domínio pode ser utilizado múltiplas vezes em uma relação. Ex: relação Peça (Codigo, Nome, Idade) 3 atributos diferentes com 2 domínios apenas: Codigo e Idade inteiro Nome caracter. 21 7

8 Chaves As tabelas relacionam umas com as outras através das chaves. Uma chave é um conjunto de um ou mais atributos que determinam a unicidade de cada registro. Chave Candidata: conjunto de atributos que definem unicamente e minimamente i cada tupla de uma relação. Ex: Funcionario (Código, Nome, CPF). Código e CPF são chaves candidatas. Chave Primária (Primary Key): é uma chave escolhida entre as chaves candidatas para identificar a tupla da relação. Ex: Funcionario (Código, Nome, CPF). Código é a chave primária. 22 Chave Alternativa: são as chaves candidatas não escolhidas para chave primária. Ex: Funcionario (Código, Nome, CPF). CPF é a chave alternativa. Chave Estrangeira (Foreign Key): conjunto de atributos de uma relação R1 que constituem chave primária de uma outra relação R2. - As chaves estrangeiras funcionam como elo de ligação entre relações. - Ex: Funcionario (Cod-Emp, Nome, Cod-Depto(FK)) Departamento (Cod-Depto, Desc_Depto) 23 Chaves - Resumo Chave Candidata: conjunto de atributos que definem unicamente e minimamente cada registro de uma entidade. Ex: Funcionario (Atributos Código, Nome, CPF). Código e CPF são chaves candidatas. Chave Primária (Primary Key): é uma chave escolhida entre as chaves candidatas; Ex:Código foi escolhido como chave primária. Chave Alternativa: são as chaves candidatas não escolhidas para chave primária. Ex: CPF é a chave alternativa. Chave Estrangeira (Foreign Key): conjunto de atributos de uma relação que constituem chave primária de uma outra relação. 24 8

9 Chaves Primárias Chaves Estrangeiras 25 Chaves Primárias Tabelas e Chaves Chave Estrangeira 26 Tipos de integridade de dados 27 9

10 Restrições Condições restritivas do modelo relacional. Restrição de domínio Especifica que o valor de cada atributo A de uma relação deve ser um valor atômico. Ex: Atributo Cargo na entidade funcionário possui um único valor; Restrições de chave Tuplas de uma mesma relação não podem ter valores iguais para todos os seus atributos --> Chave Primária diferentes Restrições de Integridade de Entidade Nenhuma chave primária pode ser nulo 28 Restrição de Integridade Referencial chave estrangeira (externa) - um ou mais atributos de uma relação R2 cujos valores são necessários para equivaler à chave primária de uma relação R1 - não necessariamente a chave estrangeira participa da chave primária da relação que a contém (R2) integridade referencial - se uma relação R2 inclui uma chave estrangeira FK equivalendo à chave primária PK de uma relação R1, então todo valor FK em R2 deve ser: - igual ao valor de PK em alguma tupla de R1 ou - totalmente nulo Na prática, implica que não são permitidos valores de chave estrangeira que não tenham sido cadastrados previamente como chave primária. 29 Fonte: Definição de Chave Estrangeira política de rejeição (DEFAULT) - a operação só não é rejeitada se não houver tuplas (chave estrangeira) fazendo referência a uma dada chave primária - políticas compensatórias (EXPLICITAMENTE DECLARADAS) - CASCADE: propaga a alteração/remoção de tuplas - SET NULL: o valor da chave estrangeira é ajustada para valor NULO 30 10

11 Modelo Lógico O modelo lógico, ao contrário do modelo conceitual, é completamente dependente da tecnologia de implementação a ser utilizada. Descreve o BD no nível do SGBD, isto é, se o mesmo é relacional, orientado a objetos, hierárquico etc. Um modelo lógico de BD relacional, por exemplo, deve definir quais as tabelas e o nome das colunas que compõem estas tabelas. Define as chaves primárias e a normalização é feita até a 3a. forma. Fonte: ROCHA, Rogério Morais. Modelagem de Dados do Modelo Relacional ao Lógico Identificação das Situações para Definição das Tabelas A A (a, t...) B N a t A 1 R N a C A (a,...) B (b,...) C (c,...) R (a <fk>, b <fk>, c <fk>, r) b r c 32 MER para Modelo Lógico FK Fonte: HEUSER, C. A. 11

12 Modelo Relacional ao Lógico - GenEspec 34 Passagem para o Modelo Lógico Modelo Lógico: vendedor( cpf, telefone, nome, dt_nasc, sexo) cidade( cep, nome) cidade_vendas( cep (fk), cpf (fk), valor_da_venda) Fonte: ROCHA, Rogério Morais. Projeto de Banco de Dados O objetivo básico de um projeto de banco de dados é possibilitar ao usuário obter a informação exata em um limite aceitável de tempo, de maneira a executar sua tarefa dentro da organização. (Teorey e Fry) O objetivo de um projeto de banco de dados relacional é gerar um conjunto de esquemas relacionais, que nos permita guardar informações sem redundância desnecessária, e nos permitir recuperar a informação facilmente. (Korth e Silberschatz) Fonte:

13 Projeto de Banco de Dados Perigos potenciais de projetos: Repetição de informação Informações repetidas consomem espaço de armazenamento e dificultam a atualização. Incapacidade de representar parte da informação. Por vezes deve-se que incluir valores nulos. Perda de informação. Projetos mal elaborados sugerem a decomposição de esquemas relacionais com muitos atributos. Fonte: 37 Obrigado, prof. Zaidan. Bons estudos! fernandozaidan@fernandozaidan.com.br Ensinar não é uma função vital, porque não tem o fim em si mesma; a função vital é aprender. (Aristóteles) 38 13