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1 CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 1

2 Projeto Conceitual de BD Transformação ER/Relacional Por: Robson do Nascimento Fidalgo CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 2

3 (Modelo Relacional - Visão Geral) Foi definido em 1970 por E.F. Cood Principais razões para sua grande aceitação: Simplicidade (teoria dos conjuntos) e Formalismo (álgebra relacional) É um modelo lógico que representa dados como relações Neste modelo, o BD é visto como um conjunto de relações Os dados em uma relação representam fatos reais a respeito de uma entidade ou de um relacionamento do mundo real CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 3

4 (Modelo Relacional - Visão Geral) Composição básica de um BD Relacional Tabelas (ou Relações) Compostas de Linhas Colunas Chaves primárias Relacionadas através de Chaves estrangeiras CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 4

5 (Modelo Relacional - Visão Geral) Formalização Básica 1) Sejam D1,D2,...Dn conjuntos, não necessariamente disjuntos, R é uma relação sobre estes n conjuntos se ela for um conjunto de n-uplas (tuplas) ordenadas <a1,a2,..., an> tal que a1, a2,..., an pertence a D1, D2,..., Dn ou a nulo Onde: D1,D2,...Dn Dn = Domínios (Conj. de valores atômicos admissíveis) n = índice máximo da relação (grau da relação ou qtd de atributos) dupla <d1,d2>, tripla <d1,d2,d3>,..., n-upla <d1,d2,...,dn> CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 5

6 (Modelo Relacional - Visão Geral) Propriedades de uma Relação: Não há tuplas duplicadas em uma mesma relação As tuplas de uma relação não são ordenadas Os atributos em uma tupla não são ordenados Cada relação possui um número fixo de atributos, todos com nomes distintos CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 6

7 (Modelo Relacional - Visão Geral) Terminologias Mais sinônimos: [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Tabela = Relação = Arquivo Linha = Tupla = Registro Coluna = Atributo = Campo Valor de Coluna = Valor de Atributo = Valor de Campo CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 7

8 (Modelo Relacional - Visão Geral) Modelo Relacional - Chaves Conceito usado para especificar restrições de integridade básicas de um SGBD relacional Quatro tipos: chave candidata (EX: Matrícula e CPF) chave primária (EX: Matrícula) chave alternativa (EX: CPF) Cliente Matrícula CPF Nome CEP chave estrangeira (EX: CEP) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 8

9 (Modelo Relacional - Visão Geral) Restrições de integridade básicas Integridade de domínio Integridade de chave Integridade de vazio Integridade referencial As restrições acima são: Garantidas automaticamente por um SGBD relacional Não sendo exigido que o programador escreva procedimentos para garanti-las explicitamente CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 9

10 (Modelo Relacional - Visão Geral) Restrições de integridade básicas Integridade de domínio Especifica que para uma coluna A de uma tabela, todo valor associado a A deve ser atômico e pertencer ao domínio desta coluna. Integridade de chave Especifica que os valores das chaves primárias devem ser únicos (não pode haver tuplas duplicadas em uma relação) e não vazio. Integridade de vazio Controla quais colunas de uma tabela podem receber valores nulos. Integridade referencial: Especifica que os valores de uma chave estrangeira devem aparecer na chave primária da tabela referenciada CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 10

11 (Modelo Relacional - Visão Geral) Esquema Relacional = definição das tabelas Representação básica (incompleta mas compacta) Exemplo: Agência (código, tipo, endereço, CEP,...); Chave Primária Conta(número,saldo, dtabertura, codagência,...) codagência referencia Agência Chave Estrangeira CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 11

12 Transformação ER/Relacional Um modelo ER pode ser implementado em diversos esquemas relacionais equivalentes Desempenho, facilidade e dificuldade de construção e manutenção farão a diferença entre eles. As regras que serão apresentadas irão fornecer um modelo relacional inicial. O modelo poderá sofrer alterações até obter-se um modelo satisfatório (que ofereça bom desempenho, manutenção,...) Por exigência da aplicação outras regras podem ser usadas CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 12

13 Transformação ER/Relacional As regras foram definidas tendo em vista dois objetivos básicos: Bom desempenho Bom desempenho significa basicamente diminuir acesso ao disco Acessos ao disco consomem o maior tempo na execução de uma instrução de banco de dados Simplificação do desenvolvimento e da aplicação de BD Além destes dois pontos centrais, as regras também objetivam economizar espaço de armazenamento. Isto não é muito importante (atualmente armazenar é barato) O X da questão é equacionar o custo-benefício da economia de armazenamento com os outros dois pontos centrais CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 13

14 Transformação ER/Relacional As regras foram definidas tendo por base, entre outros, os seguintes princípios : Evitar junções Diminuir o número de chaves Evitar campos opcionais CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 14

15 Evitar junções Junção é uma operação que busca dados de diversas linhas através da igualdade de campos SGBDR geralmente armazenam dados continuamente no disco Um único acesso ao disco traz todos os dados do bloco para a RAM Junções envolvem comparações entre diversas linhas Junções requerem diversos acessos a disco (minimizam o desempenho) Assim, quando possível, evite usar junções! CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 15

16 Evitar junções Evitar Junções: Ter os dados necessários ao resultado da consulta em uma única linha da tabela CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 16

17 Diminuir o número de chaves Para implementar eficientemente o controle de chaves primárias o SGBD usa índices para cada chave primária. Índices tendem a ocupar espaço considerável em disco A Inserção ou remoção de entradas em um índice podem exigir diversos acesso a disco Assim, quando possível, diminua a quantidade de chaves primárias! CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 17

18 Diminuir o número de chaves Diminuir chaves: Ter os dados subordinados as ch. primárias em uma única tabela CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 18

19 Diminuir o número de chaves Exemplo: 1) Cliente (CPF, Nome, NomeContato, Endereço, , Telefone) Esta é melhor pois cria-se um único índice 2) Cliente (CPF,Nome, NomeContato) ClienteContato (CPF,Endereço, , Telefone) CPF referencia Cliente Nesta há dois índices com exatamente as mesmas entradas CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 19

20 Evitar campos opcionais Campo opcional = campo que pode ser VAZIO (NULL). SGBDR não desperdiçam espaço pelo fato de campos de uma linha estarem vazios (usam técnicas de compressão de dados) Campo opcional não tem influência na performance Problema: Qdo o SGBDR não controla a obrigatoriedade do campo (qdo o preenchimento de um campo depende de outro) EX: Se a pessoa for casada deve preencher Campo X, Y e Z Neste caso, o controle da obrigatoriedade deve ser feito por programação. Assim, quando possível, evite campos opcionais! CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 20

21 Evitar campos opcionais Evitar campos opcionais: Ter apenas campos obrigatórios Esta regra é mais "fraca" do que as precedentes CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 21

22 Regras Transformação ER/Relacional Passos da transformação ER para Relacional Tradução inicial de entidades e respectivos atributos Tradução de relacionamentos e respectivos atributos Tradução de generalizações/ especializações CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 22

23 Implementação inicial de entidades Cada entidade é traduzida para uma tabela Cada atributo da entidade define uma coluna desta tabela Atributos identificadores da entidade correspondem a chave primária da tabela. Esta é uma tradução inicial: As próximas regras podem fundir tabelas CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 23

24 Implementação de entidade [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Pessoa (Codigo,Nome,Endereço,DtNasc,DtAdm) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 24

25 Tradução de entidade fraca [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Dependente (Codigo,NoSeq,Nome) Faz-se a tradução das entidades fracas em tabelas, seus atributos em campos e adiciona-se a chave primária da entidade forte na chave primária da entidade fraca. CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 25

26 Tradução de entidade fraca-recursão [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Semelhante anterior. Entretanto faz-se sucessivamente! CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 26

27 Nomes de colunas São freqüentemente referenciados em programas Use nomes das colunas que sejam curtos e significativos. Isto facilita a vida do programador No SGBDR os nomes das colunas não podem conter brancos Não transcreva os nomes de atributos para nomes de colunas. Abrevie os nomes de atributos compostos de diversas palavras EX:DtNasc, EstCivil, CartMotorista,... (use um padrão Data Dt) Nomes de colunas não necessitam conter o nome da tabela Prefira usar Nome do que usar NomeCli, NomeFor, NomePro Em SQL pode-se fazer Tabela.Coluna (EX: Cliente.Nome) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 27

28 Nome da coluna chave primária Chave primária Pode aparecer em outras tabelas na forma de chave estrangeira Recomendável Nomes das colunas que compõem a chave primária sufixados ou prefixados com o nome ou sigla da tabela na qual aparecem como chave primária Exemplo CodCli, CodFor, CodProd CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 28

29 Implementação de relacionamento Alternativas básicas Tabela própria Adição de colunas a uma das tabelas Fusão de tabelas A escolha de umas dessas alternativa depende da cardinalidade (máxima e mínima do relacionamento) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 29

30 Tabela própria Nesta, o relacionamento é implementado através de uma tabela própria. Esta contém os atributos identificadores das entidades participantes + os atributos do relacionamento Adaptado de [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 30

31 Adição de colunas Nesta, o relacionamento é implementado através da inserção de colunas na tabela oposta a multiplicidade máxima 1. Só é possível quando tem-se relacionamentos com pelo menos uma cardinalidade máxima 1 Adaptado de [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 31

32 Fusão de tabelas Nesta, o relacionamento é implementado através da união das tabelas participantes. Só é possível para relacionamentos 1:1 Adaptado de [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 32

33 Implementação de relacionamento 1:1 onde ambas entidades têm relacionamentos opcionais Adaptado de [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Deve ser único (unique) Melhor tradução: Adição de Colunas (neste caso escolheu-se Mulher arbitrariamente e IdentH tem que ser única) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 33

34 Implementação de relacionamento 1:1 onde ambas entidades têm relacionamentos opcionais Deve ser obrigatório e único (not null e unique) Foi uma escolha arbitrária, poderia ter sido IdentH. IdentH tem que ser única. Adaptado de [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Tradução alternativa: Tabela Própria (neste caso Casamento torna-se uma tabela) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 34

35 Implementação de relacionamento 1:1 onde ambas entidades têm relacionamentos opcionais Discussão: A solução por adição de colunas é a melhor, pois minimiza a quantidade de junções e chaves, entretanto, pode-se ter atributos opcionais, os quais devem ser tratados via programação A solução de tabela própria é aceitável, mas a de fusão de tabela é semanticamente inviável para o contexto CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 35

36 Implementação de relacionamento 1:1 onde uma entidade tem relacionamento opcional e a outra tem relacionamento obrigatório Adaptado de [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Melhor tradução: Fusão de Tabela Deve ser único (unique) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 36

37 Implementação de relacionamento 1:1 onde uma entidade tem relacionamento opcional e a outra tem relacionamento obrigatório Adaptado de [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Deve ser obrigatório e único (not null e unique) Tradução alternativa: Adição de Colunas CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 37

38 Implementação de relacionamento 1:1 onde uma entidade tem relacionamento opcional e a outra tem relacionamento obrigatório Discussão: A solução por fusão de tabelas é a melhor, pois elimina a necessidade de junção e diminuindo a qtd de chave. Entretanto, pode-se ter atributos opcionais, os quais devem ser tratados por programação A solução por tabela própria é pior que a solução por adição de colunas, pois gera uma quantidade maior de junções e chaves. Ambas não têm campos opcionais. CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 38

39 Implementação de relacionamento 1:1 onde ambas entidades têm relacionamento obrigatório. [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Melhor tradução: Fusão de Tabelas Deve ser obrigatório (not null) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 39

40 Implementação de relacionamento 1:1 onde ambas entidades têm relacionamento obrigatório. Discussão: A solução por fusão de tabelas é a melhor, pois elimina a necessidade de junção, diminui a quantidade de chave e não tem atributos opcionais Nenhumas das duas outras abordagens são soluções adequadas. Pois: As entidades que participam do relacionamento seriam representadas através de duas tabelas distintas, mas com a mesma chave primária e relação um-para-um entre suas linhas Maior número de junções Maior número de chaves CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 40

41 Implementação de relacionamento Relacionamentos 1:N onde a entidade que tem multiplicidade máxima 1 é obrigatória. [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Melhor tradução: Adição de Colunas Deve ser obrigatório (not null) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 41

42 Implementação de relacionamento 1:N onde a entidade que tem multiplicidade máxima 1 é obrigatória. [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Tradução Alternativa: Tabela Própria Deve ser obrigatório (not null) CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 42

43 Implementação de relacionamento 1:N onde a entidade que tem multiplicidade máxima 1 é obrigatória. Discussão: A solução por adição de colunas é a melhor, pois elimina a necessidade de junção extra, diminui a quantidade de chave e não tem atributos opcionais. A solução de tabela própria é aceitável, mas evite usá-la, pois com esta, tem-se uma junção e uma chave a mais. Quanto a fusão de tabela, esta é inviável para o contexto, pois implicaria em uma redundância desnecessária de dados sobre departamento. CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 43

44 Implementação de relacionamento 1:N onde a entidade que tem multiplicidade máxima 1 é opcional. [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] Melhor tradução: Adição de Colunas CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 44

45 Implementação de relacionamento 1:N onde a entidade que tem multiplicidade máxima 1 é opcional. Deve ser obrigatório (not null) Tradução alternativa: Tabela Própria [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 45

46 Implementação de relacionamento 1:N onde a entidade que tem multiplicidade máxima 1 é opcional. Discussão: A solução por adição de colunas é a melhor, pois elimina a necessidade de junção extra e diminui a quantidade de chave. Entretanto, tem-se atributos opcionais, os quais devem ser tratados por programação A solução de tabela própria é aceitável (tem junção a mais, mas não tem atributos opcionais). Contudo, a de fusão de tabela é inviável para o contexto, pois implicaria em uma redundância desnecessária de dados sobre financeira. CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 46

47 Implementação de relacionamento Note: Em relacionamentos 1:N, sempre a melhor tradução é a de Adição de Colunas CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 47

48 Implementação de relacionamento N:N em todas as combinações de multiplicidade, á única tradução possível é de Tabela Própria (onde a Chave Primária é composta). [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 48

49 Implementação de relacionamento Relacionamentos com grau maior que 2. As regras vistas até agora são aplicáveis apenas a relacionamentos binários. Para relacionamento com cardinalidade/grau maior que 2, não são definidas regras específicas. Mas no geral, o relacionamento é transformado em um entidade, onde sua CP é normalmente composta de forma a atender a regra de negócio. Se não for afetar a regra de negócio transforme relacionamentos com cardinalidade/grau maior que 2 para relacionamentos binários. CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 49

50 Implementação de relacionamento Relacionamentos com grau maior que 2. [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 50

51 Implementação de relacionamento Relacionamentos com grau maior que 2. Deve ser obrigatório (not null) [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 51

52 Implementação de relacionamento Implementação de generalização/especialização Duas alternativas básicas Uso de uma única tabela para toda hierarquia Uso de uma tabela para cada entidade CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 52

53 Implementação de relacionamento Implementação de generalização/especialização [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 53

54 Implementação de relacionamento Implementação de generalização/especialização Uso de uma única tabela para toda hierarquia Todas tabelas referentes às especializações são fundidas em uma única tabela, a qual contém: Chave primária correspondente ao identificador da entidade mais genérica Caso não exista uma coluna tipo, a mesma deve ser adicionada Uma coluna para cada atributo da entidade genérica Uma coluna para cada chave estrangeira da entidade genérica Uma coluna para cada atributo de cada entidade especializada» Estas não devem ser colunas obrigatórias Uma coluna para cada chave estrangeira da entidade especializada» Estas também não devem ser obrigatórias CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 54

55 Implementação de relacionamento Implementação de generalização/especialização Uso de uma única tabela para toda hierarquia [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 55

56 Implementação de relacionamento Implementação de generalização/especialização Uso de uma tabela para cada entidade Criar uma tabela para cada entidade que compõe a hierarquia Incluir a chave primária da tabela correspondente à entidade genérica, em cada tabela correspondente a uma entidade especializada CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 56

57 Implementação de relacionamento Implementação de generalização/especialização Uso de uma tabela para cada entidade [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 57

58 Implementação de relacionamento Implementação de generalização/especialização Discussão: O uso de uma única tabela para toda hierarquia minimiza junções e diminui a quantidade de chaves, entretanto, tem-se atributos opcionais, os quais devem ser tratados por programação. A solução com uso de uma tabela para cada entidade não tem atributos opcionais, mas apresenta um número maior de junções e chaves. CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 58

59 Implementação de Atributos Multivalorados Atributos Multivalorados Transformar o atributo multivalorado em uma nova tabela fraca, incluindo na sua CP, a CP da tabela origem [C. Heuser - Projeto de Banco de Dados, Sagra Luzzatto, 2004, 5ª edição] ATENÇÃO: Deve-se avaliar a real necessidade de se criar uma nova tabela (evitar junção!) Um cliente pode ter N telefones, mas se dois são suficientes então: Inconveniente: Consulta por telefone serão mais complicadas, pois devem referenciar todas as colunas referentes ao atributo multivalorado. CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 59

60 CIn/UFPE Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 60

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