MC536. Modelo Entidade- Relacionamento

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1 MC536 Modelo Entidade- Relacionamento

2 Sumário Noções Básicas MER Entidades Atributos Relacionamentos MER estendido

3 Sumário Noções Básicas MER Entidades Atributos Relacionamentos MER estendido

4 Noções Básicas - MER Modelo conceitual de alto nível empregado em projetos de aplicações de BD, criada em 1976 por Peter Chen Descrição dos dados inclui: Entidades Atributos Relacionamentos Possui notação em forma de diagramas

5 Sumário Noções Básicas MER Entidades Atributos Relacionamentos MER estendido

6 Entidades - Definição São objetos do mundo real sobre os quais deseja-se manter informações no banco de dados

7 Entidades - Exemplos EMPREGADO DEPARTAMENTO ESCRITOR LIVRO

8 Entidades - Exemplos EMPREGADO DEPARTAMENTO ESCRITOR LIVRO Notação de entidade em diagrama ER

9 Sumário Noções Básicas MER Entidades Atributos Relacionamentos MER estendido

10 Atributos Propriedades que descrevem entidades. Exemplo de atributos para entidade escritor: Nome Nacionalidade Data de nascimento Local de nascimento Data de morte Heterônimo

11 Fernando Pessoa explica heterônimo "A origem mental dos meus heterônimos está na minha tendência orgânica para a despersonalização e para a simulação. "não há que buscar em qualquer deles (dos heterônimos) idéias ou sentimentos meus, pois que muitos deles exprimem idéias que não aceito, sentimentos que nunca tive. Há simplesmente que os ler como estão, que é aliás como se deve ler"

12 Atributos valores Valores de atributos para entidade escritor: Nome: Fernando Pessoa Nacionalidade: portuguesa Data de nascimento: 13 de Junho de 1888 Local de nascimento: Lisboa Data de morte: 30 de Novembro de 1935 Heterônimo: Álvaro de Campos, Ricardo Reis, Alberto Caeiro

13 Atributo Simples x Composto Atributo simples: atributo tem um único valor atômico Exemplo de atributo de escritor: nacionalidade Atributo composto: atributo composto por vários componentes Exemplo: data de nascimento composto por dia, mês e ano.

14 Atributo Simples ESCRITOR Nome Local de nascimento

15 Atributo Simples ESCRITOR Nome Local de nascimento Notação de atributo em diagrama ER

16 Atributo Composto ESCRITOR Data de nascimento Dia Mês Ano

17 Atributo Monovalorado x Multivalorado Atributo monovalorado: atributo que tem um único valor. Exemplo: local de nascimento Atributo multivalorado: atributo que pode ter múltiplos valores Exemplo: Heterônimo

18 Atributo Monovalorado ESCRITOR Nome Local de nascimento

19 Atributo Multivalorado ESCRITOR Heterônimo Notação de atributo multivalorado em diagrama ER

20 Atributo Armazenado x Derivado Atributo armazenado: por exemplo data de nascimento Atributo derivado: por exemplo idade derivada a partir de data de nascimento e data atual.

21 Atributo Nulo Atributo null: por exemplo, uma entidade professor pode não ter telefone celular.

22 Atributo Identificador (Chave) Atributo (ou combinação de atributos) que identifica univocamente uma instância de entidade Uma entidade pode tem mais de uma chave

23 Atributo Identificador (Chave) EMPREGADO ALUNO RG CPF Notação de atributo chave em diagrama ER RA

24 Tipo entidade Coleção de entidades/instâncias que compartilham atributos comuns. Por ex: empregado, aluno. Tipo entidade descreve o esquema ou conotação para um conjunto de entidades. O conjunto de entidades de um determinado tipo entidade é chamado extensão do tipo entidade.

25 Tipo entidade e atributos Todas as entidades de um determinado tipo de entidade têm os mesmos atributos. Cada atributo (simples) está associado a um conjunto/domínio de valores.

26 Definição Matemática de Atributos A: E -> P(V) Um atributo A de Um tipo entidade E Associado a conjunto de valores V É uma função de E para conjunto potência P P(V): conjunto de subconjuntos de V Para atributo composto A V = P(V1) x P(V2) x... x P(Vn) Em que V1, V2,...,Vn são valores dos componentes simples A1, A2,..., An de A

27 Sumário Noções Básicas MER Entidades Atributos Relacionamentos MER estendido

28 Relacionamento Relacionamento é uma associação entre entidades Cada tipo entidade que participa de um tipo relacionamento executa um papel no relacionamento. Papéis não são necessários em relacionamentos cujas entidades associadas sejam distintas.

29 Exemplos de Relacionamento Escritor Escreve Livro Papel escritor Papel livro Aluno Cursa Disciplina

30 Auto-relacionamento Relacionamento entre instâncias da mesma entidade Instâncias participam com papéis diferentes Pessoa Gerente supervisiona Funcionário

31 Relacionamento

32 Entidades fortes e fracas Uma entidade forte tem chave Uma entidade fraca Não tem atributo chave Tem apenas uma chave parcial Deve participar de um relacionamento com uma entidade forte Relacionamento identificador: entre entidade fraca e forte Entidades fracas são identificadas pela combinação de: Uma chave parcial da entidade fraca E a chave da entidade forte com a qual está relacionada

33 Relacionamento de identificação Empregado Tem Dependente Notação de entidade Forte em diagrama ER Notação de entidade Fraca em diagrama ER Notação de relacionamento de identificação em diagrama ER

34 Grau de Relacionamento O grau de um relacionamento é o número de entidades participantes Unários Binários mais comuns Ternários

35 Relacionamentos Unários Pessoa Gerente supervisiona Funcionário

36 Relacionamentos Binários Empregado Trabalha Departamento Aluno Cursa Disciplina

37 Relacionamento Ternário Cidade Distribuição Distribuidor Produto

38 Relacionamento Pode existir mais do que um relacionamento entre as mesmas entidades Empregado Trabalha Departamento Gerencia

39 Atributos em Relacionamentos Empregado Trabalha Departamento Data Início Função

40 Exemplo Universidade

41 Universidade 1. Aluno está inscrito em curso 2. Um curso tem várias disciplinas 3. Uma disciplina pode ter vários requisitos 4. Um departamento é responsável por várias disciplinas

42 Universidade Identificação de entidades, atributos e relacionamentos

43 Universidade Identificação de entidades, atributos e relacionamentos 1. Aluno está inscrito em curso 2. Um curso tem várias disciplinas 3. Uma disciplina pode ter vários requisitos 4. Um departamento é responsável por várias disciplinas

44 Universidade Identificação de entidades, atributos e relacionamentos 1. Aluno: ra, nome, Curso: código, nome, Disciplina: código, nome, Departamento: nome, endereço,...

45 Universidade Identificação de entidades, atributos e relacionamentos 1. Aluno está inscrito em curso 2. Um curso tem várias disciplinas 3. Uma disciplina pode ter vários requisitos (outras disciplinas) 4. Um departamento é responsável por várias disciplinas

46 Universidade - MER 1. Aluno está inscrito em curso

47 Universidade - MER 2. Um curso tem várias disciplinas

48 Universidade - MER 3. Uma disciplina pode ter vários requisitos

49 Universidade - MER 4. Um departamento é responsável por várias disciplinas

50 Exemplo Locadora

51 Locadora Uma pequena locadora de vídeos possui cerca de DVDs, cujo empréstimo deve ser controlado. Cada DVD possui um número. Para cada filme, é necessário saber seu título e sua categoria (comédia, drama, aventura, ). Cada filme recebe um identificador próprio. Para cada DVD é controlado que filme ele contém. Para cada filme há pelo menos um DVD. Alguns poucos filmes necessitam de mais de um DVD. Os clientes podem desejar encontrar os filmes estrelados pelo seu ator predileto. Por isso, é necessário manter a informação dos atores que atuam em cada filme. Os clientes, às vezes, desejam receber referências de determinado ator, tais como o nome real, a data de nascimento, etc. A locadora possui muitos clientes cadastrados. Somente clientes cadastrados podem alugar DVDs. Para cada cliente é necessário saber seu pré-nome e seu sobrenome, seu telefone e seu endereço. Além disso, cada cliente recebe um número de associado. Finalmente, desejamos saber quais DVDs estão locados por um dado cliente. Um cliente pode locar vários DVDs ao mesmo tempo. Não são mantidos registros históricos de aluguéis.

52 Locadora Identificação de entidades, atributos e relacionamentos

53 Locadora - entidades Uma pequena locadora de vídeos possui cerca de DVDs, cujo empréstimo deve ser controlado. Cada DVD possui um número. Para cada filme, é necessário saber seu título e sua categoria (comédia, drama, aventura, ). Cada filme recebe um identificador próprio. Para cada DVD é controlado que filme ele contém. Para cada filme há pelo menos um DVD. Alguns poucos filmes necessitam de mais de um DVD. Os clientes podem desejar encontrar os filmes estrelados pelo seu ator predileto. Por isso, é necessário manter a informação dos atores que atuam em cada filme. Os clientes, às vezes, desejam receber referências de determinado ator, tais como o nome real, a data de nascimento, etc. A locadora possui muitos clientes cadastrados. Somente clientes cadastrados podem alugar DVDs. Para cada cliente é necessário saber seu pré-nome e seu sobrenome, seu telefone e seu endereço. Além disso, cada cliente recebe um número de associado. Finalmente, desejamos saber quais DVDs estão locados por um dado cliente. Um cliente pode locar várias DVDs ao mesmo tempo. Não são mantidos registros históricos de aluguéis.

54 Locadora entidades e atributos Uma pequena locadora de vídeos possui cerca de DVDs, cujo empréstimo deve ser controlado. Cada DVD possui um número. Para cada filme, é necessário saber seu título e sua categoria (comédia, drama, aventura, ). Cada filme recebe um identificador próprio. Para cada DVD é controlado que filme ele contém. Para cada filme há pelo menos um DVD. Alguns poucos filmes necessitam de mais de um DVD. Os clientes podem desejar encontrar os filmes estrelados pelo seu ator predileto. Por isso, é necessário manter a informação dos atores que atuam em cada filme. Os clientes, às vezes, desejam receber referências de determinado ator, tais como o nome real, a data de nascimento, etc. A locadora possui muitos clientes cadastrados. Somente clientes cadastrados podem alugar DVDs. Para cada cliente é necessário saber seu pré-nome e seu sobrenome, seu telefone e seu endereço. Além disso, cada cliente recebe um número de associado. Finalmente, desejamos saber quais DVDs estão locados por um dado cliente. Um cliente pode locar várias DVDs ao mesmo tempo. Não são mantidos registros históricos de aluguéis.

55 Locadora MER DVD

56 Exercícios

57 Sala de concertos Tem vários programas. Um programa tem um nome e vários concertos. Um concerto tem um regente, data e várias peças a serem executadas. Um programa tem vários ingressos que podem ser comprados por assinantes ou serem vendidos de forma avulsa. Um ingresso está associado com dia, fila e número do assento. Um assinante deve estar cadastrado e fornecer informações como nome, data de nascimento, endereço, . Um assinante pode comprar um ou vários programas. Cada peça pode ser executada pela orquestra, solista e/ou coro. Cada peça tem um compositor, ano de composição, duração, instrumentos utilizados (quais e quantos), podem ter várias partes (ou movimentos). Um movimento tem o andamento: allegro, adagio, scherzo, andante, largo, etc. Exemplo de sala de concerto:

58 Agência de relacionamentos Cadastra pessoas e seus interesses para encontrar parceiros para diversas atividades Entidades: pessoa, hobby, interesse, tipo de relacionamento procurado (compromisso sério, baladas, amizade, viagens, etc) e outras.

59 Fashion Week Marcas, costureiros, modelos, desfile...

60 Restrições em Tipos Relacionamento Razão de cardinalidade Restrição de participação (também chamada de restrição de cardinalidade mínima) Restrições estruturais: razão de cardinalidade + restrição de participação

61 Razão de cardinalidade Especifica o número máximo de instâncias de relacionamento em que uma entidade pode participar: um-para-um (1:1) um-para-muitos (1:N) ou muitos-para-um (N:1) muitos-para-muitos (N:M)

62 Relacionamento 1:1 EMPREGADO GERENCIA DEPARTAMENTO e 1 e 2 e 3 e 4 e 5 r r 2 r 3 r 4 r 5 d 1 d 2 d 3 e 6 r 6 e 7 r 7

63 Relacionamento N:1 EMPREGADO TRABALHA DEPARTAMENTO e 1 e 2 e 3 e 4 e 5 r 1 N 1 r 2 r 3 r 4 r 5 d 1 d 2 d 3 e 6 r 6 e 7 r 7

64 Relacionamento N:M EMPREGADO N r 9 r 1 M PROJETO e 1 r 2 p 1 e 2 e 3 r 3 p 2 e 4 r 4 e 5 r 5 p 3 e 6 r 6 e 7 r 7 r 8

65 Restrição de participação Restrição total (ou dependência de existência): toda entidade deve estar associada a outra entidade da qual depende via relacionamento Restrição parcial: nem todas as entidades de um tipo entidade precisam estar associadas a outra entidade via relacionamento

66 Restrição total Empresa exige que um empregado trabalhe num departamento: então empregado deve participar de pelo menos uma instância do relacionamento trabalha. Empregado Trabalha Departamento

67 Restrição de participação Restrição total (ou dependência de existência): toda entidade deve estar associada a outra entidade da qual depende via relacionamento Restrição parcial: nem todas as entidades de um tipo entidade precisam estar associadas a outra entidade via relacionamento

68 Restrição parcial Empregado Gerencia Departamento

69 Restrição estrutural Razão de cardinalidade + restrição de participação Especifica que cada entidade e em E se relaciona com no mínimo min e no máximo max instâncias do relacionamento em R Padrão (sem restrição): min=0, max=n min max, min 0, max 1 min=0 indica participação parcial min>0 indica participação total

70 Restrição estrutural - exemplo Um departamento tem exatamente um gerente e um empregado pode gerenciar no máximo um departamento. (0,1) para a participação de EMPREGADO no relacionamento GERENCIA (1,1) para a participação do DEPARTAMENTO no relacionamento GERENCIA Restrição parcial Restrição total Empregado (0,1) Gerencia (1,1) Departamento cardinalidade

71 Restrição estrutural - exemplo Um empregado trabalha para exatamente um departamento mas um departamento pode ter vários empregados. (1,N) para a participação de EMPREGADO em TRABALHA (1,1) para a participação de DEPARTAMENTO em TRABALHA Restrição total Empregado (1,N) Trabalha (1,1) Departamento cardinalidade

72 Notação ENTIDADE ENTIDADE FRACA RELACIONAMENTO RELACIONAMENTO DE IDENTIFICAÇÃO ATRIBUTO ATRIBUTO CHAVE (IDENTIFICADOR) ATRIBUTO MULTIVALORADO ATRIBUTO COMPOSTO ATRIBUTO DERIVADO R E 2 R N E 2 R (min,max) E PARTICIPAÇÃO TOTAL DE E 2 EM R CARDINALIDADE 1:N PARA E 1 :E 2 EM R RESTRIÇÃO ESTRUTURAL (min, max) NA PARTICIPAÇÃO DE E EM R

73

74 (Entidades) Entidade fraca

75 (Atributos) Atributo composto Chave

76 Atributo multivalorado (Atributos)

77 (Atributos) Atributo derivado

78 Autorelacionamento (Relacionamentos)

79 (Relacionamentos) Relacionamento de participação

80 (Relacionamentos) Participação total de PROJECT no relacionamento CONTROLS

81 (Participação e Cardinalidade)

82 Exemplo Universidade

83 Universidade 1. Aluno está inscrito em curso 2. Um curso tem várias disciplinas 3. Uma disciplina pode ter vários requisitos 4. Um departamento é responsável por várias disciplinas

84 Universidade - MER 1. Aluno está inscrito em curso

85 Universidade - MER 2. Um curso tem várias disciplinas

86 Universidade - MER 3. Uma disciplina pode ter vários requisitos

87 Universidade - MER 4. Um departamento é responsável por várias disciplinas

88 Exemplo Locadora

89 Locadora Uma pequena locadora de vídeos possui cerca de DVDs, cujo empréstimo deve ser controlado. Cada DVD possui um número. Para cada filme, é necessário saber seu título e sua categoria (comédia, drama, aventura, ). Cada filme recebe um identificador próprio. Para cada DVD é controlado que filme ele contém. Para cada filme há pelo menos um DVD. Alguns poucos filmes necessitam de mais de um DVD. Os clientes podem desejar encontrar os filmes estrelados pelo seu ator predileto. Por isso, é necessário manter a informação dos atores que atuam em cada filme. Os clientes, às vezes, desejam receber referências de determinado ator, tais como o nome real, a data de nascimento, etc. A locadora possui muitos clientes cadastrados. Somente clientes cadastrados podem alugar DVDs. Para cada cliente é necessário saber seu pré-nome e seu sobrenome, seu telefone e seu endereço. Além disso, cada cliente recebe um número de associado. Finalmente, desejamos saber quais DVDs estão locados por um dado cliente. Um cliente pode locar vários DVDs ao mesmo tempo. Não são mantidos registros históricos de aluguéis.

90 Locadora MER DVD

91 Sumário Noções Básicas MER Entidades Atributos Relacionamentos MER estendido

92 MER Estendido MER estendido Extended Entity Relationship model (EER) Além dos conceitos básicos do modelo ER inclui: Subclasses, Superclasses especialização/generalização herança de atributos e relacionamentos Agregação

93 Subclasses e superclasses Uma entidade pode ter subgrupos significativos que precisam ser representados explicitamente Subgrupo é chamado subclasse Grupo que tem os subgrupos é chamado superclasse Superclasses e subclasses representam grupos de entidades são considerados tipo entidade Ex: entidade empregado com subgrupos secretários, técnicos, engenheiros

94 Subclasses e superclasses - exemplo

95 Subclasses e superclasses O relacionamento entre uma subclasse e sua superclasse também é chamado de relacionamento IS-A Uma entidade que é membro de uma subclasse herda todos os atributos e relacionamentos da entidade superclasse Uma subclasse pode ter seus atributos e relacionamentos específicos além dos herdados.

96 Processos de Especialização e Generalização Especialização: processo que define um conjunto de subclasses de um tipo entidade, define atributos e relacionamentos específicos das subclasses. Generalização: processo que identifica características comuns de alguns tipos entidade e os agrupa em uma entidade superclasse. Restrições associadas: Subclasse definida por predicado Restrição de Disjunção (Disjointness Constraint) Restrição de Integralidade (Completeness Constraint)

97 Subclasse definida por predicado Superclasse pode ter um atributo que determina a subclasse de uma entidade. Se todas as subclasses de uma superclasse têm a mesma condição determinada pelo mesmo atributo, a especialização é chamada especialização definida por atributo. Quando não existe essa condição, a subclasse é chamada definida pelo usuário.

98 Subclasse definida por predicado - exemplo JobType Especialização definida por atributo

99 Restrição de disjunção Subclasses da especialização disjuntas: uma entidade pode ser um membro de no máximo uma subclasse da especialização Representação: d no diagrama EER Subclasses da especialização não são disjuntas, existe sobreposição: uma entidade pode ser membro de mais de uma subclasse da especialização Representação: o no diagrama EER

100 Restrição de disjunção - exemplo Subclasses disjuntas

101 Restrição de Integralidade Total: especifica que toda entidade na superclasse deve ser membro de pelo menos uma subclasse Representação: linha dupla Parcial: permite que uma entidade não pertença a nenhuma das subclasses Representação: linha simples

102 Restrição de Integralidade - exemplo Restrição de integralidade - total

103 Agregação Agrega duas ou mais entidades em um conceito (entidade) de mais alto nível. Relacionamento entre objetos primitivos e o seu objeto agregado é chamado de é-componentede.

104 Agregação - exemplo EMPRESA ENTREVISTA CANDIDATO Data

105 Agregação - exemplo EMPRESA ENTREVISTA CANDIDATO Data OFERTA de EMPREGO RESULTA Para associar entrevista com oferta de emprego

106 Agregação - exemplo EMPRESA ENTREVISTA CANDIDATO ER não permite relacionamento entre relacionamentos X Data OFERTA de EMPREGO RESULTA

107 Agregação - exemplo EMPRESA ENTREVISTA CANDIDATO Data OFERTA de EMPREGO RESULTA

108 Agregação - exemplo FUNCIONÁRIO TRABALHA PROJETO X Data MÁQUINA USA

109 Agregação - exemplo FUNCIONÁRIO TRABALHA PROJETO Data MÁQUINA USA

110 Agregação - exemplo MOTORISTA CONDUZ VEÍCULO Data MULTA LEVA

111 Exercícios

112 BD para uma universidade Projete um BD para fins de registro acadêmico de estudantes semelhante ao de sua universidade, incluindo informações sobre: estudantes, departamentos, cursos, disciplinas, oferecimentos de disciplinas (turmas) no semestre corrente, salas de aula, estudantes matriculados em uma dada disciplina, quais disciplinas cada professor está ministrando, notas dos estudantes, etc. Inclua, opcionalmente, o histórico de disciplinas de cada estudante,. Note que esta questão não está claramente delimitada e muitas variantes e extensões são possíveis.