1Introduc~ao Arepresentac~aologicadeesquemasER,esquemasconceituaisconstrudossegundoomodelo

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1 Projeto/ReprojetodeBancosdeDadosRelacionais: 1DepartamentodeCi^enciadaComputac~ao AndersonA.Ferreira1 UniversidadeFederaldeMinasGerais BeloHorizonteMG AFerramentaDB-Tool AlbertoH.F.Laender1 2DepartamentodeCi^enciadaComputac~ao UniversidadedoAmazonas ManausAM AltigranS.daSilva2 alistofcommandstoimplementthecorrespondinginformixschema.inthesecondphase, isimplementedusinginformixasitstargetdatabasemanagementsystem(dbms).thetool operatesintwophases.intherstphase,itreceivesasinputanerschemaandgenerates itreceivesalistofredesigncommandsspecifyingchangestotheerschemaandgenerates aredesignplantoreestructurethedatabaseaccordingly.anexampleillustratestheuseof toolproducesoptimizedrelationalrepresentationsofentityrelationship(er)schemasand Thispaperdescribesatoolthatsupportsthedesignandredesignofrelationaldatabases.The Abstract 1Introduc~ao Arepresentac~aologicadeesquemasER,esquemasconceituaisconstrudossegundoomodelo entidade-relacionamento(modeloer)[chen76],pormeiodeesquemasrelacionaiseumdos temasclassicosdaareadebancodedados.diversosmetodos[alal85,bacn92,catl90, thetool. representac~oeseincorporamrestric~oesdeintegridadeaoesquemarelacionalresultantecomo naisapartirdeesquemaser,processoqueechamadodeprojetologicoousimplesmentepro- jeto[bacn92,elna94].essesmetodosgeralmenteutilizamalgumcriterioparaotimizac~aodas CaTL93,MaSh92,TeYF86]t^emsidopropostosparaaconstruc~aoderepresentac~oesrelacio- objetivodegarantiraspropriedadessem^anticasdomodeloer. otimizadasondeonumerodedepend^enciasdeinclus~aoentreasrelac~oesereduzido.esses relacionalotimizadasr,sendoposteriormenteinstanciado(2),criandoumestadoconsistente dobancodedados.deacordocomevoluc~oesocorridasnomundoreal,sepodesermodi- mesmostrabalhostratamaindaoproblemademanutenc~aodessasrepresentac~oesquandoo esquemaerqueelasrepresentamsofremodicac~oesemfunc~aodeevoluc~oesocorridasnomundo real.esseprocesso,chamadoreprojeto,eilustradonafigura1edescritoaseguir. Emparticular,ometodopropostoem[CaTL90,CaTL93]gerarepresentac~oesrelacionais consisteemmodicarsrgerandoumanovarepresentac~aorelacionalsr'(4)emapearem cado(3)detalformaaproduzirumnovoesquemaconceitualse'.oprocessodereprojeto formacorretaeotimizada(6). umnovoestado'(5),detalformaque'sejaconsistentecomsr'(7)esr'representese'de SejaumesquemaERSE.Nafasedeprojeto(1),SEemapeadoparaumarepresentac~ao relacionaisquefoidesenvolvidacombasenometodopropostoem[catl90,catl93].db-tool implementaosalgoritmosdescritosem[silv95],ondeessemetodofoidetalhadoeformalizado,e utilizacomosgbdalvoosistemainformix[info91].nafasedeprojeto,db-toolrecebecomo entradaumesquemaereproduzcomosadaumasequ^enciadecomandosnaldddosistema EsteartigodescreveDB-Tool,umaferramentaparaprojeto/reprojetodebancosdedados

2 S E S R S R S E σ σ Figura1:Processodeprojeto/reprojetodebancosdedados. Informixparageraroesquemadobancodedados.Nafasedereprojeto,DB-Toolrecebeuma listadecomandosdereprojetoespecicandomodicac~oesnoesquemaeregeraumasequ^encia decomandosnaldd/lmddosistemainformixqueconstituemumplanodereprojetoparao bancodedados. Diversasferramentasdeprojetodebancodedadosrelacionaist^emsidodescritasnaliteratura[AlAL85,Fran96,HEH+94,MaSh94].Oquetornaanossaferramentadiferentedessas eofatodequeelasuportan~aoapenasoprocessodeprojeto,mastambemoprocessodereprojetodebancosdedadosrelacionais.mesmoferramentascomerciais,taiscomo,erwine S-Designor[Butl96],suportamapenasoprojetodebancosdedadosen~aoauxiliamoprojetista narealizac~aodoprocessodereprojeto.assimsendo,oproprioprojetistadevereestruturaro bancodedadosquandoocorremmodicac~oesnasaplicac~oes.umoutroaspectoimportante danossaferramentaequeelapermiteaoprojetistaavaliaroimpactodasmudancassemrealmentereestruturarobancodedados,umavezque,deacordocomometododereprojeto adotado[silv95,silc96],onovoestadodobancodedadosegeradoapartirdeumestado transiente(virtual)queeobtidosemmodicararepresentac~aorelacionalcorrente. Oartigoaseguirestaorganizadodaseguinteforma.ASec~ao2apresentaumavis~aogeral dometododeprojeto/reprojetoadotado.asec~ao3contemumadescric~aogeraldaferramenta. ASec~ao4descreveumexemplodeutilizac~aodaferramenta.Finalmente,aSec~ao5apresenta algumasconclus~oes. 2Vis~aoGeraldoMetododeProjeto/Reprojeto 2.1ConceitosBasicos 2.1.1EsquemasER UmesquemaEReumaduplaSE=hE;RiondeEeumconjuntodeesquemasdeentidadeeR eumconjuntodeesquemasderelacionamento. Umesquemadeentidadepossuiumnome,umconjuntodeatributoscomseusrespectivos domniose,opcionalmente,umachaveprimariaeumaoumaischavesalternativas.umachave eformadaporumsubconjuntodoconjuntodeatributosdoesquemacujosvaloresidenticamde formaunicaasinst^anciasdoconjuntodeentidadescorrespondente.pelomenosumdosatributos deumesquemadeentidadedeveserumdiscriminador[silv95],ouseja,devesemprepossuirvalor diferentedenulo,oqueserveparaindicaraocorr^enciadeumaentidade(inst^ancia).osatributos dachaveprimarias~aosemprediscriminadores.umesquemadeentidadepodeserespecializado porumoumaisesquemasdeentidadeetambempodeespecializarumoumaisesquemasde

3 todainst^anciadeeetambemumainst^anciadef.adenic~aodeumachaveprimariaparaum esquemadeentidadesoeobrigatoriaseesteesquemadeentidaden~aoespecializanenhumoutro. pantese,opcionalmente,umalistadeatributos.asinst^anciasdeumesquemaderelacionamento s~aoelementosdoprodutocartesianodoconjuntodeinst^anciasdosesquemasdeentidadeque entidade,sendoqueseumesquemadeentidadeeespecializaumesquemadeentidadef,ent~ao s~aoparticipantesdoesquemaderelacionamento.acadaparticipanteeatribudoumpapelque deveserunicoemcadaesquemaderelacionamento.umconjuntodepapeiseumidenticador deumesquemaderelacionamentosetodacombinac~aodeint^anciasdessespapeisforunicaentre asinst^anciasdesseesquema[silv95]. Umesquemaderelacionamentopossuiumnome,umalistadeesquemasdeentidadepartici- maisprecisapodeserencontradaem[silv95]. respeitadaspelasinst^anciasdosseusesquemasdeentidadeerelacionamento.umadenic~ao deneentitye(employee) AFigura2descreveoesquemaERCompanyqueserausadocomoexemplonesteartigo. UmestadodeumesquemaERSEeconsistentequandotodasasrestric~oessem^anticass~ao deneentityr(researcher) deneentitya(administrative) keyid attributesidchar(4)notnull, Salarydecimal(8,2) deneentityp(project) specializationofe attributesdegreechar(4)notnull attributesjobdescchar(40)notnull denerelationshipw(works-for)overr,p attributeshoursintegernotnull, identierr attributesname keyname Contractorchar(20) char(20)notnull, ografoercorrespondenteaoesquemaercompanydafigura2. ScompapelP,sendol((S;T))=Ppertencenteaoconjuntoderotulosl.AFigura3(a)mostra dirigido,parcialmenterotulado,ondecadaverticeemvcorrespondeaumesquemadeentidade ourelacionamentodeseeumarco(s;t)2ase,esomentese,sespecializatoutparticipade Umgrafog=(V;A;l)deumesquemaERSE(ousimplesmentegrafoER)eummultigrafo Figura2:EsquemaERCompany. sobret[v. relac~ao,veumconjuntodeesquemasdevis~aoeceumconjuntoderestric~oesdeintegridade 2.1.2EsquemasRelacionais UmesquemarelacionaleumatriplaSR=hT;V;CiondeTeumconjuntodeesquemasde Umesquemaderelac~aopossuiumnome,umalistadeatributos(cadaumcomseurespectivo Figura3:GrafoEReorestadecolapsamento. domnio),umachaveprimariae,opcionalmente,umaoumaischavesalternativas.umachave A Arco nao-colapsavel E R (a) Grafo ER g R Arco colapsavel P W P A E (b) Floresta de colapsamento f R P W

4 listadeatributosquaisquer.asrestric~oesdeintegridadeemcpodemserdosseguintestipos: primariaeumalistadeatributosquen~aoadmitemvalornuloeumachavealternativaeuma atributosaeb.umadndaformat:a;besatisfeitase,esomentese,paratodatuplade t2(t2)talquet[x1]=u[x2]. t(t),osatributosdoconjuntobs~aotodosnulossemprequeumdosatributosdeafornulo. mente,osconjuntosdeatributosx1ex2.umadidaformat1[x1]t2[x2]esatisfeitapara osestadost1(t1)et2(t2)se,esomentese,paracadatuplatdet1(t1),existeumatuplaude Depend^enciasdeNulos(DNs)-SejaTumesquemaderelac~aocontendoosconjuntosde Depend^enciasdeInclus~ao(DIs)-SejamT1eT2esquemasderelac~aocontendo,repectiva- denominadodepend^enciadenulosentresi. UmaDNdaformaT:[A]esatisfeitase,esomentese,emtodatupladet(T)osatributosdo conjuntoas~aotodosnulosoutodosn~aonulos[silc94,silv95].essesegundotipodedne UmesquemarelacionalSReumarepresentac~aorelacionaldeumesquemaERSEseadenic~ao seusesquemasderelac~aoevis~aos~aoconsistentescomasuadenic~ao,etodasasrestric~oesde desrgarantirquequalquerestadoconsistenteedesepodeserrepresentadoporumestado integridade(disedns)s~aorespeitadas[silv95]. 2.2Representac~oesRelacionaisdeEsquemasER UmestadodeumesquemarelacionalSReconsistentese,esomentese,osestadosdos umesquemaderelac~ao(comatributosapropriados)pararepresentarcadaesquemadeentidade ourelacionamentoemse,gerandoumadiparacadaarcodografoercorrespondentedemodo consistenterdesrequalquerestadoconsistenterrepresentaumestadoconsistentede deles~aoinecientes,nosentidodequeonumerodedisaseremmantidasepelomenosigualao numerodearcosnografodoesquemaeremquest~ao.destaforma,visandoreduzironumero SE[Silv95]. acapturaradequadamenteasem^anticadese. dedisenvolvidas,pode-seoptarporrepresentaremummesmoesquemaderelac~aovariosesquemasdeentidadeourelacionamentoquecompartilhamalgumapropriedade.essaestrategia deotimizac~ao,chamadadecolapsamento[catl90,catl93],eutilizadaparaagerac~aoderepresentac~oesrelacionaisotimizadasondevariasdispodemserremovidaseoutraspodemser substitudaspordnscujocustodevericac~aoemenor[silv95,silc96]. restadecolapsamento[catl90,catl93].umaorestadecolapsamentofdeumesquemaer somentearcosdegques~aocolapsaveisest~aorepresentados.umarco(s,t)degecolapsavel mostraumaorestadecolapsamentocorrespondenteaografoerdafigura3(a). quandon~aoerotuladoouseorotuloenetefuncionalemscompapeln.afigura3(b) mentofegeradoumesquemaderelac~aor*,chamadoesquemadecolapsamento,detalforma Umarepresentac~aorelacionalotimizadaegeradacombaseemumaestruturachamadao- Entretanto,apesardasimplicidadedessemetodo,asrepresentac~oesrelacionaisobtidasatraves Umamaneiratrivialdeseobterumarepresentac~aorelacionaldeumesquemaERSEegerar eumconjuntodearvoresquepossuitodososverticesdografogdoesquemaer,masnoqual queemr*s~aorepresentadosretodososseusdescendentesemf.alemdisso,paracada verticesdef,egeradoumesquemadevis~ao,chamadoesquemaderepresentac~ao,sobreo esquemadecolapsamentocorrespondentequerepresentarasnarepresentac~aorelacionalotimizada[silv95,silc96].quantoasrestric~oesdeintegridadenecessarias,paracadaarco(s,t)de eparacadaarco(s,t)queestejaemfs~aogeradasdnsenvolvendoosatributosdoesquema Assim,emumarepresentac~aorelacionalotimizada,paracadaraizRdaorestadecolapsa- gquen~aoestejaemfs~aogeradasdisenvolvendoosesquemasderepresentac~aocorrespondentes decolapsamentoquecontemosverticesset.

5 recebecomoentradaoesquemaerse,juntamentecomoseugrafogeaorestadecolapsamentofquedeneasuarepresentac~aorelacional,eumaseriedecomandosdereprojeto, consistentecomanovarepresentac~aogerada.paraisso,ometododereprojeto[silv95,silc96] OprocessodereprojetoilustradonaFigura1temporobjetivomodicararepresentac~aorelacionaldeumesquemaERSEereestruturaroestadoatualdobancodedadosdeformaatorna-lo 2.3Manutenc~aodeRepresentac~oesRelacionais esquemaeroriginalparaavaliaroimpactoeaviabilidadedasalterac~oesnecessariasnobanco dedados. disso,ometodotambemincluiumaanalisedoestadoatualdarepresentac~aoquevisavericar seepossveltransformaresteestadoemumestadoconsistenteparaanovarepresentac~aorelacional.oplanodereprojetopodeserusadopeloprojetistaresponsavelpelasmodicac~oesdo especicandomodicac~oesemse,egeracomosadaoplanodereprojetocorrespondente.alem grafog0des'eetambemumaorestadecolapsamentof0. ERSEcomoobjetivodeproduzirumnovoesquemaERS'E.Alemdisso,devemsergeradoso umestadoconsistentecorrespondenteaonovoesquemaerapartirdoestadoatualdoesquema reprojeto[silv95,silc96]: Gerac~aodonovoesquemaER.Consistenaaplicac~aodoscomandosdereprojetoaoesquema Vericac~aodaadequac~aoaonovoesquemaER.Consisteemvericarseepossvelproduzir Assim,distinguimosquatroetapasdistintas,emboradependentesentresi,nometodode eintroduzirnovosatributos)econtrac~oes(removeresquemasdecolapsamento,restric~oese samentofef0pararealizarexpans~oes(criaresquemasdecolapsamento,denirnovasrestric~oes representac~ao. atributos)narepresentac~aorelacional,alemdeatualizardeformaadequadaosesquemasde ERoriginal,queerepresentadopeloestadoatualdarepresentac~aorelacionalcorrente. Reestruturac~aodarepresentac~aorelacional.Consistenacomparac~aodasorestasdecolap- combasenometododeprojeto/reprojeto,descritonasec~aoanterior.db-toolutilizacomo Nestasec~ao,apresentamosumadescric~aogeraldaferramentaDB-Toolquefoidesenvolvida necessario,asinst^anciasexistentesnarepresentac~aooriginalparaanovarepresentac~aorelacional. 3AFerramentaDB-Tool Mapeamentodeinst^anciasparaanovarepresentac~aorelacional.Consisteemmapear,quando SGBDalvoosistemaInformix[Info91].AescolhadoInformixcomosistemaalvoparaaferramentafoifeitabasicamenteemfunc~aodesuadisponibilidadenoDepartamentodeCi^encia caractersticasqueotornamadequadocomosistemaalvoparaessetipodeferramenta,como, dacomputac~aodaufmg.entretanto,oinformixeumsgbdrelacionalquepossuialgumas 3.1Gerac~aodaRepresentac~aoRelacionalOtimizada gatilhos,facilidadesfundamentaisparaaimplementac~aodometododeprojeto/reprojeto. porexemplo,adenic~aoexplcitadechavesprimarias,chavesalternativasechavesestrangeiras atravesdasualdd.alemdisso,oinformixpossibilitaacriac~aodeprocedimentos,vis~oese gatilhos(\triggers"),aalterac~aodetabelas,earemoc~aodeprocedimentos,tabelas,vis~oese Nafasedeprojeto,quandoerealizadaagerac~aodarepresentac~aorelacionalotimizada,oprojetistaentracomoesquemaEReaferramentaproduzumasequ^enciadecomandosdaLDDdo Informixparaacriac~aodastabelas,vis~oeserestric~oesdeintegridade(DIseDNs)corresponden- conformedescritonasec~ao2.2. tes.agerac~aodessarepresentac~aorelacionalefeitaapartirdeumaorestadecolapsamentof

6 databelarclp. ParacadaraizRdef,egeradoumcomandoCREATETABLEnecessarioparacriarumatabela denomerclp,cujosatributoss~aoosatributosassociadosaretodososatributosdiretaou 3.1.1Criac~aodasTabelas esquemadeentidadeourelacionamento,egeradoumesquemadevis~aosqueseraoseuesquema 3.1.2Criac~aodasVis~oes indiretamenteassociadosaosdescendentesder.achaveprimariadessatabelaeachaveprimaria derepresentac~ao.oesquemadevis~aoedenidosobreoesquemadecolapsamentoqueengloba Deacordocomometododeprojeto/reprojeto,paracadaverticeSdef,correspondenteaum der.asdemaischavesderedeseusdescendentesemfs~aodenidascomochavesalternativas S.Assim,paracadaverticeSdefegeradoumcomandoCREATEVIEWnecessarioparacriar avis~aocorrespondenteaoesquemaderepresentac~aodes. nadenic~aodatabelacorrespondenteaoesquemadecolapsamentoqueenglobae. feitaatravesdeumachaveestrangeiradenidapelaclausulaforeignkey.assim,paracada arco(e,f)degn~aoexistenteemf,aferramentaincluiadenic~aodeumachaveestrangeira devesergeradaumadicorrespondente.aimplementac~aodeumadinosistemainformixe Paracadaarco(E,F)dografogdoesquemaERn~aoexistentenaorestadecolapsamentof 3.1.3Criac~aodasDepend^enciasdeInclus~ao s~aodenidosgatilhoscujafunc~aoevericarseastuplasdastabelasenvolvidasrepresentam corretamenteinst^anciasdoesquemaer Criac~aodasDepend^enciasdeNulos masderepresentac~ao(vis~oes),oquen~aoepossveldeserdiretamenteimplementadonoinfor- mix.assim,paraosarcos(e,f)nosquaisfn~aoeumaraizdef,alemdachaveestrangeira, EimportanteobservarqueasDIsgeradaspelometododeprojetos~aodenidasentreesque- Deacordocomometododeprojeto/reprojeto,asseguintesDNsdevemsergeradasapartirda orestadecolapsamentof: Depend^enciadosatributosquepodemassumirnulosdeumverticen~aoraizdefparaos Depend^enciadosatributosn~aonulosdeumverticeSquen~aoeraizdefemrelac~aoaos Depend^enciadenulosentresi,paraosatributosn~aonulosdosverticesquen~aos~aorazes atributosn~aonulosdestevertice. atributosn~aonulosdoverticepaidesemfquen~aoeumaraizemf. depend^enciadenulosentresi). def(osatributosherdadosquen~aocomp~oemachaveprimariatambemfazempartedesta serinseridaoumodicada,satisfazdeterminadascondic~oes. 3.2Manutenc~aodaRepresentac~aoRelacional Nestasec~ao,descrevemoscomos~aogeradososcomandosdaLDD/LMDdoInformixpararealizaroprocessodereprojeto.ConformedescritonaSec~ao2.3,ometododereprojetoenvolve quatroetapas:gerac~aodonovoesquemaer,vericac~aodaadequac~aoaonovoesquemaer,reestruturac~aodarepresentac~aorelacionalemapeamentodeinst^anciasparaanovarepresentac~ao Paraaimplementac~aodasDNs,eusadaaclausulaCHECKquevericaseumatupla,ao relacional.aseguir,descrevemoscomos~aorealizadasessasquatroetapas.

7 3.2.1Gerac~aodoNovoEsquemaER Nestaetapa,oprojetistaentracomoscomandosdereprojetoeaferramentageraonovoesquema ERcomseusrespectivosgrafos.Exemplosdessescomandoss~aomostradosnaFigura4parao esquemaercompanyse(figura2).umadescric~aodetalhadadoscomandosdereprojetoque podemseraplicadosaumesquemaerpodeserencontradaem[ferr97]. removekeynamefromp; removeidentierrfromrelationshipw; addattributenumberintegernotnulltop; novoesquemaouseapartirdoestadoatualepossvelgerarumestadoquesejaadequado Estaetapatemcomoobjetivovericarseoestadoatualdobancodedadoseadequadoao 3.2.2Vericac~aodaAdequac~aoaoNovoEsquemaER Figura4:ComandosparamodicaroesquemaERCompany. addkeynumbertop; aonovoesquema,gerandoumestadointermediario,sobreoqualevericadaaconsist^encia comonovoesquemaer.paraisso,s~aoexecutadastr^estarefas,deacordocomometodode reprojeto[silv95,silc96]:coletadedados,gerac~aodasrepresentac~oesrelacionaistransitorias evericac~aodaadequac~ao,propriamentedita.aseguir,descreveremoscomos~aogeradosos quandoumnovoesquemadeentidadeourelacionamentoseincludoeprecisaserinstanciado, vericarasnovasrestric~oes.umaoutrasituac~aoemqueenecessarioacoletadedados,e relacionalcorrentecorrespondente,tornando-senecessariodeterminaressesvaloresantesde esquemafazrefer^enciaaatributoscujosvaloresn~aopodemserdeterminadosnarepresentac~ao comandosdaldd/lmddoinformixpararealizaressastarefas. original.acoletadedadosefeitaatravesdetabelasdevalorac~aocriadaspelaferramentaeque s~aoinstanciadaspeloprojetistadeacordocomcadasituac~aoespecca. comonocasodeumesquemadeentidadeespecializadoporoutrojaexistentenoesquemaer ColetadeDados.Estatarefaenecessariaquandoalgumadasnovasrestric~oessobreonovo Gerac~aodasRepresentac~oesRelacionaisTransitorias.Nestatarefa,paracadaesquema deentidadeourelacionamentodonovoesquemaer,ecriadaumarepresentac~aorelacionaltransitoria[silv95,silc96]queiracomporumbancodedadostransitorio(virtual),atravesdoqual seravericadoseoestadoestaconsistentecomonovoesquemarelacionale,consequentemente, comonovoesquemaer. quemadeentidadeourelacionamentosdonovoesquemaers'en~aopertenceaoesquemaer paraonovoesquemaer. originalse;(2)oconjuntodeatributosdarepresentac~aorelacionaldoesquemadeentidadeou relacionamentoseomesmoparaoesquemaeroriginaleparaonovoesquemaer;(3)oconjuntodeatributosdarepresentac~aorelacionaldeumesquemadeentidadesn~aoeomesmopara oesquemaeroriginaleparaonovoesquemaer;e(4)oconjuntodeatributosdarepresentac~ao relacionaldeumesquemaderelacionamentorn~aoeomesmoparaoesquemaeroriginale Paraacriac~aodasrepresentac~oesrelacionaistransitoriass~aoobservadosquatrocasos:(1)oes- arepresentac~aorelacionaltransitoriacorrespondente.umadiscuss~aodetalhadadecomoesses comandoss~aocriadosfogeaoescopodesteartigoepodeserencontradaem[ferr97]. Paracadaumdessescasos,egeradoumcomandoCREATEVIEWparacriaravis~aoreferente

8 sitoriasemrelac~aoaonovoesquemaer,enecessariovericarses~aosatisfeitastodasasnovas depend^enciasdeinclus~aoetodasasnovaschavesdenidas.assim,s~aogeradoscomandos Vericac~aodaAdequac~ao.Paravericaraadequac~aodasrepresentac~oesrelacionaistran- SELECTparavericarasnovaschaveseparavericarasnovasdepend^enciasdeinclus~aoque ferramentageraoscomandosinformixnecessariosparacriareexpandirtabelas,criareremover Informixapartirdemodicac~oesfeitasnoesquemaERoriginal.Paraessareestruturac~ao,a estrangeiraseprimarias,usadasnadenic~aodealgumadi,mudaram Reestruturac~aodaRepresentac~aoRelacional Aetapadereestruturac~aodarepresentac~aorelacionalconsistedareestruturac~aodoesquema s~aodevidasaarcosdonovografog'quen~aoexistemnografogetambemaarcoscujaschaves, colapsamentof'geradaapartirdasmodicac~oesintroduzidasnoesquemaeroriginal[silc96]. Aseguir,eapresentadaumabrevedescric~aodecomoessescomandoss~aogeradospelaferramenta. gerac~aodessescomandosefeitacomparando-seaorestadecolapsamentofcomaorestade chaves,atualizaradenic~aodevis~oes,atualizardnsedis,eremoverecontrairtabelas.a foramintroduzidosnovosatributosouqueincorporamatributosdeesquemasdeentidadeou arvoresdef'cujosverticescorrespondemaesquemasdeentidadeourelacionamentonosquais TABLEparacriaratabelacorrespondenteconformedescritonaSec~ao3.1.Tambems~aogerados comandosaltertableparaalteraradenic~aodastabelasquecorrespondemarazesde relacionamentocorrespondentesaverticesdeoutraarvoredef. Criac~aoeExpans~aodeTabelas.Paracadanovaraizdef',egeradoumcomandoCREATE movido,egeradoumcomandoaltertablepararemoveradenic~aodachaveestrangeira queimplementaadicorrespondente.separaadiqueestasendoremovidaexistiremgatilhos TRIGGERpararemoveradenic~aodecadagatilho. Atualizac~aodeChaves.ParacadaverticeEdef'cujoesquemadeentidade(ourelacionamento)teveasuachave(ouidenticador)alterada(o),s~aogeradoscomandosALTERTABLE paraalterarachaveprimariaoualgumachavealternativadatabelacorrespondenteaoesquema decolapsamentoqueenglobae. gerados,senecessario,comandosaltertablepararemoverasrestric~oesimpostaspelas Atualizac~aodeDepend^enciasdeNulos.Paracadaarcodef,n~aoexistenteemf',s~ao clausulascheckqueimplementamasdnscorrespondentes.analogamente,paracadanovo arcocriadoemf',s~aogerados,senecessario,comandosaltertableparacriaradenic~ao declausulascheckqueimplementamadncorrespondente. Atualizac~aodeVis~oes.ParacadaverticeRdefn~aoexistenteemf',ouqueteveasua posic~aooulistadeatributoscorrespondentesalteradanaorestadecolapsamentof',egerado umcomandodropviewpararemoveradenic~aodavis~aocorrespondente.alemdisso, paracadaverticerdef'n~aoexistenteemf,ouqueteveasuaposic~aooulistadeatributos correspondentesalteradanaorestadecolapsamentof',egeradoumcomandocreateview relacionadosaela,estestambemdevemserremovidos.paraissoegeradoumcomandodrop Remoc~aodeDepend^enciasdeInclus~ao.Paracadaarcodeg,n~aoexistenteemf,re- paracriaranovavis~aocorrespondentear.

9 existenteemf',egeradoumcomandoaltertableparacriaradenic~aodachaveestrangeiraqueimplementaadicorrespondente.separaessasnovasdisfornecessariaaadic~aode Adic~aodeNovasDepend^enciasdeInclus~ao.Paracadanovoarcocriadoemg'en~ao gatilhos,egeradoumcomandocreatetriggercorrespondente. Contrac~aoeRemoc~aodeTabelas.ParacadaraizRdefquen~aoemaisumaraizem f',egeradoumcomandodroptablequeremoveadenic~aodatabelacorrespondenteao algumaalterac~aoquerequeraremoc~aodeatributosdessastabelas MapeamentodeInst^anciasparaaNovaRepresentac~aoRelacional adenic~aodastabelasquecorrespondemarazesmantidasemf',mascujosverticessofreram Deacordocomometododereprojeto[Silv95],existemduassituac~oesondeenecessarioo esquemadecolapsamentoder.tambems~aogeradoscomandosaltertableparaalterar relacionamento,seencontraemsubgrafosdecolapsamentodistintosemfef';(2)overtice mapeamentodeinst^anciasdeumesquemadeentidadeourelacionamento,representadoemsr, paraanovarepresentac~aorelacional:(1)overtice,querepresentaoesquemadeentidadeou geradoscomandosselect,inserteupdate,denidossobreasrepresentac~oesrelacionais transitorias,paraexecutaromapeamentodasinst^anciasparaanovarepresentac~aorelacional. situac~aoenquantoqueaoperac~aodeajusteresolveasegunda.paraambasasoperac~oes,s~ao permanecenomesmosubgrafodecolapsamento,masganhououperdeuatributosnativosou herdados Gerac~aodoPlanodeReprojeto inst^anciaseoutradeajustedeinst^ancias.aoperac~aodemovimentac~aovisaresolveraprimeira Pararesolveressasduassituac~oes,foramdenidasduasoperac~oes:umademovimentac~aode ParaqueonovoesquemaInformixeonovoestadodobancodedadossejamgeradoscorretamente,enecessarioqueaexecuc~aodoscomandosquecomp~oemoplanodereprojetoseja feitaemumaordemespecca.umapossvelordemparaagerac~aodessescomandoseaseguinte[ferr97]:(1)comandosdecoletadedados,(2)comandosdegerac~aodasrepresentac~oes etapadeadequac~ao,(7)comandosderemoc~aodedepend^enciasdeinclus~ao,(8)comandosde deatualizac~aodevis~oes,(11)comandosdeadic~aodenovasdepend^enciasdeinclus~aoe(12)comandosdecontrac~aoeremoc~aodetabelas. relacionaistransitorias,(3)comandosdevericac~aodaadequac~aodoestadotransitorioaonovo esquemaer,(4)comandosparacriac~aoeexpans~aodetabelas,(5)comandosdemapeamento paraanovarepresentac~aorelacional,(6)comandosderemoc~aodetabelasevis~oescriadasna atualizac~aodechaves,(9)comandosdeatualizac~aodedepend^enciasdenulos,(10)comandos vezqueaoremoverumachavetodasaschavesestrangeirasdenidassobreelas~aotambem exemplo,seatualizarmosaschavesedepoisremovermosasdis,podemocorrererros,uma removidas. invers~aodecertoscomandospodeoriginarerrosdeprocessamentonosistemainformix.por geradosser~aoexecutados.emboraessaordemn~aosejaaunicapossvel[silv95,silc96],a Aexecuc~aodoplanodereprojetonaordemestabelecidaacimagarantequetodoscomandos 4Discuss~aodeumExemplo Nestasec~ao,apresentamosumexemplodecomoDB-Toolsecomportanagerac~aodeumesquemaInformixcorrespondentearepresentac~aorelacionaldeumesquemaER,enagerac~aodos comandosdaldd/lmddoinformixnecessariosparaexecutaroreprojetoquandooesquema ERemodicado.

10 4.1Gerac~aodoEsquemaInformix AFigura5mostraoesquemaInfomixgeradopelaferramentaapartirdoesquemaERda Figura2,conformedescritonaSec~ao3.1. CREATEDATABASECompanyWITHLOG; CREATETABLEPCLP( Namechar(20)NOTNULL, Contractorchar(20), PRIMARYKEY(Name)CONSTRAINTPKP); CREATETABLEECLP( Idchar(4)NOTNULL, Salarydecimal(8,2), Jobdescchar(40), Degreechar(4), PNamechar(20), Hoursinteger, PRIMARYKEY(Id)CONSTRAINTPKE, CHECK((PNameISNOTNULLAND HoursISNOTNULL)OR (PNameISNULLANDHoursISNULL)) CONSTRAINTDNW1, CHECK((DegreeISNOTNULL)OR (PNameISNULLANDHoursISNULL)) CONSTRAINTDNW2, FOREIGNKEY(PName)REFERENCES PCLP(Name)CONSTRAINTDIFKWP); CREATEVIEWEAS SELECTId,Salary FROMECLP; CREATEVIEWAAS SELECTId,Jobdesc FROMECLP WHEREJobdescISNOTNULL; CREATEVIEWPAS SELECTName,Contractor FROMPCLP; CREATEVIEWRAS SELECTId,Degree FROMECLP WHEREDegreeISNOTNULL; CREATEVIEWWAS SELECTId,PName,Hours FROMECLP WHEREPNameISNOTNULLAND HoursISNOTNULL; CREATEPROCEDUREErroDIOP() RAISEEXCEPTION-746,0,"Missingkeyin referencedtableforreferentialconstraint"; ENDPROCEDURE; Figura5:EsquemaInformix. NotequeparacadaraizdaorestadecolapsamentofdaFigura3(b),foigeradoum comandocreatetablequedeneoesquemadecolapsamentocorrespondenteeparacada verticedeffoigeradoumcomandocreateviewquedeneoesquemaderepresentac~ao correspondente.alemdisso,paracadaarcodografoergn~aoexistenteemffoiincluda umaclausulaforeignkeynadenic~aodatabelacorrespondenteaoverticedeorigem,e paracadaarcodeffoiincludaumaclausulachecknadenic~aodatabelacorrespondente araizdaarvorequecontemessearco.cadaclausulaforeignkeyecheckimplementa, respectivamente,umadieumadngeradapelometododeprojeto. 4.2Gerac~aodosComandosparaExecuc~aodoReprojeto 4.2.1Gerac~aodoNovoEsquemaER ConsidereoscomandosdereprojetomostradosnaFigura4especicandomodicac~oessobre oesquemaerdafigura2.oresultadodessasmodicac~oeseoesquemaermostradona Figura6.Ografog'eaorestadecolapsamentof'correspondentess~aomostradosnaFigura7. deneentitye(employee) attributesidchar(4)notnull, Salarydecimal(8,2) keyid deneentitya(administrative) attributesa.jobdescchar(40)notnull specializationofe deneentityr(researcher) attributesdegreechar(4)notnull specializationofe deneentityp(project) attributesnumberintegernotnull, Name char(20)notnull, Contractorchar(20) keynumber denerelationshipw(work-for)overr,p attributeshoursintegernotnull Figura6:NovoesquemaERCompany.

11 E P E P ConsidereoesquemaERoriginal(Figura2),onovoesquemaER(Figura6),ografoERoriginal g(figura3(a))eonovografoerg'(figura7(a)).oscomandosgeradosparaarealizac~ao 4.2.2Vericac~aodaAdequac~aoaoNovoEsquemaER P dastarefasdecoletadedados,gerac~aodasrepresentac~oesrelacionaistransitoriasevericac~ao daadequac~aos~aomostradosnafigura8. Figura7:NovografoERenovaorestadecolapsamento. R A R W A R W {Coletadedados CREATETABLEPNumber( Namechar(20)NOTNULL, Arco nao-colapsavel Arco colapsavel Numberinteger, PRIMARYKEY(Name)); (a) Grafo g (b) Floresta f CREATEVIEWRRRT LOADFROM\PNumber" {Gerac~aodasrepresentac~oesrelacionaistransitorias CREATEVIEWERRT ASSELECT*FROMR; PRTN(Name,Number,Contractor) ASSELECT*FROME; INSERTINTOPNumber; CREATEVIEW PRRTASSELECT PRTN.Number,PRTN.Name,PRTN.Contractor FROMPRTN; WRRT(RId,PNumber,Hours)AS SELECTW.RId,P.Number,W.Hours CREATEVIEWARRT ASSELECT*FROMA; WHEREP.Name=PNumber.Name; FROMW,PRTNP P.Name,PNumber.Number,P.Contractor WHEREW.PName=P.Name; FROMP,PNumber SELECT*FROMWRRT SELECTRId,PNumberFROMWRRT {Vericac~aodaadequac~ao SELECTNumberFROMPRRT WHERENOTEXISTS(SELECT*FROMPRRT GROUPBYRId,PNumber HAVINGCOUNT(*)>1; GROUPBYNumber P,criarasrepresentac~oesrelacionaistransitoriasdosesquemasdeentidadeerelacionamentodo criarecarregaratabeladevalorac~aoparaoatributonumberadicionadoaoesquemadeentidade Notequeessescomandoscorrespondem,respectivamente,aoscomandosnecessariospara Figura8:Comandosdevericac~aodaadequac~ao. WHEREWRRT.PNumber=PRRT.Number); quecorrespondemapartedoplanodereprojetoresponsavelpormodicaroesquemainformix novoesquemaer,evericarseessasrepresentac~oesrelacionaistransitoriassatisfazemasnovas originalgerandoumesquemainformixconsistentecomonovoesquemaers'e. f(figura3(b))ef'(figura7(b)),aferramentageraoscomandosmostradosnafigura9, restric~oesdeintegridadedenidas Reestruturac~aodoesquemaInformix ComparandoosgrafosERg(Figura3(a))eg'(Figura7(a))easorestasdecolapsamento

12 CREATETABLEWCLP( HoursintegerNOTNULL, RIdchar(4)NOTNULL, PNumberintegerNOTNULL, PRIMARYKEY(RId,PNumber) CONSTRAINTPKW); ALTERTABLEPCLPADD (NumberintegerDEFAULT9NOTNULL); ALTERTABLEECLPDROP CONSTRAINTDIFKWP; ALTERTABLEPCLPDROP CONSTRAINTPKP; ALTERTABLEPCLPADD CONSTRAINTPRIMARYKEY(Number) CONSTRAINTPKP; ALTERTABLEECLPDROP CONSTRAINTDNW1; ALTERTABLEECLPDROP CONSTRAINTDNW2; DROPVIEWP; CREATEVIEWPAS SELECTNumber,Name,Contractor FROMPCLP; DROPVIEWW; CREATEVIEWWAS SELECTRId,PNumber,Hours FROMWCLP; ALTERTABLEWCLPADD CONSTRAINTFOREIGNKEY(PNumber) REFERENCESPCLP(Number) CONSTRAINTDIFKWP; CREATETRIGGERDIUPR UPDATEOFDegreeONECLP REFERENCINGOLDASpre NEWASpost FOREACHROWWHEN (pre.degreeisnotnulland post.degreeisnulland EXISTS(SELECT*FROMW WHEREpre.Id=W.RId)) (EXECUTEPROCEDUREErroDIOP()); CREATETRIGGERDIWR UPDATEOFRIdONWCLP REFERENCINGNEWASpost FOREACHROW WHEN(post.RIdISNOTNULLAND (NOTEXISTS(SELECT*FROMR WHEREpost.RId=R.Id))) (EXECUTEPROCEDUREErroDIOP()); CREATETRIGGERDIW INSERTONWCLP REFERENCINGNEWASpost FOREACHROW WHEN((post.RIdISNOTNULLAND NOTEXISTS(SELECT*FROMR WHEREpost.RId=R.Id))) (EXECUTEPROCEDUREErroDIOP()); ALTERTABLEWCLPADD CONSTRAINTFOREIGNKEY(RId) REFERENCESECLP(Id) CONSTRAINTDIFKWR; ALTERTABLEECLPDROP(PName,Hours); Figura9:Comandosdereestruturac~aodoesquemaInformix. ObservequeessescomandoscriamumanovatabelaWCLPcorrespondenteaarvorede raizwdef',alteramadenic~aodastabelaspclpeeclpdeacordocomasmodicac~oes feitasnoesquemaereatualizamasrepresentac~oesrelacionaisdewep.notequeoscomandos CREATETRIGGERcorrespondemaosgatilhosquecomplementamaimplementac~aodasnovas DIsgeradas,conformediscutidonaSess~ao MapeamentodeInst^anciasparaaNovaRepresentac~aoRelacional ConsidereosgrafosERg(Figura3(a))eg'(Figura7(a))easorestasdecolapsamentof (Figura3(b))ef'(Figura7(b)).AferramentageraoscomandosmostradosnaFigura10.O comandoinsertcorrespondeaumaoperac~aodemovimentac~aodeinst^anciasenquantoqueo comandoupdatecorrespondeaumaoperac~aodeajustedeinst^ancias. SELECTNumber,Name FROMPRRTINTOTEMPTab1; UPDATEPCLPSET (Number)=((SELECTNumberFROMTab1 WHEREPCLP.Name=Tab1.Name)); DROPTABLETab1; INSERTINTO WCLP(RId,PNumber,Hours) SELECTRId,PNumber,Hours FROMWRRT; Figura10:ComandosdeMapeamento.

13 5Conclus~oes Apresentamosnesteartigoumaferramentaparaprojeto/reprojetodebancodedadosrelacionais quefoidesenvolvidacombasenometodopropostoem[catl90,catl93].aferramenta, geraumasequ^enciadecomandosdaldd/lmddosistemainformixqueconstituemumplano dereprojetoparareestruturac~aodobancodedados. denominadadb-tool,implementaosalgoritmosdescritosem[silv95]eutilizacomosgbd textual.dessaforma,umaextens~aoimportanteseriaacriac~aodeumainterfacegracaque alvoosistemainformix.nafasedeprojeto,aferramentarecebecomoentradaumesquema correspondentearepresentac~aorelacionalotimizadadese.nafasedereprojeto,aferramenta possibilitasseaoprojetistacriaremodicaroesquemaereinteragircomosresultadosobtidos recebecomoentradaumalistadecomandosdereprojetoespecicandomodicac~oessobrese,e ERSEegeraumasequ^enciadecomandosnaLDDdosistemaInformixparacriaroesquema pelaaplicac~aodometodo. Navers~aoatual,aferramentarecebeoesquemaEReoscomandosdereprojetoemformato comometodoadotado,todoprocessodeprojeto/reprojetodeumbancodedadoseefetuado senvolvimentodessasvers~oes,n~aoenecessarioimplementarnovamentetodaaferramenta,mas apenasosmodulosquegeramoscomandosdaldd/lmddosistemaalvo,jaque,deacordo outrossgbdsrelacionais,taiscomooracleedb2.eimportanteobservarque,paraode- manipulando-seestruturasindependentesdecaractersticasdeimplementac~ao,ques~aoografo EReaorestadecolapsamento[Silv95,SiLC96]. Finalmente,eimportanteressaltarqueaimplementac~aodessaferramentaparaumSGBD Outraextens~aopoderiaserodesenvolvimentodevers~oesespeccasdaferramentapara relacionalcomercialdemonstrouaaplicac~aopraticadometododeprojeto/reprojetoproposto em[catl90,catl93]edetalhadoem[silv95].nestecontexto,destacaramosasestrategias deintegridadereferencial,gatilhosecondic~oesdevericac~ao(clausulascheck),mecanismos propostasparaimplementac~aodasdepend^enciasdeinclus~aoedenulosatravesderestric~oes Refer^encias [AlAL85]Albano,A.,deAntonellis,V.anddiLeva,A.,Computer-AidedDatabaseDesign:The encontradosnamaioriadossgbdsrelacionaisdisponveiscomercialmente. [Butl96]Butler,B.\ERDiagrammingTools:PowerThroughPerspective",PCMagazine15, [CaTL90]Casanova,M.A.,Tucherman,L.andLaender,A.H.F.\AlgorithmsforDesigningand [BaCN92]Batini,C.,Ceri,S.andNavathe,S.ConceptualDatabaseDesign:AnEntity- RelationshipApproach,BenjaminCummings,SanMateo,California(1992). 10(May1996). DATAIDProjet,North-Holland,Amsterdan(1985). [CaTL93]Casanova,M.A.,Tucherman,L.andLaender,A.H.F.\OntheDesignandMaintenanceofOptimizedRelationalRepresentationsofEntity-RelationshipSchemas", Proc.9thInt'lConf.onEntity-RelationshipApproach-ER'90,Lausanne,Switzerland (Oct.1990). DataandKnowledgeEngineering11,1(1993). MaintainingOptimizedRelationalRepresentationsofEntity-RelationshipSchemas", [Chen76]Chen,P.P.\TheEntity-RelationshipModel:TowardaUniedViewofData",ACM TransactionsonDatabaseSystems1,1(1976).

14 [Fran96]Frank,M.\TheEvolutionofClient/ServerCASE",DBMS9,1(Jan.1996). [Ferr97]Ferreira,A.A.\UmaFerramentaparaProjetoeReprojetodeBancosdeDados [ElNa94]Elmasri,R.andNavathe,S.FundamentalsofDatabaseSystems,2ndEd.,Benjamin [HEH+94]Hainaut,J.L.,Englebert,V.,Henrard,J.,Hick,J.M.andRoland,D.\Database UFMG,BeloHorizonte(Mar.1997). Cummings,SanMateo,California(1994). Relacionais",Dissertac~aodeMestrado,DepartamentodeCi^enciadaComputac~ao, [Info91]InformixGuidetoSQL,ReferenceManual,InformixSoftware,Inc(1991). [MaSh92]Markowitz,V.M.andShoshani,A.\RepresentingExtendedEntity-Relationship Evolution:theDB-MAINApproach",Proc.13thConf.ontheEntity-Relationship [MaSh94]Markowitz,V.M.andShoshani,A.\AnOverviewoftheLawrenceBerkeleyLa- Approach,Manchester,UK(Dec.1994). DatabaseSystems17,3(Sept.1992). StructuresinRelationalDatabases:aModularApproach",ACMTransactionson [Silv95]Silva,A.S.\UmaContribuic~aoparaoProblemadeManutenc~aodeRepresentac~oes [SiLC94]Silva,A.S.,LaenderA.H.F.,CasanovaM.A.\SobreaManutenc~aodaCorrec~ao BrasileirodeBancodeDados,S~aoCarlos,Brasil(Set.1994). Sem^anticadeRepresentac~oesRelacionaisdeEsquemasER",Anaisdo9.Simposio RelationshipApproach,Manchester,UK(Dec.1994). boratoryextendedentity-relationshiptools",proc.13thint'lconf.onentity- [TeYF86]Teorey,T.J.,Yang,D.andFry,J.P.\ALogicalDesignMethodologyforRelational [SiLC96]Silva,A.S.,Laender,A.H.F.andCasanova,M.A.\AnApproachtoMaintaining Int'lConf.onConceptualModeling-ER'96,Cottbus,Germany(Oct.1996). OptimizedRelationalRepresentationsofEntity-RelationshipSchemas",Proc.15th RelacionaisOtimizadasdeEsquemasEntidade-Relacionamento",Dissertac~aodeMestrado,DepartamentodeCi^enciadaComputac~ao,UFMG,BeloHorizonte(Fev.1995). DatabaseusingtheExtendedEntity-RelationshipModel",ACMComputingSurvey 18,2(June1986).

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