A Técnica de Normalização de Banco de Dados (1)

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Lara Sales Bayer
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1 CURSO DE GRADUAÇÃO e DE PÓS-GRADUAÇÃO DO ITA 1º SEMESTRE 2002 CES-30 Técnicas de Banco de Dados - BD e CE-240 Projeto de Sistema de BD A Técnica de Normalização de Banco de Dados (1) CES-30 / CE A. M. Cunha Revendo Alguns Conceitos Básicos - Ontem: Sistemas de Gerenciamento de Arquivos. Hoje: Sistemas de Banco de Dados - * Banco de Dados = Coleção de Arquivos; * Arquivo = Coleção de Registros; * Registro = Coleção de Campos (Tuplas); * Campo = Coleção de Caracteres; e * Caracter = Alfa-numéricos ou símbolos. CES-30 / CE A. M. Cunha 4.3.2

2 Alguns Conceitos Importantes MODIFICAÇÕES/ALTERAÇÕES/ATUALIZAÇÕES Conceitos que têm sido utilizados por diferentes autores e fabricantes de Softwares Básicos e de Aplicação de maneiras diversas; Esses termos têm sido utilizados basicamente para associar operações de Exclusão e Inclusão em Arquivos ou Registros; OCORRÊNCIAS DE CAMPO = INSTÂNCIAS Conceito de Valor associado a um determinado campo de um registro num determinado instante de tempo, ou numa instância. CES-30 / CE A. M. Cunha DEFEITOS, ERROS e FALHAS nos Sistemas SOFTWARE DEFEITO (FAULT) ERRO (ERROR) FALHA Imperfeição ou Anomalia Existente Manifestação Física de um Defeito Inabilidade de um Software Cumprir Requisitos Operacionais Uma Imperfeição ou Anomalia Existente no Código-Fonte de um Programa, que ao ser ativada, pode produzir um Erro. A manifestação Física de um Defeito, que pode gerar uma Falha. A Inabilidade de um Software cumprir a Especificação de Requisitos Operacionais de sua responsabilidade, ou a habilidade dele produzir Efeitos Indesejados. CES-30 / CE A. M. Cunha 4.3.4

3 As 20 Técnicas Utilizadas em Projetos de Sistemas de BD As 9 (nove) Técnicas utilizadas nas Fases Iniciais (Análise e Projeto Lógico de BD) do Desenvolvimento de Sistemas de Banco de Dados são: 1) Contextualização; 2) Objetivação; 3) Intitulação; 4) Especificação de Requisitos; 5) Normalização; 6) Modelagem; 7) Trigramação; 8) Dicionarização; e 9) Auditoria das Fases de Análise e de Projeto Lógico para os Projetos de Sistemas de Banco de Dados. Até o momento foram utilizadas apenas as quatro primeiras Técnicas para o Desenvolvimento de Projetos de Sistemas de Banco de Dados. A seguir, serão apresentadas: a 5 a Técnica de Normalização e a 6 a Técnica de Modelagem. CES-30 / CE A. M. Cunha As 20 Técnicas Utilizadas em Projetos de Sistemas de BD As 11 (onze) Técnicas restantes utilizadas nas demais Fases (Projeto Implementação e Testes) do Desenvolvimento de Projetos de Sistemas de BD são: 10) Projeto Físico de BD - Criação da Estrutura do Aplicativo de BD em Linguagem de Definição de Dados LDD (Data Definition Language DDL); 11) Implementação do Aplicativo e sua Massa de Dados - em Linguagem de Manipulação de Dados LMD (Data Manipulation Language DML); 12) Testes e 1º Nível de Integração do Modelo de Dados do Aplicativo MDA (Application Data Model ADM), por meio de Consultas Operacionais; 13) Conversão para os Modelos Hierárquico, Rede e Orientado à Objetos; 14) Renormalização, Remodelagem e Redicionarização para o 2º Nível de Integração do Modelo de Dados Setorial MDS (Subject Data Model SDM); 15) Testes e 2º Nível de Integração do MDS, por meio de Consultas Táticas; 16) Renormalização, Remodelagem e Redicionarização para o 3º Nível de Integração do Modelo de Dados Corporativo MDC (Corporate Data Model CDM); 17) Testes e 3º Nível de Integração do MDC, por meio de Consultas Estratégicas; 18) Verificação e Validação do BD Corporativo BDC num Estudos de Caso Corporativo; 19) Renormalização, Remodelagem e Redicionarização para o 4º Nível de Integração do Modelo de Dados Holding MDH (Holding Data Model HDM); e 20) Testes e 4º Nível de Integração do MDH, por meio de Consultas Estratégicas / Mission Driving, envolvendo o Merge de Empresas Corporativas, Jogos de Empresas ou Jogos de Guerra. CES-30 / CE A. M. Cunha 4.3.6

4 A Técnica de Normalização (1): Diversos Conceitos apresentados sobre este assunto foram retirados no seu todo ou em parte do Livro Projeto de Banco de Dados: Uma Visão Prática, de Machado, F. N. R. e Abreu, M. P., Editora Érica, 1995, Capítulo 12, Normalização. CES-30 / CE A. M. Cunha A Técnica de Normalização (2): O Conceito de Normalização foi introduzido por E. F. Codd em 1970, como Primeira Forma Normal - 1FN; A Normalização é uma Técnica, que consiste de um Processo Matemático Formal fundamentado na Teoria dos Conjuntos; Através do Processo Matemático da Normalização, pode-se substituir, gradativamente, um conjunto de Entidades e Relacionamentos por um outro, mais adequado, em relação a Anomalias de Atualização (Inclusão, Alteração e Exclusão); CES-30 / CE A. M. Cunha 4.3.8

5 A Técnica de Normalização (3): Anomalias de Atualização em um Banco de Dados podem causar problemas tais como a ocorrência de: grupos repetitivos de dados; dependências parciais de chave; redundâncias desnecessárias de dados; perdas acidentais de informações; dificuldades de representações de fatos da realidades (modelos); e dependências transitivas entre atributos; Todas essas dificuldades podem ser reduzidas ou minimizadas através do uso da Técnica de Normalização; e A utilização da Técnica de Normalização torna o Modelo de Dados, que se estiver utilizando, bastante estável, isto é, sujeito a poucas Manutenções. CES-30 / CE A. M. Cunha A Técnica de Normalização (4): Exemplos de Anomalias de Atualização contidas num FORMULÁRIO DE PEDIDOS DE MATERIAL, quando ele dá origem a uma Entidade PEDIDO, que mais tarde é implementada como uma Tabela num Banco de Dados Modelo Relacional, de um SISTEMA DE VENDAS; Essas Anomalias podem ser de 3 tipos: de Inclusão; de Exclusão; ou de Alteração; CES-30 / CE A. M. Cunha

6 A Técnica de Normalização (5): Anomalia de Inclusão - Ao ser incluído um novo Cliente, ele tem que estar relacionado com uma Venda; Anomalia de Exclusão - Ao ser excluído um Cliente, os dados referentes as suas Compras poderão ser perdidos; Anomalia de Alteração - Caso algum Fabricante de Produto altere a faixa de preço de uma determinada Classe de Produtos, será preciso percorrer toda a Entidade para se realizar múltiplas alterações; CES-30 / CE A. M. Cunha A Técnica de Normalização (6): Projetar um Banco de Dados Relacional não é uma questão de especificar um conjunto de Tabelas, que contém todos os atributos requeridos; Alguns Projetos de Banco de Dados funcionam muito melhor que outros, para uma mesma Aplicação de Banco de Dados; A Técnica de Normalização refere -se ao Processo de conversão de um Banco de Dados Modelo Relacional arbitrário em outro com boas propriedades operacionais; CES-30 / CE A. M. Cunha

7 A Técnica de Normalização (7): Lições aprendidas com Análises de Normalizações de BDs Modelos Relacionais têm sido empregadas também para melhorar Projetos de BD de Modelos Rede e Hierárquico; A Normalização tem por objetivo produzir um Projeto de BD capaz de ser manipulado, cada vez mais, como um simples conjunto de operações, visando minimizar anomalias e inconsistências de dados. CES-30 / CE A. M. Cunha A Técnica de Normalização (8): A Teoria da Normalização é tradicionalmente expressa através de um Conjunto de Formas Normais, que progressivamente otimizam as estruturas e os conteúdos das relações; Considerando-se, por exemplo, um Projeto simples de um Aplicativo de Banco de Dados Modelo Relacional para Catalogação de Livros em uma Biblioteca; Logicamente, poderá existir um grande e único Registro (uma Tupla), para cada Volume de Livro, contendo diversos campos, como mostrado a seguir; CES-30 / CE A. M. Cunha

8 A Técnica de Normalização (9): Logicamente, a este grande e único Registro ou Tuple, para cada Volume de Livro, pode-se chamar de Catálogo: 0 N F CATALOGO {num_chamada, titulo, autor, editora, cidade_edit, num_associado, data_de_devolucao } Observação: O num_associado refere-se a quem pega emprestado os livros. CES-30 / CE A. M. Cunha Primeira Forma Normal 1FN: Diz-se que uma Relação está na 1FN, quando todos os seus registros possuem o mesmo conjunto de atributos, e esses atributos são atômicos, isto é, são itens indivisíveis. O Modelo de Banco de Dados Relacional permite valores nulos apenas para atributos que não sejam chave. 1 F N CATALOGO {num_catalogo, num_copia, titulo, autor, editora, cidade_edit, num_associado, data_de_devolucao } CES-30 / CE A. M. Cunha

9 Primeira Forma Normal 1FN: 0 F N CATALOGO {num_chamada, titulo, autor, editora, cidade_edit, num_associado, data_de_devolucao } 1 F N CATALOGO {num_catalogo, num_copia, titulo, autor, editora, cidade_edit, num_associado, data_de_devolucao } Note-se que a chave agora consiste de dois atributos, nenhum deles sozinho consegue identificar totalmente um registro do Catálogo, mas só a combinação dos dois atributos é capaz de identificar o registro. Diz-se que esta relação encontra-se na 1FN, mas ainda contém algumas características indesejáveis, que podem causar dificuldades no uso. Esta relação na 1FN contém Anomalias de Atualização e de Exclusão. CES-30 / CE A. M. Cunha

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