Modelo Relacional (Parte 1) Abordagem Relacional

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1 Modelo Relacional (Parte 1) Definições: Relação, Atributo e Tuplas Definição de Chaves; Tipos de Chaves; Exercícios de fixação Abordagem Relacional Utilizada em SGBDs do tipo relacional; Modelagem a nível lógico e não conceitual; Terminologias: PROFISSIOAL Tabela Linha Coluna Valor(Campo) ACADÊMICA Relação Tupla Atributo Valor(Atributo) 1

2 EMPREGADOS CodigoEmp E5 E3 E2 E1 Relação (Tabela) Coluna (Atributo) ome Souza Santos Silva Soares CodigoDep D1 D2 D1 D1 ome do Campo (ome do Atributo) Categ_Funcional C5 C5 C2 -- Linha (Tupla) Valor do Campo (Valor do Atributo) Modelo Lógico: EMPREGADOS(CodigoEmp, ome, CodigoDep, Categ_Funcional) DEPARTAMETO(CodigoDep, Departamento) Estrutura de uma Relação (Tabela) CAMPO (ou COLUA, ou ATRIBUTO): cada campo tem um único nome; cada campo é de um único tipo (ou domínio): ex: inteiro, data, string, picture... LIHAS (ou TUPLAS): As linhas são formadas por conjuntos de campos; A ordem das linhas ou colunas não é importante; Linhas duplicadas não são permitidas. 2

3 CHAVES As chaves são utilizadas para a especificação das restrições de integridade básicas de um SGBD relacional; Restrição = Limitação; Integridade = Dados consistentes e corretos; Restrição de Integridade de Dados é a limitação de armazenamento de dados para que estes estejam consistentes e corretos em um BDs. CHAVES de uma Relação CHAVE CADIDATA É um conjunto de campos que: tem identificação única: de cada linha; não possui redundância: se eliminarmos algum dos campos ela deixa de ser chave. CHAVE PRIMÁRIA É uma das chaves candidatas de uma relação. CHAVE COMPOSTA É uma chave que contêm mais de um atributo. 3

4 CHAVES de uma Relação (COT.) SUPER-CHAVE É qualquer conjunto de atributos que identificam unicamente as linhas de uma relação. CHAVE ESTRAGEIRA É qualquer conjunto de atributos com exceção da chave primária de uma tabela1 que relaciona-se com a chave primária de outra tabela. Esquema Relacional Um esquema relacional é um conjunto de campos, dependências e chaves. Este possui restrições que caracterizam uma ou várias relações. Uma instância de uma relação É um conjunto de linhas que populam (de povoar) uma relação. Ou seja, é o estado (ou conteúdo) em um dado instante. Uma instância é válida se esta satisfaz a definição e/ou restrições do esquema relacional. 4

5 Esquema Relacional (COT.) ormalização é uma técnica que possibilta a eliminação de dados duplicados ou o aumento da eficiência do sistema. Exemplos de Caracterização 5

6 Exemplos de Caracterização (COT.) QUESTÕES: sim não 1)AO+VEDAS é superchave? 2)AO+VEDAS é chave composta? 3)AO+VEDAS é chave candidata? 4)AO é chave candidata? 5)VEDAS é chave candidata? 6)AO é superchave? 7)VEDAS é superchave? Exercícios Analise as tabelas abaixo obtendo uma conclusão sobre seu domínio (tipo dos campos) e tipos de chaves existentes. 1) ZOO AIMAL PAIS-ORIGEM Bosque Ema Áustria Museu Ema Áustria Bosque Camelo Arábia Museu Camelo Arábia Bosque Canguru Áustria Museu Canguru Áustria 6

7 2) Exercícios (COT.) ome Rua Cidade Conta Saldo Antônio Ipê São Paulo Antônio Ipê São Paulo João Laranjeiras Campinas José Figueiras Campinas João Laranjeiras Campinas ) Dependência Funcional Definição de função: Dado dois conjuntos A e B e uma relação f de A em B, dizemos que f é uma função se e somente se, para todo elemento de x de A existe, em correspondência, um único elemento y de B tal que (x,y) f. A B C D h a g a x y b c x y w z b c 7

8 Dependência Funcional (COT.) h: A fi B x a y b x c g: C fi D x c y c w b z a Responda: h é uma função (da matemática)? h: A B? g é uma função (da matemática)? g: C D? h1: B A? g1: D C? Dependência Funcional (COT.) QUESTÕES: sim não 1) Aeroporto = f(cidade)? 2) Aeroporto Cidade? 3) Aeroporto Cidade? 4) Aeroporto = f(cidade)? 5) Cidade Aeroporto? 6) Cidade = f(aeroporto)? 7) Cidade Aeroporto? 8) Cidade = f(aeroporto)? AEROPORTO CIDADE Cumbica SP Hopkins Cleveland L.A. Intern. Los Angeles Congonhas SP Lakefront Cleveland Logan Boston sim não 9) Cidade é funcionalmente dependente de Aeroporto? 10) Aeroporto é funcionalmente dependente de Cidade? 8

9 Dependência Funcional (COT.) Pré-requisito a) Dependência funcional: Dado uma relação R, um atributo A é funcionalmente dependente de um atributo B, se existe a função matemática A=f(B) ou B A, ou se em cada instância de B Ex: determina A. 1)Existe x=f(y)? 2)Existe y=f(x)? x Ano Vendas y Dependência Funcional (COT.) Pré-requisito a) Dependências Funcionais (Cont.) ZOO AIMAL PAIS-ORIGEM Bosque Ema Áustria Bosque Camelo Arábia Museu Canguru Áustria Museu Camelo Arábia QUESTÕES: sim não 1) ZOO AIMAL 2) AIMAL ZOO 3) AIMAL PAIS-ORIGEM 4) PAIS-ORIGEM AIMAL 5) PAIS-ORIGEM ZOO 6) ZOO PAIS-ORIGEM Tabela ZAP 9

10 Dependência Funcional (COT.) Pré-requisito a) Dependências Funcionais (Cont.) QUESTÕES (COT.): 7) Se A B então vale: sim não A=f(B) B=f(A) A é funcionalmente dependente de B B é funcionalmente dependente de A Modelo Relacional (Parte 2) Aspectos Estruturais; Características do modelo relacional; Aspectos de Integridade; Diagrama Relacional; Aplicação prática do modelo relacional; Exercícios de fixação 10

11 Tabelas: Aspectos Estruturais Composta por: Linhas; Colunas; Chaves Primárias. Relacionadas através de: Chaves Estrangeiras. As linhas de uma tabela não estão ordenadas. Valor do campo: atômico; monovalorado. Características do Modelo Relacional Acesso as tabelas: Acesso por quaisquer critérios envolvendo os campos de uma ou mais linhas. Programadores escrevem consulta sem considerar a existência de caminhos de acesso. Caminho de Acesso: Estrutura auxiliar (índice, cadeia de ponteiros,...); acerela a recuperação de registros por determinados critérios; evita a leitura exaustiva de todos registros de um arquivo. 11

12 Características do Modelo Relacional Chaves: Conceito usado para especificar restrições de integridade básicas de um SGBD relacional. Três tipos: Chave Primária; Chave Candidata; Chave Estrangeira. Características do Modelo Relacional Valor Vazio: Um valor de campo pode assumir o valor especial vazio ( null em inglês); Colunas nas quais não são admitidos valores vazios são denominadas colunas obrigatórias; Colunas nas quais podem aparecer campos vazios são denominadas colunas opcionais; Abordagem Relacional: Todas as colunas que compõem a chave primária devem ser obrigatórias; demais chaves podem conter colunas opcionais. 12

13 Aspectos de Integridade Objetivo primordial de um SGBD: Garantir a integridade de dados. Para garantir a integridade de um BDs: os SGBDs oferecem o mecanismo de restrições de integridade. Chaves Estrangeiras. Uma restrição de integridade é uma regra de consistência de dados que é garantida pelo próprio SGBD. Aspectos de Integridade (COT.) Restrições de Integridade Básicas: Integridade de domínio; Integridade de Vazio; Integridade de Chave; Integridade Referencial; As restrições acimas: São garantidas automaticamente por um SGBD Relacional. ão é exigido que o programador escreva procedimentos para garanti-las explicitamente. 13

14 Aspectos de Integridade (COT.) Restrições de Integridade Semânticas: Há muitas outras restrições que não se encaixam nas categorias básicas; Essas restrições são chamadas de restrições semânticas (ou regras de negócio); Exemplo de restrições semânticas: Um empregado do departamento denominado Finanças não pode ter a categoria funcional Engenheiro. Um empregado não pode ter um salário maior que seu superior imediato. Diagrama Relacional A especificação de um BDs Relacional (chamada de esquema do BDs) deve conter no mínimo a definição do seguinte: Tabelas que formam o BDs; Colunas que as tabelas possuem; Restrições de Integridade. 14

15 Coddep ome Aplicação prática do modelo relacional Possui 1 DEPARTAMETO Codcurso 1 CURSO ome Possui 1 ota Está Matriculado Já cursou Coddisc ome DISCIPLIA Cred CH 1 1 Pertence Chefia Matrícula ALUO 1 Pertence 1 1 Coordena ome Está Matriculado TURMA PROFESSOR 1 Leciona Codturma Horário Codprof ome Sala Exemplos de tabelas p/ o BD Universidade ALUO Matrícula ome José Maria Ana Endereço xxxx dddd ddeee Cod_curso PROFESSOR Cod_prof ome Cod_depto prof1 prof2 prof3 João Mario Joana dinf dciv dinf DEPARTAMETO Cod_depto ome Cod_depto dinf dciv Informática Civil prof3 prof2 15

16 Exemplos de tabelas p/ o BD Universidade CURSO Cod_curso ome Computação Eng. Civil Cod_depto dinf dciv Cod_coord prof1 prof2 DISCIPLIA Cod_disc disc1 disc2 ome B. Dados Int. Civil Cod_curso CH_CRED JaCursou_DISCIPLIA Matrícula Cod_disc ota, Sem disc1 disc2 EXC BOM Esquema do BD Universidade Departamento(Cod_depto, ome, Cod_chefe) Professor(Cod_prof, ome, Cod_depto) Curso(Cod_curso, ome, Cod_coord, Cod_depto) Aluno(Matrícula, ome, Cod_curso) Disciplina(Cod_disc, ome, Cred,CH) Turma(Cod_turma, Sala, Horario, Cod_prof, Cod_disc) Curso_Disciplina(Cod_curso, Cod_disc) JaCursou_Disciplina(Mat_aluno, Cod_disc, Sem, ota) Matricula_Aluno(Mat_aluno, Cod_turma) 16

17 Exercícios 1) Projete o diagrama E-R com 4 entidades (Cliente, Agência, Depósito e Empréstimo). A seguir, construa o modelo relacional a partir do modelo E-R. -o modelo Relacional identifique: a) Chaves; b) Domínio dos Campos; c) E represente o esquema de BDs das tabelas e suas respectivas chaves deste exercício. Linguagens de Descrição e Manipulação de Dados Prof. Anderson Henriques 17

18 Linguagens de Descrição e Manipulação de Dados Esquema do Banco de Dados é o projeto geral (estrutura) do banco de dados. não muda com freqüência; há um esquema para cada nível de abstração e um subesquema para cada visão de usuário. Linguagens de Descrição e Manipulação de Dados (COT.) Linguagem de Descrição de Dados (DDL) Permite especificar o esquema do banco de dados, através de um conjunto de definições de dados. A compilação dos comandos em DDL é armazenada no dicionário (ou diretório) de dados metadados 18

19 Linguagens de Descrição e Manipulação de Dados (COT.) Manipulação de dados recuperação da informação armazenada; inserção de novas informações; exclusão de informações; modificação de dados armazenados. Linguagens de Descrição e Manipulação de Dados (COT.) Linguagem de Manipulação de Dados (DML) Permite ao usuário acessar ou manipular os dados, vendo-os da forma como são definidos no nível de abstração mais alto do modelo de dados utilizado. Uma consulta ( query ) é um comando que requisita uma recuperação de informação. 19

20 Linguagens de Descrição e Manipulação de Dados (COT.) Linguagem de Manipulação de Dados (Cont.) A parte de uma DML que envolve recuperação de informação é chamada linguagem de consulta. 20