Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados

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1 Sistemas de Bases de Dados Edição 2004 Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados Orlando Belo Departamento de Informática Escola de Engenharia Universidade do Minho

2 Índice Ciclo de Vida de uma Base de Dados Modelação de Esquemas de Bases de Dados Diagramas ER otação Chen otação (Baseada em) UML otação Crow s Foot otação IDEFX otação Baseada em Sombras ( shading ) Bibliografia Referências WWW O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 2

3 Ciclo de Vida de uma Base de Dados O ciclo de vida de uma base de dados integra as principais etapas do desenho do seu esquema lógico global, alocação de dados num sistema computacional e na definição dos esquemas locais específicos ao sistema de bases de dados. Em termos gerais, podemos considerar seis etapas fundamentais: Análise de requisitos. Desenho do esquema. Modelação ER. Integração de vistas. Transformação do modelo ER. ormalização das tabelas. Refinamento de utilização. Distribuição dos dados. Esquemas locais e desenho físico. Implementação, monitorização e modificação da base de dados. esta unidade de ensino iremos apenas abordar a etapa do desenho de esquemas, em particular os aspectos relacionados com a modelação ER. O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 3

4 Modelação ER de Bases de Dados A modelação ER é a técnica de modelação de dados mais popular, dado ser simples, de fácil compreensão e leitura e um bom meio de discussão e análise em processos de definição para esquemas de bases de dados. Os diagramas ER são excelentes meios ferramentas para a comunicação com os utilizadores finais do sistemas de bases de dados quando se pretende apresentar e validar os nossos sistemas de dados durante a fase de modelação. O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 4

5 otações para Diagramas ER Actualmente existem muitas e variadas formas de construção de um diagrama ER (Entidade-Relacionamento ou Entidade-Associação) que utilizam diferentes tipos de notação. Algumas das ferramentas de modelação de esquemas existentes no mercado permitem-nos escolher qual a notação que queremos utilizar. As notações que iremos abordar são: Chen. (Baseada em) UML. Crow s Foot. IDEFX. Baseada em Sombras ( shading ). o nosso caso particular, começaremos por demonstrar e aplicar a nota Chen e, de seguida, apresentar as outras notações enunciadas anteriormente. O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 5

6 A otação Chen A notação Chen é um dos formalismos mais interessantes para desenhar esquemas de bases de dados. A sua simplicidade permite ao arquitecto mais inexperiente representar e transmitir a forma como os dados serão organizados e armazenados numa base de dados. Através da notação Chen podemos representar e caracterizar: Entidades. Relacionamentos entre entidades. Atributos de entidades e de relacionamento. O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 6

7 Construtores ER Básicos Entidade Entidade Fraca _CV Atributo Relacionamento frequenta Chave número Descritor ou normal nome Complexo ou Composto Multivalor morada telefone rua localidade codpostal O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 7

8 Entidades e Atributos Identificador (chave) Entidade Atributo multivalor número telefone nome Atributo simples rua morada local codpostal Atributo complexo O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 8

9 Tipos de Relacionamentos Relacionamento frequenta Curso Relacionamento Binário Funcionário coordena Cardinalidade Relacionamento Binário Recursivo frequenta Curso Relacionamento Ternário Disciplina O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 9

10 Tipos de Cardinalidade de um Relacionamento é-um Atleta um para um : frequenta Disciplina um para muitos : Professor leccionam M Disciplina muitos para muitos : O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 0

11 Tipos de Existência de um Relacionamento frequenta Atleta Opcional frequenta Curso Obrigatória ou mandatória frequenta M Disciplina Desconhecida O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados.

12 Construtores Avançados Modelação de dados orientada ao objecto. Generalização Agregação O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 2

13 Generalização Super-Tipo Professores U Pessoal d U Técnicos U Auxiliares d (dijunção) o (sobreposição) Sub-Tipo O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 3

14 Agregação Super-Tipo Carro Agregação A Motor Carrossaria Equipamento Sub-Tipo O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 4

15 Clusters Organização por Grupos Os clusters (grupos) permitem agrupar entidades de acordo com as suas áreas funcionais. a formação de clusters devem-se seguir os seguintes passos: Definição de pontos de agrupamento dentro das áreas funcionais. Constituição dos clusters de entidades. As entidades a agrupar devem existir na mesma área funcional. Se existirem conflitos no agrupamento de entidades deve-se deixar as entidades desagrupadas. Constituição de clusters de entidades de nível superior. Validação do diagrama com os clusters. O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 5

16 Identificação de Áreas Funcionais Organização Escola tem Departamento tem Unidade tem tem Pessoal supervisiona Projecto integra M tem d Professores Técnicos Auxiliares Recurso Professor Técnico Auxiliar Projectos Funcionários O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 6 U U U

17 Formação de Clusters Organização Departamento tem Unidade tem Projecto Projectos Projecto integra M Pessoal supervisiona U d U U Professores Técnicos Auxiliares Professores Técnicos Auxiliares O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 7

18 otação (Baseada em) UML Connoly and Begg, 2002 Inspiração clara na UML ( Unified Modellig Language ). Construtores Básicos Entidades Entidades fracas Relacionamentos Construtores Avançados Especialização e Generalização Agregação Composição O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 8

19 Entidades e Atributos Entidade número Entidade com chave primária Chave Primária Atributo simples Chave Secundária ou Alternada Atributo derivado Entidade com atributos número {CP} nome data-nascimento endereço rua localidade códigopostal telefone [..] contribuinte {CA} curso {CE} /médiaactual ome da Entidade Atributo composto ou complexo Atributo multivalor Chave Estrangeira ou Externa O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 9

20 Tipos de Relacionamentos Tem CV Relacionamento Binário Inscrito 0..*.. Curso Frequenta....* Disciplina frequenta Disciplina Relacionamento Complexo -Ternário Curso O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 20

21 Especialização e Generalização Uma especialização é o processo de maximizar as diferenças entre os membros de uma entidade através da identificação e distinção das suas propriedades específicas. Uma generalização é o processo de minimizar as diferenças entre os membros de uma entidade através da identificação das suas propriedades comuns. Super-Classe Pessoal Mandatório, Opcional {Mandatório,Ou} OU, E Professor Funcionário Sub-Classe O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 2

22 Agregação Uma agregação representa um relacionamento do tipo tem-um ou é-parte-de entre dois tipos de entidades em que uma delas representa o todo e a outra a parte constituinte. relacionamento Erasmus integra entidade que representa a parte no relacionamento agregação entidade que representa o todo no relacionamento O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 22

23 Composição Uma composição é uma forma específica de agregação que representa uma associação entre entidades,na qual existe um forte conceito de propriedade e um tempo de vida coincidente entre a parte e o todo. relacionamento Erasmus integra entidade que representa a parte no relacionamento composição entidade que representa o todo no relacionamento O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 23

24 otação Crow s Foot Entidade um lado opcional min=0, max= min=,max= CV Entidade de um para um (:) Curso é_gerido Director intersecção frequentam um para muitos (:) Curso Tipos de Relacionamentos um para muitos (:) Gabinete Professor pertence Professor muitos para muitos (:) leccionam Disciplina Everest,R., 986 recursivo binário (:) Professor supervisiona O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 24

25 otação IDEFX ome da Entidade um lado opcional número um para um (:) Curso é_gerido Director nome data ascimento... Chave Primária frequentam um para muitos (:) Curso Atributos regulares um para muitos (:) Gabinete pertence Professor Tipos de Relacionamentos Professor leccionam muitos para muitos (:) Disciplina Bruce, T.A., 992 recursivo binário (:) Professor supervisiona muitos O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 25

26 otação Baseada em Sombras ( shading ) Entidade um lado opcional um para um (:) é_gerido CV Entidade fraca Curso Director frequentam um para muitos (:) Curso Tipos de Relacionamentos um para muitos (:) Gabinete Professor pertence Professor leccionammuitos para muitos (:) Disciplina Reiner,D.et al, 985 Teorey, T.J. Et al, 986 recursivo binário (:) Professor supervisiona O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 26

27 Ferramentas para a Modelação de BD Sybase Power Designer ( Microsoft Visio 2003 ( Embarcadero Studio ( Computer Associates ERWin ( Database Designer ( DB Designer ( O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 27

28 Bibliografia Connolly, T., Begg, C., Database Systems - A Practical Approach to Design, Implementation, and Management, III Edição, Addison-Wesley, Teorey, T., Database Modeling and Design: The Fundamental Principles, II Ediçao, Morgan Kaufmann, 994. O.Belo, Sistemas de Bases de Dados, Desenho e Modelação de Esquemas de Bases de Dados. 28