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1 IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 1/64

2 Projeto Conceitual de BD Modelo Conceitual Entidade e Relacionamento Por: Robson do Nascimento Fidalgo rdnf@cin.ufpe.br IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 2/64

3 O mundo está cheio de objetos (entidades), que possuem características próprias (atributos) e que se relacionam entre si (relacionamentos) Peter Chen IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 3/64

4 Um pouco de História... O modelo E.R. é baseado na teoria relacional criada em 1970 por Edgar F. Codd ( ) Este foi originalmente definido por Peter Chen em 1976 e posteriormente, na década de 80, sofreu algumas extensões (ex: agregação e herança) IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 4/64

5 Modelo Entidade-Relacionamento Linguagem de modelagem gráfica para construir modelos conceituais de BD Mais difundida e utilizada pela comunidade de BD É um Padrão para modelagem conceitual Modelo simples Poucos conceitos Representação gráfica Fácil compreensão IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 5/64

6 Modelo Entidade-Relacionamento Não é único: Diagrama de Classes de UML (Diagramas de Classes de UML baseiam-se nos conceitos da abordagem ER) Atenção: Esquema ER = Diagrama ER <> Modelo ER! IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 6/64

7 Modelo Entidade-Relacionamento Representa o significado dos dados como: Entidades Relacionamentos Componentes Básicos Atributos IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 7/64

8 Modelo Entidade-Relacionamento Conceitos Básicos IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 8/64

9 Entidades 1) É um conjunto de objetos concretos (cliente,livro,...) ou abstratos (conta,empréstimo,...) que são: unívocos, de um mesmo tipo e que compartilham as mesmas propriedades. EX: Um banco tem contas e clientes = Entidades Cliente e Conta 2) Conjunto de objetos da realidade modelada sobre os quais deseja-se manter informações no BD Entidade X Instância de Entidade Para referir um objeto particular fala-se em instância ou ocorrência de entidade Tem autores que consideram um objeto específico como uma entidade e o conjunto desses objetos como conjunto de entidades IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 9/64

10 Entidades Abstração Informal Cliente Conta Rafael Ana Rita 1111 Pedro 3333 IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 10/64

11 Entidades Representação Gráfica Símbolo: Retângulo nomeado IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 11/64

12 Relacionamentos 1) Conjunto de associações do mesmo tipo entre ocorrências de entidades EX: Todos os cliente de um banco têm contas = Relacionamento Tem 2) Conjunto de associações entre ocorrências de entidades sobre as quais deseja-se manter informações no BD Relacionamento X Instância de Relacionamento Para referir um relacionamento particular fala-se em instância ou ocorrência de relacionamento Tem autores que consideram uma associação específica como um relacionamento e o conjunto de associações como conjunto de relacionamentos IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 12/64

13 Relacionamentos Abstração Informal Clientes Contas Rafael Ana Rita 1111 Pedro 3333 IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 13/64

14 Relacionamento Representação Gráfica Símbolo: Losango nomeado Movimenta IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 14/64

15 Relacionamentos Cardinalidade de relacionamento Determina a quantidade (mínima e máxima) de ocorrências de relacionamentos que uma instância de entidade pode ter com outras instâncias de entidades EX: (min, max) Movimenta (min, max) IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 15/64

16 Relacionamentos Cardinalidade mínima de um relacionamento Determina a quantidade mínima de ocorrências de relacionamentos que uma instância de entidade pode ter com outras instâncias de entidades Indica se a participação das ocorrências de entidades no relacionamento é obrigatória ou opcional Valores válidos Min = 0 relacionamento opcional ou parcial Min > 0 relacionamento obrigatório ou total Min Max! Para efeito prático apenas duas cardinalidades mínimas são relevantes 0 e 1. IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 16/64

17 Relacionamentos Cardinalidade mínima de um relacionamento EX: (1, max max) (0, max) Movimenta Um cliente não precisa movimentar uma conta. Uma conta é no mínimo movimentada por um cliente. (0, max) (1, max) Movimenta Um cliente movimenta no mínimo uma conta. Uma conta não precisa ser movimentada por um cliente. (0, max) (0, max) Movimenta Um cliente não precisa movimentar uma conta. Uma conta não precisa ser movimentada por um cliente. (1, max) (1, max) Movimenta Um cliente movimenta no mínimo uma conta. Uma conta é no mínimo movimentada por um cliente. IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 17/64

18 Relacionamentos Cardinalidade máxima de um relacionamento Determina a quantidade máxima de ocorrências de relacionamentos que uma instância de entidade pode ter com outras instâncias de entidades Valores válidos Max > 0! Max Min! Para efeito prático apenas duas cardinalidades máximas são relevantes 1 e n. IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 18/64

19 Relacionamentos Cardinalidade máxima de um relacionamento EX: (min, 1) (min, 1) (min, n) Movimenta Um cliente pode movimentar várias contas. Uma conta pode ser movimentada no máximo por um cliente. (min, n) (min, 1) Movimenta Um cliente pode movimentar no máximo uma conta. Uma conta pode ser movimentada por vários clientes (min, 1) (min, 1) Movimenta Um cliente pode movimentar no máximo uma conta. Uma conta pode ser movimentada por no máximo um cliente (min, n) (min, n) Movimenta Um cliente pode movimentar várias contas. Uma conta pode ser movimentada por vários clientes IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 19/64

20 Relacionamentos Exemplos cardinalidade mínima e máxima (1, 1) (0, n) Movimenta Um Cliente não precisa movimentar conta, mas pode movimentar várias. Uma conta é movimentada por um e somente um cliente. (1, n) (1, n) Movimenta Um Cliente tem que movimentar pelo menos uma conta, mas pode movimentar várias. Uma Conta é movimentada por no mínimo de um cliente, mas pode ser movimentada por vários. IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 20/64

21 Relacionamentos Exemplos cardinalidade mínima e máxima Nas primeiras iterações do projeto conceitual, pode-se usar apenas as cardinalidades máximas dos relacionamentos. Contudo recomenda-se que as cardinalidades mínimas sejam definidas o quanto antes. Considerando apenas as cardinalidades máximas tem-se os seguintes tipos de cardinalidades 1:1 Um para Um 1:n Um para Vários n:n Vários para Vários IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 21/64

22 Relacionamentos As vezes pode existir mais de um relacionamento entre as mesmas entidades IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 22/64

23 Atributos São propriedades descritivas de uma entidade ou relacionamento Uma entidades sempre é representado por um conjunto de atributos Atributos de uma entidade Cliente nome, CPF, rua, cidade, telefone... Atributos de uma entidade Conta numero, data_abertura, saldo... IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 23/64

24 Atributos Em algumas situações relacionamentos também podem ter atributos: Atributos de um relacionamento n:n entre cliente e conta data/hora dos saques, valor dos saques,... IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 24/64

25 Atributos A cardinalidade do relacionamento afeta a inserção de atributos nos relacionamentos ou nas entidades Para 1:1, 1:N ou N:1 optar por inserir nas entidades Cuidado, pois isso pode não ser o mais adequado Para N:M pode ser inserido no relacionamento Cliente-Conta (1:N) um atributo ultimo acesso ficar em conta Cliente-Conta (N:M) um atributo ultimo acesso fica no relacionamento IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 25/64

26 Atributos Cada instância de uma entidade ou relacionamento tem seu próprio valor para cada atributo. Ex: nome Rita, Ana, Pedro, Rafael,... conta 1111, 2222, 3333, 4444,... Valor dos saques R$100, R$200, R$300, R$400,... IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 26/64

27 Atributos Abstração Informal Clientes R$100 Contas R$200 Rafael Ana R$ R$ R$500 Rita 1111 Pedro 3333 R$600 IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 27/64

28 Atributos Tipos de atributos Simples ou Composto Monovalorado ou Multivalorado Obrigatórios X Opcional IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 28/64

29 Atributos Atributo simples: não pode ser dividido Atributo composto: pode ser dividido em outros atributos São usados quando deseja-se referir ao atributo como um todo em certas ocasiões e somente a parte dele em outras Ex: nome do cliente pode ser estruturado em prenome, nome-intermediário e sobrenome IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 29/64

30 Atributos Atributo monovalorado: O atributo só possui um valor para uma instância de entidade EX: Rafael só pode ter um valor para o atributo CPF Atributo multivalorado: O atributo pode possuir vários valores para uma instância de entidade EX: Rafael pode ter vários valores para o atributo telefone IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 30/64

31 Atributos Atributo obrigatórios: São atributos que não podem ter o valor nulo (vazio) EX: O atributo CPF não pode ser nulo Atributo opcionais: São atributos que podem ter o valor nulo (vazio) EX: o certificado de reservista de um cliente pode ser vazio! ATENÇÃO: Nulo Zero! IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 31/64

32 Atributos Exemplos * * * * * * Legenda: * Opcional * Obrigatório * Mono-valorado * Multi-valorado * Simples * Composto * * * * * * * * * IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 32/64

33 Atributos Atributo Identificador (atributo chave) Usado para identificar uma instância de uma entidade ou de um relacionamento Pode ser: Simples (um atributo) ou Composto (vários atributos) Um identificador deve ser mínimo IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 33/64

34 Atributos Atributo Identificador Exemplos Identificadores Simples (CPF-1,...) (CPF-2,...) (CPF-3,...) (CPF-3,...)... (CPF-1, CC1, /01:01:01, 100) (CPF-1, CC1, /02:02:02, 200) (CPF-2, CC1, /03:03:03, 300) (CPF-2, CC1, /03:03:03, 400)... (CC1,...) (CC2,...) (CC3,...) (CC4,...)... IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 34/64

35 Atributos Atributo Identificador - Exemplos Identificador Composto (Ag-1, CC1,...) (Ag-1, CC2,...) (Ag-2, CC1,...) (Ag-2, CC2,...) (Ag-2, CC2,...)... IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 35/64

36 Modelo Entidade-Relacionamento Resumindo... No mundo real normalmente pode-se correlacionar: Entidades = Substantivos Empregado, Nota Fiscal, Livro, Consulta Atributos = Complementos Nome, Número, Valor, Cor Relacionamentos = Verbos Ter, Empregar, Prescrever, Gerenciar Esta metáfora não é regra! Pode-se nomear relacionamentos a partir dos nomes das entidades envolvidas EX: cliente_conta IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 36/64

37 Modelo Entidade-Relacionamento Conceitos Avançados IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 37/64

38 Relacionamento Problema 1: Considere o seguinte cenário Clientes podem ter vários dependentes Dependentes precisam do identificador de Cliente para formar o seu Como modelar este problema? IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 38/64

39 Relacionamento Relacionamento Identificador (Entidade Fraca) A entidade não tem atributos suficientes para formar seu identificador Só existe quando a entidade está relacionada a outra entidade Usa o identificador da entidade Forte para formar o seu Representação Gráfica IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 39/64

40 Relacionamento Relacionamento Identificador - Recursão O termo Entidade Fraca deve ser usado com cautela, pois uma entidade fraca em um relacionamento não necessariamente é também fraca em outro relacionamento EX: Banco-Correntista IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 40/64

41 Relacionamento Problema 2: Considere o seguinte cenário Clientes novos devem ser patrocinados ( indicados ) por um cliente antigo. Um cliente antigo pode patrocinar ( indicar ) vários clientes novos Como modelar este problema? IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 41/64

42 Relacionamento Auto-relacionamento Representa uma associação entre ocorrências de uma mesma entidade Exige a identificação de papéis Um Cliente pode ser patrocinador de (1,1) (0,n) vários de clientes. Um Cliente só pode ser patrocinado por um Cliente. Patrocinador Patrocinado IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 42/64

43 Relacionamento Papel de relacionamento Função que uma ocorrência de uma entidade cumpre em uma ocorrência de um relacionamento EX: Relacionamento de Patrocínio Uma ocorrência de Cliente exerce o papel de Patrocinador Uma ocorrência de Cliente exerce o papel de Patrocinado Atenção: O uso de papeis não é exigido em ocorrências de relacionamentos entre entidades distintas IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 43/64

44 Relacionamento Abstração Informal Cliente Patrocinado Patrocinado Patrocinador Rafael Ana Patrocinador Patrocinador Rita Patrocinado Patrocinador Pedro Patrocinado IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 44/64

45 Relacionamento Problema 3: Considere o seguinte cenário Um cliente pode ter N contas em um banco (N>=1) Uma conta pode ser de M clientes (M>=1) Uma conta pode ter X produtos bancários (X>=1) Uma conta pode ter produtos bancários diferentes para clientes diferentes Como modelar este problema? IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 45/64

46 Relacionamento Relacionamento Ternário? IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 46/64

47 Relacionamento Grau de relacionamento Corresponde ao o número de entidades, não necessariamente distintas, que participam de um relacionamento Uma entidade pode ser tratada como um relacionamento de grau zero para efeito de comparação com outros relacionamentos IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 47/64

48 Relacionamento Grau de relacionamento Tipos de Grau de Relacionamento Binário: Uma ocorrência do relacionamento deve envolver simultaneamente duas instâncias de entidades Todos os exemplos até agora Ternário: Uma ocorrência do relacionamento deve envolver simultaneamente três instâncias de entidades Não pode relacionar três entidades em um momento e duas em outro N-ário: Mesmo raciocínio anterior IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 48/64

49 Relacionamento Relacionamento Ternário ATENÇÃO: Cada ocorrência de Possui relaciona 3 ocorrências de entidade: Cliente, Produto e Conta! IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 49/64

50 Relacionamento Relacionamento Ternário (?,?) (?,?) (?,?) ATENÇÃO: A cardinalidade refere-se ao par das demais entidades IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 50/64

51 Relacionamento Relacionamento Ternário A Conta de um Cliente tem que ter um produto associado, mas pode ter vários produtos também. IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 51/64

52 Relacionamento Relacionamento Ternário O Produto associado a uma Conta tem que pertencer a um Cliente, mas pode pertencer a vários clientes também IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 52/64

53 Relacionamento Relacionamento Ternário Um Produto associado a um Cliente tem que pertencer a uma conta, mas pode pertencer a várias contas também IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 53/64

54 Relacionamento Relacionamento Ternário Relacionamento ternário <> 3 relacionamentos binários! (cli,prod,cont) <> (cli,prod), (cli,cont) e (prod,cont)! X IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 54/64

55 Relacionamento Relacionamento Ternário A cardinalidade max. 1 deve ser usada com atenção! Para cada par (prod,cont) existe apenas um único cliente. Ou seja, o relacionamento (cli, prod, cont) é identificado unicamente pelo par (prod,cont) IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 55/64

56 Relacionamento Problema 4: Considere o seguinte cenário Um cliente pode ter N contas em um banco (N>=1) Uma conta pode ser de M clientes (M>=1) O cliente de uma conta pode participar de X Promoções (X>=0) Como modelar este problema? IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 56/64

57 Problema 4 Relacionamento Promoção? Como modelar esta associação se Possui já é um relacionamento? IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 57/64

58 Extensões do Modelo ER Entidade Associativa (ou agregação) Substitui a associação entre relacionamentos, a qual não é prevista pelo modelo ER É um relacionamento que passa a ser tratado como entidade Permite o uso de relacionamento opcional! IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 58/64

59 Extensões do Modelo ER Entidade Associativa (ou agregação) IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 59/64

60 Extensões do Modelo ER Entidade Associativa (ou agregação) Caso não deseja-se usar o conceito de entidade associativa, deve-se transformar o relacionamento em entidade fraca, a qual pode ser relacionada com outra entidade (1,n) (1,n) IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 60/64

61 Extensões do Modelo ER Entidade Associativa (ou agregação) Note que os relacionamentos identificadores são do lado 1:n! (1,n) (1,n) IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 61/64

62 Extensões do Modelo ER Entidade Associativa (ou agregação) Note também que o exemplo abaixo corresponde a uma implementação alternativa para um relacionamento ternário (1,n) (1,n) (1,n) IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 62/64

63 Relacionamentos Problema 5: Considere o seguinte cenário Um cliente pode ser pessoa física ou jurídica Como modelar este problema? IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 63/64

64 Extensões do Modelo ER Generalização/Especialização Permite atribuir atributos e/ou relacionamentos particulares a um subconjunto de entidades especializadas Não generalize/especialize se não houver atributos ou relacionamentos particulares a um subconjunto de entidade especializadas! Permite a herança de propriedades (atributos) e relacionamentos Agrega ao seu conjunto de propriedades e relacionamentos as propriedades e relacionamentos da entidade genérica IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 64/64

65 Extensões do Modelo ER Generalização/Especialização - Exemplos Cliente Pessoa P.Física P.Jurídica Aluno Professor Funcionário Funcionário Veículo Tipo Chefe Diretor Terrestre Aquático IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 65/64

66 Exemplos de notações ER Notação R. Elmasri & S. Navathe E Entidade A Atributo E Entidade Fraca A A Atributo Chave Atributo Derivado R Relacionamento A Atributo Multivalorado R Relacionamento Identificador A A 1 A 2 A 3 Atributo Composto IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 66/64

67 Exemplos de notações ER Notação R. Elmasri & S. Navathe 1 N E1 R E2 Cardinalidade 1:N para E1:E2 em R E1 R E2 Participação total de E2 em R E1 (min,max) R (min,max) E2 Restrição estrutural (min, max) de E1 e E2 em R E E1 R1 E2 E 1 E 2 R2 Agregação sobre R1 Herança, onde E 1 e E 2 são especializações de E E3 IF685 Gerenciamento de Dados e Informação - Prof. Robson Fidalgo 67/64

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