Samuel Alves Pereira 1

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1 410 COMUNICAÇÃO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS A PARTIR DE MODELAMENTO DE DADOS Samuel Alves Pereira 1 RESUMO: Este trabalho buscou mostrar os conceitos básicos e um exemplo completo de uma modelagem de Banco de Dados a partir da metodologia de modelamento de dados usando entidade-relacionamento. Foram abordadas as fases de projeto e desenvolvimento usando como exemplo o MS Access. Palavras-chave: Entidade-relacionamento. Modelo Físico. Modelo Lógico. Development of data modeling system ABSTRACT: This study aimed to show the basic concepts and a complete example of Database modeling using entity-relationship methodology. The design phases have been discussed using the example of MS Access. Keywords: Entity-relationship. Logical Model. Physical Model. Recebido em 19 ago Aceito em 20 nov Faculdade de Tecnologia São Francisco FATESF/UNIESP. [email protected]

2 411 1 INTRODUÇÃO De acordo com Pressman (1995) um Sistema de Informação (SI) funciona baseado em um Banco de Dados, o qual é definido durante as fases de Análise do SI, independente da técnica que esteja sendo usada (Orientação aos Objetos, Tradicional, etc.). Elmasri (1997) e Silberschatz (2006) ressaltam que uma vez definidos os dados que a serem usados pelo SI, deve-se fazer o projeto de como estes dados serão organizados, visando segurança, confiabilidade, otimização operacional e de espaços de armazenamento. O objetivo do presente trabalho foi apresentar um exemplo de desenvolvimento de sistemas de informação usando a sequência Modelo Conceitual, Modelo Lógico e Modelo Físico. 2 MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Modelo Conceitual No presente estudo buscou-se criar um sistema de informações contendo o registro das matrículas dos alunos de um departamento; as suas turmas e cursos, as disciplinas em que foram matriculados e as notas do aproveitamento de cada uma delas no decorrer do ano, bem como, manter um controle dos professores e seus horários de aulas. Os professores fornecem seus horários disponíveis e a atribuição de aulas é feita conforme estas informações. A Figura 1 mostra o Diagrama de Entidade e Relacionamentos (DER). A sua construção levou em conta algumas definições do modus operandi de uma unidade escolar comum como: a) um Módulo Aula corresponde ao período de aula, por exemplo, uma aula começa às 19:00 h e a próxima às 19:45 h; b) uma classe é definida como o arranjo de um conjunto de alunos inscritos para a mesma disciplina; c) um professor leciona para várias classes, ou seja, um mesmo professor pode ministrar uma matéria para várias turmas, ou mesmo várias matérias para a mesma turma, o modelo permite até que uma classe tenha mais de um professor, do tipo professor titular e professor auxiliar, d) um aluno pertence a uma turma, mas pode cursar matérias de outras (dependência, adaptação, etc.). A Figura 1 representa uma primeira forma de DER. O retângulo envolvendo as entidades TURMA E DISCIPL serve para explicitar uma CLASSE, isto é, uma agregação mostrando quais alunos foram inscritos e em quais disciplinas. De acordo com Cougo (1997) o uso de verbos contribui para a caracterização dos relacionamentos. Neste trabalho fez-se uso desse procedimento. No entanto, há situações em que não é possível o uso de verbos, por exemplo, o relacionamento entre TURMA E DISCIPL.

3 412 Figura 1 - Diagrama de Entidade e Relacionamentos (DER) inicial. A Figura 2, mostra simplemente uma outra forma de representação da entidade CLASSE, a qual é denominada ENTIDADE ASSOCIATIVA. Dois novos relacionamentos 1:N são criados, um entre Turma e Classe e outro entre Disciplina e Classe. Figura 2 - Diagrama de Entidade e Relacionamentos (DER) com a Entidade Associativa. 2.2 Modelo Lógico O modelo lógico é definido, neste trabalho, como a lista de todas as Entidades e dos Relacionamentos bem como os seus atributos, com as definições de chaves primárias e estrangeiras. Esta prática facilita a implementação em um Gerenciador de Banco de dados escolhido. A Tabela 1 mostra a relação das entidades e dos relacionamentos do modelo conceitual incluindo os campos necessários para que os relacionamentos sejam efetivados.

4 413 ALUNO CURSO MOD AULA PROFESSOR DISCIPLINA TURMA Tabela 1 - Modelo Lógico. ENTIDADES ATRIBUTOS COMENTÁRIOS TURMA-DISCIPL (CLASSE) CURSA AlunoMatrclasse RA Nome Id Turma Id Curso Nome do curso Local Identificação Módulo Dia Semana Hora Identificação professor Nome Identificação disciplina Descrição Carga semanal Série Id Turma Descrição Número Máximo de alunos Sala Identificação Curso OFERECE CursoOfereceDiscipl Identificação curso Identificação disciplina LECIONA Identificação Professor ProfLecionaclasse Identificação classe OBEDECE HORÁRIO Identificação classe HorárioclasseMód Identificação Módulo DISPONIBILIZA Identificação Professor R_DisponibilidadeProf Identificação Módulo chave primária e CE chave estrangeira. CE - Cada aluno carrega a turma a que pertence CE - cada turma sabe a que curso pertence Identificação classe Não pertence à, mas não pode se repetir Identificação turma CE de turma Identificação disciplina CE de disciplina RELACIONAMENTOS Identificação Aluno Identificação classe Bim1, Bim2, Bim3, Bim4, Notas dos bimestres e do exame. Exame As médias não ficam armazenadas, mas são calculadas quando necessário. As notações utilizadas para a efetivação de relacionamentos foram: 1:1 leva-se a chave primária de ambas as entidades para a outra com chave estrangeira (uma prática comum é efetivar este tipo de relacionamento da mesma forma de uma 1:N, conforme o mesmo possa vir a se tornar no futuro); 1:N leva-se a chave primária da entidade do lado 1 para a entidade do lado N, como chave estrangeira; N:N cria-se uma nova Tabela com, no mínimo, as

5 414 chaves primárias das entidades que participam do relacionamento. Foram usadas, também, as notações: chave primária e CE chave estrangeira. O modelo conceitual não leva em conta em que gerenciador de Banco de Dados o sistema será criado. 2.3 Modelo Físico Para cada entidade e atributo busca-se definir as características físicas, conforme mostrado na Tabela 2. A definição dos tipos de dados considera a nomenclatura do MS Access. Diferentemente do modelo conceitual, o Modelo Físico leva em conta em que gerenciador de Banco de Dados o sistema será criado. Cada um deles usa uma nomenclatura diferente para os nomes e tipos de dados.

6 415 Aluno Tabela 2 - Modelo Físico. Tabelas Atributos Tipo Tamanho Exemplo ID ALUNO Número (Longo) NOME ALUNO Texto 20 Josefina dos Anzóis id turma Texto 3 1AT ano de ingresso Número (Inteiro) AlunoMatrclasse Id Aluno Número (Longo) Id classe Número (Longo) 4 12 Tipo Texto 1 N (normal) ano Número (Inteiro) Bim1 Número (Duplo) Bim2 Número (Duplo) Bim3 Número (Duplo) Bim4 Número (Duplo) Exame Número (Duplo) Curso id curso Número (Longo) 4 1 nome do curso Texto 20 Bacharelado em Comp local Texto 20 Prédio da informática cursooferecedisciplin id curso Número (Longo) 4 1 id disciplina Número (Longo) 4 2 Disciplina id disciplina Número (Longo) 4 2 Nome Texto 20 Banco de Dados carga horária semanal Número (Inteiro) 2 4 Série Número (Byte) 1 3 EntAssclasse Id classe Número (Longo) 4 2 id turma Texto 3 1 id disciplina Número (Longo) 4 2 HoraAula id modulo Número (Longo) 4 1 diasemana Texto 7 Segunda Hora Data/Hora 8 08:00 Horários classe Módulos id classe Número (Longo) 4 2 Id Mod Número (Longo) 4 1 Professor id professor Número (Longo) nome Texto 20 Vera Fischer especialidade Texto 20 Artes Cênicas Foto Objeto OLE - ProfLecionaclasse id Prof Número (Longo) id classe Número (Longo) 4 3 R_DisponibilidadeProf id Prof Número (Longo) id modulo Número (Longo) 4 1 Horário classe Módulo id modulo Número (Longo) 4 id classe Número (Longo) 4 Turma id turma Texto 3 Descrição Texto 20 Nº max alunos Número (Inteiro) 2 Sala Número (Inteiro) 2 Id curso Número (Longo) 4

7 416 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Antes de iniciar o processo de programação do sistema é importante projetar a interface do sistema como um todo. Pensar nos processamentos a serem executados, nas telas dos usuários, na seqüência das operações, etc. As funções adotadas para o sistema estudado foram: cadastrar alunos, disciplinas, cursos, professores, turmas, classes, disponibilidades de professores, matricular alunos nas classes, definir horários das classes, atribuir aulas ao professores conforme a disponibilidade e, ainda, atribuir notas aos alunos e verificar a carga horária de professores e alunos. Para a inclusão de dados, especialmente a inclusão inicial, deve-se seguir as orientações: a) incluir dados nas Tabelas que não dependem de outras, neste caso: Cursos, Professores, Disciplinas e Horários Úteis (Mod Aula); b) montar Tabelas dependentes, montar as Tabelas que dependem somente daquelas do grupo anterior e depois as que dependem de Tabelas deste grupo, neste caso: Turma (depende de curso), montar as turmas conforme a previsão de alunos a se matricularem, cada curso oferecerá um determinado número de turmas por disciplina; Alunos (depende de Turma); CLASSE (depende de turmas e de disciplinas). Para montar relacionamentos: a) AlunoMatrclasse alocar os alunos nas referidas classes (depende de aluno e classe); b) CursoOfereceDiscipl depende de cursos e Discipl, montar as listas de disciplinas oferecidas por cada curso; c) ProfLecionaclasse para atribuir aulas aos professores, depende de prof e classe; d) Horário classe Módulo depende de classe e Mod Aula, montar os horários das classes; e) R_DisponibilidadeProf depende de prof e da Tabela de disponibilidade de cada um deles. Para facilitar o entendimento, já que menus de tela não dão uma boa visão geral, a Figura 3 mostra as possibilidades para os usuários dentro do sistema. Para que a tarefa seja bem executada o usuário do sistema deve contribuir com a melhor forma de montar a interface. As Figuras 4 e 5 apresentam exemplos.

8 417 Figura 3 - Menu de Navegação. Figura 4 - Menu Principal. Figura 5- Menu de Cadastramento.

9 418 4 CONCLUSÕES Em um projeto de Banco de dados há fases de grande importância que devem ser consideradas como a definição das entidades, os elementos de dados do sistema com suas características definidas pelos atributos; a definição dos Relacionamentos, isto é, como as entidades se relacionam e quais sãos os atributos (deve-se levar em conta que existem atributos específicos das entidades, mas, também atributos específicos dos relacionamentos); a Normalização, cujo objetivo é eliminar redundâncias de dados, ou seja, a possibilidade de uma Entidade/Relacionamento já estar incluída em uma outra, de modo geral um Banco de Dados modelado com esta metodologia já está na 3FN; a Criação do Banco de Dados pelo uso do gerenciador de preferência, como Access, Oracle, MySql, etc. e Povoar as Tabelas criadas e inserção de dados. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COUGO, P. S. Modelagem Conceitual e Projeto de Banco de Dados. Rio de Janeiro: Campus, ELMASRI, R. e NAVATHE, S. B. Sistemas de Banco de Dados. São Paulo: Pearson, 4. ed PRESSMAN, R. S. Engenharia de Software. São Paulo: Makron Books, SILBERSHATZ, A.; KORTH, H. F. e SUDARSHAN, S. Sistema de Banco de Dados. Rio de Janeiro: Campus, 5. ed