Técnicas de Modelação de Dados

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1 Técnicas de Modelação de Dados Diagrama Entidade-Relacionamento (ER) Curso Profissional Técnico de Gestão e Programação de Sistemas de Informáticos Programação e Sistemas de Informação Módulo 13 Técnicas de Modelação de Dados Professora: Sandra Soares

2 Modelação de dados A modelação de dados caracteriza-se por considerar como elemento principal do sistema as entidades, bem como os dados que as descrevem (estruturas de dados). Existem diferentes ferramentas para representar modelos deste tipo, tais como: diagramas entidade-associação/relacionamento; diagramas hierárquico de entidades; diagramas de análise de dados; diagrama de classes; etc.

3 Modelo Entidade-Relacionamento O modelo Entidade-Relacionamento ou modelo E-R (introduzido por Peter Chenn, na sequência dos trabalhos de Edgar Codd sobre o modelo relacional), é um modelo conceptual para a estruturação da informação com vista à elaboração da base de dados. O modelo E-R, como a sua designação indica, parte dos conceitos básicos de entidades (compostas por atributos) e relacionamentos entre essas entidades. A sua expressão mais característica são os diagramas E-R ou diagramas Entidade Associação (DEA).

4 Modelo Entidade-Relacionamento Os diagramas de Entidade Relacionamento (DER) ou Associação (DEA) modelam a estrutura de armazenamento dos dados, definindo: Entidades Relacionamentos Atributos

5 Modelo Entidade-Relacionamento Entidades São objetos sobre os quais se armazenam os dados. O nome da entidade deve estar no singular. As entidades devem estar descritas no dicionário de dados. Uma instância pode ser considerada um membro individual ou uma ocorrência concreta da entidade.

6 Modelo Entidade-Relacionamento Atributos São as características que descrevem as entidades e o conjunto de valores que cada um pode assumir designa-se Domínio. Os atributos devem estar descritos no dicionário de dados. Alguns atributos são opcionais outros são obrigatórios. O atributo identificador é um atributo que identifica de forma exclusiva cada ocorrência de uma entidade. Pode também ser designado como chave primária no modelo Relacional. Os atributos descritores descrevem a entidade. Podemos representar no modelo E-R os atributos sob a forma de elipses, ligadas ao retângulo da entidade correspondente.

7 Modelo Entidade-Relacionamento Relacionamentos Representam as associações entre as entidades. Um relacionamento é designado por um verbo. Quanto ao número de entidades presentes no relacionamento, temse os seguintes tipos: relacionamentos unários - relacionamentos que se estabelecem entre os elementos de uma mesma entidade; relacionamentos binários - relacionamentos que se estabelecem entre os elementos de duas entidades; relacionamentos ternários - relacionamentos que se estabelecem entre os elementos de três entidades; Em geral, um relacionamento pode designar-se por n-ário, em que n diz respeito ao número de entidades envolvidas nesse relacionamento.

8 Simbologia dos diagramas Entidade-Relação Entidade é sempre representada por um retângulo. Nome_Entidade Relacionamento pode ser apresentado sobre a linha Nome_Relação ou dentro de um losango Nome_Relação

9 Simbologia dos diagramas Entidade-Relação Exemplos: Disciplinas Tem Prec. Fornecedores Fornecem Produtos Projectos Empregados Trabalham Departamentos

10 Instanciação Entidade Atributo identificador: número_de_matrícula Atributos descritores: Aluno nome, morada, telefone, data_nascimento, curso, sexo Instância da entidade: número_de_matricula: nome: João da Silva morada: Areeiro telefone: data_nascimento: 01/09/80 curso: eng. informática sexo: m

11 Instanciação Instância de um relacionamento é uma ocorrência de uma ligação entre objectos Cliente M compra N Filme Instâncias instâncias Instâncias de Cliente de compra de Filme C1 C2 C3 C4 F1 F2 F3 4 instâncias de Cliente 3 instâncias de Filme 3 instâncias da associação compra

12 Grau do relacionamento Quanto ao número de elementos com que uma entidade se pode relacionar com os elementos de outra entidade, isto é, grau de relacionamento ou cardinalidade, tem-se os seguintes tipos: relacionamento 1 para 1 (1:1) (ou um para um) em que cada elemento ou ocorrência de cada parte (entidade) participa apenas uma vez no relacionamento com a outra parte; relacionamento 1 para M (1:M) (ou um para muitos) numa das entidades, cada elemento participa no relacionamento apenas uma vez, ao passo que, na outra entidade, esse elemento pode ter várias ocorrências nesse mesmo relacionamento; relacionamento M para 1 (M:1) idêntico ao anterior; relacionamento M para N (M:N) (ou muitos para muitos) situação em que cada elemento de cada uma das partes do relacionamento pode participar múltiplas vezes nesse relacionamento.

13 Grau do relacionamento - notações Grau Notação Associação Crow s foot Pé de Galinha Ross Bachman Chen Um A está associado com um B A B A B A B A 1 1 B Um A está associado com zero ou um ou mais B's A B A B A B A 1 n B Um A está associado com zero ou um B A B A B Um A está associado com zero, um ou mais B's A B A B

14 Notação Pé de Galinha Na notação Pé de Galinha existem regras onde colocar o nome da relação entre as entidades Sentido para baixo à direita da linha XXX Sentido para cima à esquerda da linha XXX Sentido da esquerda para a direita por cima da linha XXX Sentido da esquerda para a direita por baixo da linha XXX

15 Cardinalidade de uma relação A cardinalidade define os graus máximo e mínimo. O grau máximo de uma relação pode ser: O grau mínimo de uma relação pode ser: 1 : 1 1 : N N : M 0 : 0 0 : 1 1 : 1

16 Cardinalidade de uma relação grau máximo Grau máximo: O grau máximo define o número máximo de vezes que uma instância da entidade pode ocorrer na associação. Exemplo 1: Cliente 1 tem Uma instância de Cliente pode ocorrer no máximo uma vez 1 Carta de condução Um Cliente tem zero ou uma Carta de condução Uma instância de Carta de Condução pode ocorrer no máximo uma vez Uma Carta de Condução pertence a zero ou um Cliente

17 Cardinalidade de uma relação grau máximo Exemplo 2: N Aluguer pertence Cliente 1 Um Aluguer pertence a no máximo um Cliente Um Cliente pode ter vários Alugueres Exemplo 3: N Fornecedor fornece Produto M Um Fornecedor fornece vários Produtos Um Produto pode ser fornecido vários Fornecedores

18 Cardinalidade de uma relação grau mínimo Grau mínimo: O grau Mínimo define o número mínimo de vezes que uma instância da entidade pode ocorrer na associação. Se é zero diz-se opcional se é 1 diz-se obrigatória. Exemplo 1: 1 0 Cliente tem Carta de condução Carta de condução é opcional: um dado cliente pode não ter carta Cliente é obrigatório: uma carta de condução pertence no mínimo a um cliente

19 Cardinalidade de uma relação grau mínimo Exemplo 2: Médico 0 é médico família 0 Doente Médico é opcional Um doente pode não ter médico de família Doente é opcional Um médico pode não ser médico de família de nenhum doente

20 Cardinalidade de uma relação grau mínimo Exemplo 3: 1 Fornecedor fornece 1 Produto Fornecedor é obrigatório Um fornecedor fornece no mínimo um produto Produto é obrigatório Todo produto é fornecido no mínimo por um fornecedor

21 Cardinalidade de uma relação Os graus máximo e mínimo de uma relação complementam-se e servem para especificar a política da organização no que se refere aos dados. Notação de Peter Chen Fornecedor (1..N) fornece (1..M) Produto Cliente (1..1) (0..1) tem Cartão

22 Cardinalidade de uma relação Notação de Pé de Galinha Exemplos: Aluno arquivado Processo Aluno frequenta Disciplina Aluno aluga Cacifo Treinador responsável Modalidade

23 Entidade Associativa Entidade associativa é uma relação/associação com atributos próprios. Funcionário M trabalha N Projecto Contém informação sobre a percentagem de tempo que o empregado dedica a um dado projecto. Funcionário (1..M) (1..N) Projecto Trabalha

24 Entidade Associativa Exemplos de entidades associativas: Ficheiro (0..M) (0..N) Utilizador Acessível_por Atributo específico: tipo da permissão de acesso Atleta (1..M) (0..N) Competição Participa Atributos específicos: colocação, performance

25 Generalização e Especialização Indicadores de subtipo e supertipo Um subtipo é uma especialização do supertipo Um supertipo é uma generalização do subtipo O supertipo descreve os elementos de dados comuns a todos os subtipos. Os atributos de um supertipo são herdados pelos subtipos Cada subtipo é descrito pelos atributos herdados do supertipo + atributos específicos Os subtipos descrevem elementos de dados específicos a um subconjunto das instâncias. Na notação o supertipo está conectado aos subtipos através de uma associação sem nome e uma linha cortada

26 Generalização e Especialização Jogo Empregado Jogo Individual Jogo em Equipa assalariado temporário Jogo = nome + local + regras Jogo Individual = recorde Jogo em Equipa = número_de_jogadores Empregado = nome + endereço Assalariado = salário_mensal Temporário = salário_hora

27 Generalização e Especialização Unidimensional Figura Bidimensional Figura = cor + posição_central Unidimensional = orientação Bidimensional = área Arco = raio + ângulo Linha = pontos_extremos Círculo = diâmetro Polígono = número_de_lados + vértices Arco Linha Círculo Polígono

28 Construção de ER s 1. Identificação das entidades.» depósitos de dados;» depósitos de dados associados a entidades externas;» documentos, formulários, utilizador. 2. Identificação das associações ou relações: Exemplo: Fornecedores = {Fornecedor + {código_produto}} Fornecedor + nome + morada + número_contribuinte Produtos = {Produto + 1{código_fornecedor}} Produto + descrição + peso + cor Fornecedor 1..N fornece 1..M Produto

29 Construção de ER s 2.2 Na especificação dos processos. Exemplo: process fornecer;... If código_fornecedor in Fornecedores = código_ fornecedor in Produtos then... endproc

30 Construção de ER s 3. Definir os graus máximos e mínimos das associações. 4. Especificar os atributos identificadores e os atributos descritores de cada entidade. 5. Completar o dicionário de dados com as descrições das entidades e associações que ainda não estejam lá. Médico trata Paciente Médico + nome + morada + salário Paciente + BI + nome + sexo + (telefone) Trata _médico paciente_médico = código_ paciente + código_médico

31 Construção de ER s Observações importantes: 1. Verificar se todos os atributos se aplicam a todas as instâncias de uma entidade. Modelo + morada + estado_civil + cor_cabelo + cor_olhos + (nome_cônjuge) + sexo + [barba + medida_tórax medida_quadril + medida_busto] Observa-se que há a necessidade de criar dois subtipos

32 Construção de ER s Modelo feminino Modelo Modelo masculino Modelo + nome + morada + estado_civil + cor_cabelo + cor_olhos + (nome_cônjuge) + tipomodelo tipo-modelo = [Modelo_feminino Modelo_masculino] Modelo_feminino + medida_quadril + medida_busto Modelo_masculino + barba + medida_tórax

33 Construção de ER s 2. Certificar-se de que quando há entidades diferentes que possuem atributos em comum é possível criar um supertipo Empregado_temporário + nome + morada + código_postal + telefone + salário_hora + número_horas_extra Empregado_assalariado + nome + morada + código_postal + telefone + salário_mensal + abono_família + número_filhos Empregado temporário Empregado assalariado Empregado Empregado temporário Empregado assalariado

34 Construção de ER s 3. Quando há grupos repetitivos convém criar uma nova entidade e uma nova associação Um grupo repetitivo é um conjunto de atributos cujos valores se repetem para um dado valor do identificador. Empregado + nome + morada + salário + {nome_filho + sexo_filho + idade_filho} Empregado 1..1 tem 0..N Filho Empregado + nome + morada + salário Filho + nome_filho + sexo_filho + idade_filho + número_empregado

35 Construção de ER s 4. Existe outra situação bastante comum. Conta Conta + saldo + [juro + período] Conta à Ordem Conta a prazo + juro + período Conta_à_ordem = *mesmos atributos que Conta*