PROJETO DE BANCO DE DADOS -PROJETO CONCEITUAL. Prof. Angelo Augusto Frozza, M.Sc.

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1 PROJETO DE BANCO DE DADOS -PROJETO CONCEITUAL Prof. Angelo Augusto Frozza, M.Sc.

2 PROJETO CONCEITUAL Levantamento de requisitos Modelagem Conceitual Modelo ER

3 PROJETO CONCEITUAL Parte integrante do Projeto de um BD Etapas: Levantamento de requisitos Projeto conceitual Projeto lógico Projeto físico Preocupação com a representação adequada dos dados da organização Definição de esquemas de dados em diferentes níveis de abstração

4 MODELAGEM CONCEITUAL Abstração de alto nível dos fatos relevantes do mundo real que devem se tornar persistentes (dados operacionais) Identifica : Objetos concretos (pessoa, livro etc.) Objetos abstratos (conceitos) (endereço, pedido etc.)

5 MODELAGEM CONCEITUAL Vantagens de uma documentação conceitual de dados independente de detalhes de implementação em um SGBD facilita a definição da semântica dos dados de um domínio melhor compreendido por usuários leigos pode ser mapeado para qualquer modelo de BD facilita a manutenção dos dados modificação de requisitos de dados engenharia reversa (desempenho,...) facilita a migração de SGBD usado como modelo intermediário

6 MODELO ER Modelo definido por Peter Chen em 1976 sofreu diversas extensões e notações ao longo do tempo Padrão para modelagem conceitual de BD modelo simples poucos conceitos representação gráfica fácil compreensão Um esquema conceitual de BD é também chamado de diagrama ER

7 Entidade Relacionamento Atributo Generalização e Especialização

8 Entidade Representa o conjunto de objetos da realidade modelada sobre os quais deseja-se manter informações no banco de dados; Uma entidade pode representar: Objetos concretos da realidade P.ex.: uma pessoa, um automóvel Objetos abstratos P.ex.: um departamento, um endereço Pode ser: normal, fraca ou associativa É representada por um retângulo PESSOAS

9 Entidade Exemplos: Sistema de informações industrial: Produtos Tipos de produtos Vendas Compras Sistema de contas correntes: Clientes Contas correntes Cheques Agências

10 Propriedades A entidade isoladamente pouco informa É necessário atribuir propriedades às entidades Em um modelo ER, propriedades são especificadas através de: Relacionamentos Atributos Generalizações / Especializações

12 Relacionamento É o conjunto de associações entre entidades sobre as quais deseja-se manter informações na base de dados; É representado por um losango: DEPARTAMENTO S LOTAÇÃ O EMPREGADOS

13 Relacionamento e Instância Relacionamento é um conjunto de associações entre instâncias de entidades Uma instância (ocorrência) é uma associação específica entre determinadas instâncias de entidade Exemplo (relacionamento LOTAÇÃO): instância de LOTAÇÃO = par específico formado por uma ocorrência de PESSOA e uma ocorrência de DEPARTAMENTO

14 Relacionamento e Instância (Fonte: HEUSER, 2009)

15 Relacionamento Relacionamento pode ser: auto-relacionamento, binário ou n-ário Cardinalidades de um relacionamento: um-para-um, um-para-muitos ou muitos-para-muitos participação opcional ou obrigatória das entidades envolvidas

16 Auto-Relacionamento (Fonte: HEUSER, 2009)

17 Papel no relacionamento Função que uma ocorrência de uma entidade cumpre em uma ocorrência de um relacionamento esposa marido (Fonte: HEUSER, 2009)

18 Papel no relacionamento Relacionamentos entre entidades diferentes Não é usual indicar os papéis das entidades DEPARTAMENTO S LOTAÇÃ O EMPREGADOS

19 Cardinalidade de relacionamentos Propriedade importante de um relacionamento Número de ocorrências de uma entidade que podem estar associadas a uma determinada ocorrência de entidade através do relacionamento; Chamada de cardinalidade de uma entidade em um relacionamento; Há duas cardinalidades: Máxima Mínima

20 Cardinalidade de relacionamentos Para projeto de BD relacional: Não é necessário distinguir entre diferentes cardinalidades máximas > 1; Dois valores de cardinalidades máximas são usados: Cardinalidade máxima: 1 Cardinalidade máxima não limitado ( muitos ), representado pela letra n

21 Cardinalidade de relacionamentos Cardinalidade máxima pode ser usada para classificar relacionamentos binários Relacionamento binário: é aquele cujas instâncias envolvem duas instâncias de entidades Relacionamentos binários: n:n (muitos-para-muitos) 1:n (um-para-muitos) 1:1 (um-para-um)

22 Relacionamentos 1:1

23 Relacionamentos 1:n

24 Relacionamentos n:n

25 Relacionamentos Ternários

28 Cardinalidade mínima Número mínimo de ocorrências de entidade que são associadas a uma ocorrência de uma entidade através de um relacionamento; Para fins de projeto de BD relacional, são consideradas apenas duas cardinalidades mínimas: cardinalidade mínima 0 cardinalidade mínima 1 Denominação alternativa: cardinalidade mínima 0 = associação opcional cardinalidade mínima 1 = associação obrigatória

29 Exemplo de diagrama E-R

31 Atributo Dado ou informação que é associado a cada ocorrência de uma entidade ou de um relacionamento; tipos de atributos identificador, monovalorado, multivalorado, composto, obrigatório e opcional

32 Atributos com cardinalidade Cardinalidade mínima: atributo obrigatório (cardinalidade mínima 1 ) cada entidade possui no mínimo um valor associado atributo opcional (cardinalidade mínima 0 ) Cardinalidade máxima: atributo monovalorado (cardinalidade máxima 1 ) cada entidade possui no máximo um valor associado atributo multivalorado (cardinalidade máxima n )

33 Atributos com cardinalidade

34 Atributos com cardinalidade

35 Atributo em relacionamento

36 Atributo em relacionamento1:n

37 Identificador de entidade Cada entidade deve possuir um identificador Identificador de entidade = conjunto de propriedades (atributos, relacionamentos) de uma entidade cujos valores servem para distinguir uma ocorrência da entidade das demais ocorrências da mesma entidade

38 Atributo identificador

39 Relacionamento identificador

40 Relacionamento identificador

41 Relacionamento identificador (recursão)

42 Identificador de relacionamento Uma ocorrência de relacionamento diferencia-se das demais do mesmo relacionamento pelas ocorrências de entidades que dela participam;

43 Relacionamento com atributo identificador

45 Generalização e Especialização Permite: Atribuir propriedades particulares a um subconjunto das ocorrências (especializadas) de uma entidade genérica; Pode ser: total ou parcial exclusiva ou não-exclusiva

46 Generalização e Especialização Entidade genérica Símbolo da generalizaçãoespecialização Identificador somente na entidade genérica Herda as propriedades da entidade genérica Entidade especializada

47 Generalização e Especialização A árvore de herança deve ter uma única entidade raiz, que define o identificador; Herança múltipla

48 Generalização e Especialização Caso proibido: Herança de múltiplos identificadores; Qual seria o identificador dessa entidade?

49 Especialização total

50 Especialização parcial Necessário em especialização parcial

51 Especialização não exclusiva (compartilhada)

52 Tipos de Generalização/Especialização Total (t) Parcial (p) Exclusiva (x) xt xp Compartilhada (c) ct cp

53 Entidade Associativa Modificar modelo: Adicionar a informação de que medicamentos foram prescritos em uma consulta;

54 Entidade Associativa

55 Entidade Associativa OPÇÃO 1: Substitui o relacionamento por entidade

56 Entidade Associativa OPÇÃO 2: Entidade associativa

57 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 E1 a1 E3 r 2 a8 a9 a2 E5 E4 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

58 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 E1 a1 E3 r 2 a8 a9 a2 E5 E4 p (0,3) E6 r 1 a3 entidade a10 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

59 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 E1 a1 E3 r 2 a8 entidade fraca a9 a2 E5 E4 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

60 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 E1 a1 E3 r 2 a8 a9 a2 E5 E4 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 entidade associativa a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

61 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 E1 a1 E3 r 2 a8 a9 a2 E5 E4 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 relacionamento E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

62 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 E3 a8 a9 a2 E5 E1 r 2 E4 a1 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 auto-relacionamento r 5 E10 E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

63 MODELO ER - NOTAÇÃO relacionamento ternário a7 a5 a6 E3 a8 a9 a2 E5 E1 r 2 E4 a1 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

64 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 a2 E1 a1 E3 r 2 a8 a9 E5 E4 p (0,3) r 1 a3 atributo identificador E6 a10 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

65 MODELO ER - NOTAÇÃO atributo monovalorado a7 a5 a6 E3 a8 a9 a2 E5 E1 r 2 E4 a1 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

66 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 a2 E1 a1 E3 r 2 a8 a9 E5 E4 p E6 (0,3) a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 atributo multivalorado E11 a11 a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

67 a7 MODELO ER - NOTAÇÃO a5 a6 a2 E1 a1 E3 r 2 a8 a9 E5 E4 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 atributo composto a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

68 MODELO ER - NOTAÇÃO atributo obrigatório a7 a5 a6 a2 E1 a1 E3 r 2 a8 a9 E5 E4 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 atributo opcional a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

69 MODELO ER - NOTAÇÃO especialização parcial a7 a5 a6 E3 a8 a9 a2 E5 E1 r 2 E4 a1 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 especialização total a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

70 MODELO ER - NOTAÇÃO especialização exclusiva a7 a5 a6 E3 a8 a9 a2 E5 E1 r 2 E4 a1 p (0,3) E6 a10 r 1 a3 r 4 E9 E7 a4 (0,1) E2 papel 1 papel 2 E8 r 5 E10 E11 a11 especialização não-exclusiva a12 r 3 r 6 E12 (0,1) a13

71 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Atributo a opção por entidade é válida se existem propriedades (atributos e relacionamentos) e transações relevantes para o fato Empregados salário deduçãoirpf valorbruto Empregados remuneração Salários categoria gratificação valorlíquido

72 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Atributo Composto a opção por atributo composto é válida se existe noção de agregação Pessoas imóvel localização valor domínio comercial (setor de crediário de uma loja) localização Pessoas proprietário Imóveis valor domínio imobiliário

73 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Atributo Multivalorado a opção por atributo multivalorado é válida se existe noção de agregação Pessoas telefone domínio comercial (setor de crediário de uma loja) DDD Pessoas (0,1) proprietário Linhas Telefônicas número domínio de uma companhia telefônica

74 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade Fraca X Atributo a opção por atributo é válida se o fato não possui outros relacionamentos Pedidos itens descrição quantidade valor número quantidade Pedidos composição Itens Produtos referência

75 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Relacionamento admite-se representações equivalentes a opção por relacionamento é recomendada se não existem propriedades associadas ao fato a opção por entidade é recomendada se existe um identificador explícito para o fato (ex.: ID da consulta)

76 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Relacionamento nome CRM hora nome Médicos consulta Pacientes código data CRM nome Médicos Consultas nome Pacientes código data hora

77 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Relacionamento a opção por entidade introduz uma indireção na associação entre fatos não recomendável, especialmente para casos um-para-um e um-para-muitos

78 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Relacionamento nome CPF marca Pessoas (0,1) posse Automóveis chassi nome CPF marca Pessoas (0,1) Posses Automóveis chassi

79 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Entidade Associativa admite-se representações equivalentes levar em conta as recomendações do caso anterior (entidade X relacionamento)

80 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Entidade Associativa nome CRM hora nome Médicos consulta Pacientes código data Consultas nome intervalohoras prescrição Medicamentos código

81 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade X Entidade Associativa nome CRM nome Médicos Consultas Pacientes código data hora nome intervalohoras prescrição Medicamentos código

82 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade Associativa X Relacionamento N- Ário recomenda-se a opção por relacionamento n-ário apenas se a participação for obrigatória para todas as entidades evita problemas de identificação do relacionamento

83 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade Associativa X Relacionamento N- Ário nome CPF nome Empregados alocação Projetos código nome Tarefas código

84 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade Associativa X Relacionamento N- Ário nome CPF nome Empregados alocação Projetos código Alocações nome execução Tarefas código

85 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Relacionamento X Especialização a opção por especialização é válida se houver uma associação um-para-um entre as entidades participantes

86 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Relacionamento X Especialização nome Pessoas CPF CPF nome Pessoas titulação formação habilitação Professores domínio universitário código tempo Professores experiência domínio de uma escola de música

87 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Atributo X Especialização a opção por especialização é valida se houver atributos e/ou relacionamentos relevantes para os fatos especializados função nome Pessoas CPF CREA nome Pessoas CPF nrohabilitação Engenheiros Motoristas

88 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Atributo X Especialização atributos opcionais podem sugerir a modelagem de uma entidade especializada veículoshabilitados nrohabilitação (0,1) nome Pessoas CPF nome Pessoas CPF nrohabilitação veículoshabilitados Motoristas

89 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Limitações no poder de expressão exige a documentação de restrições de integridade em anexo

90 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Limitações no poder de expressão Empregados supervisionado (0,1) supervisor supervisão RIs: - um empregado não pode ser supervisor de si próprio - ciclos em hierarquias de supervisão não são permitidos Alunos emcurso G emcurso PG Graduação Pós-Graduação RI: um aluno não pode estar cursando ambos os cursos Cursos domínio de um depto universitário

91 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Consideração de aspectos temporais alteram a modelagem conceitual Empregados instantâneo salário valor data Empregados remuneração Salários temporal

92 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Consideração de aspectos temporais Empregados lotação Departamentos instantâneo data Empregados lotação Departamentos temporal

93 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Entidade isolada admite-se a sua representação Escolas definição Home-Pages DicasDidáticas (mostrada aleatoriamente sempre que uma home-page é aberta) Empresa Empregados lotação Departamentos

94 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Validação do esquema conceitual verificar eventuais redundâncias... pesar desempenho de consultas X controles de integridade e volume de dados

95 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Validação do esquema conceitual lotação Setores composição Departamentos Empregados departamento lotação (0,1) Setores composição Fábricas Máquinas bens

96 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Sugestões finais substantivos para nomes de relacionamentos descrevem ação ou estado minimizam a redundância de nomes nomes mais adequados para prováveis entidades lógicas na dúvida, definir cardinalidades opcionais menos restritivas reduzem os controles de integridade no BD dependências de inserção e controles na atualização

97 QUESTÕES DE REPRESENTAÇÃO Sugestões finais possui Setores revisão lotação Setores Máquinas Máquinas

98 EXERCÍCIO DE MODELAGEM ER Pizzaria Uma pizzaria de tele-entrega apresenta um cardápio composto por diversos tipos de pizza, cujos dados são: número do item, nome da pizza, ingredientes e preços das pizzas pequena, média e grande. Na pizzaria trabalham funcionários que emitem pedidos de pizzas. Cada pedido possui um número e uma data de emissão, além do nome, telefone e endereço do cliente que solicitou o pedido. Um pedido é emitido por apenas um funcionário. Um pedido solicita uma ou mais pizzas do cardápio, informando tamanhos (pequena, média ou grande) e quantidades desejados de cada pizza. O cliente pode desejar retirar um ou mais ingredientes de alguma pizza solicitada. Existem funcionários que são entregadores, ou seja, são responsáveis pela entrega de um ou mais pedidos. Deve-se saber o número do telefone celular destes funcionários para um eventual contato durante uma entrega. Um pedido destina-se a um bairro. Para cada bairro existe um tempo máximo de espera para a entrega de um pedido. Você é livre para definir outros atributos que julgar relevantes.