Banco de Dados 1_Projeto Logico

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BANCO DE DADOS I 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
Prof. Alberto Tavares da Silva 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
CHAVE SECUNDÁRIA 
• A chave secundária pode ser formada por um campo ou pela combinação de 
campos (SIMPLES / COMPOSTA). É utilizada como parâmetro (filtro) para seleção 
de registros no arquivo em consultas, emissão de relatórios ou processos de 
atualização simultânea de um grupo de registros. 
• Por exemplo, para aumentarmos o valor do salário dos analistas em 10%, 
poderíamos utilizar o campo FUNÇÃO do arquivo CADASTRO DE FUNCIONÁRIOS 
como parâmetro (chave secundária) no processo de seleção dos registros a serem 
alterados. 
• Em síntese, a chave secundária é o campo ou combinação de campos do arquivo 
que permite a recuperação de mais de um registro no arquivo. Portanto, não 
possui a característica de unicidade proposta para a chave primária. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
CHAVE CANDIDATA 
• Pode ocorrer uma situação em que mais de um campo satisfaça a 
condição de chave primária, constituindo duas ou mais CHAVES 
CANDIDATAS. 
• Neste caso, o analista deverá eleger somente uma delas como 
CHAVE PRIMÁRIA, as demais permanecerão na condição de 
CANDIDATAS, indicando que tratam-se de campos de 
preenchimento obrigatório e com valores únicos para cada registro, 
o que será garantido através de mecanismos de integridade de 
coluna. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
• Refere-se a forma como os registros são armazenados em um 
arquivo baseado em computador. 
• A organização do arquivo determina os métodos de acesso que 
podem ser utilizados na recuperação dos registros, mas tratam-se 
de coisas distintas. 
• Tipos de organização: SEQUENCIAL, SERIAL E INDEXADA, e seus 
respectivos métodos de acesso. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
MÉTODOS DE ACESSO 
• Para recuperação de um registro em um arquivo, pode-se utilizar 
acesso SEQUENCIAL ou DIRETO. 
• Acesso SEQUENCIAL 
 consiste em efetuar a leitura dos registros, um após o outro, 
comparando o ARGUMENTO DE PESQUISA, com o valor do 
campo CHAVE no registro corrente, até encontrar os registros 
desejados ou o final do arquivo. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
Acesso Sequencial 
Arquivo
A
B
C
D
E
F
L e r Arq u i v o
...
A
L e r Arq u i v o
B
L e r Arq u i v o
C
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
Método DIRETO 
• Consiste em recuperar o(s) registro(s) desejado(s), sem a 
necessidade de efetuar a leitura dos registros que o(s) antecede(m), 
o que pode ser feito através de um ÍNDICE ou com o auxílio de um 
algoritmo de RANDOMIZAÇÃO que localiza o registro, calculando a 
posição ocupada pelo registro no disco, com base no valor do 
argumento de pesquisa, que deve ser um campo numérico. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
Acesso Direto 
Arquivo
A
B
C
D
E
F
L e r Arq u i v o , p o s i çã o 2
...
C
L e r Arq u i v o , p o s i çã o 4
E
L e r Arq u i v o , p o s i çã o 0
A
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
Acesso Direto 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO SEQUENCIAL 
• Caracteriza-se pela existência de uma CHAVE DE ORDENAÇÃO. 
• Essa chave determina a ordem em que os registros são 
armazenados e pode ser SIMPLES ou COMPOSTA por dois ou mais 
campos. Geralmente, coincide com a chave primária, mas não 
obrigatoriamente. 
• A organização sequencial somente permite o ACESSO SEQUENCIAL. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO SEQUENCIAL 
• A figura a seguir apresenta um arquivo com ORGANIZAÇÃO 
SEQUENCIAL e CHAVE PRIMÁRIA (MATRICULA) distinta da CHAVE DE 
ORDENAÇÃO (NOME - ordem alfabética). 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO SERIAL 
• Os registros são armazenados de acordo com a ordem de inclusão. 
• O arquivo não possui chave de ordenação, portanto não existe 
preocupação com a ordem de armazenamento dos registros. No 
entanto, é sempre recomendável o arquivo possua uma chave 
primária. 
• A organização serial somente permite o ACESSO SEQUENCIAL. 
• É muito utilizada em processos de inclusão de registros onde não 
haja preocupação em manter a sequência dos mesmos. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO SERIAL 
• A figura a seguir apresenta um arquivo com ORGANIZAÇÃO SERIAL. 
• Note que ele não possui CHAVE DE ORDENAÇÃO. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO INDEXADA 
• Os registros são armazenados em um arquivo de dados com 
organização serial e para cada campo (ou combinação deles) através 
do qual se deseja obter acesso direto (indexado) deve-se criar um 
arquivo de índice (processo de indexação). 
• Um mesmo arquivo de dados pode possuir diversos arquivos de 
índice a ele associados. Porém, apesar da flexibilidade para a criação 
de índices, esse recurso deve ser utilizado com critério, pois a 
manutenção de muitos índices pode degradar a performance no 
processo de atualização do arquivo. Ou seja, ganha-se na consulta 
on-line, mas pode-se perder na atualização de dados. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO INDEXADA 
• O arquivo de índice é composto basicamente por duas colunas. 
• A primeira corresponde ao campo utilizado no processo de 
indexação (endereço lógico) e a segunda armazena um valor 
(endereço físico) que serve como referência, para que o gerenciador 
de arquivos localize o registro no disco magnético. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO INDEXADA 
• Os registros dos arquivos índice são ordenados pelo endereço 
lógico. Portanto, se utilizarmos um algoritmo de leitura sequencial 
em um arquivo indexado por nome, por exemplo, obteremos os 
registros em ordem alfabética, mesmo sendo o arquivo de dados um 
arquivo serial. 
• Sempre que um arquivo índice for referenciado por um programa, 
ele será carregado para memória principal, o que torna desprezível 
o tempo de busca dos registros nesse arquivo. Além disso, o 
algoritmo utilizado na busca é o de pesquisa binária, o que reduz 
ainda mais o tempo. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO INDEXADA 
• Os índices constituídos com base no valor da chave primária ou 
candidata são conhecidos como ÍNDICES PRIMÁRIOS e os demais 
como ÍNDICES SECUNDÁRIOS. 
• Em resumo, a organização indexada é formada pela combinação de 
pelo menos um arquivo de dados e um ou mais arquivos de índice. 
ORGANIZAÇÃO DE ARQUIVOS 
ORGANIZAÇÃO INDEXADA 
BANCO DE DADOS I 
Projeto Lógico de Bancos de Dados Relacionais 
Sistema de Banco de Dados 
22 
Definição 
do BD 
(Metadados) 
BD 
armazenado 
Usuários / Programadores 
Sistema de BD 
SGBD 
Consultas / Programas de Aplicação 
Software para processar 
consultas / programas 
Software para acessar 
dados armazenados 
Fases do Processo de 
Projeto de Banco de Dados 
Projeto do 
Esquema Conceitual 
Projeto do Esquema 
Lógico e de Visões 
Projeto do Esquema 
Interno 
Requisitos de Dados 
23 
Fase 1: Levantamento e 
Análise de Requisitos 
Fase 2: Projeto Conceitual 
Fase 3: Escolha de SGBD 
Fase 4: Mapeamento do 
Modelo de Dados 
Fase 5: Projeto Físico do BD 
Estrutura e Conteúdo 
de Dados 
Aplicações do Banco 
de Dados 
Requisitos de 
Processamento 
Projeto das Transações e 
das Aplicações 
Frequências e Restrições 
de Desempenho 
Fases do Processo de 
Projeto de Banco de Dados 
Fase 1: Levantamento e Análise de Requisitos 
Finalidade: 
Conhecer e analisar as expectativas dos usuários e as 
intenções de uso do Banco de Dados. 
24 
Projeto do 
Esquema Conceitual 
Projeto do Esquema 
Lógico e de Visões 
Projeto do Esquema 
Interno 
Requisitos de Dados 
Fases do Processo de 
Projeto deBancos de Dados 
25 
Fase 1: Levantamento e 
Análise de Requisitos 
Fase 2: Projeto Conceitual 
Fase 3: Escolha de SGBD 
Fase 4: Mapeamento do 
Modelo de Dados 
Fase 5: Projeto Físico do BD 
Estrutura e Conteúdo 
de Dados 
Aplicações do Banco 
de Dados 
Requisitos de 
Processamento 
Projeto das Transações e 
das Aplicações 
Frequências e Restrições 
de Desempenho 
• Objetivo: compreensão da estrutura do banco de 
dados, da semântica e das restrições. 
• Notação gráfica: MER. 
 
Modelo Relacional 
Esquema Conceitual 
Percepção 
abstrata da 
realidade 
Percepção da 
estrutura da 
realidade 
regras para 
estruturar dados 
estático, 
invariante no tempo 
26 
Fase 2: Projeto Conceitual 
Empregado 
0,1 
0,N 
possui 
Projeto trabalha_em cpf 
1,N 
1,1 
cod título 
sexo nome 
Fase 2: Projeto Conceitual 
nome 
supervisiona 
1,1 
1,N 
Dependente 
MER 
Publicação 
1,N 1,N 
Autor escrito_por 
Assunto pertence_a título 
Livro 
d 
Artigo 
editor tamanho 
1,N 
1,1 
Periódico publicado_por 
cod nome 
nome id 
pid 
numero 
volume 
1,1 1,N 
Fase 2: Projeto Conceitual 
MER 
Veículo _Registrado 
Carro 
u 
Caminhão 
Fase 2: Projeto Conceitual 
MarcaCam 
Modelo 
Peça 
Fornecedor Projeto 
fornece 
1,1 
1,N 1,N 
MER numeroPlaca 
Fase 2: Projeto Conceitual 
MER 
Exame 
Médico Paciente atende 
1,N 1,N 
0,N 
gera 
0,N 
Fase 2: Projeto Conceitual 
UML 
nome 
Pessoa 
matricula 
Aluno 
carteiraTrabalho 
Professor 
nome 
Disciplina 
1..* 1..* 
leciona 
ensina possui 
Projeto do 
Esquema Conceitual 
Projeto do Esquema 
Lógico e de Visões 
Projeto do Esquema 
Interno 
Requisitos de Dados 
Fases do Processo de 
Projeto de Bancos de Dados 
32 
Fase 1: Levantamento e 
Análise de Requisitos 
Fase 2: Projeto Conceitual 
Fase 3: Escolha de SGBD 
Fase 4: Mapeamento do 
Modelo de Dados 
Fase 5: Projeto Físico do BD 
Estrutura e Conteúdo 
de Dados 
Aplicações do Banco 
de Dados 
Requisitos de 
Processamento 
Projeto das Transações e 
das Aplicações 
Frequências e Restrições 
de Desempenho 
Fase 3: Escolha de um SGBD 
Fatores técnicos: 
• Tipo de SGBD; 
• Estrutura de armazenamento e caminhos de acesso; 
• Interfaces para programadores e usuários; 
• Tipo de linguagem de consulta; 
• Ferramentas; 
• Habilidades de conexão com outros SGBD; 
Fatores não técnicos: 
• Custos de aquisição, manutenção, etc; 
• Estrutura de suporte do fornecedor. 
Projeto do 
Esquema Conceitual 
Projeto do Esquema 
Lógico e de Visões 
Projeto do Esquema 
Interno 
Requisitos de Dados 
Fases do Processo de 
Projeto de Bancos de Dados 
34 
Fase 1: Levantamento e 
Análise de Requisitos 
Fase 2: Projeto Conceitual 
Fase 3: Escolha de SGBD 
Fase 4: Mapeamento do 
Modelo de Dados 
Fase 5: Projeto Físico do BD 
Estrutura e Conteúdo 
de Dados 
Aplicações do Banco 
de Dados 
Requisitos de 
Processamento 
Projeto das Transações e 
das Aplicações 
Frequências e Restrições 
de Desempenho 
Uma chave estrangeira CE de uma tabela R1 em R2 ou vice-versa, especifica um
relacionamento entre as tabelas R1 e R2.
Tabela DEPARTAMENTO
 Nome Número RG Gerente
Contabilidade 1 10101010
Engenharia Civil 2 30303030
Engenharia Mecânica 3 20202020
Tabela EMPREGADO
Nome RG CIC Depto. RG Supervisor Salário
João Luiz 10101010 11111111 1 NULO 3.000,00
Fernando 20202020 22222222 2 10101010 2.500,00
Ricardo 30303030 33333333 2 10101010 2.300,00
Jorge 40404040 44444444 2 20202020 4.200,00
Renato 50505050 55555555 3 20202020 1.300,00
Chave Estrangeira (FK) 
35 
Fase 4: : Mapeamento do Modelo de Dados 
Passo 3: Tipos de Relacionamento Binários 1:1 
Empregado 
0,1 
gerencia 
cpf 
numero nome 
nome 
1,1 
Departamento 
Empregado 
Cpf PK 
Nome 
endereco 
Departamento 
Numero PK 
Nome 
CpfGerente FK 
endereco 
Fase 4: : Mapeamento do Modelo de Dados 
Passo 1: Entidades 
Passo 2: Entidades Fracas 
Empregado 
0,N 
possui 
cpf 
sexo nome 
nome 
1,1 
Dependente 
Empregado 
Cpf PK 
Nome 
endereco 
Dependente 
cpfEmpr FK PK 
Nome PK 
sexo 
endereco 
Fase 4: : Mapeamento do Modelo de Dados 
Passo 4: Tipos de Relacionamento Binários 1:N 
Empregado 
1,1 
trabalha_em 
cpf 
numero nome 
nome 
1,N 
Departamento 
Empregado 
Cpf PK 
Nome 
Endereco 
NumeroDep FK 
Departamento 
Numero PK 
Nome 
endereco 
Fase 4: : Mapeamento do Modelo de Dados 
Passo 5: Tipos de Relacionamento Binários N:M 
Empregado 
1,N 
trabalha_em 
cpf 
numero nome 
nome 
1,N 
Projeto 
Empregado 
Cpf PK 
Nome 
Endereco 
Projeto 
Numero PK 
Nome 
endereco 
Trabalha_em 
Cpf FK PK 
NumeroProj FK PK 
Horas 
horas 
Fase 4: : Mapeamento do Modelo de Dados 
Passo 6: Atributos Multivalorados 
numero nome 
Projeto 
Projeto 
Numero PK 
Nome 
Localizacao_1 
Localizacao_2 
localizações 
Projeto 
Numero PK 
Localizacao_1 PK 
Nome 
 
Localizacao 
NumeroProj FK PK 
Localizacao PK 
(1) (2) 
Fase 4: : Mapeamento do Modelo de Dados 
Passo 7: Tipos de Relacionamento n-ários 
Fornecedor 
Cnpj PK 
Nome 
Endereco 
Projeto 
Numero PK 
Nome 
Fornece 
codPeca FK PK 
Cpf FK PK 
NumeroProj FK PK 
Peça 
Fornecedor Projeto fornece 
1,1 
1,N 1,N 
Peca 
Codigo PK 
Descricao 
Fase 4: : Mapeamento do Modelo de Dados 
Aluno 
matricula 
Pos_graducao 
o 
Graduacao 
crGraduacao 
notaVestibular 
nome 
Aluno 
Matricula PK 
Nome 
Pos_graduacao 
Matricula FK PK 
CrGraduacao 
Graduacao 
Matricula FK PK 
NotaVestibular 
Pos_graduacao 
Matricula PK 
Nome 
CrGraduacao 
Graduacao 
Matricula PK 
Nome 
NotaVestibular 
Aluno 
Matricula PK 
Nome 
CrGraduacao 
NotaVestibular 
Tipo 
(1) 
(2) 
(3) 
Generalização/Especialização 
Projeto do 
Esquema Conceitual 
Projeto do Esquema 
Lógico e de Visões 
Projeto do Esquema 
Interno 
Requisitos de Dados 
43 
Fase 1: Levantamento e 
Análise de Requisitos 
Fase 2: Projeto Conceitual 
Fase 3: Escolha de SGBD 
Fase 4: Mapeamento do 
Modelo de Dados 
Fase 5: Projeto Físico do BD 
Estrutura e Conteúdo 
de Dados 
Aplicações do Banco 
de Dados 
Requisitos de 
Processamento 
Projeto das Transações e 
das Aplicações 
Frequências e Restrições 
de Desempenho 
Fases do Processo de 
Projeto de Bancos de Dados 
Fase 5: Projeto Físico do BD 
Objetivo: 
Obter uma estrutura de dados apropriada para 
aramazenamento a fim de garantir um bom 
desempenho. 
44 
Fases do Processo de 
Projeto de Bancos de Dados 
A) Análise das consultas e transações no Banco de 
Dados: 
• Atributos candidatos para definição de estruturas de 
acesso – atributos que participam de condições de 
seleção ou de condições de junção; 
• Atributos a serem evitados em uma estrutura de 
acesso – atributos cujos valores serão 
constantemente atualizados. 
 
45 
Fase 5: Projeto Físico do BD 
Fatores que influenciam o Projeto Físico 
B) Análise de frequência esperada das chamadas de 
consutas e transações: 
• Permite gerar a frequência de uso esperada de cada 
atributo; 
• Regra informal “80-20” 
 
 
46Fase 5: Projeto Físico do BD 
Fatores que influenciam o Projeto Físico 
C) Análise das restrições de tempo das consultas e 
transações. 
D) Análise das frequências esperadas de operação de 
atualização. 
E) Análise de restrições de unicidade de atributos 
(todas as chaves candidatas). 
 
47 
Fase 5: Projeto Físico do BD 
Fatores que influenciam o Projeto Físico 
• Os principais produtos do Projeto de Banco de Dados 
Relacional incluem os projetos lógico e físico. 
• O resultado da fase do projeto físico é a determinação 
inicial das estruturas de armazenamento e dos 
caminhos de acesso para os arquivos do banco de 
dados. 
• Concluído o projeto, o banco de dados é implementado, 
sendo quase sempre necessário modificar o projeto 
físico em função do desempenho observado, ajuste este 
denominado de sintonização. 
 
 
48 
Após o Projeto...