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Informática Para Internet Charles Cesar Magno de Freitas Danielle Gomes de Freitas Medeiros Roberto Douglas da Costa 2015 Natal-RN Banco de Dados Curso Técnico Nível Médio Subsequente Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte Aula 02 Modelos de Dados e Linguagens Presidência da República Federativa do Brasil Ministério da Educação Secretaria de Educação a Distância GOVERNO DO BRASIL Presidenta da República Dilma Vana Rousseff Ministro da Educação Aloizio Mercadante Diretor de Educação a Distância da CAPES João Carlos Teatini Reitor do IFRN Belchior De Oliveira Rocha Pró-Reitor de Pesquisa e Inovação José Yvan Pereira Leite Coordenador da Editora do IFRN Paulo Pereira Da Silva Diretor do Campus EaD/IFRN Erivaldo Cabral Diretor Acadêmico do Campus EaD/IFRN Wagner de Oliveira Coordenador Rede e-Tec Brasil no IFRN Roberto Douglas da Costa Coordenador do Curso Técnico Subsequente em Informática para Internet Charles César Magno de Freitas BANCO DE DADOS AULA 02 MODELOS DE DADOS E LINGUAGENS Professor-autor Charles Cesar Magno de Freitas Danielle Gomes de Freitas Medeiros Charles Cesar Magno de Freitas Projeto Gráfi co Eduardo Meneses e Fábio Brumana Direção da Produção de Material Didático Rosemary Pessoa Borges Coordenação de Produção de Mídia Impressa Leonardo dos Santos Feitoza Coordenação de Revisão Wagner Ramos Campos Revisão ABNT Edineide da Silva Marques Revisão Linguística Elizeth Herlein Revisão Pedagógica Vanilton Pereira da Silva Diagramação Luã Santos Ficha catalográfi ca Este Caderno foi elaborado em parceria entre o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte e o Programa Escola Técnica Aberta do Brasil – e-Tec Brasil. C837i Costa, Roberto Douglas da. Informática para Internet. Banco de dados. Aula 02 : Modelos de dados e linguagens. / Roberto Douglas da Costa, Daniele Gomes de Freitas Medeiros, Charles Cesar Magno de Freitas. – Natal : IFRN Editora, 2015. 13 f. : il. color. Disciplina do Curso Técnico Nível Médio Subsequente – Rede e-Tec Brasil. 1. Banco de Dados. 2. Banco de Dados - Modelagem. 3. Informática - Internet. I. Medeiros. Daniele Gomes de Freitas. II. Freitas, Charles Magno de. III. Título. RN/IFRN/EaD CDU 004.6 Catalogação da publicação da fonte. Bibliotecária Edineide da Silva Marques, CRB 15/488 e-Tec Brasil3 Apresentação da disciplina Nesta segunda aula, iremos conceituar o que é uma modelagem de dados em um banco de dados relacional e conhecer o modelo de entidade e relacionamento gerado por essa modelagem, como também os elementos que fazem parte desse modelo e como eles se relacionam. e-Tec Brasil 4 Informática para Internete-Tec Brasil 4 e-Tec Brasil Aula 2 - Modelos de Dados e Linguagens Objetivos Ao fi nal desta aula, você será capaz de: • compreender a importância da modelagem de dados para um sistema; • entender a importância do modelo de entidade e relacionamento; • identifi car os elementos do modelo de entidade e relacionamento e suas características. Desenvolvendo o conteúdo Modelagem de Dados A modelagem de dados compreende o estudo dos dados existentes de um determinado assunto em observação, que podemos chamar de minimundo, com o objetivo de construir um modelo que represente e dê entendimento ao assunto observado. Na verdade, a modelagem de dados compreende selecionar as informações relevantes que representam uma realidade, organizando-as em um padrão denominado de modelo lógico de dados. O objetivo de um modelo de dados é ter certeza de que todos os objetos de dados existentes em determinado contexto e requeridos pela aplicação e pelo banco estão completamente representados e com precisão. e-Tec BrasilAula 02 - Princípios de Design e Projeto Gráfi co 5 O modelo de dados deve ser detalhado o bastante para ser usado pelo Administrador do Banco (DBA) como uma espécie de fotocópia para construir o banco de dados físico (Figura 1). Por isso. é preciso adotar um alto nível de abstração para o bom desenvolvimento das regras de gerenciamento do banco, pois um banco de dados mal projetado requererá mais tempo e retrabalho a longo prazo. Figura 1: Gráfico de representação de uma abstração Fo nt e: h ttp :// w w w .d ev m ed ia .c om .b r/ in tro du ca o- a- m od el ag em -d e- da do s/ 24 95 3 Modelo Entidade-relacionamento O Modelo de Entidade-Relacionamento (ER) é conceitual e vê o mundo real como entidades e relacionamentos. Um componente básico do modelo é o diagrama de Entidade-Relacionamento o qual visualmente representa objetos de dados (DER) Esse modelo foi proposto por Peter Chen em 1976 como um modo de unificar as visões de um banco de dados relacional. Segundo Chen, a visão de uma determinada realidade baseia-se em como as entidades se relacionam, as quais relatam os fatos que governam esta mesma realidade. Abstração – Capacidade de observar as principais características e propriedades de um conjunto de objetos ou fatos do mundo real, excluindo outros que não são relevantes em um contexto. Quando modelamos, devemos buscar a realidade do ambiente com total abstração, para somente depois iniciarmos um processo de modelagem lógica. (MACHADO, 2004). Minimundo – Porção da realidade, captada pelo analista, a qual a gestão de negócios de uma organização tem interesse em observar, controlar e administrar. Dependendo da complexidade, o minimundo poderá ser divido em partes (visão de processo de negócio). (MACHADO, 2004). Informática para Internete-Tec Brasil 6 Para construir esse modelo, precisamos, primeiro, compreender os conceitos de entidade e de relacionamento, pois eles serão essenciais para entendermos como se comporta esse modelo. Entidade Mas o seria uma entidade? No conceito de bando de dados, entende-se entidade como um conjunto de objetos da realidade modelada sobre os quais se deseja manter informações no banco de dados. Corresponde a qualquer coisa do mundo real sobre as quais se deseja armazenar informações, podendo ser algo real como funcionários de uma empresa ou algo abstrato como os departamentos da mesma empresa. No modelo ER, uma entidade é representada por um retângulo contendo nome representativo da entidade no centro e cada entidade representa um conjunto de objetos sobre os quais se deseja guardar informações. Figura 2: Representação de entidades Fo nt e: A ut or ia p ró pr ia . Relacionamento E o que seria um relacionamento? Entende-se por relacionamento, em banco de dados, o conjunto de associações entre entidades sobre as quais se deseja manter informações na base de dados. Na verdade, é a representação das associações existentes entre entidades no mundo real. O mais comum dos termos associados a um relacionamento é a indicação da cardinalidade entre as ocorrências das entidades relacionadas que podem ser: um-para-um; um-para-muitos; muitos-para-muitos. CARDINALIDADE - Determina o número de ocorrências de uma entidade em relação a outra através dos vários relacionamentos dos quais ela pode participar. e-Tec BrasilAula 02 - Princípios de Design e Projeto Gráfico 7 Figura 3: Representação de relacionamento Fo nt e: A ut or ia p ró pr ia . Os relacionamentos retratam as formas de cardinalidade com que as entidades se relacionam. Se a cardinalidade mínima é igual a “1” e a máxima também é igual a “1”, então dizemos que essa agregação (relacionamento) binária é de “um-para-um” (Figura 4); se a agregação (relacionamento)possui uma cardinalidade mínima de “1” e a máxima igual a “n”, dizemos que essa agregação (relacionamento) é de um-para-muitos (Figura 5); e, por último, se a agregação (relacionamento) possui cardinalidades iguais a “n”, dizemos que é de muitos-para-muitos (Figura 6). Figura 4: Representação do relacionamento 1:1 Fo nt e: : M ac ha do (2 01 4) . Figura 5: Representação do relacionamento 1:n Fo nt e: : M ac ha do (2 01 4) . Figura 6: Representação do relacionamento n:n Fo nt e: : M ac ha do (2 01 4) . Informática para Internete-Tec Brasil 8 Agregação ou Relacionamento Binário Uma agregação ou relacionamento binário é o mapeamento estabelecido entre duas classes de coisas, ou objetos, que visualizamos através de abstração. É, na verdade, a maneira como as entidades se relacionam. Para entendermos melhor, vamos ver dois exemplos: Ex.1: Motorista representa agregação binária da classe pessoas e da classe veículos. Pois pessoas se relacionam com veículos porque existe a entidade motorista. Ex.2: Locatários e proprietários representam agregação binária das classes pessoas e imóveis, pois pessoas se relacionam com imóveis através das entidades locatários e/ou proprietários. Genericamente, podemos afirmar que em um imóvel podem morar várias pessoas no decorrer do tempo, porém somente uma pessoa é proprietária do imóvel. Essa observação nos leva a explorar mais o conceito de cardinalidade. Cardinalidade A cardinalidade das entidades é identificada de forma mínima e máxima. Então, podemos descrever uma cardinalidade mínima como sendo o número mínimo de ocorrências de uma entidade que está associada a uma outra entidade, através de um relacionamento. Figura 7: Representação da cardinalidade mínima Fo nt e: H eu se r ( 20 01 ). Nesse exemplo, considerando a relação entre duas entidades denominadas de Proprietário e Imóvel, a cardinalidade mínima de Proprietário, nessa relação, é o menor número de vezes que cada elemento de Proprietário pode participar da relação. e-Tec BrasilAula 02 - Princípios de Design e Projeto Gráfico 9 Então podemos ler essa relação da seguinte maneira: ⇒ Proprietário = tem, no mínimo, “1” imóvel e ⇒ Imóvel = tem, no mínimo, “0” proprietário Já, a cardinalidade máxima podemos identificar como sendo o número máximo de ocorrências de uma entidade que está associada a uma outra entidade, através de um relacionamento. Figura 8: Representação da cardinalidade máxima Fo nt e: : He us er (2 00 1) . Nesse exemplo, considerando mais uma vez a relação entre duas entidades denominadas de Proprietário e Imóvel, cardinalidade máxima de Proprietário, nessa relação, é o maior número de vezes que cada elemento de Proprietário pode participar da relação. Então podemos ler essa relação da seguinte maneira: ⇒ Proprietário = tem, no máximo, “n” imóvel ⇒ Imóvel = tem, no máximo, “1” proprietário ⇒ A cardinalidade máxima “muitos”, referida pela letra “n” Atributos Além das entidades e dos relacionamentos, o modelo ER apresenta também um elemento que, geralmente, faz parte das entidades que são os atributos, que podem ser definidos como um dado ou uma informação que é associada a cada ocorrência de uma entidade ou de um relacionamento. Na prática, muitas vezes, os atributos não são representados graficamente, para não sobrecarregar os diagramas, já que entidades podem possuir um grande número de atributos. Informática para Internete-Tec Brasil 10 Figura 9: Representação de atributos Fo nt e: : He us er (2 00 1) . Na verdade, os atributos são uma forma de descrição detalhada das características que representam as propriedades elementares de uma entidade ou relacionamento que podem ser exibidos através de vários tipos. Temos os atributos com cardinalidade, que são aqueles que podem estar associados a uma ocorrência da entidade/relacionamento a qual pertença (Figura 10). Figura 10: Representação de atributo multivalorado Fo nt e: : He us er (2 00 1) . No caso da cardinalidade do atributo ser 1:1, onde os atributos são obrigatórios, ela poderá ser omitida, pois o atributo é monovalorado. Já no caso do atributo ser multivalorado, isto é, sua cardinalidade for 0:n, a cardinalidade será exibida. Temos também os atributos de relacionamento que ocorrem quando o atributo for multivalorado, variando de valor de acordo com o relacionamento. Nesse caso, o atributo será exibido no relacionamento (Figura 11). e-Tec BrasilAula 02 - Princípios de Design e Projeto Gráfico 11 Figura 11: Representação de atributo de relacionamento Fo nt e: : He us er (2 00 1) . No exemplo anterior, a função que um engenheiro exerce depende do tipo de projeto que ele atua. Essa função não pode ser considerada atributo do “ENGENHEIRO” já que ele pode atuar em diversos projetos, exercendo diferentes funções. Podemos identificar também que cada entidade possui um atributo identificador que funciona como um código cujos valores servem para distinguir uma ocorrência da entidade das demais ocorrências da mesma entidade, exigindo, assim, que cada entidade possua um (identificador simples) ou mais de um (identificador composto) atributo identificador. Figura 12: Representação do atributo identificador Fo nt e: : He us er (2 00 1) . Leituras complementares Artigo sobre modelagem de dados: • <http://www.devmedia.com.br/curso/curso-modelagem-de-bancos-de- dados-relacionais/409>. Web Aula sobre modelagem de dados em um banco de dados: • <https://www.youtube.com/watch?v=G-XOc8LVZIo>. Informática para Internete-Tec Brasil 12 RESUMINDO Nesta aula, entendemos a importância da modelagem de dados para um sistema de banco de dados, como também o primeiro modelo gerado que é o de entidade e relacionamento com todos os elementos que o fazem do diagrama ER. Na próxima aula, estudaremos sobre o projeto de banco de dados e os modelos gerados em todo o projeto. Atividade de aprendizagem 1 1) De acordo com os conceitos abordados nesta nossa aula sobre o modelo de entidade e relacionamentos (ER) e seus elementos como entidade, rela- cionamento, cardinalidade e atributos, crie o DER para as situações descritas abaixo: a) Deseja-se construir um banco de dados para um sistema de vendas. De cada vez, são vendidos vários produtos e um determinado produto pode aparecer em diferentes vendas. Cada venda é efetuada por um vendedor para um determinado cliente. Um produto está armazenado em uma pra- teleira. b) Administradora de imóveis: A administradora trabalha tanto com administração de condomínios, quanto com a administração de alu- guéis. Uma entrevista com o gerente da administradora resultou nas seguin- tes informações: ⇒ A administradora administra condomínios formados por unidades con- dominiais. ⇒ Cada unidade condominial é de propriedade de uma ou mais pesso- as. Uma pessoa pode possuir diversas unidades. Cada unidade pode estar alugada para, no máximo, uma pessoa. Uma pessoa pode alugar diversas unidades. c) Em uma universidade, ministram-se cursos a funcionários de 200 empresas. São 50 diferentes cursos e, em média, há cinco turmas programa- das para cada um curso. O corpo docente da universidade é constituído de 50 professores, um dos quais é diretor, e, para cada turma, são designados e-Tec BrasilAula 02 - Princípios de Design e Projeto Gráfi co 13 de um a três professores responsáveis. O número de alunos matriculados é em torno de 1000. O mesmo aluno pode estar matriculadoem até oito tur- mas e uma turma possui em média 50 alunos. ⇒ Identifique as Entidades. ⇒ Identifique os Atributos. ⇒ Identifique os Relacionamentos. ⇒ Exiba as cardinalidades. d) Em uma certa universidade, deseja-se manter as informações sobre alunos, cursos, disciplinas e departamentos. Além disso, deseja-se manter informações sobre a associação de alunos a cursos, de disciplina a cursos, de disciplina a departamentos, bem como de disciplinas e suas disciplinas pré- -requisitos. Cada disciplina possui exatamente um único departamento res- ponsável, e um departamento é responsável por muitas disciplinas, inclusive por nenhuma. Uma disciplina pode possuir diversos pré-requisitos, inclusive nenhum. Uma disciplina pode ser pré-requisito de muitas outras disciplinas, inclusive nenhuma. Uma disciplina pode aparecer no currículo de muitos cursos (inclusive nenhum) e um curso pode possuir muitas disciplinas em seu currículo (inclusive nenhuma). Um aluno está inscrito em exatamente um curso e um curso pode ter nele inscritos muitos alunos (inclusive nenhum). ⇒ Identifique Entidades, relacionamentos e cardinalidades. Referências COSTA, Robério Luís de Carvalho. SQL guia prático. Rio de Janeiro: Brasport, 2004. HEUSER, Carlos Alberto. Projeto de banco de dados. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, 2001. MACHADO, Felipe Nery Rodrigues. Banco de dados: projeto e implementação. São Paulo: Érica, 2004. Informática para Internete-Tec Brasil 14 e-Tec BrasilAula 02 - Princípios de Design e Projeto Gráfico 15
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