Aula banco de dados

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UFPr Departamento de Informática 1
Modelo Entidade Relacionamento
Conceitos básicos e diagramas ER
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Modelo Entidade Relacionamento
Conceitos Básicos
• O modelo Entidade-Relacionamento (ER, 
ou também chamado Entidade Associação) 
é usado na maioria dos métodos e 
ferramentas de auxílio à concepção de BD's 
(MERISE, IDA, Yourdon,ERWin)
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Modelo Entidade Relacionamento
Conceitos Básicos
• A idéia fundamental deste modelo é a de 
conservar como conceitos de base os 
conceitos genéricos (objetos, associação, 
propriedade) usados no processo de 
abstração que vai da observação de uma 
realidade à sua descrição.
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Modelo Entidade Relacionamento
Conceitos básicos
• Entidade Objetos
• Associação Ligação entre os objetos
• atributo Propriedade dos objetos.
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Modelo Entidade Relacionamento
Entidades
• Um entidade é o objeto do mundo real 
(concreto ou abstrato) que nós queremos 
representar no computador e que tem uma 
existência própria. Uma entidade existe 
independentemente do fato que ela está 
ligada à outros objetos do BD. Exemplos: 
João da Silva, Aparelho de Barbear FYX, 
Contrato 3201, ...
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Modelo Entidade Relacionamento
Tipo de entidade
• Um Tipo de Entidade (TE) é a 
representação de uma classe de entidades 
similares e com as mesmas características. 
Exemplos: Trabalhadores, Artigos, 
Contratos, Estudantes,....
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Modelo Entidade Relacionamento
Associação (relacionamento)
• Uma associação liga várias entidades onde 
cada uma delas ocupa um "papel". Se a 
associação liga dois (ou mais) entidades de 
um mesmo tipo ela é dita cíclica e neste 
caso a especificação do papel de cada 
entidade torna-se indispensável. Ex: João da 
Silva trabalha Esso, Philips fabrica 
Aparelho de Barbear FYC, ....
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Modelo Entidade Relacionamento
Tipo de Associação
• Um tipo de Associação (TA) é a 
representação de um conjunto de 
associações similares que possuem as 
mesmas características. Exemplos: fabrica 
liga uma Empresa à um Produto, trabalha 
liga Trabalhadores à Empresa,...
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Modelo Entidade Relacionamento
Atributo
• Um atributo é a propriedade associada à um 
TE, ou à um TA. Exemplos: nome, salário, 
endereço (para o TE Trabalhadores); nome, 
nota para o TE Estudantes, ....
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Modelo Entidade Relacionamento
Ocorrência ou Instância e População
• Uma ocorrência ou instância de um TE (ou 
TA) é a representação no BD de um 
entidade (ou associação) que pertence à 
classe descrita pelo TE (TA). 
• População de um TE (TA) é o conjunto das 
ocorrências. 
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Modelo Entidade Relacionamento
Instância
– Uma instância de TE é constituída de um 
conjunto de valores sendo um valor para 
cada atributo do TE. 
– Uma instância de TA é constituída de um 
conjunto de valores (que pode ser vazio) 
e de um conjunto de ocorrências de TE: 
um valor para cada atributo do TA (se 
existe um) e para cada papel do TA uma 
ocorrência do TE que ocupa este papel.
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Modelo Entidade Relacionamento
Diagrama ER
• tipos de entidade são representados por 
retângulos; 
• os tipos de associação por losangos (ou 
símbolos similares (elipse, hexágono, 
retângulo arredondado,..). 
• Os atributos são ligados aos TE e TA por 
traços.
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Modelo Entidade Relacionamento
Exemplo de Diagrama ER
Empregados
Rayon Artigo
FornecedorChefe
Emprega Livra
Venda
nome salário
nomeR andar
quantidade
quantidade
quantidade nomeA tipo
nomeF endereçoE
R
R
R A
A
F
Sup
Inf
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Modelo Entidade Relacionamento
Diagrama ER
• Neste diagramas são representados quatro tipos de 
entidade:
– Empregado, de atributos nome e salário 
– Rayon de atributos nomR e andar; 
– Artigo de atributos nomeA;
– Fornecedor de atributos nomeF e 
endereço
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Modelo Entidade Relacionamento
Tipo de associação
- Livra, de atributo quantidade ligando Fornecedor (com 
o papel F), artigo (com o papel A) e Rayon , (com o papel 
R);
-Venda, de atributo quantidade ligando Rayon (papel R) 
com Artigo (papel A);
- Chefe que é cíclica, ligando Empregado (papel Inf) e 
Empregado (papel Sup).
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Modelo Entidade Relacionamento
generalização especialização
• Dependendo do ponto de vista ou nível de 
abstração um mesmo conjunto de objetos 
pode ser visto como várias classes 
diferentes mesmo se existem características 
em comum.
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especializacão
• O TE Artigo agrupa todos os artigos 
vendidos, porque certos tratamentos a 
serem realizados sobre este TE utilizam 
todos os artigos (inventário, procura do 
preço, quantidade etc:). 
• Pode ser útil separar os artigos em várias 
classes (alimentação, eletrodomésticos, 
vestuário, etc:)
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• .Neste caso teríamos:
– tratamentos específicos para cada classe 
criada, (controle de validade para 
Alimentação, promoções no natal p/ 
eletrodomésticos, promoções de estação 
para vestuário, etc). 
– classe com características próprias (data 
de validade para alimentação, tamanho e 
cor p/ Vestuário, etc). 
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• Nós seríamos assim conduzidos à 
descrever, em complemento ao TE Artigo, 
outros TE's mais especializados, 
representando classes sobre as quais 
existem tratamentos e características 
importantes à acrescentar.
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• Este tipo de raciocínio resulta numa 
situação, até agora, não representável pelo 
modelo ER, os mesmos objetos são 
representados por TEs diferentes!!!
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• Para descrever esta situação, os modelos de 
dados mais recentes incluem o conceito de 
generalização/especialização: uma ligação 
orientada de um TE especializado à um TE 
genérico. 
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• A semântica desta ligação é que toda 
ocorrência do TE específico é igualmente 
ocorrência do TE genérico. Graficamente 
esta ligação é representada por uma flecha 
do TE específico ao TE genérico.
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
– No exemplo dos artigos nós obtemos a 
seguinte representação para os artigos:
Artigo
Artigo
Alimentar
Art Vestuário Art Eletro-
Domésticos
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• As ligações de generalização/especialização 
são geralmente chamados ligações IS-A ou 
É-UM
• dizemos que Artigo alimentar é um Artigo. 
Alguns autores chamam um TE específico 
de um sub-tipo de um TE genérico (a 
relação inversa é dita de super-tipo).
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• Por convenção, os atributos comuns ao TE 
genérico e aos TE específicos só são 
descritos, no esquema, como atributos do 
TE genérico. No entanto eles estãoimplicitamente incluídos nos atributos do 
TE específico. Dizemos que estes ;últimos 
"herdam" os atributos do TE genérico. 
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• O que foi dito para os atributos se aplica 
também aos TA (herança).
• Se artigo está ligado a fornecedor, então 
Artigo Alimentar, Artigo Vestuário e Artigo 
ED também estão mesmo que isto não seja 
descrito explicitamente pelo esquema. 
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• *** Nada impede que os TEs específicos 
tenham seus próprios atributos e seus 
próprios TA's. Assim o TE ArtigoEletrDom 
pode estar ligado a um TE "Serviço de 
reparação" e possuir um atributo "garantia
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
– Um diagrama mais preciso do exemplo 
dos Artigos ficaria assim:
Artigo
Artigo
Alimentar
Art Vestuário Art Eletro-
Domésticos
Serviço
Reparação
repara
data_validade tamanho cores
potência
marca nomeA
Num_Art
tipo
Venda
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
– Não é obrigatório que os TE específicos 
representem, no seu conjunto todos os 
objetos representados pelo TE genérico
– Artigos como higiene, brinquedos etc. 
podem não exigir um TE específicos para 
descreve-los (se nenhum tratamento ou 
propriedade necessária à descrição do 
esquema o exigir) e serem descritos 
simplesmente pelos TE Artigos.
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Modelo Entidade Relacionamento
Generalização Especialização
• Um TE genérico pode por sua vez ser TE 
específico de um outro TE: acontece então 
uma hierarquia de generalização. 
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Modelo Entidade Relacionamento
Hierarquia de generalização
• Um exemplo clássico de hierarquia de generalização é o das 
pessoas que trabalham ou estudam numa Universidade:
Pessoa
Estudante Trabalhador
Doutorando
Professor
Técnico Administração
TitularAssistente
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Modelo Entidade Relacionamento
Definição de um Esquema ER
• Um TE é definido por:
– Nome do TE;
– Nome do(s) supertipo(s) deste TE, se 
existe;
– Descrição livre (comentário) precisando a 
população exata do TE;
– Descrição dos atributos do TE. 
• ** Restrições: Dois TE não podem ter 
o mesmo nome
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Modelo Entidade Relacionamento
Ex: O TE Empregados 
– Nome: Empregados;
– descrição: Toda pessoa salariada ligada à 
Empresa atualmente.
• A descrição livre permite a definição exata (não 
ambígua) da população do TE.
• inclui a especificação temporal (sublinhada no 
exemplo)
– atributos: nome, salário (com as respectivas 
descrições).
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Modelo Entidade Relacionamento
Tipo de associação:• Definição
• Nome do TA;
• Descrição livre;
• Nome dos TE participantes ao TA com os 
respectivos papeis;
• Para cada papel a cardinalidade (numero 
mínimo e máximo das instancias de um TA que 
podem a um momento dado ligar pelo seu papel, 
uma instancia do TE em questão).
• a descrição dos atributos do TA (opcional).
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Modelo Entidade Relacionamento
Tipo de Associação
• Exemplo
– nome: emprega;
– descrição: liga um empregado ao rayon 
no qual ele trabalha hoje
– TE participantes: <Empregado,E>, 
<Rayon,R>
– cardinalidade E:min=0,max=1 R:(O,n)
– atributos: nenhum.
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Modelo Entidade Relacionamento
Cardinalidade
• Min=0: um empregado pode não trabalhar em 
nenhum rayon;
• min=1 um empregado deve trabalhar no mínimo 
em um rayon;
• max=1 um empregado não pode trabalhar em mais 
de um rayon;
• max=n um empregado pode trabalhar em vários 
rayons.
– As cardinalidade é indicada por dois números(min:max) 
ao lado dos traços que ligam os TE's aos TA's:
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Modelo Entidade Relacionamento
Cardinalidade
– A cardinalidade exprime o fato que um 
filho tem no mínimo e no máximo dois 
pais, e que os pais podem ter de 0 a n 
filhos.
Pais Filhosé_pai_de
0,n 2,2
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Modelo Entidade Relacionamento
TA Cíclico
• Ligam um TE a ele mesmo
• os papeis são obrigatórios e devem ser colocados no 
diagrama:
Produto Compõe
é_composto_de
é_componente_de
quantidade
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Modelo Entidade Relacionamento
Exemplos de Instâncias de um TA
– Se nós introduzimos no BD a 
composições do produto 1001: 
– 5 unidades do produto 512 
– 3 unidades do produto 123
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Modelo Entidade Relacionamento
Exemplos de Instâncias de um TA
– TE Produto:
• produto 123, 
• produto 512,
• produto 1001 
– TA Compõe:
• é_composto_de é_componente_de
quantidade
• produto 1001 produto 123 3
• produto 1001 produto 512 5
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Modelo Entidade Relacionamento
Atributo
• Definição
– nome;
– -descrição
– -cardinalidade;
– -domínio (se o atributo é simples);
– -descrição dos atributos componentes, se 
o atributo é complexo;
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Modelo Entidade Relacionamento
Exemplo: o atributo nome do TE Empregado:
• nome: nome;
• descrição: nome do empregado, nome de 
solteira para uma mulher
• cardinalidade (1:1) 
• domínio: CHAR (15)
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Modelo Entidade Relacionamento
Exemplo o atributo data de nascimento:
– nome: data de nascimento;
– descrição: "data de nascimento de uma 
pessoa"
– cardinalidade: (1:1)
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Modelo Entidade Relacionamento
Exemplo o atributo data de nascimento:• composição:
–nome: dia descrição " " 
cardinalidade: (1:1); domínio: 
Numérico [1..31]
–nome: mês descrição " " 
cardinalidade: (1:1); domínio: 
Numérico [1..12]
–- nome: ano descrição " " 
cardinalidade: (1:1); domínio: 
Numérico [1870..1994]
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Modelo Entidade Relacionamento
Terminologia:
• atributo simples: atributo não composto de 
outros atributos, valores atômicos possuem 
domínio (salário, telefone);
• atributo complexo: composto de outros 
atributos (endereço composto de (rua, 
cidade, CEP);
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Modelo Entidade Relacionamento
Terminologia:
• atributo monovalor: atributo com 
cardinalidade máxima =1 (nome, data 
nascimento);
• atributo multivalorado: vários valores por 
instância max > 1 (filhos de uma pessoa)
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Modelo Entidade Relacionamento
Terminologia:
• atributo obrigatório: (min=1) possui pelo 
menos um valor por ocorrência (nome);
• atributo opcional: (min=0) pode ter valor 
nulo (telefone)
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Modelo Entidade Relacionamento
 Identificadores dos TE's e TA's
• Conjunto mínimo de atributos que assegura 
a inexistência de duas instâncias idênticas 
neste TE (TA).
• Um TE (TA) pode ter vários 
identificadores.
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Modelo Entidade Relacionamento
Identificadores dos TE's e TA's
– Exemplo: Numero de Matrícula para Estudantes 
(ou nomeE + data nascimento se supormos que 
dois estudantes não podem ter o mesmo nome e a 
mesma data de nascimento).
Estudante Matériaprova
Num_Matrícula notas média peso
Num_Matéria
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Modelo Entidade Relacionamento
Identificadores dos TE's e TA's
• Os identificadores dos TE's Estudante e 
Matéria são respectivamente 
Num_matrículae Num_Matéria. 
• O identificador do TA prova é 
Estudante.Num_matrícula + 
Matéria.Num_Matéria.
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Modelo Entidade Relacionamento
Identificadores de um TA
– Nem sempre o identificador de um TA é formado 
do conjunto dos identificadores dos TE's ligados.
– O identificador de um só TE (no caso se a 
cardinalidade for 1:1) pode ser suficiente.
– Se o TA liga dois TE's com cardinalidade 0:n para 
ambos.
• Neste caso é necessário incluir pelo menos um 
atributo do TA para estar seguro da unicidade 
das instâncias:
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Modelo Entidade Relacionamento
Identificadores de um TA
• TA encomenda pode possuir dois 
identificadores:
– Num_Produto + Num_Cliente + data ou 
 Num_Encomenda.
Produto Clienteencomenda
num_Produto
Num_ClienteNum_Encom
data
quantidade
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Modelo Entidade Relacionamento
Identificador de um TE fraco
• nenhum subconjunto de atributos constitui 
um identificador
• é ligado por um TA binário de 
cardinalidade (1,1) à um outro TE ao qual 
ele é dependente.
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Modelo Entidade Relacionamento
Identificador de um TE fraco
– No exemplo abaixo. Exemplar ( que 
representa um exemplar de um livro) é 
um TE fraco (numEX não é 
identificador) que depende do TE livro.
Livro Exemplar
ISBN Título numEX EstadoConserv
possui
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Modelo Entidade Relacionamento
Identificador de um TE fraco
• O identificador de um TE fraco (que é o 
mesmo do seu TA) é formado do 
identificador do TE ao qual ele depende e 
de um (ou vários) atributos do TE fraco.
• O identificador de Exemplar, no nosso 
exemplo, é portanto ISBN + numEX.
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Modelo Entidade Relacionamento
Identificador de um TE subtipo.
• Seja um TE E subtipo do TE E', então todo 
identificador de E’ é também identificador 
de E. E não possui necessariamente um 
identificador próprio.
• No exemplo dos Artigos ArtigoAlimentar, 
ArtigoVestuário e ArtigoEletrDomest têm 
todos os três num_Art (do TE Artigo) como 
identificador.
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Modelo Entidade Relacionamento
 Restrições de Integridade
• Os conceitos de Entidade, Associação, 
atributo e subtipo não são suficientes para 
descrever todas as propriedades dos dados 
de um esquema ER.
Casamento
nome sexo EstadoCivil
Casado
Esposa
marido
data
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Modelo Entidade Relacionamento
Restrições de Integridade
• se uma pessoa participa à associação 
casamento , então seu estado civil deve ser 
'casado'
• Ou:
– ∀x,y ε Pessoa, <x,y> ε casamento => 
x.estadoCivil = casado
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Modelo Entidade Relacionamento
Restrições de Integridade
– Em geral SGBDs, as RI sãoverificadas por 
programas ad hoc, criados na fase de 
implementação do BD. 
– Outras regras seriam possíveis neste mesmo 
exemplo:
• se uma pessoa participa a associação casamento 
com o papel marido então sexo=’M'
• se uma pessoa participa a associação casamento 
com o papel esposa então sexo=’F'
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Modelo Entidade Relacionamento
Regras de Restrição
• Definem os estados possíveis do BD,
• Se os valores do BD não as satisfazem 
existe um "erro" no BD, 
• diz-se que o BD está incoerente.
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Modelo Entidade Relacionamento
Regras de Restrição (Domínio)
• idade ε [0..130]
– Este tipo de regras, facilmente 
implementáveis, desaparecem se o 
modelo possui uma linguagem de 
descrição que permita uma definição 
precisa do domínio.
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Modelo Entidade Relacionamento
Esquema Conceitual ER
• Esquema conceitual ER = ( {TE}, {TA}, 
{RI})
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Modelo Entidade Relacionamento