Aula-01-Modelo Conceitual

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MODELAGEM DE DADOS 
 
Projeto de Banco de Dados 
Modelo Conceitual 
 
 
Prof. Rosemary Melo 
OBJETIVOS 
 
 Conhecer a arquitetura de 3 esquemas (projeto 
conceitual, lógico e físico) 
 Entender o conceito e o processo de abstração de 
dados. 
 Identificar os principais objetos conceituais (entidades, 
relacionamentos e atributos) 
 Conhecer as representações básicas destes objetos 
conceituais 
 
 
 
PROJETO DE BANCO DE DADOS 
• OBJETIVOS DO PROJETO DE BANCO DE DADOS 
Gerar um banco de dados que permita armazenar informações sem 
redundância e recuperá-las com facilidade. 
 
O projeto cuidadoso de um banco de dados é algo obrigatório que não pode 
ser negligenciado ou deixado nas mãos de quem não tem conhecimento 
técnico para tal. (Luís Damas) 
 
 
 
PROJETO DE BANCO DE DADOS 
• Principais fases de um Projeto de Banco de Dados 
Mini Mundo: Mini-mundo é uma parcela do mundo real 
de interesse do usuário. Equivale a Domínio do Problema, 
Domínio de Conhecimento ou Universo/Domínio de 
Discurso. Tudo o que está fora do mini-mundo é irrelevante 
no momento. 
 
Requisitos (de Informação): estabelecem as Informações 
necessárias (dentro de um Domínio de Problema) aos 
processos organizacionais, nos diversos Níveis (Estratégico, 
Tático e Operacional) de uma organização. 
 
Mecanismo de Abstração: processos da mente humana 
para a construção do conhecimento. 
Abstração é um processo através do qual o ser humano 
“foca” algumas propriedades (características) de 
fenômenos da realidade e se abstrai (não considera) outras 
propriedades (características) não relevantes. 
PROJETO DE BANCO DE DADOS 
• PROCESSO DE MODELAGEM 
1. Levantamento e análise de requisitos: 
Durante essa etapa, o projetista entrevista o possível usuário 
do banco de dados para entender e documentar seus 
requisitos de dados. 
Em paralelo à especificação dos requisitos de dados, é útil 
definir os requisitos funcionais conhecidos da aplicação: 
operações (ou transações) que serão empregadas no banco 
de dados. 
 
2. Criar um esquema conceitual (essa fase é chamada 
projeto conceitual). 
Não incluem detalhes de implementação e são, 
normalmente, mais fáceis de entender e podem ser 
empregados na comunicação com os usuários não-técnicos. 
Permite que os projetistas de banco de dados se concentrem 
na especificação das propriedades do dado, sem se 
preocupar com os detalhes de armazenamento. 
 
 
PROJETO DE BANCO DE DADOS 
• PROCESSO DE MODELAGEM 
A próxima etapa no projeto do banco de dados é a 
implementação real do banco de dados utilizando um 
SGBD comercial. 
 
3. Projeto lógico ou mapeamento do modelo de dados: 
transforma um modelo de dados de alto nível em um 
modelo de dados de implementação. 
 
4. O último passo é a fase do projeto físico: define as 
estruturas de armazenamento interno, índices, 
caminhos de acesso e organizações de arquivo para os 
arquivos do banco de dados. 
 
Em paralelo a essas atividades são projetados e 
implementados os programas de aplicação. 
 
 
 
Navathe, pág. 36 CAMPUS JATIÚCA – Luiz Frederico L. de Oliveira 
PROJETO DE BANCO DE DADOS 
• PRINCIPAIS ETAPAS DO PROCESSO DE MODELAGEM 
Modelagem de Dados em Três Níveis 
 
Modelo Conceitual: Representa ou 
descreve a realidade do ambiente do 
problema, constituindo-se em uma 
visão global dos principais dados e 
relacionamentos (estruturas de 
informação), independente das 
restrições de implementação. 
 
Atualmente o Modelo de Dados 
Conceitual mais difundido e 
utilizado para a modelagem de dados 
é o Modelo de Entidade e 
Relacionamento 
PROJETO DE BANCO DE DADOS 
 
Modelo Lógico: descreve as estruturas que estarão contidas no banco de dados, de 
acordo com o tipo particular de SGBD, mas sem considerar, ainda, nenhuma 
característica específica de um SGBD, resultando em um esquema lógico de dados 
sob a ótica de uma das abordagens adotada. 
O modelo mais difundido,devido ao predomínio do SGBDR é o modelo de tabelas 
baseado no modelo de dados relacional. 
 
Modelo Físico: descreve as estruturas físicas de armazenamento de dados (tais 
como: tamanho de campos e tipo de preenchimento) e os métodos de indexação 
mais adequados, projetados de acordo com os requisitos de processamento e uso 
mais eficiente dos recursos computacionais. 
É a implementação do modelo lógico em um determinado SGBD. 
 
PROJETO DE BANCO DE DADOS 
Vantagens e resultados 
 
Representar um ambiente observado. 
 
Servir de instrumento para comunicação. 
 
Favorecer o processo de verificação e validação. 
 
Servir como referencial para a geração das estruturas de dados. 
 
Estabelecer conceitos únicos a partir de visões diversas. 
MODELO CONCEITUAL 
MODELO CONCEITUAL 
OBJETIVOS 
• Elaborar modelos conceituais de dados. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• A ABORDAGEM ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R) 
Apresentado por Peter Cher em 1976. 
- “The Entity-Relationship Model: Toward the Unified View of Data”. 
 
Baseada no princÍpio que a torna completa e inquestionável: 
-“Observamos, manipulamos, reproduzimos ou simulamos coisas, seus 
relacionamentos e características e, portanto, assim devemos representá-las”. 
 
O que seria uma possível abordagem, tornou-se um referencial definitivo. 
 
Apresenta uma técnica de diagramação simples: 
-O Diagrama Entidade-Relacionamento (DER). 
-Notações: 
Peter Chen; 
Pé-de-galinha (Engenharia da Informação) 
IDEF1X (US Air Force). 
 
MODELO CONCEITUAL 
• A ABORDAGEM ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R) 
NOTAÇÕES 
 
Peter Chen 
 
Departamento 
Empregado 
Departamento Dependente 
Projeto 
Fornecedor 
Peça 
emprega 
Trabalha 
em 
gerencia 
fornece utiliza 
gerencia tem 
QTD 
F# FNOME STATUS CIDADE 
EMP# 
ENOME 
PRIMEIRO ULTIMO 
SALARIO 
1 
M 
M 
M 
M 
M 
M 
M 
M 
M 
M 
1 1 
MODELO CONCEITUAL 
• A ABORDAGEM ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R) 
NOTAÇÕES 
 
Pé-de-galinha (Engenharia da Informação) 
 
MODELO CONCEITUAL 
• A ABORDAGEM ENTIDADE-RELACIONAMENTO (E-R) 
NOTAÇÕES 
 
IDEF1X (US Air Force) 
 
 
 A imagem seguinte representa um fato comum que pode ser representado 
através dos elementos básicos que compõem o Modelo de Entidade e 
Relacionamento: 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
A representação de uma entidade no MER é feita através de um 
retângula, com o nome da entidade em seu interior. 
São as “coisas” que existem no negócio, ou ainda, descrevem o 
negócio em si. 
Define-se Entidade como aquele objeto que existe no mundo real, 
com identificação distinta e com um significado próprio. 
ENTIDADE 
 
 
 
MODELO CONCEITUAL E SEUS COMPONENTES 
Existem várias formas de se representar graficamente um relacionamento, 
Por exemplo, Peter Chen utiliza um losango para desenhar uma associação 
entre entidades, outros autores a representam através de um traço unindo 
as entidades. 
Os relacionamentos estão intimamente ligados às ações realizadas pelos 
processos sobre os dados e representam os caminhos de navegação ou 
rotas de acesso do Modelo de Dados. 
Um relacionamento é uma associação entre duas entidades cujo 
significado seja de interesse para a realidade analisada. 
RELACIONAMENTOS 
 
 
 
MODELO CONCEITUAL E SEUS COMPONENTES 
RELACIONAMENTOS 
 
 
 
MODELO CONCEITUAL E SEUS COMPONENTES 
EXERCÍCIO 
 
 
 
Identifique as entidades, atributos e relacionamentos existentes no mini 
mundo descrito a seguir: 
 
Suponha que estamos fazendo a análise de dados da área de Recursos 
Humanos da empresa ABC e tenhamos obtido as seguintes informações: 
 
Cada funcionário é lotado em um departamento e tem um cargo de 
carreira.Para o cadastramento do funcionário. são registrados: nome, 
endereço, telefone, cargo, departamento, salário, horário, filiação, idade, 
CPF, identidade e nacionalidade. Para cada dependente do funcionário, são 
registrados: nome, idade, parentesco e sexo. Para cada departamento, 
deseja-se saber: nome, sigla, nome do chefe, número de funcionários. Para 
cada cargo, deseja-se saber: nome, sigla e salário base. 
MODELO CONCEITUAL E SEUS COMPONENTES 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
ENTIDADES 
 
Objeto que existe no mundo real com uma identificação distinta e com um 
significado próprio. 
 
A representação se realiza através de um retângulo, com o nome desta entidade em 
seu interior. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
ATRIBUTOS 
 
Informações “úteis” a respeito de uma entidade ou relacionamento. 
 
A representação se realiza através de uma elipse, com o nome do atributo no seu 
interior. 
 
Tipos de Atributos: 
-Atributo Simples 
-Atributo Determinante ou Identificador 
-Atributo Composto 
-Atributo Multivalorado 
-Atributos Derivado 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
ATRIBUTOS 
 
Atributo Determinante ou Identificador. 
-Seu valor representa um elemento da entidade. 
-Seu valor é único para a entidade. 
 
 
 
 
Atributo Composto. 
Pode ser dividido em sub-atributos, para que seu significado seja melhor 
compreendido. 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
ATRIBUTOS 
 
Atributo Multivalorado. 
Pode assumir mais do que um valor para cada entidade. 
 
 
 
 
 
Atributos Derivado. 
Seu valor pode ser obtido a partir de outros atributos. 
MODELO CONCEITUAL 
• 
 
 ATIVIDADE - Identifique qual os tipos de atributos no modelo ao lado 
. 
 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
RELACIONAMENTOS 
 
-O fato, acontecimento que liga dois objetos, duas “coisas” existentes no mundo 
real. 
-Associação entre entidades. 
-Duas “coisas” + Um Verbo. 
- Estão intimamente ligados às ações realizadas pelos processos sobre os dados e 
representam os caminhos de navegação ou rotas de acesso do Modelo de Dados. 
 
A representação se realiza através de um losângulo, com o verbo do relacionamento 
em seu interior. 
Ex.: Cliente faz empréstimo. 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
RELACIONAMENTOS 
 
Grau do Relacionamento 
Um Relacionamento pode envolver duas ou mais Entidades. 
O Grau do Relacionamento é determinado pelo número de Entidades envolvidas: 
 
Relacionamentos Binários: envolvem apenas duas entidades. 
Relacionamentos Ternários (N-ários): envolvem três ou mais entidades. 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
RELACIONAMENTOS 
 
Cardinalidade do Relacionamento 
Identifica quantas vezes cada instância de uma entidade pode participar do 
relacionamento. 
 
Cardinalidade Máxima é representada pelos símbolos 1 ou N (ou M). 
 
Cardinalidade Mínima é representada pelos símbolos 0 ou 1. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
RELACIONAMENTOS 
 
Cardinalidade máxima para relacionamentos binários: 
 
1:1 - Um para Um. 
 
 
 
1:N - Um para Muitos. 
 
 
 
M:N - Muitos para Muitos. 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
RELACIONAMENTOS 
 
Cardinalidade máxima para relacionamentos ternários: 
 
Exemplo: 
 
 
 
 
 
 
Escolha uma Entidade, por exemplo ALUNO, e pergunte: Quantos Alunos eu tenho, 
para cada par Professor-Disciplina? 
Escolha outra Entidade, por exemplo PROFESSOR, e pergunte: Quantos Professores 
eu tenho, para cada par Aluno-Disciplina? 
Escolha outra Entidade, por exemplo DISCIPLINA, e pergunte:Quantas Disciplinas eu 
tenho, para cada par Aluno-Professor? 
MODELO CONCEITUAL 
• COMPONENTES DO MODELO CONCEITUAL 
RELACIONAMENTOS 
 
Cardinalidade Mínima é representada pelos símbolos 0 ou 1. 
 
Relacionamentos Condicionais (0): nem todos os elementos de uma entidade estão 
ligados com elementos de uma outra entidade. 
 
Relacionamentos Incondicionais (1): todos os elementos de uma entidade estão 
obrigatoriamente ligados a um elemento, no mínimo, da outra entidade. 
MODELO CONCEITUAL 
• ELEMENTOS DE CARACTERIZAÇÃO SEMÂNTICAS ADICIONAIS 
Auto-relacionamento: ocorre quando uma instância de uma Entidade, se relaciona 
com outra(s) instância(s) da mesma Entidade. 
 
 
 
 
 
Atributos de Relacionamento: 
 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• ELEMENTOS DE CARACTERIZAÇÃO SEMÂNTICAS ADICIONAIS 
Entidade Fraca: ocorre caso cada instância de uma entidade (Fraca) exista somente 
porque está associada a outra instância de uma outra entidade (Forte). 
 
Depende da existência de outra entidade. 
Se uma instância da entidade a quem ela depende for excluída, ela será excluída 
também. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• ELEMENTOS DE CARACTERIZAÇÃO SEMÂNTICAS ADICIONAIS 
Generalização e Especialização 
 
Utilizada quando ocorrer uma situação onde: 
-Uma entidade possuir atributos que não fazem parte de todas as instâncias da 
entidade. 
-Quando as instâncias de uma entidade se relacionarem de maneira diferente com 
outras entidades. 
 
MODELO CONCEITUAL 
• ELEMENTOS DE CARACTERIZAÇÃO SEMÂNTICAS ADICIONAIS 
Generalização e Especialização 
 
Tipos: 
 
 Exclusiva ou Compartilhada 
Exclusiva 
 - uma instância pode ser membro de no máximo um subtipo. 
Exemplo: Um empregado só pode ser horista ou assalariado. 
 
Compartilhada 
 - uma instância pode ser membro de mais de um subtipo. 
 Exemplo: 
 Um empregado pode exercer uma ou mais função (engenheiro, 
supervisor, gerente, etc) na empresa. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• ELEMENTOS DE CARACTERIZAÇÃO SEMÂNTICAS ADICIONAIS 
Generalização e Especialização 
 
Tipos: 
 
 Totalidade e Parcialidade 
 Totalidade 
 - cada instância da superclasse deve ser um membro de alguma 
subclasse. 
 
 Parcialidade 
 - uma instância de uma superclasse pode não ser membro de 
nenhuma subclasse. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• ELEMENTOS DE CARACTERIZAÇÃO SEMÂNTICAS ADICIONAIS 
Entidade Associativa 
Tipo particular de entidade usada para eliminar os relacionamentos N:M. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• ELEMENTOS DE CARACTERIZAÇÃO SEMÂNTICAS ADICIONAIS 
Agregação 
 
Uma restrição do Modelo E-R é que não podemos expressar relacionamentos entre 
relacionamentos. 
Agregação é uma abstração através da qual relacionamentos são tratados como 
entidades de nível superior. 
ATENÇÃO: Agregação não é um Relacionamento Ternário. 
MODELO CONCEITUAL 
• REGRAS PARA DETERMINAÇÃO DE CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO 
Toda entidade deve ter um atributo identificador denominado de chave de 
identificação. 
 
A chave de identificação (chave primária ) de uma entidade deve ter sempre algum 
valor, não nulo, para cada instância da entidade. 
 
O valor da chave de identificação de cada instância deve ser único dentro da 
entidade. 
 
Chave de Identificação Composta é formada por mais de um atributo e ocorre 
normalmente quando se tem Dependência de Existência. 
 
Dependência de existência : as instâncias de uma entidade só podem ser 
identificadas em função da identificação de uma outra instância de uma outra 
entidade. 
 
Dica: Evitar chaves compostas sempre que possível 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• REGRAS PARA DETERMINAÇÃO DE CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO 
Integridade de Entidade 
 
 Toda instância de uma entidade possui um valor para chave de identificação 
própria da entidade. 
 
 O valor da chave de identificação própria para uma instância é único dentro da 
entidade. 
 
 O valor da chave de identificação própria de uma instância não pode ser 
modificado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• REGRASPARA DETERMINAÇÃO DE CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO 
CHAVE DE IDENTIFICAÇÃO PRÓPRIA (SURROGATE) 
 
-Criada para cada entidade 
 
-Identifica univocamente cada instância da entidade. 
NÃO precisa ser percebida pelos usuários 
NÃO é controlada pelos usuários 
NÃO é de preocupação dos usuários 
 
- Surrogates não são reutilizáveis. 
 
 
 
 
 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• REGRAS PARA DETERMINAÇÃO DE CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO 
Representação de associações entre entidades é complicada quando se tem chaves 
compostas. 
 
Ex.: Departamento (Número da Diretoria, Número da Superintendência, Número do 
Departamento, Sigla, Nome) 
 
Ex.: Empregado (Matrícula, Nome, Data de Admissão, Número da Diretoria de 
Lotação, Número da Superintendência de Lotação, Número do Departamento de 
Lotação) 
 
Representação de associações entre entidades é simplificada se é usado surrogates 
 
Ex.: Departamento (Código do Departamento, Sigla, Nome, Código da 
Superintendência) 
 
Ex.: Empregado (Matrícula, Nome, Data de Admissão, Código do Departamento de 
lotação) 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• REGRAS PARA DETERMINAÇÃO DE CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO 
Representação de associações entre entidades com chave composta: 
 
Ex.: Nota Fiscal (Número da Nota Fiscal, Série da Nota Fiscal, Código do Cliente, 
Código da Natureza da Operação) 
 
Ex.: Item de Nota Fiscal ( Número da Nota Fiscal, Número do Item da Nota Fiscal, 
Número da Linha, Código da Peça, Quantidade Vendida, Valor Unitário) 
 
Representação de associações entre entidades com surrogates: 
 
Ex.: Nota Fiscal (Identificação da Nota Fiscal, Número da Nota Fiscal, Série da Nota 
Fiscal, Código do Cliente, Código da Natureza da Operação) 
 
Ex.: Item de Nota Fiscal ( Identificação do Item da Nota Fiscal, Identificação da Nota 
Fiscal associada, Número da Linha, Código da Peça, Quantidade Vendida, Valor 
Unitário) 
 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• VERIFICAÇÃO DO MODELO ER 
Modelo deve ser correto 
Um modelo está correto quando não contém erros de modelagem, isto é, 
quando os conceitos de modelagem ER são corretamente empregados para 
modelar a realidade em questão. 
 
Pode-se distinguir entre dois tipos de erros, os erros sintáticos e os erros semânticos. 
 
Erros sintáticos ocorrem quando o modelo não respeita as regras de construção de 
um modelo ER. 
Exemplo: associar relacionamentos a outros relacionamentos. 
 
Erros semânticos ocorrem quando o modelo, apesar de obedecer as regras de 
construção de modelos ER (estar sintaticamente correto) reflete a realidade de 
forma inconsistente. 
MODELO CONCEITUAL 
• VERIFICAÇÃO DO MODELO ER 
Modelo deve ser correto 
Exemplos de erros semânticos: 
 
Estabelecer associações incorretas. 
Um exemplo é associar a uma entidade um atributo que na realidade pertence a 
outra entidade. Por exemplo, em um modelo com entidades CLIENTE e FILIAL, 
associar a CLIENTE o nome da filial com o qual o cliente trabalha usualmente (nome 
de filial é um atributo de FILIAL). 
 
Usar uma entidade do modelo como atributo de outra entidade. 
Um exemplo seria ter, em um modelo, uma entidade BANCO e usar banco como 
atributo de uma outra entidade CLIENTE. Cada objeto da realidade modelada deve 
aparecer uma única vez no modelo ER. 
 
Usar o número incorreto de entidades em um relacionamento 
Um exemplo é o de fundir em um único relacionamento ternário dois 
relacionamentos binários independentes 
MODELO CONCEITUAL 
• MODELOS EQUIVALENTES 
De maneira informal, diz-se que dois modelos são equivalentes, quando expressam 
o mesmo, ou seja quando modelam a mesma realidade. 
 
Para fins de projeto de BD, dois modelos ER são equivalentes, quando ambos geram 
o mesmo esquema de BD. 
 
Para entender perfeitamente este conceito de equivalência de modelos, o leitor 
deve conhecer as regras de tradução de modelo ER para modelo relacional. 
MODELO CONCEITUAL 
• MODELOS EQUIVALENTES 
 
Relacionamento m:n versus uma entidade + 2 Relacionamentos 1:n. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• MODELOS EQUIVALENTES 
Relacionamento m:n da agregação versus uma entidade + 2 Relacionamentos 1:n. 
 
 
MODELO CONCEITUAL 
• MODELOS EQUIVALENTES 
Atributo multi-valorado versus uma entidade. 
 
 
•“Lançamento pagamento” e 
“dependentes” possuem outras informações 
(atributos) ainda não representadas no 
modelo. 
MODELO CONCEITUAL 
• INDICATIVOS PARA A ESCOLHA DE CONSTRUÇÕES DE MODELAGEM 
Atributo versus entidade. 
Exemplo: em uma indústria de automóveis, como devemos registrar a cor de cada 
automóvel que sai da linha de produção? 
 
Alguns critérios para esta decisão são: 
•Caso o objeto cuja modelagem está em discussão esteja vinculado a outros objetos 
(atributos, relacionamentos, entidades genéricas ou especializadas), o objeto deve 
ser modelado como entidade. 
•Quando o conjunto de valores de um determinado objeto é fixo durante toda a vida 
do sistema ele pode ser modelado como atributo. Quando existem transações no 
sistema que alteram o conjunto de valores do objeto, o mesmo não deve ser 
modelado como atributo. 
MODELO CONCEITUAL 
• INDICATIVOS PARA A ESCOLHA DE CONSTRUÇÕES DE MODELAGEM 
Atributo versus generalização/especialização. 
Exemplo: a categoria funcional de cada empregado de uma empresa deve ser 
modelada como atributo da entidade ou através de uma especialização (cada 
categoria funcional corresponde a uma especialização da entidade empregado)? 
 
Alguns critérios para esta decisão são: 
•Uma especialização deve ser usada quando sabe-se que as classes especializadas de 
entidades possuem propriedades (atributos, relacionamentos,generalizações, 
especializações) particulares. 
 
O sexo do empregado é melhor modelado como atributo de empregado, caso não 
existam propriedades particulares de homens e mulheres a modelar na realidade 
considerada.