Capitulo 2 Modelo Entidade Relacionamento

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  
CEUT 
PROF. HELTON MATOS 
 
 Transformar aspectos do mundo real em elementos de um 
modelo de dados formal 
 Temos três componentes: 
Estruturas 
o Uma coleção de tipos de objetos 
o Blocos básicos de construção de modelos 
• Ex: Relações, Domínio (Modelo Relacional) 
 
o Representam valores que são interpretações de 
objetos do mundo real e suas propriedades 
Operadores 
o Meio de manipular e atualizar os tipos de 
objetos 
• Ex: Álgebra Relacional (Modelo Relacional) 
Operações 
o Especificam uma ação - O que é para ser feito 
o Transformam um estado de BD em outro estado 
 
Preservando propriedades do esquema do BD 
e do modelo de dados 
 Operações no Banco de Dados 
Regras de integridade (Restrições) 
o Restringem o conjunto de estados válidos 
dos tipos de objetos (conteúdo) 
• Ex: Valores de chave primária devem ser 
únicos e não nulos (Modelo Relacional) 
  
Ceut 
Prof.: Helton Matos 
 Tem por base a percepção de que o mundo real é formado 
por um conjunto de objetos chamados entidades e pelo 
conjunto dos relacionamentos entre esses objetos. 
 
 Permite especificar o esquema da empresa e é um dos 
modelos com maior capacidade semântica. 
 Conjunto de entidades; 
 
 Conjunto de relacionamentos e; 
 
 Atributos. 
 Entidade é uma “coisa” ou “objeto” no mundo real que 
pode ser identificado de forma unívoca em relação a todos 
os outros objetos. 
 
 Por exemplo, cada pessoa na empresa é uma entidade. 
 
 Uma entidade tem um conjunto de propriedades, e os 
valores para alguns conjuntos dessas propriedades devem 
ser únicos. 
 Um conjunto de entidades é um conjunto que abrange 
entidades de mesmo tipo que compartilham as mesmas 
propriedades: os atributos. 
 
 O conjunto de todas as pessoas que são clientes de um 
dado banco, por exemplo, pode ser definido como o 
conjunto de entidades cliente. 
 Analogamente, o conjunto de entidades empréstimo 
poderia representar o conjunto de todos os empréstimos 
que o banco em questão viabiliza. 
 
 As entidades individuais que constituem um conjunto são 
chamadas extensões do conjunto de entidades. 
 
 Assim, todos os clientes do banco são as extensões do 
conjunto de entidade cliente. 
 Uma entidade é representada por um conjunto de 
atributos. 
 
 Atributos são propriedades descritivas de cada membro de 
um conjunto de entidades. 
 
 Um banco de dados inclui uma coleção de conjuntos de 
entidades, cada qual contendo um número de entidades de 
mesmo tipo. 
 Um atributo de um conjunto de entidades é uma função 
que relaciona o conjunto de entidades a seu domínio. 
 
 Um atributo, como é usado no modelo E-R, pode ser 
caracterizado pelos seguintes tipos: 
 
o Atributos simples ou compostos 
o Atributos monovalorados ou multivalorados 
o Atributos nulos 
o Atributos derivados 
 Atributos simples não é dividido em partes, enquanto os 
compostos, podem. 
 
 Por exemplo: nome_cliente pode ser dividido em prenome, 
nome_intermediário e sobrenome. 
 
 Um atributo número_emprestimo de uma entidade 
específica refere-se apenas a um número de empréstimo. 
Esses atributos são monovalorados. 
 
 Considere o conjunto de entidades empregado com o 
atributo nome_dependente. 
 Qualquer empregado pode ter um, nenhum ou vários 
dependentes; entretanto, diferentes entidades empregado 
dentro do conjunto de empregados terão diferentes 
números de valores para o atributo nome_dependentes. 
 Esse tipo de atributo é dito multivalorado. 
 
 É usado quando uma entidade não possui valor para 
determinado atributo. 
 
 Por exemplo, se um empregado em particular não possui 
dependentes, o valor de atributo nome_dependente para 
esse dependente deverá ser nulo. 
 
 Nulo também pode significar que o valor é desconhecido. 
 O valor desse tipo de atributo pode ser derivado de outros 
atributos ou entidades a ele relacionados. 
 
 Por exemplo, digamos que o conjunto de entidades cliente 
possui o atributo empréstimos_tomados, que representa o 
número de empréstimos tomados do banco por um cliente. 
 Podemos derivar o valor desse atributo contando o número 
das entidades empréstimos associadas ao cliente em 
questão. 
 Um relacionamento é uma associação entre uma ou várias 
entidades. 
 
 Por exemplo, podemos definir um relacionamento que 
associa o cliente Hayes com o empréstimo L15. 
 Um conjunto de relacionamentos é um conjunto de 
relacionamentos de mesmo tipo. 
 
 Por exemplo, consideremos dois tipos de conjunto de 
entidades, empréstimo e agência. Podemos definir o 
conjunto de relacionamentos agência_empréstimo 
denotando a associação entre empréstimo bancário e a 
agência onde esse empréstimo é mantido. 
 Papel: a função que uma entidade desempenha. 
 
 Um conjunto de entidades e um conjunto de 
relacionamentos não são noções precisas e é possível 
definir um conjunto de entidades relacionadas entre eles 
de várias formas diferentes. 
 Considere o conjunto de entidades empregado com os 
atributos nome_empregado e número_telefone. 
 
 Pode ser facilmente verificado que o telefone é uma 
entidade sujeita a seus próprios atributos, como 
número_telefone e localização. 
 Sob este ponto de vista, o conjunto de entidades deve ser 
redefinido, como segue: 
 
o O conjunto de entidades empregado com o atributo 
nome_empregado. 
 
o O conjunto de entidades telefone com os atributos número_telefone 
e localização. 
 
o O conjunto de relacionamentos emp_telefone, o qual denota a 
associação entre os empregados e os telefones que podem ter. 
 
 Nem sempre fica claro se um objeto é melhor expresso por 
um conjunto de entidades ou por um conjunto de 
relacionamentos. 
 Expressa o número de entidades às quais outra entidade 
pode estar associada via um conjunto de relacionamentos. 
 
o Um para um 
o Um para muitos 
o Muitos para um 
o Muitos para muitos 
 Quando a existência da entidade x depende da entidade y. 
 
 Operacionalmente, se y for excluído, o mesmo deve 
acontecer com x. 
 
 A entidade y é chamada entidade dominante e a x é 
chamada entidade subordinada. 
 Considere o conjunto de entidade empréstimo e o conjunto 
de entidades pagamento, que mantém todas as 
informações dos pagamentos realizados para um 
determinado empréstimo. 
 Superchave é um conjunto de um ou mais atributos que, 
tomados coletivamente, nos permite identificar de maneira 
unívoca uma entidade em um conjunto de entidades. 
 
 Por exemplo, o atributo seguro_social do conjunto de 
entidades cliente é suficiente para distinguir uma entidade 
cliente de outra. 
 É possível que vários conjuntos diferentes de atributos 
possam servir como superchave. Essas superchaves são 
chamadas de chaves candidatas. 
 
 Podemos usar o termo chave primária para caracterizar a 
chave candidata que é escolhida pelo projetista do banco 
de dados como de significado principal para a identificação 
de entidades dentro de um conjunto de entidades. 
 Seja R um conjunto de relacionamentos envolvendo os 
conjuntos de entidades E1, E2, ..., En. 
 
 Seja uma chave primária (Ei) denotando o conjunto de 
atributos que formam a chave primária do conjunto de 
entidades Ei. 
 
 Assume-se que os nomes dos atributos de todas as chaves 
primárias sejam únicos. 
 A composição da chave primária para um conjunto de 
relacionamentos depende de uma estruturade atributos 
associada ao conjunto de relacionamentos R. 
 A relativa simplicidade e a clareza gráfica dessa técnica 
de diagramação pode explicar a ampla disseminação 
desse modelo. 
 
 A seguir são apresentados seus principais 
componentes: 
 
o Retângulos: representam um conjunto de entidades. 
 
o Elipses: representam os atributos. 
 
o Losangos: representam os conjuntos de relacionamentos. 
 
o Linhas: unem os atributos aos conjuntos de entidades e os 
conjuntos de entidades aos conjuntos de relacionamentos. 
 
o Elipses Duplas: representam atributos multivalorados. 
 
Diagrama E-R correspondente a clientes e empréstimos. 
 
Um para muitos. 
Muitos para um 
 
Relacionamento um para um 
Diagrama E-R com um atributo atrelado ao conjunto de relacionamentos 
 
Diagrama E-R com indicadores de papéis. 
 
Diagrama E-R com relacionamentos ternários. 
 É quando um conjunto de entidades pode não ter atributos 
suficientes para formar uma chave primária. 
 
 O conjunto de entidades que tem uma chave primária é 
chamado de conjunto de entidades fortes ou regulares. 
 
 
 
 Embora cada entidade pagamento seja distinta, os 
pagamentos de empréstimo diferentes podem compartilhar 
um mesmo número. 
 
 Para ser significativo, tem que fazer parte de um conjunto 
de relacionamentos um para muitos. 
 
 O identificador de um conjunto de entidades fracas é o 
conjunto de atributos que permite que a distinção seja feita 
entre as entidades 
 No exemplo, o identificador (chave parcial) é o número do 
pagamento, assim, para cada empréstimo, um número de 
pagamento identifica um determinado pagamento para 
aquele empréstimo. 
 
 A chave primária de entidades fracas é formado pela chave 
primária do conjunto de entidades fortes ao qual a 
existência do conjunto de entidades fracas está vinculado 
mais o identificador do conjunto de entidades fracas. 
 O conjunto de entidades dominantes é dito proprietário do 
conjunto de entidades fracas por ele identificado. 
 
 O relacionamento que associa o conjunto de entidades 
fracas a seu proprietário é o relacionamento identificador. 
 Um conjunto de entidades fracas é identificado no 
diagrama E-R pela linha dupla usada no retângulo e no 
losango do relacionamento correspondente. 
 
  
 Um conjunto de entidades pode conter subgrupos de 
entidades que são, de alguma forma, diferentes de outras 
entidades do conjunto. 
 
 Considere o conjunto de entidades conta com os atributos 
número_conta e saldo. Um saldo pode ser classificado 
como um dos seguintes grupos: 
o conta_poupança 
o conta_movimento 
 Cada um desses tipos de contas é descrito como um 
conjunto de atributos que, além de todos os atributos do 
conjunto de entidades conta, possui outros atributos 
adicionais. 
 
 O processo de projetar os subgrupos dentro de um conjunto 
de entidades é chamado especialização. 
 Um banco pode oferecer três tipos de conta (padrão, 
especial e sênior). 
 
 Em termos de diagrama E-R, a especialização é 
representada pelo triângulo rotulado de ISA (de “is a”- é 
uma em inglês). 
 
 O refinamento do conjunto de entidades em níveis 
sucessivos de subgrupos indica um processo top-down de 
projeto. 
 
 O projeto pode ser realizado de modo bottom-up, no qual 
vários conjuntos de entidades são sintetizados em um 
conjunto de entidades em alto nível, com base em atributos 
comuns. 
 Propriedade decisiva das entidades de níveis superior e 
inferior criadas pela especialização e pela generalização. 
 
 Os conjuntos de entidades de nível inferior (subclasses) 
também herdam a participação em conjuntos de 
relacionamentos dos quais participam seus conjuntos de 
entidades superior (ou superclasses). 
 
 Existe uma hierarquia nos conjuntos de entidades. 
 Um tipo de restrição envolve a determinação das entidades 
que podem participar de um dado conjunto de entidades 
de nível inferior. 
 
 Tais escolhas podem ser uma das seguintes: 
 Considere que o conjunto de entidades de nível superior 
conta possui o atributo tipo_conta. 
 
 Todas as entidades conta evoluem para um dos atributos 
tipo_conta. 
 
 Somente aquelas entidades que satisfaçam a condição 
tipo_conta=“conta_poupança”, podem pertencer ao 
conjunto de entidades de nível inferior conta_poupança. 
 Todas as entidades que satisfaçam a condição 
tipo_conta=“conta_movimento” são incluídas em conta 
movimento. 
 
 Desde que todas as entidades de nível inferior sejam 
classificadas com base nos mesmos atributos (neste caso, 
tipo_conta), esse tipo de generalização é chamada 
definida_por_atributo. 
 Suponha que, depois de três meses de trabalho, os 
empregados do banco sejam convocados para compor um 
dentre os quatro grupos de trabalho existentes. 
 
 Esses grupos são representados por quatro conjuntos de 
entidades de baixo nível, derivados do conjunto de 
entidades de alto nível empregado. 
 Outro tipo de restrição determina se uma entidade pode ou 
não pertencer a mais de um conjunto de entidades de nível 
inferior dentro de uma generalização simples. 
 
 Os conjuntos de entidades de nível inferior podem ser um 
dos seguintes: 
 Exigem que uma entidade pertença a apenas um conjunto 
de entidades de nível inferior. 
 
 Em nosso exemplo, uma entidade conta pode ser tanto 
uma conta poupança como uma conta movimento, mas 
nunca ambas. 
 Uma mesma entidade pode pertencer a mais de um 
conjunto de entidades de nível inferior dentro de uma 
generalização simples. 
 
 Para ilustrar, retornemos ao exemplo dos grupos de 
trabalho dos empregados do banco e suponhamos que 
determinados gerentes participem de mais de um desses 
grupos. 
 Total: cada entidade do conjunto de entidades de nível 
superior deve pertencer a um conjunto de entidades de 
nível inferior. 
 
 Parcial: qualquer entidade de nível superior pode pertencer 
a qualquer um dos conjuntos de entidades de nível inferior. 
 Uma das limitações do modelo E-R é que não é possível 
expressar relacionamentos entre relacionamentos. 
 
 Considere novamente um banco de dados descrevendo 
informações sobre clientes e seus empréstimos supondo 
que cada par empréstimo-cliente possui um bancário, ou 
agente-empréstimo, responsável pelo acompanhamento de 
determinado empréstimo. 
 
 O modelo E-R nos dá uma flexibilidade substancial para o 
projeto de um esquema de banco de dados. 
 
 Iremos considerar quais as opções possíveis para o 
projetista dentre o grande número de possibilidades. 
 
 Algumas das possíveis são: 
 
 Optar pelo uso de um atributo ou de um conjunto de 
entidade para representar um objeto. 
 
 Se uma concepção real é expressa de modo mais preciso 
por um conjunto de entidade ou por um conjunto de 
relacionamentos. 
 
 Optar por um conjunto de relacionamentos ternários ou por 
um par de relacioamentos binários. 
 Se se deve usar um conjunto de entidades fortes. 
 
 Se o uso da generalização é apropriada. 
 
 Se o uso da agregação for apropriada. 
 A fase inicial de um projeto é caracterizar todos os dados 
necessários na perspectiva do usuário. 
 
 O resultado dessa fase é a especificação das necessidades 
do usuário (ou levantamento de requisitos). 
 A seguir, o projetista escolhe o modelo de dados e, por 
meio da aplicação de seus conceitos, transcreve as 
necessidades especificadas em um esquema conceitual de 
banco dedados (projeto conceitual), objetivando uma visão 
detalhada da empresa. 
 
 Como só estudamos o modelo E-R até agora, iremos usá-lo 
para o desenvolvimento do esquema conceitual. 
 
 O desenvolvimento do projeto conceitual irá indicar 
também as necessidades funcionais da empresa. 
 
 Necessidades funcionais é onde os usuários descrevem os 
tipos de operações (ou transações) que serão realizadas 
nos dados. 
 
 Ex.: modificações para atualização de dados, pesquisa para 
recuperação e remoção de dados. 
 Na fase de projeto lógico, o esquema conceitual é mapeado 
para o modelo de implementação de dados no SGBD que 
será usado. 
 A fase subseqüente é a do projeto físico, especificamente 
dependente dos recursos do SGBD usado. 
 Dados Necessários a uma Empresa da Área 
Bancária 
 
 Designação de Conjuntos de Entidades em 
Empresas Bancárias 
 
 Designação dos Conjuntos de Relacionamentos de 
uma Empresa da Área Bancária 
 
 Diagrama E-R de uma Empresa da Área Bancária 
 
 Para um conjunto de entidades e para cada conjunto de 
relacionamentos, dentro de um banco de dados, existe uma 
tabela única registrando o nome do conjunto de entidades 
ou relacionamentos correspondentes. 
 
 Cada tabela possui várias colunas, cada uma delas com 
um único nome. 
 
 Seja E um conjunto d entidades fortes descritos pelos 
atributos a1, a2, ..., an. 
 
 Representamos essa entidade por uma tabela chamada E 
com n colunas distintas, cada uma delas correspondendo a 
um atributo de E. 
 
 Cada linha da tabela corresponde a uma entidade do 
conjunto de entidades E. 
número _empréstimo Total 
L-17 
L-23 
L-15 
L-14 
L-93 
L-11 
L-16 
1000 
2000 
1500 
1500 
500 
900 
1300 
•Denotaremos como D1 o conjunto de todos os números de empréstimos e D2 
o conjunto de todos os saldos. 
 
•Qualquer linha da tabela empréstimo deve consistir de uma 2-tupla(v1 e v2), 
em que v1 é um empréstimo (está no conjunto D1) e v2 é um total (está no 
conjunto D2) 
 
•Iremos nos referir ao conjunto de todas as linhas possíveis de empréstimo 
como o produto cartesiano de D1 e D2, denotado por: 
 
D1 x D2 
 
 Seja A um conjunto de entidades fracas com os atributos a1, a2, 
..., an. 
 
 Seja B um conjunto de entidades fortes, do qual A é dependente. 
 
 Seja a chave primária de B composta pelos atributos b1, b2, ..., 
bn. 
 
 Representamos o conjunto de entidades A pela tabela chamada 
A com uma coluna para cada um dos atributos do conjunto: 
 
{a1, a2, ..., am } U {b1, b2, ..., bn } 
 
 
 Seja R um conjunto de relacionamentos; seja a1, a2, ..., an o 
conjunto de atributos formado pela união das chaves 
primárias de cada um dos conjuntos de entidades 
participantes de R;e seja os atributos descritivos b1, b2, ..., 
bn (se houver) de R. 
 
 Representamos esse conjunto de relacionamentos pela 
tabela chamada R, com uma coluna para cada atributo do 
conjunto: 
 
{a1, a2, ..., am } U {b1, b2, ..., bn } 
 
 Para ilustrar, considere o conjunto de relacionamentos 
devedor no diagrama E-R. Esse conjunto de 
relacionamentos envolve os dois conjuntos de entidades 
seguintes: 
 
o Cliente, com a chave primária seguro_social. 
o Empréstimo, com a chave primária número_empréstimo. 
 
 Uma vez que o conjunto de relacionamentos não possui 
atributos próprios, a tabela devedor possui duas colunas, a 
de seguro_social e número_empréstimo. 
 
 Em geral, a tabela para o conjunto de relacionamentos 
unindo o conjunto de entidades fracas com seu conjunto de 
entidades fortes correspondente é redundante e não 
precisa ser apresentada em uma representação tabular do 
diagrama E-R. 
 O conjunto de relacionamentos entre conta e agência_conta, é de 
muitos para um. 
 
 Daqui para a frente, uma linha dupla no diagrama E-R indica que a 
participação de conta em conta_agência é total, ou seja, uma conta 
não pode existir sem que esteja associada a uma agência em 
particular. 
 Novas tabelas são criadas para esses tipos de atributos. 
 
 O diagrama inclui o atributo multivalorado 
nome_dependente. 
 
 Para esse atributo multivalorado, criamos uma tabela 
nome_dependente com as colunas nomed, referente ao 
atributo noem_dependente do empregado, e 
seguro_social_empregado, representando a chave primária 
do conjunto de entidades empregado. 
 
 Cada dependente de um empregado é representado por 
uma única linha na tabela. 
 Para o diagrama para o caso de generalização visto 
anteriormente teremos três tabelas: 
 
o conta, com os atributos número_conta e saldo. 
o conta_poupança, com os atributos número_conta e taxa_juros 
o conta_movimento, com os atributos número_conta e 
limite_cheque_especial 
 Se a generalização for exclusiva e total, isto é, se nenhuma 
entidade é membro de mais de um conjunto de entidades 
de nível imediatamente inferior e se todas as entidades do 
conjunto de entidades de nível superior são membros 
também de um dos conjuntos de entidades de nível inferior, 
uma outra representação alternativa é possível. 
 
 Teremos duas tabelas: 
o conta_poupança, com os atributos número_conta, saldo e 
taxa_de_juros. 
o Conta_movimento, com os atributos número_conta, saldo e 
limite_cheque_especial. 
 Usando o mesmo procedimento anterior para o resto do diagrama, criamos as 
seguintes tabelas: 
 
o cliente, com os atributos nome_cliente, seguro_social, rua_cliente e cidade_cliente. 
 
o empréstimo, com os atributos número_empréstimo e total. 
 
o devedor, com os atributos seguro_social e número_empréstimo. 
 
o empregado, com os atributos seguro_social_empregado, nome_empregado e número_telefone. 
 
o agente_empréstimo, com os atributos seguro_social, número_empréstimo e 
seguro_social_empregado. 
 Considere o banco de dados de uma universidade para a programação de 
exames finais. Esse banco de dados poderia ser modelado como um conjunto 
de entidades simples exame, com atributos curso_exame, número_seção, 
número_sala e horário. Alternativamente, um ou mais conjuntos de entidades 
adicionais poderiam ser definidos, entre os conjuntos de relacionamentos, para 
substituir alguns dos atributos do conjunto de entidades exame, como: 
 
o Curso, com os atributos nome, departamento e número_curso. 
o seção, com os atributos número_seção e programa, dependente do 
conjunto de entidades curso como um conjunto de entidades fracas. 
o Sala, com os atributos número_sala, capacidade e prédio. 
 
(a) Mostre o diagrama E-R ilustrando o uso dos três conjuntos de entidades 
adicionais listadas. 
(b) Explique quais as características da aplicação poderiam influir na 
decisão de incluir ou não cada um desses conjuntos adicionais de 
entidades.