Aula 9 - Projeto de TCC

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27/05/2019 Estácio - Disciplina online
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Disciplina: Projeto de TCC em Sistemas de
Informação
Aula 9: Organização dos dados
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Apresentação
Hoje existem quatro opções de sistemas gerenciadores de bancos de dados (SGBD) comerciais que implementam o
armazenamento de quatro tipos de bancos de dados: relacional, orientado a objetos, objeto-relacional e de dados NOSQL.
O domínio dos bancos de dados relacionais para sistemas corporativos é inegável, mas grandes empresas já utilizam os
bancos de dados NOSQL. Bancos de dados orientados a objeto não se �rmaram, enquanto os objeto-relacionais não têm
muita aderência devido, principalmente, às evoluções de dados e sistemas que aconteciam de formas isoladas. No entanto,
antes de todas as de�nições que envolvem as decisões dos caminhos a se tomar em termos de armazenamento, devemos
construir o modelo conceitual de dados, que independe de tecnologia, e mostrar como os dados manipulados e persistidos
pelo sistema estão organizados e como se relacionam. O ponto de partida será a análise do modelo conceitual de classes,
extraindo os atributos e avaliando como classes derivam de entidades do modelo de dados (modelo de entidade e
relacionamento).
Nesta aula, revisaremos conceitos e elementos do modelo de entidade e relacionamento (MER) para a construção do
conceitual de dados com base no modelo de classes. Ao �nal, você deve aplicar o aprendizado no desenvolvimento do
diagrama ou do modelo de entidade e relacionamento de seu projeto de TCC.
Objetivos
Revisar elementos e relacionamentos do diagrama entidade e relacionamento (DER);
Observar a técnica para derivar modelo de dados a partir de modelo de classes;
Aplicar os conceitos para a construção do DER de seu projeto de TCC.
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Diagrama de entidade e relacionamento
Modelagem de dados de um sistema
Antes do paradigma orientado a objetos (e mesmo depois), as perspectivas de dados e funções de um sistema eram entendidas e
tratadas de forma separada. Assim sendo, temos artefatos para representar a perspectiva funcional do sistema e dos artefatos
para representar as perspectivas dos dados.
O fato é que ambos (dados e funções) estão intrinsicamente relacionados, daí a percepção da orientação a objetos de encapsular
dados e funções nas classes. Artefatos de dados, na prática, são mais estáveis que os funcionais, mas também evoluem na
proporção das mudanças nos requisitos do negócio. A modelagem de dados de um sistema, como um todo, envolve três níveis:
Clique nos botões para ver as informações.
No nível (ou perspectiva) conceitual, estão representados as entidades relacionadas ao negócio e os relacionamentos entre
elas, oferecendo uma visão geral dos dados e de seus relacionamentos.
Conceitual 
Intermediário, o modelo lógico fala da organização dos dados segundo determinados paradigmas: 
• Relacional; 
• Orientado e objeto; 
• Objeto-relacional; 
• Paradigma NOSQL (hoje em dia).
Lógico 
O modelo físico mostra como os dados são armazenados em um SGBD especí�co contido em um dos paradigmas lógicos.
Físico 
Atenção
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O foco desta aula é a construção do modelo conceitual de dados. Para isso, usaremos DER ou MER:
 Modelo conceitual de dados. (Fonte: Devmedia <https://arquivo.devmedia.com.br/REVISTAS/sql/imagens/121/2/1.png> ).
A imagem adiante mostra os três níveis (conceitual, lógico e físico), embora ela inclua em seu modelo lógico uma solução usando
o paradigma relacional de banco de dados (retrato do modelo físico com um BD construído e manipulado pela linguagem SQL):
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 (Fonte: Shutterstock)
Modelo conceitual de dados
Procura espelhar a realidade, independentemente da forma e das restrições de implementação (modelo físico). Representando os
dados do ponto de vista do negócio, bem como os relacionamentos entre eles, modelos conceituais de dados contêm: 
• Entidades; 
• Relacionamentos; 
• Atributos.
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Dica
Um modelo conceitual de dados é independente de hardware ou software: não depende, portanto, de nenhum tipo de SGBD.
Alterações no software ou hardware não afetam o modelo conceitual.
O diagrama de entidade e relacionamento e seus elementos
DER ou MER é a encarnação do modelo conceitual de dados. A �gura a seguir apresenta um diagrama de entidade e
relacionamento simples com seus principais elementos:
 Uma turma contém de um a vários professores. Um professor está contido (ou leciona) em uma ou várias turmas.
a) Elementos do diagrama
1 Entidades: Turma e Professor. Ambas estão representadas por um retângulo com seus nomes (que devem serrepresentativos).
2 Relacionamento: Contém. Representado pelo losango com seu nome (que deve ser signi�cativo).
3 Cardinalidade: (1,n) Turma; (1,n) Professor. Números entre parênteses.
4
Atributos: id_Turma e capacidade (entidade Turma); id-professor, telefone (1,n) e nome (entidade Professor). Eles estão
representados por bolinhas penduradas na entidade ou no relacionamento (existem atributos de relacionamentos
também).
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Entidade
Constitui a essência de algo. Tudo quanto existe ou pode existir. Pode ser de�nida como uma coisa que desempenha um papel
especí�co no sistema que está sendo modelado e algo relevante do ponto de vista do armazenamento de dados. A análise das
entidades de um modelo conceitual de dados depende do contexto e da realidade em que o sistema se aplica.
Daremos em seguida alguns exemplos de entidades:
Objetos do mundo real
Um livro, um cliente, uma máquina, um lugar e uma mesa.
Pessoas
Empregados, contribuintes, aluno e professor.
Conceito abstrato
Curso e empresa.
Acontecimento
Encomenda de material, uma compra e a inscrição em um
concurso.
Atenção
As chamadas entidades fracas são aquelas cujas vidas dependem de outras conhecidas como entidades fortes. Esta �gura
apresenta os elementos que representam as entidades fortes e fracas:
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Relacionamento
Entidades relacionam-se pela própria realidade. Portanto, trata-se de um mapeamento (regra de associação) entre duas classes
de entidades. Os mapeamentos podem ser nomeados de diferentes formas corretas. Voltemos ao exemplo inicial:Turma Contém Professor 
 
Também podemos dizer: 
• Professor Leciona Turma; 
• Vai depender da visão da realidade.
A �gura a seguir expõe a ideia de relacionamento. O primeiro conjunto representa cada Empregado; o segundo, o Departamento
em que estão lotados três departamentos. Estar Lotado é um Relacionamento entre as entidades Empregado e Departamento. 
• Os empregados de nomes João e Maria estão lotados no departamento de código (DEPTO-A):
 Fonte: (POMPILHO, 1995, p. 95)
Sob a forma de um diagrama de entidade e relacionamento, a imagem dos dois conjuntos acima seria representada da seguinte
maneira:
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Já a �gura seguinte mostra a representação de entidades e relacionamentos fracos e fortes (normal). O conceito de
relacionamento fraco está associado a uma entidade fraca. No relacionamento entre Empregado e Dependente, Dependente é a
entidade fraca. Consequentemente, seu relacionamento é o fraco.
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Atributos
A razão de ser das entidades é a possibilidade de armazenar dados sobre elas. Cada dado armazenado chama-se atributo.
Podemos dizer ainda que atributos se referem à essência da entidade pela percepção da abstração de quem estiver modelando.
Cada atributo está associado a um domínio de valores, que são os valores válidos para cada atributo. O atributo Nome da
entidade Funcionário tem como domínio um conjunto de nomes. Exemplo: Carlos, Rodrigo, Camila, Daniele e Elisabete.
Em outras palavras, Camila é um valor que pode ser atribuído
ao atributo Nome de um Funcionário (entidade). A imagem
adiante ilustra o conceito de atributo em que determinada
Pessoa (entidade) possui propriedades (Altura, CPF, Cor, Nome,
Sexo, Endereço e Matrícula) que a diferenciam das demais:
É importante destacarmos a classi�cação dos atributos:
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Simples
Possui um domínio simples. Apenas um dado pode ser armazenado. Dois exemplos: Nome e
Matrícula.
Composto
Possui dados aninhados (ou subatributos) formados por uma estrutura de dados em que cada
dado tem um domínio simples ou outra estrutura de dados. Um exemplo seria o atributo
Endereço, que, na verdade, é composto dos subatributos Rua, Número, Complemento, Cidade,
UF e CEP.
Único
Cada elemento da entidade possui um valor diferente para este atributo. O valor não se repete
para dois elementos da mesma entidade. Exemplo: o seu CPF é um dado único, pois duas
pessoas não podem possuir o mesmo CPF.
Não único
O mesmo valor de dado pode aparecer em dois ou mais elementos da entidade. Exemplo: a
data de nascimento e o nome de um aluno podem se repetir dependendo do contexto.
Opcional
Algum elemento da entidade pode não ter valor para o atributo. Exemplo: Nome do cônjuge
para uma entidade Funcionário.
Obrigatório
Toda entidade tem de ter valor para o respectivo atributo. Exemplo: Nome e matrícula de um
aluno.
Monovalorado (ou univalorado)
Um único valor para cada elemento (instância) da entidade. Exemplo: Nome e matrícula de um
funcionário.
Multivalorado
Mais de um valor para cada elemento da entidade. Exemplo: Nome do dependente (de um
funcionário), telefone de uma empresa ou pessoa (pode haver mais de um: residencial,
comercial e celular).
Analisemos a �gura abaixo, que representa a entidade Aluno, e alguns de seus atributos:
• Matrícula e CPF são atributos únicos. Não se repetem para mais de uma instância de aluno; 
• E-mail e telefone são atributos multivalorados. Um aluno pode ter de um a vários telefones. Um aluno pode ter de 0 a vários e-
mails; 
• Endereço é um atributo composto, pois é composto dos subatributos Rua, NR, Complemento e CEP; 
• Nome é um atributo simples e obrigatório; 
• Data de Nascimento é um atributo opcional, pois o 0 (zero) entre parênteses indica que pode não armazenar data de nascimento.
Dica
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Os atributos únicos de uma entidade são candidatos ao cargo de atributos identi�cadores, que identi�cam univocamente
(unicamente) cada elemento do conjunto entidade. Um atributo identi�cador é obrigatório e único entre os elementos (instâncias)
da entidade.
Mais informações sobre atributos:
1
Domínio de um atributo
Possíveis valores permitidos para um atributo. Exemplo: Sexo
{M, F};.
2
Tipo de um atributo
Determina a natureza (tipo de dado) dos valores permitidos
para um atributo. Exemplos: inteiro, real e string.
3
Atributos derivados
Seu valor pode ser calculado a partir do valor de outro(s)
atributo(s).
Exemplo
A idade de um aluno (pode ser calculada a partir da data de nascimento). Qual o sentido de armazenar que João tem 18 anos se a
cada ano esse dado muda? Não há nenhum sentido: é melhor armazenar a data de nascimento. Quando precisar converter para
idade, o sistema calculará.
Relacionamentos podem ter atributos quando eles não forem adequados a nenhuma das entidades envolvidas no respectivo
relacionamento. Por exemplo, no trecho de DER abaixo, teremos de representar Receita e Data de Consulta, além do código da
receita. Esses dados não pertencem à entidade Médico e muito menos à Paciente. Eles pertencem ao relacionamento Consulta.
 Fonte: (BALIEIRO, 2015)
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Cardinalidade nos relacionamentos
Indica a quantidade de elementos de cada entidade que participa do relacionamento.
 Cardinalidades do mapeamento. (Fonte: Instituto de Matemática e Estatística <https://www.ime.usp.br/~andrers/aulas/bd2005-1/img/cardinalidade_relacionamento.gif> ).
Vejamos estes elementos da �gura acima:
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Um-para-um
1º caso (à esquerda). 
Cada elemento de (a) está relacionado a um e apenas um elemento de (b) – e vice-versa. É o chamado relacionamento com
cardinalidade um-para-um. Cada elemento de uma entidade está relacionado a apenas um da outra entidade.
Um-para-muitos
2º caso (à direita). Cada elemento de (a) está associado a um ou mais elementos de (b). E cada elemento de (b) está associado a
um de (a). É o relacionamento de cardinalidade um-para-muitos, em que um elemento de uma entidade se relaciona com um ou
mais elementos da outra.
Muitos-para-um
3º caso (à esquerda). Cada elemento de (a) está associado a um de (b) ao mesmo tempo em que um de (b) está relacionado com
um ou mais elementos de (a). Um relacionamento de cardinalidade muitos-para-um, que é o mesmo que cardinalidade um-para-
muitos.
Muitos-para-muitos
4º caso (à direita). Cada elemento de (a) se relaciona com um ou mais elementos de (b), e cada um de (b) está relacionado com
um ou mais elementos de (a). É o relacionamento de cardinalidade muitos-para-muitos.
Daqui em diante, mostraremos trechos de diagrama de entidade e relacionamentoe - sempre que seja oportuno – o equivalente
em diagrama de classes. Vamos analisar agora este trecho de diagrama de entidade e relacionamento:
Os dois trechos de diagrama de classe a seguir mostram o equivalente ao trecho de diagrama de entidade e relacionamento
acima. Na primeira opção, usa-se uma associação simples (seria su�ciente para um modelo conceitual). No entanto, a segunda
opção, com agregação, mostra a relação intrínseca entre as classes.
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Como interpretar o trecho de diagrama acima:
1
Um exemplar refere-se a um e apenas um livro – cardinalidade
(1,1) ao lado da entidade Livro.
2
Um Livro pode ter um ou mais (vários) exemplares –
cardinalidade (1,n) ao lado da entidade Exemplar.
3
A entidade Exemplar possui dois atributos: Cod_Exemplar
(atributo único e identi�cador) e Data_Compra.
4
A entidade Livro tem três atributos: Cod_Livro (atributo único e
identi�cador), Título e Autor.
A imagem adiante mostra mais um trecho de diagrama em que podemos explorar o conceito de entidade generalizada /
especializada:
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Vamos entender esta modelagem:
Há uma entidade geral (Pessoa) que armazena dois atributos em comum: Nome e CPF.
As entidades Funcionário e Cliente são especializadas: elas compartilham os atributos de Pessoa (são comuns a ambas). Cada
uma tem seus atributos próprios como mostra a imagem.
É uma situação semanticamente equivalente à generalização/especialização do diagrama de classes.
Apresentaremos adiante um trecho de um diagrama de classes implementando generalização/especialização e equivalente ao
diagrama de entidade e relacionamento anteriormente apresentado:
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Vejamos mais um trecho de diagrama em que exploramos o conceito de entidades associativas:
 Fonte: (BALIEIRO, 2015)
Vejamos o entendimento deste trecho de diagrama:
A parte superior do DER é simples: Médico <Consulta> Paciente. Agora queremos representar que, durante a <Consulta>, há a
prescrição de medicamentos. Mas temos uma regra: relacionamentos não se relacionam com relacionamentos.
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Qual é a solução? 
O relacionamento (no caso, <consulta>) passa a ser uma entidade e poderá até conter
atributos, como data e hora da consulta. Agora, a entidade Consulta (entidade
associativa) relaciona-se com Medicamento para que, na consulta, possa haver
prescrição.
Uma outra forma de representar essa mesma realidade é através da agregação (agregamos o conjunto de relacionamentos às
suas entidades relacionadas em uma nova entidade) conforme ilustra esta imagem:
 Fonte: (BALIEIRO, 2015)
Existe uma restrição para o uso da entidade associativa/agregação em um modelo de dados conceitual: o de só usar agregação
em relacionamentos muitos-para-muitos. Nem sempre é necessário nomear a nova entidade criada na agregação.
Demonstraremos adiante a solução em classes equivalente a este diagrama de entidade e relacionamento:
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Apresentamos ainda mais um trecho de diagrama de entidade e relacionamento contendo um autorrelacionamento ou
relacionamento discursivo:
Um dos funcionários é o gerente. Assim, este modelo mostra: 
• Um gerente gerencia vários funcionários (subordinados); 
• Um subordinado é gerenciado por um e apenas um gerente.
Este relacionamento pede o uso de papéis cuja entidade tem elementos que exercem dois
papéis: Gerente e Subordinado.
Vejamos agora o trecho do diagrama conceitual de classes equivalente a este trecho de DER:
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Atenção! Aqui existe uma videoaula, acesso pelo conteúdo online
Derivando o diagrama de entidade e relacionamento
É possível extrair o DER com base no diagrama conceitual de classes. Vejamos a conversão elemento a elemento:
• Classe entidade: Em princípio, de 1 classe se extrai 1 entidade. É preciso ter cuidado com as generalizações/especializações. 
 
• Atributo Classe Atributo Entidade: Em princípio, cada atributo da classe será um atributo da entidade.
→
→
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No entanto, devemos analisar se existem atributos
(especialmente privados) que dão sustentação ao
processamento do método -> estes atributos da classe
não representam atributos do DER.
Uma classe não tem atributos multivalorados nem
compostos; caso julgue relevante, pode compor essa
estrutura para aplicar no DER.
Atributos de um relacionamento de classes são
transformados em atributos do relacionamento (losango)
entre as respectivas entidades.
• Relacionamentos entre classes Em princípio, cada relacionamento entre classes vira um relacionamento (losango) no
diagrama de classes. Deve-se atentar para os relacionamentos entre classes.
→
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Associação
Transforma-se num relacionamento.
Agregação
Transforma-se num relacionamento entre a
entidade que representa o Todo e a entidade que
representa a Parte.
Composição
A classe que representa o Todo vira uma
entidade, e a classe que representa Parte vira
uma entidade fraca (entidade dupla), que, por sua
vez, exige o uso de um relacionamento fraco
(losango duplo).
Classes de associação
Transforma-se num relacionamento em que as
duas entidades são as respectivas classes que
geram a classe de associação. Este
relacionamento pode conter atributos.
Associação unária
Transforma-se numa entidade com
autorrelacionamento.
Generalização / especialização
Em princípio, pode ser mantida no DER, que
também possui entidades generalistas e
especializadas. Mas deve-se analisar a
performance e o espaço de armazenamento.
Pode não se transformar em entidades
especializadas e generalistas, sendo agregadas
em uma outra entidade.
• Manter as multiplicidades do diagrama de classes, pois o DER usa cardinalidades, que são conceitos equivalentes. Portanto, a
multiplicidade está para o diagrama de classes assim como a cardinalidade está para o DER.
Exemplo
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* vira N; 0 vira 0; 1 vira 1.
• Os métodos das classes não têm qualquer serventia para o DER.
Avaliemoso diagrama de classes abaixo e geremos o DER equivalente:
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Exceto as classes de associação, cada classe transforma-se em uma entidade no DER. Assim, teremos as entidades: 
• Professor; 
• Aluno; 
• Livro; 
• Exemplar.
Conversão de classes Entidade→ 
Cada atributo de cada classe vira atributo na respectiva entidade.
Atributos 
• Os relacionamentos de composição (Livro-exemplar) transforma-se num relacionamento fraco entre a entidade fraca
Exemplar e a entidade Livro, pois a vida dos exemplares depende da vida do livro; 
 
• Os relacionamentos das classes de associação (Empréstimo e Bloqueio) transformam-se em relacionamentos. Os atributos
das classes de associação (Empréstimo e Bloqueio) são representados nesse relacionamento.
Relacionamentos 
→
No DER, as cardinalidades são idênticas às multiplicidades do diagrama de classes, pois ambos (DER e diagrama de
classes) são modelos conceituais.
Multiplicidades 
A imagem a seguir mostra o DER equivalente ao modelo conceitual de classes:
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Atividade
1. Considere o diagrama de classes abaixo e transforme-o em um DER:
 
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Diagrama conceitual de classes de seu TCC
Com base no exposto nesta aula, sua tarefa será analisar as classes e montar o DER com base no diagrama conceitual de classes
e, se necessário, nos casos de uso (especialmente as especi�cações textuais dos casos de uso).
Seguindo o roteiro acima, inicie a sua derivação de modelos.
27/05/2019 Estácio - Disciplina online
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Atividade
2. Com base no diagrama abaixo, avalie as assertivas a seguir:
 
I. Apenas relacionamentos muitos-para-muitos demandam atributos nos relacionamentos. 
II. Titulação é um atributo de Professor classi�cado como composto. 
III. Endereço é um atributo de Aluno classi�cado com multivalorado. 
IV. Um professor pode lecionar em nenhum ou vários cursos. 
V. Um aluno pode cursar nenhum ou vários cursos. 
 
Assinale a única opção que mostras as assertivas corretas:
a) I, II, III, IV e V.
b) I e IV.
c) I, II e III.
d) IV e V.
e) I.
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3. Considere o contexto abaixo e elabore o diagrama de entidade e relacionamento. 
 
• Um aluno está inscrito em um ou mais cursos (no mínimo, um); 
• Um curso possui vários alunos inscritos (no mínimo, um); 
• Um curso tem várias disciplinas (no mínimo, um). Uma disciplina pode estar em vários cursos (no mínimo, um); 
• Uma disciplina pode ter várias outras disciplinas como pré-requisito; 
• Um departamento é responsável por várias disciplinas (no mínimo, um), e uma disciplina possui um departamento como
responsável.
4. O que o diagrama de entidade e relacionamento a seguir evidencia sobre a cardinalidade?
 
Referências
BALIEIRO, R. Banco de dados. Rio de Janeiro: SESES, 2015.
BEZERRA, E. Princípios de análise e projeto de sistemas com UML. 3. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. cap. 5.
HEUSER, C. Projeto de banco de dados. Porto Alegre: Sagra Luzzato, 1998.
POMPILHO, S. Análise essencial, um guia prático de análise de sistemas. Rio de Janeiro: Infobook, 1995. p. 95.
Próxima aula
Revisão de seu TCC: forma e conteúdo;
Análise de consistência dos diagramas;
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Leia o texto:
De�nição de MER e DER <https://www.devmedia.com.br/modelo-entidade-relacionamento-mer-e-diagrama-entidade-
relacionamento-der/14332> .