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Modelagem de Dados
Prof. Me. Fábio Genaro
Aula 10 - 18/10/2019 
	
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Conceito de Classe	
É uma entidade teórica usada para modelar um objeto.
Deve ser exclusivamente criada para guardar informações de um determinado objeto.
Exemplo: a partir do Objeto Carro, cria-se a Classe Carro.	
Figura 1: Classe Carro
Fonte: Werlich (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Divisões da Classe	
É dividida em 3 partes: nome, atributos e métodos.
Nome: são os dados que a Classe irá armazenar.
Atributos: são as características do objeto (dados).
Métodos: Os métodos são os comportamentos que um objeto poderá assumir, ou seja, são as funções criadas para realizar alguma tarefa referente aos seus atributos objeto.
Exemplo
Figura 2: Nome, atributos e métodos da Classe Carro 
Fonte: Werlich (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Diferenças entre Classe e Objeto		(Professor Digital - Blog, 2019)	
Classe: Classe é um conjunto de objetos distintos, porém com as mesmas características e comportamentos. A classe é uma abstração de entidades existentes no mundo real.
Objeto: Objeto é uma instância ou modelo derivado de uma classe. O objeto sempre será uma instância ou um elemento da uma classe. 
IMPORTANTE 
Instanciar uma classe é criar um objeto baseado em uma determinada classe.
Figura 3: Diferenças entre Classe e Objeto
Fonte: (Professor Digital - Blog, 2019)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
UML (Unified Modeling Language)	
A UML originalmente foi proposta para realizar a modelagem de sistemas orientados a objetos, mas ela pode ser utilizada como uma notação em projetos de banco de dados, padronizando a modelagem de Projetos de Sistemas.
Abrange aspectos conceituais, como regras de negócios, as classes (escritas em linguagens de programação), esquemas de banco de dados e componentes de software reutilizáveis, 
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Diagramas da Linguagem UML	(Fowler, 2004)	
Diagrama de classes: é o mais usado da Linguagem UML, pois pode representar um conjunto de classes e seus relacionamentos. 
Diagrama de objetos: demonstra como na realidade as informações do objeto podem ficar armazenadas na classe. 
Diagrama de caso de uso: é um complemento do diagrama de classes, utilizado principalmente na fase de especificação dos requisitos do sistema, pois demonstra os usuários e as funcionalidades do software. 
Diagrama de sequência: demonstra uma visão ou perspectiva, norteada por tempo, da colaboração entre os objetos, principalmente com a ordem temporal em que as mensagens são trocadas. 
Diagrama de atividades: determina o fluxo de tarefas que podem ser executadas pelo software ou por um ator. 
Diagrama de estados: pode representar um conjunto de estados que um objeto pode ter e os “gatilhos” que possam estimular a mudança ou a transição do objeto de um estado para outro. 
Diagrama de componentes: demonstra os componentes do software e seus relacionamentos, podendo ser: bibliotecas, arquivos de ajuda e classes que podem ser anexadas ao software.
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Exemplos de um Diagrama de Classe UML	(Fowler, 2004)	
Figuras 4: Exemplos de Diagramas de Classe UML
Fonte: Fowler (2004) e Lassala (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Notação Gráfica Resumida de um Diagrama de Classe UML	(Fowler, 2004)	
Figura 5: Notação Gráfica Resumida de um Diagrama de Classe UML
Fonte: Weber (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Multiplicidade	(Fowler, 2004)	
A Multiplicidade nos Diagramas de Classe equivalem às Cardinalidades dos Diagramas de Entidade-Relacionamento. Os números indicam os relacionamentos entre os objetos das classes envolvidas.
Notações possíveis
Figuras 5: Tipos de Multiplicidade
Fonte: UFCG – Recuperado de http://www.dsc.ufcg.edu.br/~jacques/cursos/map/html/uml/diagramas/classes/classes3.htm
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Relacionamentos entre Classes	
Associação
Define um relacionamento entre classes ou entre objetos de um sistema.
Dividem-se em Agregação e Composição.
Agregação 
É o tipo de associação ‘todo/parte’ onde o objeto parte é um atributo do objeto todo.
Os objetos partes somente são criados se o objeto todo ao qual estão agregados seja criado. 
Exemplo: Agregação floresta e árvore (uma floresta é um agregado de árvores).
Figura 6: Exemplo de Agregação
Fonte: Silva (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Relacionamentos entre Classes	
Associação
Composição 
É o relacionamento entre um elemento ( o objeto todo) e outros elementos (os objetos partes), onde as partes só podem pertencer ao todo e são criadas e destruídas com ele.
Exemplo: uma pessoa composta por cabeça, pernas e braços.
Figura 7: Exemplo de Composição
Fonte: Silva (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Relacionamentos entre Classes	
Dependência
A dependência entre classes indica que os objetos de uma classe usam serviços dos objetos de outra classe.
Uma modificação em um objeto afeta o comportamento de outros objetos.
Representada por uma linha tracejada com uma seta partindo do objeto cliente para o objeto fornecedor.
Exemplo: O método (comportamento) saque depende de um objeto da classe Conta.
Figura 8: Exemplo de Dependência
Fonte: Silva (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Relacionamentos entre Classes	
Generalização (Herança)
É o relacionamento entre um elemento mais geral e um mais específico.
Representada com uma linha sólida e uma seta triangular grande da subclasse para a superclasse.
O elemento mais específico herda as propriedades e métodos do elemento mais geral.
Em outras palavras, uma subclasse possui (herda) as características e comportamentos de sua superclasse.
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Generalização (Herança)
Figuras 8: Exemplos de Generalização (Herança) 
Fonte: Silva (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Generalização (Herança)
Figura 9: Exemplo de Generalização (Herança) 
Fonte: Werlich (2018)
A classe Médico é a superclasse e suas duas classes filhas (Cardiologista e Anestesista) herdam os atributos e métodos dela (classe mãe). Isso significa que os atributos CRM, nome, CPF e dtnasc não precisam ser escritos nas classes filhas, pois serão herdados da superclasse. A classe Anestesista não possui nenhum atributo ou método além daqueles herdados, mas podemos definir os atributos e os métodos conforme necessário (mas precisamos criar a classe no diagrama).
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Generalização e Especialização
Figuras 10: Generalização e Especialização 
Fonte: Werlich (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Generalização e Especialização em Diagramas de Entidade-Relacionamento 
Generalização – Especialização
Exemplo: Tabela Generalizada Funcionário e Tabelas Especializadas chamadas Professor e Secretária. Nesse cenário as entidades Professor e Secretária possuem atributos da entidade Funcionário mais as suas específicas. A estrutura de generalização e especialização é representada pelo triângulo que une as entidades.
Figura 11: Exemplo de Generalização-Especialização 
Fonte: Werlich (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Generalização e Especialização em Diagramas de Entidade-Relacionamento 
Generalização – Especialização Parcial
Exemplo: Uma generalização e especialização parcial, no exemplo com um “p” ao lado dotriângulo, indica que nem todo funcionário é professor ou secretária e neste caso não é toda ocorrência da entidade generalizada que possui uma entidade especializada correspondente.
Figura 12: Exemplo de Generalização-Especialização Parcial 
Fonte: Werlich (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Generalização e Especialização em Diagramas de Entidade-Relacionamento 
Generalização – Especialização Total
Exemplo: Têm-se uma generalização e especialização total quando, para cada ocorrência da entidade generalizada existe obrigatoriamente uma existência da entidade especializada. No exemplo temos um “t” que indica a totalidade e uma seta dupla apontando para a entidade generalizada, indicando que obrigatoriamente um funcionário será ou professor ou secretária.
Figura 13: Exemplo de Generalização-Especialização Total 
Fonte: Werlich (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Exemplo
Para uma determinada universidade é necessário guardar as informações das disciplinas ministradas por professores e quais as disciplinas que um determinado aluno cursa.
Figura 14: Exemplo de Generalização-Especialização Fonte: Werlich (2018)
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Exemplo
Atributos das tabelas:
Tabela Funcionário: nome, endereço, RG, CPF, data de nascimento, data de admissão, data de demissão, salário, nome da mãe e nome do pai.
Tabela Professor: nome, endereço, RG, CPF, data de nascimento, nome da mãe, nome do pai, valor da hora da aula e quantidade de horas/aula.
Tabela Aluno: nome, endereço, RG, CPF, data de nascimento, data de entrada faculdade, data de formatura, nome da mãe e nome do pai.
Tabela Disciplina: código da disciplina, nome da disciplina, carga horária, ementa.
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Exemplo
Os atributos em amarelo da tabela anterior estão duplicados !!!
Então cria-se uma tabela chamada Pessoa e nela insere-se os atributos em comum que se repetem nas Tabelas Funcionário, Professor e Aluno.
A representação UML da Entidade-Relacionamento está na próxima página -------------------------------------- 
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Modelagem de Dados com uso de UML (Unified Modeling Language)
Exemplo
Figura 15: Representação UML da Entidade-Relacionamento do Exemplo
Fonte: Werlich (2018)
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Bibliografia
CORONEL, C.; ROB, P. (2011). Sistema de banco de dados: projeto, implementação e administração. São Paulo: Cengage Learning.
FOWLER, M.(2004). UML Essencial. Porto Alegre: Bookman.
HEUSER, C. A. (2011). Projeto de Banco de Dados. 6. ed. Porto Alegre: Bookman. 
KORTH, H.F.; SILBERSCHATZ, A.; SUDARSHAN, S. (2012). Sistema de Banco de Dados. Rio de Janeiro: Elsevier. 
LASSALA, C. (2018). Programação Orientada a Objetos em .NET – Parte 2. Recuperado de https://www.devmedia.com.br/revista-msdn-magazine-edicao-11-programacao-orientada-a-objetos-em-net-parte-2/4260 
PROFESSOR DIGITAL - BLOG (2019). Orientação a Objetos: Classe e objeto, propriedades e métodos https://www.luis.blog.br/orientacao-a-objetos-classe-e-objeto-propriedades-e-metodos.html 
SILVA, J.J. (2018). Diagrama de Classes – Análise Orientada a Objetos. Recuperado de https://player.slideplayer.com.br/11/3216355/# 
SOUZA, S.N.A. (2011). Conceitos de Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD), Banco de Dados, Modelos de Dados e Modelo Entidade-Relacionamento. Escola Politécnica-USP: São Paulo. Recuperado de https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3243683/mod_resource/content/1/Aula%2011.pdf 
WEBER, E.J. (2018). Notação gráfica do diagrama de classes UML (resumido). Recuperado de https://www.researchgate.net/figure/Figura-2-Notacao-grafica-do-diagrama-de-classes-UML-resumido_fig1_268395653 
WERLICH C. (2018). Modelagem de Dados. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A.
Exercício 1
1) Ao instanciarmos um objeto de uma classe, criamos esses objetos na memória. Os objetos serão persistidos em algum banco de dados e por isso também precisam ser modelados de acordo com tais regras que estamos aprendendo. Para auxiliar nesse processo de modelagem de classe existe a Linguagem de Modelagem Unificada ou conforme mais utilizamos a sigla UML (Unified Modeling Language) que é uma ferramenta que auxilia na modelagem de sistemas orientados a objetos. A finalidade da UML é proporcionar uma padronização nos projetos de sistemas, abrangendo aspectos conceituais, como regras de negócios e artefatos concretos como as classes, escritas em linguagens de programação, esquemas de bando de dados e componentes de software reutilizáveis.
 
A Linguagem UML, conforme Fowler (2004), comporta diversos diagrama. Sendo assim, observe a tabela a seguir e faça a associação do tipo de diagrama na coluna A com a descrição na coluna B.
Exercício 1
COLUNA A
COLUNA B
I. Diagrama de Classes
1. demostra como na realidade as informações do objeto podem ficar armazenas na classe.
II. Diagrama de Objetos
2. demonstra os componentes do software e seus relacionamentos, podem ser: bibliotecas, arquivos de ajuda, classes que podem ser anexadas ao software.
III. Diagrama de Atividades
3. é o diagrama mais usado da Linguagem UML pois pode representar um conjunto de classes e seus relacionamentos.
IV. Diagrama de Componentes
4. permite demonstrar a coleção de outros elementos de modelagem e diagramas, representar os subsistemas englobados por um sistema maior.
V. Diagrama de Pacotes
5. Determina o fluxo de tarefas que podem ser executadas pelo software ou por um ator.
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Exercício 1
Assinale a alternativa que apresenta a associação correta.
Escolha uma:
a. I – 3; II – 4; III – 2; IV – 1; V – 5.
b. I – 3; II – 1; III – 4; IV – 2; V – 5.
c. I – 5; II – 2; III – 4; IV – 1; V – 3.
d. I – 5; II – 1; III – 1; IV – 2; V – 4.
e. I – 3; II – 1; III – 5; IV – 2; V – 4.
Exercício 2
2) Mizrahi (2008) afirma que na programação orientada a objetos podemos relacionar classes com outras classes através de hierarquias. Uma subclasse pode herdar as características de outra classe (neste caso seria a classe mãe ou superclasse). Na estrutura de herança, as classes compartilham as suas funções e características comuns e as subclasses podem receber outras particularidades exclusivas.
Exercício 2
Considerando o contexto, avalie as afirmativas a seguir:
 
I. As classes “Cardiologista” e “Anestesista” são filhas da superclasse “Médico”. V
II. A classe “Anestesista” não contém nenhum atributo e método declarado, dessa maneira podemos afirmar que foi um erro do programador, pois obrigatoriamente essa classe filha teria que ter pelo menos um atributo ou método declarado. F – só terá algum atributo ou método a mais dependendo da situação real da modelagem
III. A classe “Anestesista” está vazia, porém herda os atributos e os métodos da superclasse “Médico. V
IV. A classe “Cardiologista” não herda os atributos e métodos da superclasse “Médico”, pois já tem seu próprio atributo e método. F – mesmo uma subclasse tendo seus próprios atributos e métodos, na relação de herança ela sempre herda os atributos e métodos da superclasse.
Considerando o contexto apresentado, assinale a alternativa correta.
a. Apenas as afirmativas I, II, e IV estão corretas.
b. Apenas as afirmativas I e III estão corretas.
c. Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.
d. Apenas as afirmativas I e II estão corretas.
e. Apenas as afirmativas III e IV estão corretas.
Exercício 3
3) Podemos agrupar as informações comuns de um objeto, surgindo então a classe. Uma classe pode ser classificada como uma entidade teórica usada para modelar um objeto. A classe deve ser exclusivamente criada para guardar informações de um determinado objeto. Uma classe é dividida em três partes: o nome da classe, os atributos e os seus métodos.
Exercício 3
Observando a imagem do objeto carro, julgue as afirmativas a seguir em (V) Verdadeirasou (F) Falsas.
(V) ano, modelo e placa são atributos da classe Carro.
(F) Carro é um método do objeto.	Carro é uma Classe
(V) andar e frear são partes do método da classe Carro.
(F) os atributos da classe Carro são andar e frear. Andar e frear são métodos
(V) Carro é um objeto e, ao agrupar suas informações, temos a classe Carro com seus atributos e métodos.
(F) os métodos da classe Carro são: ano, modelo e placa. Ano, modelo e placa são atributos.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA.
a. V - V - F - V - F - F
b. V - V - V - F - F - F
c. V - F - V - F - V - F
d. F - V - F - V - F – V					e. F - F - V - F - V - V.
Exercício 4
4) A Linguagem de Modelagem Unificada ou UML (Unified Modeling Language) é uma ferramenta que auxilia na modelagem de sistemas orientados a objetos. Marque a afirmativa correta sobre a UML:
a) Serve para a programação somente de banco de dados.
b) É utilizada como um SGBD pelo fato de permitir a orientação a objetos.
c) Permite padronizar projetos de sistemas orientados a objetos e de banco de dados.
d) É uma linguagem de programação orientada a objetos reutilizável.
e) É utilizada somente para a criação do modelo lógico de banco de dados de um SGBD.
Resposta comentada: a finalidade da UML é proporcionar uma padronização nos projetos de sistemas, abrangendo aspectos conceituais, como regras de negócios, e artefatos concretos, como as classes, escritas em linguagens de programação, esquemas de banco de dados e componentes de software reutilizáveis.
Exercício 5
5) Os atributos ou campos são características de determinadas classes ou entidades. Eles devem ter nomes apropriados ao sentido do que vão armazenar e um tipo de dados que deverá ser declarado, podendo ser: inteiro, caractere, decimal, entre outros. Assinale a alternativa correta referente à diferença entre classes e entidades.
Uma classe é somente um conjunto de campos, exatamente igual as entidades dos modelos conceituais de banco de dados.
b) Uma das vantagens da classe é possuir métodos que podem manipular os seus atributos, já as entidades possuem o objetivo de armazenar as informações em seus atributos.
c) As classes e as entidades possuem métodos que permitem, de forma moderada, a alteração de seus atributos.
d) Uma entidade possui a vantagem de ter métodos que podem ser utilizados para modificar os atributos da própria tabela, algo que em classe ainda não é permitido.
e) Uma vez criados os atributos em classes ou em entidades, não é possível alterar o conteúdo armazenado, isto é, assim que o atributo for criado, recebe um valor e não pode mais ser alterado.
Exercício 5
Resposta comentada: as entidades ou as tabelas possuem como característica básica serem compostas por atributos, com o objetivo de armazenar as informações para posterior recuperação. Já as classes permitem o armazenamento (na memória RAM) de seus atributos, porém, nas classes existem os métodos que são funções que podem realizar operações com os atributos da classe.
Exercício 6
6) Um exemplo prático da utilização de UML em um diagrama de entidade relacionamentos é a aplicação da generalização e especialização, que nada mais é do que usar o conceito de herança no modelo lógico do banco de dados. Assinale a alternativa correta que mostra os tipos de generalização e especialização.
a) Duplo e Simples.
b) Composto e Unitário.
c) Duplo e Isolado.
d) Total e Parcial.
e) Composto e Simples.
Resposta comentada: uma estrutura de generalização e especialização pode ser classificada em Total ou Parcial. A generalização e especialização Parcial indica que não é toda ocorrência da entidade generalizada que possui uma entidade especializada correspondente. Podemos ter uma generalização e especialização total quando, a cada ocorrência da entidade generalizada, existir obrigatoriamente a entidade especializada.