Aula2_Modelagem_Conceitual

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Modelagem Conceitual
Banco de Dados
Prof. Me. Orlando da Silva Junior / Prof. Cesar Fernandes
O que vamos estudar?
 Conceitos fundamentais em bancos de dados
 A relação entre bancos de dados e sistemas de informação
 SGBDs e modelos de dados
 Modelagem conceitual
 Modelo entidade-relacionamento
 Na prática: brModelo
 Desafio
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Dados, Banco de Dados e SGDBs
 Dados são fatos conhecidos que podem ser 
registrados e possuem significado implícito.
 Um banco de dados é uma coleção de dados 
relacionados.
 Um Sistema Gerenciador de Banco de Dados 
(SGBD) é uma coleção de programas que 
permite aos usuários criar e manter um banco 
de dados.
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1. Definir
2. Construir
3. Manipular
4. Compartilhar
BD + SI
 Um SGBD é parte de uma tarefa maior conhecida 
como sistema de informação (SI), que consiste no 
uso de vários computadores, sistemas de 
armazenamento, softwares de aplicação e bancos 
de dados.
 O projeto de nova aplicação para um banco de 
dados contempla as seguintes fases:
1. Especificação: documentação detalhada de 
requisitos;
2. Projeto conceitual: define esquemas de dados em 
diferentes níveis de abstração;
3. Projeto lógico: modelo de dados implementado em 
um SGBD comercial;
4. Projeto físico: especificações sobre 
armazenamento e acesso ao banco de dados.
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Diagrama simplificado ilustrando as principais 
fases do projeto de banco de dados
(ELMASRI & NAVATHE, 2011)
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Diagrama simplificado de um ambiente de sistema de 
banco de dados. (ELMASRI & NAVATHE, 2011)
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SGBDs mais populares em agosto/2020
Fonte: https://db-engines.com/en/ranking
Abstração de Dados
 Os SGBDs devem oferecer um mecanismo de abstração de dados
a fim de ocultar detalhes sobre a organização e o armazenamento 
dos dados.
 Oferecer abstração de dados é uma característica fundamental dos 
SGBDs;
 Essa característica oculta de usuários e aplicações os detalhes sobre 
a organização e o armazenamento dos dados. 
 Isso é importante para evitar alterações em todos os programas que 
acessam o banco de dados.
 Essa abstração pode ser obtida por meio de modelos de dados, 
que são conjuntos de conceitos que usados na descrição da 
estrutura de um banco de dados.
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Modelos de Dados
 A estrutura de um banco de dados define os tipos de dados, os relacionamentos e as 
restrições que se aplicam aos dados.
 Os tipos de conceitos usados para descrever a estrutura do banco de dados nos ajuda a 
classificar os modelos de dados em:
 Modelos de dados conceituais (alto nível): oferecem conceitos que são próximos ao 
modo como muitos usuários percebem os dados;
 Modelos de dados físicos (baixo nível): oferecem conceitos que descrevem os detalhes 
de como os dados são armazenados no computador;
 Modelos de dados representativos (implementação): oferecem conceitos que podem ser 
facilmente entendidos pelos usuários finais, mas que não está muito distante do modo 
como os dados são organizados e armazenados no computador.
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Modelos de Dados Conceituais
Os modelos de dados conceituais utilizam conceitos como:
 Entidade: representa um objeto ou conceito do mundo real.
Ex.: aluno, disciplina, turma, etc.
 Atributo: representa alguma propriedade que ajuda a descrever uma entidade. 
Ex.: nome do aluno, número de matrícula, etc.
 Relacionamento: representa uma associação entre duas ou mais entidades. 
Ex.: aluno pertence a uma turma.
O modelo conceitual mais popular é o modelo entidade-relacionamento.
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Modelagem Conceitual
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Projeto e Modelagem Conceitual
 No projeto conceitual, estamos concentrados no uso de técnicas 
que trabalham com as estruturas e restrições do banco de dados.
 Nessa fase, criamos o esquema conceitual, que é uma descrição 
concisa dos requisitos de dados dos usuários e inclui detalhes dos 
tipos de entidade, relacionamentos e restrições.
o Não aborda questões técnicas de implementação;
o Pode ser utilizado para garantir que todos os requisitos de dados 
sejam atendidos e que não estejam em conflito.
 O Modelo Entidade-Relacionamento (MER) é um modelo de 
dados conceitual popular de alto nível utilizado em projetos 
conceituais de banco de dados.
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Modelo Entidade-Relacionamento (MER)
 O Modelo Entidade-Relacionamento (MER) é 
um modelo de dados conceitual criado para 
representar a semântica associada aos dados 
do minimundo.
 O MER possui conceitos intuitivos e os projetistas 
de banco de dados podem utilizá-lo sem 
interferência de tecnologia específica.
 O esquema conceitual criado usando-se o MER 
é chamado de Diagrama Entidade-
Relacionamento (DER).
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MER
Conjunto de conceitos e 
elementos de modelagem.
DER
Resultado do processo de modelagem de 
dados executado pelo projetista que conhece 
os fundamentos do MER.
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Exemplo de DER para o esquema 
EMPRESA
(ELMASRI & NAVATHE, 2011)
O que representa?
1. Entidade
2. Atributo
3. Relacionamento
Entidades e Atributos
 O objetivo básico representado pelo MER é a 
entidade, que é algo no mundo real com uma 
existência independente:
 Pode se tratar de uma existência física 
Ex.: pessoa, carro, casa, etc.
 Ou pode ser um objeto com existência conceitual
Ex.: empresa, cargo, etc.
 Cada entidade é composta por um conjunto de 
atributos, que são as propriedades específicas que 
descrevem a entidade:
 Por exemplo, um funcionário pode ser descrito por 
seu nome, idade, endereço, salário e cargo.
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Relacionamentos
 Na figura ao lado, vemos vários relacionamentos 
implícitos, como:
 DEPARTAMENTO.Gerente refere-se a um funcionário 
que gerencia o departamento;
 PROJETO.Departamento_Gerenciador refere-se ao 
departamento que controla o projeto;
 FUNCIONARIO.Supervisor refere-se a outro 
funcionário (aquele que supervisiona esse funcionário).
 No modelo ER, essas referências devem ser 
representadas como relacionamentos, e não como 
atributos.
 À medida que o projeto é refinado, esses atributos 
são convertidos em relacionamentos entre os tipos de 
entidade.
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Projeto prelimitar de tipos de 
entidades.
(ELMASRI & NAVATHE, 2011)
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Notação para diagramas ER.
(ELMASRI & NAVATHE, 2011)
Vamos praticar?
Usando o brModelo, construa o 
diagrama entidade-relacionamento ao 
lado.
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Entidades | Conceitos
 Um tipo de entidade define uma coleção de entidades que têm os 
mesmos atributos.
 Tipos de entidade que não possuem atributos-chave próprios são 
chamados de tipos de entidade fraca.
 Um tipo de entidade fraca sempre tem restrição de participação total
(dependência existencial) com respeito ao seu tipo de relacionamento 
de identificação, porque não é possível identificar uma entidade fraca 
sem a correspondente entidade proprietária.
 Na restrição de participação total, uma entidade só pode existir se 
estiver relacionada a alguma outra entidade.
 Um tipo de entidade fraca tem uma chave parcial, que é um 
conjunto de atributos que pode univocamente identificar entidades 
fracas relacionadas à mesma entidade proprietária.
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Atributos | Tipos
 Existem vários tipos de atributos:
 Atributos simples e compostos;
 Atributos de valor único e multivalorados;
 Atributos armazenados e derivados;
 Atributos que aceitam valores NULL;
 Atributos complexos.
 E existe também o atributo-chave.
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Atributos | simples e compostos
 Atributos simples são atributos que não podem 
ser divididos.
 Atributos compostos podem ser divididos em 
subpartes menores, representando atributos 
mais básicos, com significados independentes.
 Os atributos compostos são úteis para modelar 
situações em que um usuário às vezes se refere ao 
atributo composto como uma unidade, mas outras 
vezes refere especificamente a seus componentes.
Ex.: endereço, telefone, etc.
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Endereço
Endereço da rua
Nome da rua
Número
Complemento
Cidade Estado CEP
Atributos | valor único e multivalorados
 Atributos de valor único são aqueles que possuem valores 
únicos para uma entidade em particular.Ex.: uma pessoa tem uma idade com valor único
 Atributos multivalorados são aqueles que possuem 
conjuntos de valores para a mesma entidade.
 Pode ter um limite mínimo e um limite máximo para restringir o 
número de valores permitidos para cada entidade individual.
Ex.: uma pessoa pode ter várias formações acadêmicas diferentes.
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Atributos | armazenados e derivados
 Em algumas situações, dois ou mais valores de atributos pode estar 
relacionados.
Ex.: Idade e Data de Nascimento de uma pessoa.
 Se a data de nascimento de uma pessoa é observada e, então, a idade 
dessa pessoa é calculada a partir dessa data, dizemos que:
 O atributo Data de Nascimento é um atributo armazenado; e
 O atributo Idade é um atributo derivado do atributo Data de 
Nascimento.
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Atributos | aceitam valores NULL
 Usamos o valor especial NULL quando uma entidade particular 
pode não ter um valor aplicável para um atributo.
Ex.: o número de apartamento de um endereço só existe se o endereço 
for um prédio de apartamentos.
 Também podemos usar NULL quando:
 Não conhecemos o valor de um atributo para determinada 
entidade;
 Sabemos que o valor existe, mas está faltando.
 Não sabemos se o valor existe.
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Atributos | complexos
 Atributos compostos e multivalorados podem ser 
aninhados arbitrariamente.
 Podemos representar esse aninhamento agrupando 
componentes de um atributo composto entre 
parênteses, separá-los com vírgulas e exibir os atributos 
multivalorados entre chaves.
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{Endereço_telefone(
{Telefone (Codigo_area, Numero_telefone)}, 
Endereco(Logradouro (Numero, Rua, Numero_apartamento), Cidade, Estado, Cep) ) }
Atributos | Atributos-chave
 Uma restrição importante das entidades de um tipo de entidade é a 
chave.
 Quando um tipo de entidade tem um ou mais atributos cujos valores 
são distintos para cada entidade individual no conjunto de entidades, 
chamamos esses atributos de atributos-chave.
 Os valores de um atributo-chave podem ser usados para identificar 
cada entidade de maneira exclusiva.
Ex.: NOME é uma chave do tipo de entidade EMPRESA quando duas empresas não 
podem ter o mesmo nome.
 Todo tipo de entidade deve ter um atributo-chave, seja ele simples ou 
composto.
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Relacionamentos | Grau
O grau de um tipo de relacionamento é igual ao 
número dos tipos de entidades participantes.
Considere um tipo de relacionamento TRABALHA_PARA 
entre os dois tipos de entidade FUNCIONARIO e 
DEPARTAMENTO:
 TRABALHA_PARA associa cada funcionário ao 
departamento para o qual o funcionário trabalha no 
conjunto de entidades correspondente.
 Cada instância de relacionamento no conjunto de 
relacionamentos TRABALHA_PARA associa uma entidade 
FUNCIONARIO a uma entidade DEPARTAMENTO.
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Exemplo de instâncias de 
relacionamento.
(ELMASRI & NAVATHE, 2011)
Relacionamentos | Cardinalidade
A razão de cardinalidade é uma 
restrição que corresponde ao 
número máximo de instâncias de 
relacionamento em que uma 
entidade pode participar:
o Relacionamento 1:1
o Relacionamento 1:N ou N:1
o Relacionamento N:M
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Exemplo de relacionamento 1:1 e N:M.
(ELMASRI & NAVATHE, 2011)
Relacionamentos | recursivos
 Em relacionamentos recursivos, o mesmo 
tipo de entidade participa mais de uma vez 
em um tipo de relacionamento, mas em 
funções diferentes.
 Nesses casos, o nome da função torna-se 
essencial para distinguir o significado da 
função de cada entidade.
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Relacionamento recursivo.
(ELMASRI & NAVATHE, 2011)
Desafio
Considere um banco de dados FILME em que os dados são registrados 
sobre a indústria do cinema. Os requisitos de dados são dados a 
seguir:
 Cada filme é identificado por um título e ano de lançamento. Cada filme tem 
uma duração em minutos. Cada um tem uma companhia produtora e é 
classificado sob um ou mais gêneros (como terror, ação, drama, etc.). Cada 
filme tem um ou mais diretores e um ou mais atores participando dele. 
Também tem um resumo da trama. Finalmente, cada filme tem zero ou mais 
falas, cada uma delas dita por um ator em particular que aparece no filme.
 Os atores são identificados por nome e data de nascimento, e aparecem em 
um ou mais filmes. Cada ator tem um papel no filme.
 Os diretores também são identificados por nome e data de nascimento, e 
dirigem um ou mais filmes. É possível que um diretor atue em um filme 
(incluindo aquele que ele ou ela também pode dirigir).
 As empresas produtoras são identificadas por nome e cada uma tem um 
endereço. Uma produtora produz um ou mais filmes.
Crie um diagrama Entidade-Relacionamento para o banco de dados de 
filmes e construa o projeto usando o brModelo. 29