3 MODELAGEM DE DADOS

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>>> MODELOS DE DADOS/ REQUISITOS PARA MODELAGEM
>ABSTRAÇÃO: nao precisa representar a realidade inteira em sua completude, vai tirar
dela o que é relevante e resolver aquele problema utilizando as variaveis que sao
relevantes;
>MODELO: representar de forma simplificada o mundo real
>MODELOS DE DADOS: Descrever os dados, os relacionamentos entre eles, quais
seus significados e as restrições impostas a eles
>MODELAGEM: atividade da qual se cria o modelo; onde o banco de dados é projetado
pensando em todas as funcionalidades que o SGBD poderá ter e assim aproveitar melhor
tanto o banco de dados quanto o SGBD, criando um banco de dados eficiente;
>MODELAGEM DE DADOS: Quais os dados que vao necessitar para tirar informacoes
deles e os tipos de informações que serao retiradas;
>>REQUISITOS
>Entender a realidade em questao, entender o problema do cliente e tirar dali o que
é relevante
>Representar formalmente a realidade analisada, construir o modelo de dados
>Estruturar o modelo obtido para adequar ao SGBD
……………………………...
>>> CICLO DE VIDA E PROJETO DE BANCO DE DADOS
>Etapas de desenvolvimento de um banco de dados
>Levantamento de requisitos: o que o cliente vai precisar no banco de dados dele e
o que ele vai precisar tirar desse banco de dados
>entendimento do problema e levantamento das necessidades dos usuarios
>Projeto Conceitual: descreve o conteudo das informacoes do BD ao inves das
estruturas de armazenamento;
>um modelo que seja de facil entendimento para o cliente poder dizer o que
ele quer com aquilo; alto nível de abstração, é pra desenhar mermo sem
explicar os termos técnicos
>Projeto Logico: descreve a estrutura do bd que vai ser gerenciada pelo sgbd
>dizer quais tabela, quais conteudo da tabela, coisas reais, palatáveis
>nao depende de um sgbd, depende apenas o modelo de dados que vai usar
>chegar o modelo conceitual, aqui DEPENDE DO MODELO DE DADOS
adotado pelo SGBD que foi escolhido
>Projeto Fisico: descreve estrutura basica e fisica do bd que vai ser gerenciado pelo
sgbd, nesse momento o banco de dados vai ser BASEADO no TIPO DE
SOFTWARE (não ainda da marca, mas do tipo mesmo) de gerenciamento que
esscolheu
>momento de implementação real do banco de dados, o HD o mainframe e
etc
>explicar indices, forma de acesso a esses dados, aqui DEPENDE DO
SGBD que será utilizado, qual software foi escolhido, DEPENDE DA MARCA
DO SGBD;
>>ETAPAS DO PROJETO DE UM SISTEMA BASEADO EM BANCO DE DADOS
……………………………….
>>>PRINCIPAIS MODELOS
>BASEADO EM OBJETOS
>mais proximo do nivel de entendimento do cliente, proximo do modelo/projeto
conceitual
>o principal é o MODELO DE ENTIDADE RELACIONAMENTO - MER (Peter Chen)
>BASEADO EM REGISTROS
>mais proximo do nivel de entendimento do cliente, diferente do outro esse aqui
cuida da implementação, já vai especificar estrutura logica do BD, já ta mais proximo
de usar um sotware pra implementar o modelo
>o principal modelo é o MODELO RELACIONAL mas tambem tem esses:
>hierarquico
>rede
>BASEADOS E DADOS FÍSICOS (nao estudados no curso)
>descrever os dados a nivel do especialista;
>os principais são MODELO UNIFICADO e o de PARTICAO DE MEMORIA
……………………………………
>>>MODELOS BASEADOS EM OBJETOS
>MODELO DE ENTIDADE DE RELACIONAMENTO - MER
>introduzido por PETER CHEN EM 76
>CONCEITUAL
>Baseado na percepcao do mundo real que constiste em um conjunto de OBJETOS
básicos chamados de ENTIDADES e nos relacionamento entre esses objetos
>Deve ser fácil para representar a empresa como ela é para o cliente
>O projetista/programador, identifica essas ditas entidades e os relacionamentos
entre elas (vê quais os dados que o BD vai ter e como eles vao se linkar) usando
uma técnica diagramática chamade de DER -
DIAGRAMA-ENTIDADE-RELACIONAMENTO
>Nesse momento o programador usa o ponto de vista da empresa como um
todo e nao a visão de um programador de aplicação específico;
>Caracteristicas:
>visual, é pra burro entender mesmo
>fácil interpretação, como disse acima ai
>pouco formal ou matematico
>nivel conceitual de banco de dados
……………………………………………………………..
>DIAGRAMA ENTIDADE RELACIONAMENTO - DER
>expressar graficamente a estrutura lógica de um banco de dados
>componentes:
>retangulos: conjuntos-entidade (tipo, alunos, professores etc)
>elipses: atributos (nome do aluno, matricula do professor) as caracteristicas
das entidades
>losangos: relacionamento entre os conjuntos e entidade (o aluno faz a aula
daquele professor? se fizer são representados por losangos, tipo na hr de
puxar uma lista de presença daquele prof o sistema vai fazer uma lista dos
alunos que fazem aquela aula)
>linhas: ligam atributos a conjuntos-entidade e conjunto-entidade a
relacionamentos
exemplo:
>TIPOS DE OBJETOS DIAGRAMA E-R
>Entidade: representa um objeto real que é caracterizada por uma série de atributos
>Atributo: o que identifica a entidade
>Domíno: onde estão definidos os valores de atributos (quais os caracteres que eu
posso botar no atributo da entidade? tipo o que posso botar pra representar o nome
do sujeito? as letras do alfabeto)
>Chave: um campo que permite voce identificar alguns elementos que fazem parte
APENAS daquela entidade, tipo, no banco de dados podemos usar os atributos -
nomes - para buscar, mas se formos direto no cpf vamos achar a pessoa certinho, o
cpf portanto é uma chave
>Relacionamento: associação entre entidades
…………………………………...
>TIPOS DE OBJETOS DE UM DER - ENTIDADE
>Elemento de existencia propria. Representa algo que existe no mundo real; É
representada por um conjunto de atributos;
>Pode ser identificada de forma univoca; é preciso que seja possível utilizar uma
unica coisa para identificar essa coisa de forma particular, tipo o cpf pra identificar o
contribuinte;
>a entidade pode ser concreta ou abstrata como um emprestimo, viagem ou um
conceito;
>entidade, portanto, é um conjunto de objetos, para se referir a um objeto em
particular os termos usados sao INSTANCIA ou OCORRENCIA
>Entidades de um mesmo tipo sao agrupadas em classes de entidades; Assim, por
exemplo, a classe de entidade corpo discente é o conjunto de todas as
instancias/ocorrencias (nomes de todos de forma particular) professores da
instituição
>
>REGRAS PARA OS NOMES DE UMA ENTIDADE:
>Deve ser um ou mais substantivos
>Se nome composto usar underline _
>Escrito em letra maiuscula
>Singular
>NÃO USAR PREPOSIÇÕES (de, da)
…………………………………………………….
>>>>TIPOS DE ENTIDADES: FORTE-FRACA
>Forte:
>possui alto grau de independencia
>nao precisa de nenhuma outra para existir
>principal componente sem o qual os outros nao existe;
>exemplos: em um sistema academico, as entidades aluno e curso sao
fortes, pois a entidade aluno se nao existisse a curso poderia existir de toda
forma
>Fraca:
>existentecia depende de outra
>dependente
>ex: a entidade agencia nao pode existir sem a entidade forte banco, pois
uma agencia só existe se tiver banco
>Associativa:
>o relacionamento deve ser representado como uma entidade;
>as entidades se relacionam entre si, contudo, algumas vezes, o relacionamento
entre essas entidades gera outra relacao, no caso do medico, a relacao consulta que
existe entre as entidades medico e paciente gera a relacao prescricao, atraves da
qual o medico atuirá àquela entidade (paciente) o medicamento, outra entidade;
>Agregada: nao estudada nesse curso;
…………………………………………………….
>>>>TIPO DE OBJETOS DE UM DER - ATRIBUTOS
>Representacao de uma entidade, ou conjunto de coisas que representam uma
entidade, como por exemplo, cpf cidade endereço e etc
>para cada atributo existe um conjunto de valores permitidos chamados de
DOMÍNIO daquele atributo;
>Dominio: as letras do alfabeto para dizer o nome da entidade ou os
numeros que representem contas e etc
>Sao sempre associadosa uma entidade ou um relacionamento; todo valor de um
de um atributo é extraido de um dominio;
>Podem ser:
>Descritivo: caracteristicas intrinsecas dos objetos
>Nominativos: além de descreverem servem como definidores de nomes ou
rotulos de identificacao dos objetos (nome, matricula, sigla)
>Referenciasi: representam umacitação ou ligacao do objeto em questao
com outro objeto, não dizendo as caracteristicas mas sim um relacionamento
entre si;
>Tipos de Atributos são:
>simples/atomicos: aquele que nao é divisível (tipo nome do cliente, cpf,
peso);
>composto: mais de um atributo; (tipo endereço, que tem rua, cidade, bairro
etc); assim podem ser dividos em partes menores que representam atributos
basicos;
>formam HIERARQUIA (árvore), por exemplo, se pensarmos no
atributo endereço que é composto há,
país-estado-cidade-bairro-rua-numero-unidade;
>monovalorado: possui apenas um valor para entidade; por exemplo a idade,
só é possível ter ma idade então esse valor é único;
>multivalorado: possui mais de um valor, por exemplo o telefone que a
pessoa pode ter mais de um;
>derivado: o seu conteudo depende do conteudo de outros atributos, por
exemplo, a idade depende do atributo data de nascimento;
>nao derivado: quer dizer que nao pode ser obtido atraves de outos
atributos, por exemplo a data de nascimento nao pode ser inferida
atraves da idade, o ano até sabe mas o dia e mes não;
>determinante: indica de forma unica uma instancia em uma entidade, ou
seja, nao pode haver dados repetidos; por exemplo, o cpf ou matricula nao
existindo dois iguais
>sao as chaves primarias do banco de dados
>implicam na normalização
>preenchimento obrigatorio
>Nao determinante: nao identifica univocamente uma entidade, por
exemplo, o atributo nome nao identifica o aluno em si pois existem os
homonimos;
>Algumas pontuações a respeito dos atributos:
>Nem todo monovalorado é determinante, mas TODO DETERMINANTE é
monovalorado; por exemplo
>Atributo nulo (NULL): em alguns casos, a entidade nao percisa de um valor
aplicavel a seus atributos, dessa forma, seu cadastro/escrita passará a ser opcional,
por exemplo, em um cadastro de endereço o atributo numero-apartamento apenas
será necessario se a entidade pessoa morar em um predio;
>zero é diferente de null (ausencia de informacao);
……………………………………………..
>>>>TIPOS DE OBJETOS DE UM DER-RELACIONAMENTO
>as entidades nao existem sozihnhas, elas se relacionam da mesma forma no
mundo real ja que o BD é uma mini representacao do mundo real
>Conceito: Associação entre entidades sobre a qual deseja-se manter informações
no banco de dados.
>representam fatos ou situacoes da realidade
>um dado por si so nao tem sentido. é preciso que haja uma associação para que a
informacao seja obtida nao adianta ter o elemento funcionario só, é preciso atrelar
ao departamento que trabalha, horario que pega etc
>representador por xoxotas/losangos
>POSSUEM ATRIBUTOS TAMBÉM;
>normalmente substantivos são entidades e verbos sao relacionamentos;
……………………………………………..
>>>>RELACIONAMENTOS-TIPOS DE ASSOCIAÇÕES
>Sao formas como as entidades se relacionam num determinado modelo de
informacao; Podem ser:
>unárias: associam uma entidade a ela propria (auto relacionamento)
>exemplo: equipe de esporte joga com equipe, mesmo sendo outras
equipes mas a entidade é uma só, equipe
>binárias: associam duas entidades diferentes
>exemplo: um professor ensina determinada disciplina (normalmente)
assim, a relação entre as entidades professor e disciplina são o verbo
ensinar;
>complexas/n-árias: associam mais de duas entidades diferentes
>exemplo: as entidades aluno professor e disciplina se relacionam
pelo verbo ter, pois o aluno tem aula com certo professor que por sua
vez tem a obrigatoriedade de ensinar essa disciplina a esse aluno
……………………………………………….
>>>>CARDINALIDADE - GRAU DE UM RELACIONAMENTO
>Conceito: a cardinalidade de uma entidade num relacionamento entre entidades expressa
o número de instancias, ou seja, de ocorrencias únicas que podem ser associadas a uma
certa instancia da entidade relacionada; NUMERO DE OCORRENCIAS ENTRE DUAS
ENTIDADES;
>Cardinalidade mínima: numero minimo de ocorrencias da entidade associada que
devem se relacionar com uma instancia em questao
>Cardinalidade maxima: numero maximo de instancias que devem se relacionar;
>A relacao por exemplo entre um departamento e um funcionário é a alocação, se ele é
alocado ou nao naquele departamento. Assim, um departamento por ter n funcionarios mas
cada departamento so pode ter um empregado de uma vez;
>>>GRAU DE RELACIONAMENTO
>participacao maxima de cada uma das associacoes em que esta ligada. Esse
INDEPENDE do tipo de associação (se unaria, se binaria etc)
>Classificações:
>1:1 uma instancia se relaciona apenas com uma ocorrencia
>1:n uma instancia pode se relacionar com varias ocorrencias
>n:n varias ocorrencias podem se relacionar de varias maneiras
>>>SIMBOLOS UTILIZADOS NO MODELO DE ENTIDADE RELACIONAMENTO PARA
AMOSTRAGEM DE BANCO DE DADOS
………………………………………………..
>>>>MODELO BASEADO EM REGISTROS: MODELO RELACIONAL
>DEFINIÇÃO: MAPEAMENTO DO MER para modelo relacional
>modelo mais usado ultimamente
>Modelo baseado em registros: usado na descricao de dados nos niveis conceitual e visual;
especifica a estrutura lógica de como vai funcionar o banco de dados e já explica com mais
termos tecnicos e para pessoas capacitadas como funcionará a implementação desse BD;
>Principais modelos:
>Relacional
>Hierarquico
>Rede
>>O MODELO RELACIONAL: trabalha com tabelas e os relcionamentos
entre elas. Para cada entidade e cada relacionamento tem sua tabela unica;
>A passagem do MER para o RELACIONAL (daquele que se baseia
em objetos, o objeto entidade objeto relacionamento e tal) é chamado
de mapemento do mer para o relacional
>Neste tipo de modelo a tabela é composta por linhas (tuplas) e
colunas (atributos)
>Os relacionamentos tambem sao representados por tabelas ou pela
reproducao dos valores de atributos
dessa
daqui pra essa >>
>as colunas vao ter agora os atributos das entidades e do
relacionamento, e cada um desses objetos vai ter sua tabela propria
e, depois, essas tabelas vao ser unificadas e ligadas entre si;
>para relacionar essas informacoes, neste exemplo, basta observar
as cores das colunas em comum, assim, o fornecedor se liga com o
pedido atraves de seu codigo e o produto a mesma coisa. ESTE TIPO
DE MODELO JÁ É POSSÍVEL SER IMPLEMENTADO NUM
SISTEMA GERENCIADOR DE BANCO DE DADOS.
……………………………….
>>>>ABORDAGEM RELACIONAL - TERMINOLOGIA-TABELAS-GRAU E ORDEM
>ar: consiste em dizer que as informacoes em um bd podem ser consideradas como
relacoes matematicas, representadas de maneira uniforme atraves do uso de tabelas.
>coloca os dados nas estruturas mais simples de armanzenar dados, que sao as tabelas
>Conceito principal: partindo da algebra relacional (aquela teoria dos conjuntos das
bolas que se interceptam da matemacia) atrelada a ideia do que é que o usuario
precisa e nao precisa saber pra acessar e entender os dados
>usuarios e relacao entre a abordagem relacional:
>manipulam objetos dispostos em linhas e colunas das tabelas
>lidam com os objetos usando um conjunto de operadores e funcoes
de alto nivel da algebra relacional
>os comandos pra manipular os bancos de dados
>terminologia:
>tabela = relação
>linha = tupla = registro
>coluna = atribiuto = campo
>dominio = metadado da coluna, dado que descreve o que tipo de coluna é
>>>BANCO DE DADOS RELACIONAL
>CONCEITO: uma coleção de tabelas cada qual designada por um nome único
>>>TABELA: Conjunto nao ordenado de linhas, cada linha é composta por um conjunto de
campos e cada campo é identificado por um nome único
>>EM UM BANCO DE DADOS RELACIONAL, OS DADOS FICAM ARMAZENADOS EM
TABELAS!
>>>CARACTERISTICAS DAS TABELAS
1. cada tabela tem um nome proprio pelo qual ela é referenciada
2. cada tabela contem um numero fixo de colunas
3. os graus da tabela nada mais sao que os numeros de colunas que a tabela
tem
4. cardinalidade das tabelas é o numero de linhas que a tabela possuio
5. nao existe linhas iguais
6. a ordem das linhas é irrelevante, sendo a informacao identificada por sua
chave primaria (cpf, matricula, um dado que identifica univocamente a
entidade)
7. cada coluna tem um nome proprio
8. a ordem das colunas é irrelevante, sendo ela identificada por seu nome
9. cada colunacontem valores atomicos (não permite normalização)
10. cada valor de coluna é extraido de um determinado dominio
11. duas ou mais colunas podem ser definidas sobre um mesmo dominio
12. operacoes sobre colunas diferentes exigem que as colunas pertençam ao
mesmo domínio, ou seja, ambas usem numeros, ambas usem letras e etc
13. conexao entre tabelas ocorrem atraves de chaves estrangeiras, que é o
campo que ocorre em mais de uma tabela e, por meio desse campo é
possível fazer a conexao entre elas;
…………………………………………………………………..
>>>>CHAVES:
>>Campo que se utiliza pra buscar uma informacao;; atributo que se busca para encontrar
uma informacao;
>conjunto de um ou mais campos de uma tabela que pde ser utilizado para
realizacao de qualquer operacao que envolva atributos e valores de atributos
>>Tipos de chaves:
>Chave Primaria: campo ou conjunto de campos que identificam de forma exclusiva
cada registro/tupla;
>nao pode ter repeticao
>nao pode ser nula
>Podem ser:
>Simples: um só atributo (tipo cpf)
>cpf, matricula, titulo
>Composta: dois ou mais atributos
>o exemplo do empregado que tem dois dependentes, se
fosse identificar o dependente pelo empregado nao
conseguiria identificar unovicamente o dependente;
>Chave Estrangeira: campo de uma tabela que é CHAVE PRIMATIA de outra tabela;
usada para definir o relacionamento entre duas tabelas;
>pode ser nula
>pode ser repetida desde que tenha o mesmo tipo de dado da chave primaria
da outra tabela
>Chave Candidata: uma relação pode ter varias chaves que podem identificar de
forma unica uma tupla/linha. Sao candidatas a chave primaria
>entre elas uma é escolhida pelo dba para ser primaria mas, mesmo que as
outras nao sejam primarias ainda podem ser usadas pra identificar de forma
unica a tupla
>Chave Alternativa: campo de uma tabela que tambem pode ser usada como chave
primaria
………………………………………………………………………
>>NORMALIZAÇÃO 1ª FORMA
>Regras de desenho de um bd que permite um armazenamento consistente (sem
redundancias ou erros) e um eficiente (rapido) acesso aos dados.
>Principais objetivos:
>eliminar redundancias
>diminuir inconsistencias
>dar maior performance as pesquisas
>reduzir necessidade de reestruturar o bd quando precisa incluir outros
dados
>semantica clara dos atributos; seus significados devem ser extremamente
claros.
>Formas normais: regras que dizem como as colunas podem ser organizadas de
forma eficiente. As formas são 5, a 4ª e 5ª não serão estudadas aqui.
>1FN: os atributos são atômicos (indivisiveis), univalorados.
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>>NORMALIZAÇÃO 2ª E 3ª FORMA
>2FN: assim considerada se:
>estiver na 1fn; deve atender a primeira forma normal
>os atributos que nao pertencerem a chave dependem dela atraves
de uma dependencia funcional elementar, ou seja, dependem dela
por completo e nao apenas de um de seus atributos;
>3FN: assim considerada se:
>estiver na 2fn que esta em acordo com a 1fn
>nenhum atributo nao chave depende funcionalmente de outro
atributo que nao seja chave. Ou seja, todos os atributos nao chave
dependem funcionalmente apenas dessa chave;’
>NORMALIZAÇÃO APÓS AS 3 FASES
as cores
identificam como as tabelas se relacionam, visto que trata-se de um modelo relacional
>Um modelo que respeite estas formas normais estao adequadas para serem
implementadas num SGBD.
>O objetivo da normalizacao de dados durante um projeto de banco de dados é prover um
armazenamento consistente, o que evita redundancia de dados e anomalias de
manipulacao de dados.
……………………………………………………………………………………………………………
anki ^^