Modelo Entidade-Relacionamento Estendido

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Modelo Entidade-Relacionamento EstendidoProfa. Cristina Dutra de Aguiar Ciferri e Prof. Ricardo Rodrigues Ciferri 
Modelo 
Entidade-Relacionamento
Prof. Dr. Ricardo Rodrigues Ciferri (UFSCar)
Profa. Dra. Cristina Dutra de Aguiar Ciferri (USP)
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Modelo Entidade-Relacionamento
! Características
– Foi desenvolvido para facilitar o projeto 
conceitual do BD
– Permite a representação da estrutura global 
do BD
– É um dos modelos de dados com maior 
capacidade semântica
– Representa um problema como um conjunto de 
entidades e relacionamentos entre estas 
entidades
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Entidade
! Qualquer coisa do mundo real envolvida no 
problema
! Possui existência independente
! Pode ser um objeto com:
– existência física: uma pessoa, um carro
– existência conceitual: uma companhia, um 
emprego, um curso
! Descrita por propriedades particulares: 
atributos
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Atributos
! Caracterizam uma entidade ou um 
relacionamento
– exemplo: tipo-entidade cliente
atributos: nome_cliente
endereço_cliente
data_nascimento
! Domínio de um atributo
– conjunto de valores possíveis para o atributo
– pode assumir valor nulo (i.e., null)
– exemplos: nome_cliente: varchar(50)
data_nascimento: date
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Exemplos
Tipo-entidade cliente atributos: nome_cliente
endereço_cliente
data_nascimento
– entidade e1:
! nome_cliente: Márcia
! endereço_cliente: Rua X, 1
! data_nascimento: 12/03/1970
– entidade e2:
! nome_cliente: Romualdo
! endereço_cliente: Rua Floriano Peixoto, 10
! data_nascimento: 10/10/1982
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Classificação dos Atributos
! Simples versus Compostos
– atributo simples ou atômico
! não pode ser decomposto (dividido) em atributos 
mais básicos
! exemplo: sexo
– atributo composto
! pode ser decomposto (dividido) em vários outros 
atributos mais básicos
! possui como valor a concatenação dos valores dos 
atributos simples que o formam
! exemplo: atributo endereço, composto de nome_rua, 
nro_casa, complemento, nome_bairro, ...
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Atributos Simples x Compostos
! Atributos Compostos
– podem formar hierarquias
! Observação
– se nenhuma consulta será realizada sobre os 
atributos mais básicos de um atributo composto, 
então o atributo composto pode ser armazenado no 
BD como um atributo simples
endereço
rua cidade estado cep
nome nro nro_apartamento
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Classificação dos Atributos
! Monovalorados versusMultivalorados
– atributo monovalorado
! possui um único valor para cada entidade
! exemplo: idade
– atributo multivalorado
! possui múltiplos valores para cada entidade
! exemplo: atributo telefone
valores: 222-0000, 222-0001, ...
! pode possuir limites inferior/superior com relação à 
multiplicidade dos valores assumidos
! exemplo: nro_min = 0, nro_max = 3
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Classificação dos Atributos
! Armazenados versus Derivados
– atributo armazenado
! está realmente armazenado no BD
– atributo derivado
! pode ser determinado através de outros atributos ou 
através de entidades relacionadas
! exemplos: idade = data_atual - data_nascimento
nro_empregados = soma das entidades
empregado para um
departamento
! pode ou não ser armazenado no BD
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Tipo-Entidade
! Conjunto de entidades do mesmo tipo
! Descrito por um nome e uma lista de 
atributos
! Entidades de um tipo-entidade
– compartilham os mesmos atributos
– possuem seus próprios valores para cada 
atributo
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Representação
EMPREGADO
tipo-entidade: empregado
entidades (instâncias)
CPF_empregado: 192876433-0
nome_empregado: Maria
endereço_empregado: Rua X
nome_empregado
endereço_empregado
CPF_empregado
CPF_empregado: 150150150-0
nome_empregado: José
endereço_empregado: Rua Y
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Restrição de Chave
! Chave primária
– conjunto mínimo de atributos que identificam de 
maneira única uma entidade
– escolhida pelo projetista do BD como o principal 
meio de identificação de um tipo-entidade
! Exemplo: 
EMPREGADO nome_empregado
endereço_empregado
CPF_empregado
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Relacionamento e 
Tipo-Relacionamento
! Relacionamento
– associação entre entidades
! Tipo-Relacionamento
– conjunto de relacionamentos do mesmo tipo
! Exemplo: pessoa trabalha para empresa
trabalha
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Restrições nos 
Tipos-Relacionamento
! Limitam as combinações possíveis de 
entidades que podem participar dos tipos-
relacionamento
! Derivadas do minimundo sendo analisado
! Restrições estruturais
– cardinalidade
– participação
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Restrição de Cardinalidade
! Determina o número de entidades às quais 
outras entidades podem ser associadas 
através de um relacionamento
! Cardinalidades
– um-para-um ( 1 : 1 )
– um-para-muitos ( 1 : n )
– muitos-para-um ( n : 1)
– muitos-para-muitos ( m : n )
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Restrição de Cardinalidade
gerencia DEPARTAMENTOEMPREGADO
1 1
trabalha DEPARTAMENTOEMPREGADO
n 1
desenvolve PROJETOEMPREGADO
m n
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! Determina se a existência de uma entidade 
depende ou não do fato dela participar de um 
relacionamento
! Tipos de participação
– total 
– parcial
Restrição de Participação
trabalha DEPARTAMENTOEMPREGADO
n 1
gerencia DEPARTAMENTOEMPREGADO
1 1
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Grau de Tipos-Relacionamento
! Grau de um tipo-relacionamento
– número de tipos-entidade participantes
! Unário (ou recursivo)
– relaciona um tipo-entidade com ela mesma
– indicado utilizar nomes de papéis
supervisiona
EMPREGADO
n
1
supervisor
subordinado
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Tipos de Relacionamentos
! Binário
– relaciona um tipo-entidade a outro tipo-
entidade
– grau de relacionamento mais utilizado
desenvolve PROJETOEMPREGADO
m n
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Tipos de Relacionamentos
! Ternário
– relaciona três tipos-entidade
CCA
m n
1
1 determinada conta de
1 determinado cliente
está em 
1 determinada agência
CLIENTE
AGÊNCIA
CONTA
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Relacionamentos Ternários
! Regra para a determinação das 
multiplicidades:
– fixa-se dois elementos (dois tipos-entidade)
– verifica-se quantoselementos do outro tipo-
entidade podem surgir com relação a um 
elemento de cada tipo-entidade fixada
– se a quantidade for indeterminada ou variável
então considera-se n
senão considera-se 1
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Relacionamentos Ternários
! Um relacionamento ternário em geral 
representa informações diferentes das dos 
três tipos-relacionamento binários
DEP
1 n
1
DEPARTAMENTO
PROJETO
EMPREGADO
DEP
001 JOSÉ P03
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n
Relacionamentos Ternários
DEPARTAMENTO EMPREGADOemprega
1 n
desenvolve
1
1
n
trabalhaPROJETO
emprega trabalha desenvolve
001 JOSÉ JOSÉ P03 P03 004
! Decisão: semântica do problema
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Atributo de Tipo-Relacionamento
! Determinado pela combinação das 
entidades participantes em uma instância do 
relacionamento
! Exemplo:
desenvolve PROJETOEMPREGADO
m n
nro_projeto
nome_projeto
horas_trabalhadas
CPF_empregado
nome_empregado
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Tipo-Entidade Fraca
! Entidades de um tipo-entidade fraca:
– não podem ser distinguíveis porque a 
combinação dos valores de seus atributos pode 
ser idêntica
– são identificadas através da relação que 
possuem com entidades pertencentes a tipos-
entidade forte
! Representa dependência de existência
– um tipo-entidade fraca sempre tem uma 
restrição de participação total com respeito ao 
relacionamento identificador
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Dependência de Existência
! Se uma entidade x depende da existência de 
uma entidade y, então:
– x : entidade subordinada
– y : entidade dominante
! Se y for removida
então x também deve ser removida
! Exemplos:
– empregado e dependente
– conta e transações 
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Tipo-Entidade Fraca
! Entidade forte
– tem chave primária
! Entidade fraca
– possui somente uma chave parcial
! Chave primária de uma entidade fraca
– chave primária da entidade forte correspondente
+
– chave parcial da entidade fraca
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Representação
chave primária de empregado: CPF_empregado
chave primária de dependente: CPF_empregado + nome_dependente
entidade fraca (subordinada): dependente
entidade forte (dominante): empregado
possui DEPENDENTEEMPREGADO
1 n
CPF_empregado
nome_empregado
nome_dependente
sexo_dependente
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DEPARTAMENTOEMPREGADO
gerencia
trabalha
PROJETODEPENDENTE
controla
sigla_depto
nome_depto
horas_trabalhadas
nome_projeto
nome_dependente
sexo_dependente
possui
1 1
n 1
n
mdesenvolve
nro_projeto
m
n
1
n
CPF_empregado
nome_empregado 
supervisiona
1
n
subordinado
supervisor 
data_início
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Resumo da Notação
tipo entidade forte
tipo entidade fraca
tipo relacionamento
identificador de 
relacionamento
atributo
atributo chave
atributo derivado
atributo composto
participação total 
de E2 em R
...
E1 E2R
E1 E2R
n1 cardinalidade 1:N
atributo multivalorado
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Projeto Conceitual de BD
! Identificar tipos-entidade e atributos
– tipos-entidade possuem informações 
descritivas, atributos não
– atributos devem ser relacionados às entidades 
que eles descrevem
! Identificar chaves primárias
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! Identificar tipos-relacionamento e seus 
atributos
– determinar o grau dos tipos-relacionamento
! definir tipos-relacionamento ternários 
cuidadosamente
– identificar as restrições que se aplicam sobre 
cada tipo-relacionamento
! cardinalidade
! participação
Projeto Conceitual de BD
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! Identificar tipo-entidade forte e tipo-
entidade fraca
“Podemos notar que um projetista de BD necessita de 
um bom conhecimento do minimundo que está sendo 
modelado para que possa tomar essas decisões!”
Projeto Conceitual de BD
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Extensões do Modelo 
Entidade-Relacionamento
Prof. Dr. Ricardo Rodrigues Ciferri (UFSCar)
Profa. Dra. Cristina Dutra de Aguiar Ciferri (USP)
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Modelo Entidade-
Relacionamento Estendido
! Características
– introduz semântica adicional ao modelo ER
– utilizado na modelagem de aplicações mais 
complexas, tais como CAD/CAM, BD gráficos, 
BD geográficos
! Conceitos
– subclasse, superclasse, hierarquia de herança
– generalização, especialização, e restrições
– agregação
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Subclasse/Superclasse
! Subclasse
– subagrupamento das entidades de um tipo-
entidade
! Exemplo
– superclasse: tipo-entidade empregado
– subclasses: secretário, engenheiro, técnico
cada entidade que é membro de qualquer uma das 
subclasses também é um empregado
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Herança
! de atributos
– atributos da superclasse são herdados pelas 
subclasses
! de relacionamentos
– instâncias de relacionamento da superclasse são 
herdados pelas entidades das subclasses
! Observação
– qualquer entidade membro de uma subclasse deve 
ser também membro da superclasse
– qualquer entidade membro da superclasse pode ser 
opcionalmente incluída como membro de qualquer 
número de subclasses
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Generalização/Especialização
! Especialização
– resultado da separação de um tipo-entidade de 
nível mais alto (superclasse), formando vários 
tipos-entidade de nível mais baixo (subclasse)
– passos:
! define-se um conjunto de subclasses de um tipo-
entidade
! associa-se atributos adicionais específicos às 
subclasses
! estabelece-se tipos-relacionamento adicionais 
específicos às subclasses, caso necessário
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Generalização/Especialização
! Generalização
– resultado da união de dois ou mais tipos-
entidade de nível mais baixo (subclasse), 
produzindo um tipo-entidade de nível mais alto 
(superclasse)
– é uma abstração de um conjunto de entidades
– passos:
! suprime-se as diferenças entre os tipos-entidade
! identifica-se os atributos em comum
! generaliza-os em uma superclasse
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grau_técnico tipo_engenheiro
Representação
CPF_empregadonome_empregado
SECRETÁRIO ENGENHEIRO
idioma
TÉCNICO
d
EMPREGADO
tipo_empregado
generalização especialização
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grau_técnico tipo_engenheiro
Representação
CPF_empregadonome_empregado
SECRETÁRIO ENGENHEIRO
idioma
TÉCNICO
d
EMPREGADO
tipo_empregadogeneralização
bottom-up
especialização
top-down
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grau_técnico tipo_engenheiro
Representação
CPF_empregado
SECRETÁRIO ENGENHEIRO
idioma
TÉCNICO
d
EMPREGADO
tipo_empregado
semântica 
é-um
atributos de secretário =
atributos de 
(empregado + secretário)
nome_empregado
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Restrições
! Especialização definida pelo atributo
– as subclasses que participam da hierarquia são 
determinadas por uma condição baseada em 
algum atributo da superclasse
– exemplo: tipo_empregado
! Denominações
– subclasses definidas pelo predicado
– subclasses definidas pela condição
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Restrição de Disjunção
! Subclasses mutuamente exclusivas
– uma entidade de uma superclasse deve ser 
membro, quando muito, de apenas uma única 
subclasse
– representação: 
! Subclasses que se sobrepõem
– uma entidade de uma superclasse pode ser 
membro de mais do que uma subclasse
– representação: 
d “d” (disjoint)
o “o” (overlap)
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Restrição de Completude
! Total
– cada entidade de uma superclasse deve ser 
membro de alguma subclasse na especialização 
– representação: 
! Parcial
– uma entidade de uma superclasse pode não 
pertencer a qualquer uma das subclasses
– representação:
superclasse
superclasse
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Observações
! Restrições de disjunção e de completude são 
independentes
– possibilidades de hierarquias
! total disjunta
! parcial disjunta
! total com sobreposição
! parcial com sobreposição 
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Observações
! Regras de inserção e remoção
– se uma entidade de uma superclasse for removida
então ela deve ser automaticamente removida
de todas as subclasses a que pertence
– se uma entidade for inserida em uma superclasse
então ela deve ser necessariamente inserida em 
todas as subclasses definidas pelo
atributo, quando este for satisfeito
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Observações
! Regras de inserção e remoção
– se uma entidade for inserida em uma superclasse
com especialização total
então ela deve ser necessariamente inserida 
em pelo menos uma das subclasses da
especialização
– ...
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EMPREGADO
SECRETÁRIO
TÉCNICO
ENGENHEIRO
GERENTE
MENSALISTA HORISTA
d
d
CPF_empregado
nome_empregado 
idioma 
grau_técnico
tipo_engenheiro
salário valor_hora
PROJETO
gerencia
1
n
nome_projeto
nro_projeto
formação
tipo_empregado forma_pagamentocargo
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Generalização/Especialização
! Uma subclasse pode possuir outras 
subclasses especificadas a partir dela
! Herança simples
– cada subclasse participa como subclasse em 
apenas um relacionamento 
superclasse/subclasse
! Herança múltipla
– cada subclasse pode participar como uma 
subclasse em mais do que um relacionamento 
superclasse/subclasse
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EMPREGADO
SECRETÁRIO
TÉCNICO
ENGENHEIRO
GERENTE
MENSALISTA HORISTA
d
d
CPF_empregado
nome_empregado 
idioma 
grau_técnico
tipo_engenheiro
valor_hora
ENGENHEIRO_GERENTE adicional
formação
salário
tipo_empregado forma_pagamentocargo
Modelo Entidade-Relacionamento EstendidoProfa. Cristina Dutra de Aguiar Ciferri e Prof. Ricardo Rodrigues Ciferri 
EMPREGADO
SECRETÁRIO
TÉCNICO
ENGENHEIRO
GERENTE
MENSALISTA HORISTA
d
d
CPF_empregado
nome_empregado 
idioma 
grau_técnico
tipo_engenheiro
valor_hora
ENGENHEIRO_GERENTE adicional
formação
salário
subclasse 
compartilhada
tipo_empregado forma_pagamentocargo
entidades de 
engenheiro_gerente herdam os 
atributos e os relacionamentos 
de empregado, engenheiro, 
gerente e mensalista
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Agregação
! Tipos-entidades agregados são 
representados como tipos-entidades
comuns
! Pode englobar
– dois tipos-entidades e um tipo-relacionamento
! Dados vistos em um nível mais baixo
– atributos dos tipos-relacionamentos
– chaves primárias dos tipos-entidades
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Representação
UNIVERSIDADEPESSOA ingressa
CGC_univ
nome_univ
n m
CPF_pessoa
nome_pessoa data_ingresso
ALUNO
PROFESSOR
CPF_professor
nome_professor
orienta
m
n
o tipo-entidade 
aluno é composto dos
tipos-entidade pessoa
e universidade e do 
tipo-relacionamento 
ingressa
a agregação aluno
está relacionada ao 
tipo-entidade 
professor
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Representação Simplificada
UNIVERSIDADEPESSOA ingressa
CGC_univ
nome_univ
n m
CPF_pessoa
nome_pessoa data_ingresso
ALUNO
PROFESSOR
CPF_professor
nome_professor
orienta
m
n
o tipo-entidade 
aluno é composto dos
tipos-entidade pessoa
e universidade e do 
tipo-relacionamento 
ingressa
a agregação aluno
está relacionada ao 
tipo-entidade 
professor
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Agregação
PACIENTEMÉDICO atende
CPF_paciente
nome_paciente
n m
CMR_médico
nome_médico
data+
ATENDIMENTO
hora
Enfocando a possibilidade do mesmo médico
atender o mesmo paciente em diferentes datas 
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Agregação
PACIENTEMÉDICO atende
CPF_paciente
nome_paciente
n m
CMR_médico
nome_médico
data+
ATENDIMENTO
hora
obs
Adicionando atributos também ao tipo-relacionamento
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Agregação
PACIENTEMÉDICO atende
CPF_paciente
nome_paciente
n m
CMR_médico
nome_médico
data+
ATENDIMENTO
hora
obs
nro_atendimento
Adicionando uma chave primária à agregação
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Projeto Conceitual de BD
! Classificar tipos-entidades e atributos
– tipos-entidade possuem informações 
descritivas, atributos não
– atributos devem ser mantidos de forma atômica
– atributos devem ser relacionados às entidades 
que eles descrevem
! Identificar chaves primárias
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! Identificar tipos-relacionamentos e seus 
atributos
– determinar o grau dos tipos-relacionamentos
! definir tipos-relacionamento ternários 
cuidadosamente
– identificar as restrições que se aplicam sobre 
cada tipo-relacionamento
! cardinalidade
! participação
! Identificar tipo-entidade forte e tipo-
entidade fraca
Projeto Conceitual de BD
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! Modelar hierarquias de generalização
– identificar atributos e relacionamentos comuns
– determinar as restrições de disjunção e de 
completude 
! Modelar agregações
“Podemos notar que um projetista de BD necessita de 
um bom conhecimento do minimundo que está sendomodelado para que possa tomar essas decisões!”
Projeto Conceitual de BD