Modelo Relacional: Conceitos e Regras de Integridade

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Nesta aula, serão apresentados os conceitos do Modelo Relacional, a estrutura relacional de
dados e as regras de integridade relacional.
Apresentar os conceitos do Modelo Relacional;
Descrever as regras de integridade do Modelo Relacional.
O Modelo Relacional é um modelo de dados proposto pelo pesquisador Edgar F. Codd em
1970 e tem seus fundamentos na teoria de conjuntos. Está baseado no princípio de que os
dados são guardados em tabelas relacionais, também chamadas de relações.
Uma tabela ou relação consiste em uma entidade bidimensional, constituída de linhas (ou
tuplas) e colunas (ou atributos). Cada linha da tabela representa uma coleção de valores de
dados relacionados, que podem ser interpretados como fatos que descrevem uma
entidade ou um relacionamento.
O nome da tabela e os nomes das colunas são usados para ajudar na interpretação do
significado dos valores em cada linha da tabela. Um banco de dados relacional é um banco
de dados que modela os dados de tal forma que eles sejam percebidos pelo usuário como
tabelas. O termo está relacionado aos dados organizados segundo o Modelo Relacional, ou
a um Sistema Gerenciador de Banco de Dados Relacional (SGBDR) – do inglês Relational
Database Management System (RDBMS) – um software que implementa a abstração.
Projeto e otimização de banco de dados
Aula 1: Modelo Relacional
Introdução
Objetivos
Conceitos do modelo relacional
Figura 1 - Nome da imagem
Fonte:
Considere conjuntos, não necessariamente disjuntos D1, D2, ..., Dn de valores atômicos.
R é uma relação sobre estes conjuntos (domínios de R), se e somente se R é um conjunto de
n-uplas (tuplas) ordenadas <d1, d2, ... , dn>, tal que para i=1,2,...,n di pertence a Di.
Exemplo: 
A = {1, 2, 3, 4, 5} 
B = {2, 3, 4, 6, 7} 
R = B é o dobro de A 
R = {(2,1), (4,2), (6,3)}
Vejamos agora os conceitos do modelo relacional:
Relação = Tabela bi-dimensional, composta de linhas e colunas de dados 
Relação recursiva = Relaciona o objeto a si mesmo 
Atributo = Coluna 
Grau de uma relação = Número de atributos 
Tupla = Cada linha da relação 
Domínio de um atributo = Conjunto ao qual pertence os valores de um atributo 
Exemplo: O atributo SEXO de uma tabela ALUNO só pode conter os valores M (masculino) e
F (feminino). 
Valor nulo de um atributo de uma tupla = Atributo inaplicável ou com valor desconhecido
Figura 2 - Conceitos do modelo relacional
Fonte: elaborado pelo autor
Definição matemática de relação
Conceitos do modelo relacional
Atenção!
http://pos.estacio.webaula.com.br/cursos/ATU231/aula1/img/01.jpg
http://pos.estacio.webaula.com.br/cursos/ATU231/aula1/img/a01_t05a.png
Esquema de Banco de Dados Relacional = Nomes das relações seguidos pelos nomes dos
atributos, com os atributos chaves sublinhados e com as chaves estrangeiras identificadas
(duplo sublinhado).
Temos aqui um esquema de um projeto (design) de um banco de dados. Veja como é o seu
funcionamento:
Exemplo de Esquema (Modelo Lógico)
FUNCIONÁRIO (MAT, NOME, ENDERECO, CPF, DT_ADM, CODDEPTO, CODCARGO) 
CARGO (CODCARGO, DESC_CARGO) 
DEPARTAMENTO (CODDEPTO, NOME_DEPTO)
Figura 3 - Projeto (design) de bancos de dados
Fonte: elaborado pelo autor
Observe o exemplo de um diagrama de entidades e relacionamentos (modelo conceitual) e
suas características:
Projeto (design) de bancos de dados
Exemplo de diagrama de entidades e relacionamentos (modelo
conceitual)
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Figura 4 - Diagrama de entidades e relacionamentos
Fonte: elaborado pelo autor
Vejamos agora um exemplo de um modelo físico em forma de tabelas:
Quadro 1 - Modelo físico
Fonte: elaborado pelo autor
Entenda o conceito de cada item de uma relação:
O atributo ou conjunto de atributos que será utilizado para identificar instâncias de uma
entidade faz parte do modelo conceitual.
Designa o conceito de item de busca, isto é, um atributo ou conjunto de atributos que será
utilizado nas consultas à base de dados. É um conceito lógico da aplicação.
É um recurso físico que visa otimizar a recuperação de uma informação via método de
acesso. O banco de dados usa o índice de maneira semelhante ao índice remissivo de um
livro, verifica um determinado assunto no índice e depois localiza a sua posição em uma
determinada página.
Exemplo de relações ou tabelas (modelo físico)
Conceitos
Atributo identificador
Chave
Índice
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Obs.: Uma chave pode ser utilizada como índice, mas um índice não é, necessariamente,
uma chave.
Deve ser única, ou seja, nenhuma tupla de uma mesma relação pode ter o mesmo valor
para o atributo escolhido como chave candidata. Deve ser irredutível, nenhum subconjunto
da chave candidata pode ter sozinho a propriedade de ser único. Pode ser:
Simples: quando é composta por apenas um atributo;
Composta: quanto possui mais de um atributo para formar a chave.
É um caso especial da chave candidata. É a escolhida entre as candidatas para identificar
unicamente uma tupla.
É quando um atributo de uma relação é chave primária em outra. Constitui um conceito de
vital importância no modelo relacional: é o elo lógico entre as tabelas (relacionamentos).
Através das operações com as chaves estrangeiras que se garante a Integridade
Referencial do banco de dados que você verá a seguir.
Quadro 2 - ENDEREÇO
Fonte: elaborado pelo autor
Conheça agora as regras de integridade do modelo relacional:
Regras que devem ser obedecidas em todos os estados válidos da base de dados (podem
envolver uma ou mais linhas de uma ou mais tabelas.
São elas:
a. Domínio
b. Chave
Chave candidata
Chave primária
Chave estrangeira
Atenção!
Regras de integridade do modelo relacional
Regras de integridade
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c. Entidade
d. Referencial
Especificam que dentro de cada tupla o valor de cada atributo deve ser um valor atômico.
Os tipos de dados associados aos domínios incluem:
Inteiros (inteiro curto, inteiro e inteiro longo);
Números reais (ponto flutuante e flutuante de precisão dupla);
Caracteres booleanos;
Cadeias de caracteres (data, hora, timestamp) etc.
A chave é um atributo ou conjunto de atributos cujo valor ou combinação de valores deve
ser único em qualquer instância da relação.
O valor da chave não pode ser vazio (nulo). A chave primária serve como representante na
base de dados de uma entidade – se a chave primária for vazia, a linha não corresponde a
nenhuma entidade.
As chaves estrangeiras tem que ser respeitadas, ou seja, se existe um determinado valor
para o atributo na tabela onde ele é chave estrangeira esse valor deve existir na tabela onde
ele é chave primária.
Restrições de integridade semântica ou regras do negócio também podem ser
especificadas no Banco de Dados. Essas restrições dependem da semântica do negócio ou
da aplicação. Exemplos:
Um funcionário só pode participar de 3 projetos ao mesmo tempo.
O menor salário da empresa deve ser maior ou igual ao salário mínimo vigente.
Todo funcionário deve estar lotado em um departamento.
(AOCP/BRDE – 2011 - ANALISTA DE SISTEMAS) Na terminologia formal do modelo
relacional, encontramos os seguintes termos: tupla, atributo, relação e domínio. 
Defina-os individualmente.
Existem alguns termos utilizados na terminologia do modelo relacional formal, entre
eles destacam-se os abaixos relacionados e suas respectivas definições:
O termo Tupla refere-se a uma linha de uma relação;
O termo Atributo refere-se a um cabeçalho de coluna de uma relação;
O termo Relação refere-se a uma tabela;
O termo Domínio (D) refere-se a um conjunto de valores atômicos.
Considerando que, por atômicos, entendemos que cada valor no domínio é
indivisível no que diz respeito ao modelo relacional.
Integridade de domínio
Integridade de chave
Integridade de entidade
Integridade referencial
Integridade semântica
Atividade proposta
Atributo identificadorConjunto de atributos que será utilizado para identificar instâncias de uma entidade.
Chave
Designa o conceito de item de busca.
Chave Estrangeira (Foreing Key)
Mecanismo que permite a implementação de relacionamentos no modelo relacional.
Chave Primária (Primary Key)
Um campo ou conjunto de campos escolhidos pelo projetista do banco de dados como de
significado principal para a identificação exclusiva de um registro dentro de uma tabela de
dados.
Domínio (Domain)
Conjunto de valores que um determinado atributo (ou campo) pode assumir.
Índice
Recurso físico que visa otimizar a recuperação de uma informação.
Integridade Referencial
Utilizada para garantir a integridade dos dados entre tabelas relacionadas.
Regras de integridade
Regras que estabelecem quando uma base de dados está correta.
Notas
Exercícios de fixação
Em relação ao modelo relacional, marque a alternativa correta.
A chave estrangeira não precisa ser única, mas não pode ser nula.
O domínio de um atributo corresponde ao seu tipo de dado.
O valor de um atributo de uma tupla é nulo quando o seu valor é desconhecido.
A integridade referencial é garantida através da chave primária.
Uma chave pode ser um índice, mas um índice é obrigatoriamente uma chave.
Em relação aos conceitos apresentados, marque a alternativa correta.
Uma relação ou tabela é composta apenas por linhas ou tuplas de dados.
Uma relação recursiva representa um loop no Banco de Dados.
Um atributo é o mesmo que uma linha da tabela.
O grau de uma relação corresponde ao número de atributos dessa relação.
Um “Esquema” representa o índice de uma coluna da tabela.
Em relação as chaves, marque a alternativa correta.
A chave candidata não precisa ser única.
A chave candidata é um caso especial da chave primária.
A chave estrangeira ocorre quando um atributo é chave estrangeira em outra relação.
Um índice é recurso lógico para otimizar a recuperação de uma informação.
Uma chave estrangeira é o elo lógico entre as tabelas (relacionamentos).
Em relação ao Modelo Relacional, marque a alternativa incorreta.
O Modelo Relacional foi proposto pelo pesquisador Edgar F. Codd na década de 1990.
O Modelo Relacional tem seus fundamentos na teoria de conjuntos.
O nome da tabela e os nomes das colunas são usados para ajudar na interpretação do
significado dos valores em cada linha da tabela.
Uma linha é também chamada de tupla.
Uma coluna é também chamada de atributo.
São etapas do projeto de Banco de Dados, exceto:
Coleta e análise de requisitos de dados
Análise de requisitos funcionais
Projeto físico
Projeto conceitual
Projeto lógico
São Regras de Integridade, exceto.
Domínio
Chave
Entidade
Referencial
Índice
Nesta aula:
Os conceitos principais do Modelo Relacional e estrutura relacional de dados;
As regras de integridade do Modelo Relacional.
Na próxima aula:
Conceito de álgebra relacional;
Operações de seleção e projeção;
Operações de conjunto;
Produto cartesiano;
Junção.
Os seguintes tipos de dados podem estar associados a um domínio, exceto:
Inteiros
Símbolos
Números reais
Caracteres booleanos
Cadeias de caracteres
Em relação a regra de integridade da entidade e referencial, podemos afirmar:
O valor da chave primária pode ser vazio.
A chave primária não serve como representante de uma entidade.
O valor da chave estrangeira deve existir na tabela onde o atributo relacionado é chave
primária.
A chave estrangeira não pode ser nula.
A chave estrangeira não pode conter valores duplicados.
A afirmação “O salário do servidor público não pode ultrapassar o salário do presidente da
república” está associada ao seguinte termo:
Restrição de chave primária
Integridade referencial
Definição de um índice
Restrição de integridade semântica
Associação de tipos
Síntese
Próxima aula
ELMASRI, R.; NAVATHE, S., Sistemas de banco de dados. 4. ed. Pearson Education do Brasil,
2005.
SILBERSCHATZ, Abraham; KORTH, Henry F; SUDARSHAN, S. A. 5. ed. Sistema de banco de
dados. Rio de Janeiro: Campus, 2006.
Referências