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CIn/UFPE – Projeto Conceitual de BD - Prof. Robson Fidalgo 1/63


Projeto Conceitual de BD

Conceitos Básicos

GeraisPor:

Robson do Nascimento [email protected]


Motivação

• Bancos de dados (BD) são componentes importantes dos

sistemas de informação

• Projetar BD tem se tornado uma atividade popular (qualquer

um acha que pode fazer), mas ela não é uma atividade trivial!

• A falta de abordagens adequadas para o projeto do BD pode

gerar resultados indesejáveis

� Ex: ausência de dados, ineficiência do BD e problemas de manutenção

• Muitos problemas dos BD advêm do pouco entendimento da

natureza dos dados


DadoXMetadadoXInformaçãoXConhecimento

O que é / qual a diferença entre:

Dado? Metadado? Informação? Conhecimento?


• Conceito geral:

� Dado X Metadado X Informação X Conhecimento

• Dado = registro de um fato isolado (Não tem significado claro)

• Metadado = Dado que descrevo o significado de outro dado

• Informação = Dado + Metadado (Dados com significado claro)

• Conhecimento = Discernimento sobre as informações



• Conceito geral:� Dado X Metadado X Informação X Conhecimento

• Exemplo:

� M � Dado

� Sexo � Metadado

� Tamanho � Metadado

� Sexo = M � Informação de uma pessoa do sexo masculino

� Tamanho = M � Informação de um tamanho médio

� Sexo = M e Tamanho = M � Conhecimento homem nem magro nem

gordo



(Dados X Informação)

• O dado é fato, ele só se torna informação quando

visto dentro de um contexto (transmitir algum

significado às pessoas)

• A informação acrescenta algo ao conhecimento da

realidade de forma tal que possa ser interpretado

pelas pessoas

• Informação = Dados + Contexto

• O tratamento dos DADOS dá origem a vários tipos

de INFORMAÇÕES


(Tipos de Informações)

• Operacional� Geradas a todo instante� Utilizada para suportar as operações diárias

• Manter a empresa funcionando e• Conhecer sua evolução diária

� EX: Notas fiscais e formulários de pedidos

• Gerencial� Geradas periodicamente� Utilizada para suportar tomada de decisão

• Processo de planejamento,• Acompanhamento de políticas,• Análise de resultados

� EX:Relatórios sobre compras e vendas


(Tipos de Conhecimentos)

• Tácito

� Subjetivo

� Baseado em experiências pessoais

� Voltado para ações em situações específicas

� Difícil de expressar e transmitir

• Explícito

� Objetivo

� Obtido através de procedimentos sistematizados

� Baseado especialmente em informações e fatos

� Fácil de expressar e transmitir, pois pode ser formalizado


Banco de Dados X SGBD

Qual a diferença entre Banco de Dados e

Sistema Gerenciador de Banco de Dados

(SGBD)?


Banco de Dados

Banco de Dados=

É uma coleção de dados interrelacionados e logicamente

coerente, representandoinformações sobre um

domínio específico


Banco de Dados

• Exemplos de Bancos de Dados:

� Agenda Telefônica

� Atlas Geográfico

� Cadastro de Fornecedores

� Lista de Pedidos

� Catálogo de Produtos

� . . .

Banco de Dados <> Bando de Dados!


Sistema Gerenciador de BD - SGBD

SGBD=

É uma coleção de programas que permite aos usuários criar e manter

um banco de dados.


Sistema Gerenciador de BD - SGBD

• Exemplos de SGBD:

� Oracle

� PostgreSQL

� SQL Server

� MySQL

� HSQLDB

� Paradox

� FireBird

� ...


Abstração

O que é abstração?


Abstração

Abstração=

É uma operação mental que observa a realidade e captura apenas os aspectos relevantes para um contexto


Abstração

• Uma abstração depende mais do observador do que da realidade observada.


• Uma abstração depende mais do observador do que da realidade observada.

Abstração


• Mecanismos de Abstração

� Classificação/Instanciação

� Generalização/Especialização

� Agregação/Desagregação

Abstração




• Categorização dos objetos em grupos, com base em algum

conjunto de propriedades comuns

• A classificação estabelece um relacionamento É INSTANCIA DE

entre cada elemento e a sua classe

Abstração




Abstração

Terrestres, Quadrúpedes e vivíparos

Instâncias/Elementos

Classificação em Categorias/Conjuntos

Aéreos, Bípedes e ovíparos

Periquito

Garça

PardalTucano

Girafa

GatoLeão

Cão

É INSTANCIA DE



� Generalização/Especialização

• Define um relacionamento de subconjunto entre elementos de duas ou mais categorias/conjuntos

• Todas as propriedades definidas para a categoria generalizada são herdadas pelas categorias especializadas

• Todo elemento de um subconjunto especializado é também elemento do seu respectivo conjunto generalizado

• Essa abstração estabelece um relacionamento É UM entre a categoria generalizada e as categorias especializadas

Abstração


• Mecanismos de Abstração� Generalização/Especialização

Abstração

AnimalAnimal

Ger

eral

izaç

ãoG

erer

aliz

ação

Esp

ecializaçãoE

specialização

É UM

Periquito

Garça

PardalTucano

Periquito

Garça

PardalTucano

Garça

PardalTucano

GirafaGirafa

GatoGatoLeãoLeão

CãoCão

Terrestres, Quadrúpedes e vivíparosAéreos, Bípedes e ovíparos


• Mecanismos de Abstração� Agregação/Desagregação

• Define uma nova categoria a partir de outras categorias

• Essa abstração estabelece um relacionamento É PARTE DE entre os componentes e a classe.

Abstração

É-PARTE DE

Ag

reg

ação

Desag

regação


Abstração de Dados

O que é abstraçãode dados?



Abstração de dados=

É o uso da abstração para selecionar as propriedades relevantes de

um conjunto de dados



• Abstração de Dados

� Exemplo :

• Quais dados são relevantes para um cliente?

� Nome?

� Data do nascimento?

� Endereço?

� Comida favorita?

� Cor dos olhos?

� Estatura?

� Salário?

Atenção:Analisar o contexto e

verificar a pertinência de cada propriedade.



• Níveis de Abstração de Dados em um SGBD (Arquitetura ANSI/SPARC)

� Nível Externo: Nível mais alto de abstração. Descreve partes do BD, de

acordo com as necessidades de cada usuário. É como os dados são

vistos pelo usuário.

� Nível Conceitual: Descreve quais dados estão armazenados e seus

relacionamentos. Neste nível, o BD é descrito através de estruturas

relativamente simples, que podem envolver estruturas complexas no nível

físico.

� Nível físico: Nível mais baixo de abstração. Descreve como os dados

estão realmente armazenados, englobando estruturas complexas de

baixo nível.


Arquitetura ANSI/SPARC

Visão 1 . . .

Abs

traç

ão

Banco de Dados

. . .

Usuários

NívelExterno

(Visões de usuários individuais)

Nível Conceitual

(visão da comunidade de usuários)

Nível Interno

(Visão do meio de armazenamento)

Visão 2 Visão n



• Objetivo: permitir que o SGBD garanta 1) diferentes níveis de

abstrações do BD e 2) independência de dados

� O que interessa é que os dados estejam disponíveis no momento

necessário, independentemente de como este foi armazenado



• A arquitetura ANSI/SPARC permite 2 tipos de independência de dados:� Independência de Dados Lógica

• É a capacidade de alterar o nível conceitual sem afetar o nível externo ou programas de aplicação

• EX: Adição/exclusão de um campo. No último caso, as visões do nível

externo que referem-se aos dados restantes não seriam afetadas

� Independência de Dados Física

• É a capacidade de alterar o nível interno sem afetar o nível conceitual

• EX: Criação de estruturas de acesso para melhorar a performance de

consulta ou atualização.

A independência Lógica é mais difícil de ser alcançada do que a Física. Pois, os programas são muito dependente do Esquema Lógico.


Modelo X Esquema X Instância

Qual a diferença entre Modelo, Esquema e Instância de dados?



O que é um Modelo de Dados?



Modelo de BD=

É uma especificação formal para descrever qualquer BD a partir de estruturas de dados, regras deintegridade de dados (RI) e operações sobre os dados



• Os modelos de dados permitem descrever:� Os relacionamentos entre os dados,

� A semântica dos dados e

� As regras de consistência

• Exemplos de Modelos de Dados:� Entidade e relacionamento

� Relacional

� Baseado em Objetos

� Hierárquico

� Rede



O que é um Esquema de BD?



Esquema de BD (Também chamado de intenção do BD)

=É a descrição de um BD

segundo um modelo de dados



• Exemplos de Esquemas de BD

Entidade e relacionamento

Relacional

Cliente CPF Nome Rua Cidade

Conta Número Saldo

ClienteConta



• Alguns motivos para uso de esquemas de BD

� Gerenciamento da Complexidade:

• Dividir para conquistar + princípio da abstração

� Comunicação entre as pessoas envolvidas:

• Servem como ponto de referência comum e não ambíguo

� Redução dos custos no desenvolvimento

• É mais barato corrigir erros no modelo do que na implementação

� Predição do comportamento futuro do sistema

• Permite experimentar problemas/soluções antes da implementação



O que é uma Instância de BD?



Instância de BD(Também chamado de extensão do BD)

=É a coleção dos dados armazenados no BD em um determinado momento



• Exemplos de Instâncias de BD

222.222.222-22 Maria R. da Paz Calmaria 333.333.333-33 José R. do Bem Bonança 444.444.444-44 Ana R. do Saber Academia

Cliente CPF Nome Rua Cidade 222.222.222-22 Maria R. da Paz Calmaria 333.333.333-33 José R. do Bem Bonança 444.444.444-44 Ana R. do Saber Academia

Conta 1111 100,00 2222 200,00 3333 300,00 4444 400,00

ClienteConta 222.222.222-22 1111 333.333.333-33 2222 333.333.333-33 3333 444.444.444-44 3333 444.444.444-44 4444

1111 100,00 2222 200,00 3333 300,00 4444 400,00

Relacional

Rede


Modelo de Dados

• Classificação:

� Modelos com base em objetos (modelos de alto nível)

• Também Conhecido como Modelo Conceitual

� Modelos com base em registros (modelos de implementação)

• Também Conhecido como Modelo Lógico

� Modelos físicos (modelos de baixo nível)


Modelos com base em Objetos

• Descrição mais abstrata da realidade

• Não contém detalhes de implementação

• Independe do tipo de SGBD usado

• É o ponto de partida do projeto do BD

� EX:

• ER

• ER-X

• OMT

• UML

Entidade-Relacionamento

Orientado a Objetos/Objeto Relacional


Modelo Entidade-Relacionamento (ER)

• Consiste de uma coleção de objetos básicos chamados entidades, e em relacionamentos entre esses objetos.

cliente contaclienteconta

nome

rua

cidadenúmero

saldo

Dt_Nasc

Entidades

Atributos

Relacionamento

* *

Multiplicidade


Modelo UML Orientado a Objeto• Consiste de uma coleção de objetos básicos agrupados em

“classes”, e em relacionamentos entre essas classes.

Cliente

obterEndereço()obterIdade()...

nomeruacidadeDt_nasc. . .

Conta

creditar()debitar()...

númerosaldo. . .

Cliente/ContaAtributos

Métodos

Relacionamento

Multiplicidade

* *

Classe

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