I- IntroduçãoI- IntroduçãoI- IntroduçãoI- Introdução

A Evolução dos Modelos de A Evolução dos Modelos de Dados e dos Sistemas de Dados e dos Sistemas de

Gerência de Banco de DadosGerência de Banco de Dados

Sumário• I.1 Um Hiato entre Especificação e

Implementação• I.2 Especificação: Evolução dos

Modelos Conceituais• I.3 Implementação: Evolução dos

Modelos Lógicos• I.4 Projeto de Aplicações de Banco

de Dados

I.1 Um Hiato entre I.1 Um Hiato entre Especificação e Especificação e ImplementaçãoImplementação

I.1 Um Hiato entre I.1 Um Hiato entre Especificação e Especificação e ImplementaçãoImplementação

Especificação

Implementação

Nívelde

AbstraçãoEspecificação(ModelagemConceitual)

Implementação(Modelagem

Lógica)

Modelo deEntidade e

Relacionamento

Modelo deObjeto

ModeloRelacional

ModeloObjeto-

Relacional

BD I

BD II

I.2 Especificação: I.2 Especificação: Evolução dos Evolução dos

Modelos Modelos ConceituaisConceituais

I.2 Especificação: I.2 Especificação: Evolução dos Evolução dos

Modelos Modelos ConceituaisConceituais

Modelo de Entidade e Relacionamento

• Idéia Básica: Entidade– Atributos atômicos– Relacionamento entre entidades

• Instâncias de Entidade• Associações entre instâncias de entidade

• Modelo Estático– Omisso quanto às operações com

(instâncias) de entidades

• Pontos Negativos

– Atributos atômicos– Modelo estático

Elementos de um Modelo de Objeto

• Idéia Básica: Objeto– Atributos complexos ou estruturados– Atributos coleção

• Conjunto, Bag, Lista, Array

– Atributo Identidade (OID)• Uma instância identifica um objeto• Transparente e independente de aplicação

– Associações entre objetos• Se um objeto A está associado a um objeto B, então A

deve fazer referência ou apontar para B, ou A contém o OID de B, e/ou vice-versa

– Operações (Métodos)

• Classe de objeto

– Atributos e associações comuns a um conjunto de objetos

– Atributo(s) chave– Relacionamentos entre classes de

objeto• Exprimem as associações entre objetos

– Classe persistente• Repositório de objetos da classe

• Exemplo de classe de objeto

– Classe Estudante• Atributos

– Matrícula << chave>>– Nome– Endereço

» Rua» Número» Bairro» Cep Prefixo Sufixo

– Data_nasc– Historico_escolar

» Conjunto Disciplinas_feitas Referência_disciplina, período, media_final, status

O atributoOID étransparente

• Métodos– CRE– Sufixo do CEP– Emissão do Histórico Escolar– ...

• Relacionamentos com outras classes– Matriculado em Disciplina– …

• Repositório: Estudantes

Não há necessidadede definir métodosobserver e mutator

• Multiplicidades de

Relacionamento– 1:1 – 1:N– M:N

• Hierarquia de Classe

– É possível declarar uma classe S como uma subclasse de outra classe C. Neste caso, S herda todas as propriedades da classe C, isto é, os atributos, os métodos, e os relacionamentos de C

– S pode ter seus próprios atributos, suas próprios

operações, seus próprios relacionamentos e seu próprio repositório (S é uma extensão de C)– Exemplo: a classe Estudante é uma

subclasse de Pessoa– Relacionamento Subclasse é_um(a)

(Sub)Classe– Multiplicidade 1:1

• Métodos

– Métodos de Instância • Aplicáveis a um único objeto

• Exemplo: est.disciplinas_em_curso(), aplicável a um objeto da classe Estudante (est é um objeto da classe Estudante)

• Parâmetro de entrada implícito: objeto self ou this

– Métodos de Classe• Não podem fazer referência a objeto self ou this

• Exemplo: Estudante.número_estudantes()

• Assinatura (Interface) – Uma assinatura de um método (ou interface)

compreende:• O nome

• Os parâmetros

• O tipo do valor de retorno (opcional)

• Comentários sobre a lógica do método

• Corpo (Código)

– Sobrecarga (“Overloading”)• Métodos de uma classe com o mesmo

nome, porém com pelo menos um argumento diferente– imprime_histórico_escolar ( )– imprime_histórico_escolar (formato: string)

• Vantagem: Coesão

– Polimorfismo• Dois métodos, de classes diferentes, são

polimorfos se têm a mesma assinatura• O conceito de polimorfismo é extremamente

útil em hierarquias de classes, mas não é restrito a elas– Aluno_especial é_um Aluno

» Aluno_especial.histórico_escolar()» Aluno.histórico_escolar()

• Agregação/Composição de Classes

• Relacionamentos especiais É_PARTE_DE• Agregação

• Compartilhamento• Exemplo: um objeto da classe Brinquedo

é parte de vários objetos da classe Catálogo

• Composição• Não compartilhamento• Exemplo: um objeto da classe

Departamento é parte de um único objeto da classe Centro

• Dependência existencial

• Agregação/Composição de Classes

– Brinquedo é-parte-de Catálogo– UML

Catálogo

Brinquedo

*

*

• Agregação/Composição de Classes

– Departamento é-parte-estrita-de Centro– UML

Centro

Depto

*

• Uma linguagem de consulta a objetos

– Estilo SQL!• Exercite-se (mire-se no exemplo de

motivação)– Qual o histórico escolar do estudante com

matrícula 1234?– Qual o CRE do estudante 1234?– Quais as disciplinas em que o estudante 1234 está

matriculado?

BD OO e UML• Pergunta: o que falta à linguagem

UML para ela se tornar um completo padrão de BDOO?– Linguagem de consulta a objetos– Descrição textual completa de

classes

Banco de Dados Orientado a Objeto (BD

OO)• Esquema Orientado a Objeto (Esquema OO)

– Um conjunto de classes persistentes e transitórias, segundo um modelo de esquema OO

• Classes persistentes (concretas)– Com repositório

• Classes transitórias (abstratas)– Sem repositório

• BD OO– Um conjunto de repositórios

• Pelo menos um não é vazio• Consultas sobre os repositórios

– Linguagem declarativa de consulta a objetos• Apropriada ao modelo de esquema

BD OO: Exemplo de Esquema

• Classes– Estudante, Disciplina, Curso, …

• Repositórios– Estudantes: João, Maria, José, …– Disciplinas: BD I, BD II, …– Cursos: Bacharelado em CC, …

I.3 Implementação: I.3 Implementação: Evolução dos Evolução dos

Modelos LógicosModelos Lógicos

I.3 Implementação: I.3 Implementação: Evolução dos Evolução dos

Modelos LógicosModelos Lógicos

Modelo Relacional

• Tipos nativos– INTEGER– REAL – DATE – STRING

• Esquema de Banco de Dados Relacional (BDR) – Conjunto de tabelas– Regras de integridade (consistência do conteúdo das

tabelas)• BDR

– Linhas de tabela• Pelo menos uma linha não vazia

• Linguagem de consulta

– Operações sobre tabelas• Padrão SQL: esquema e consulta• Regras de transformação de

esquemas de BDOO em esquemas de BDR– SGBDR: implementa BDRs

• Pontos negativos

– Pobreza de tipos– Não oferece encapsulação

(operações)

Modelo Objeto-Relacional (OR)

• Tipos nativos– INTEGER– REAL– DATE– STRING– COLEÇÃO

• ARRAY (padrão SQL99)• Oracle 10g

– VARRAY– NESTED TABLE

– APONTADOR (REFERENCE)

• Tipos Definidos pelo Usuário (Extensibilidade)

– Tipos de Objeto• Atributos stricto sensu• Atributos apontadores, ou referências• Métodos

– Funções– Procedures

– Hierarquias de tipos de objeto– Repositórios de tipos de objeto

• Typed Table (SQL99, IBM)• Object Table (Oracle)

– Linguagem de consulta SQLOR• Extensão-objeto da linguagem SQL

Banco de Dados Objeto-Relacional (BD OR)

• Esquema de BDOR– Conjunto de tipos persistentes de objeto

• Instanciáveis e/ou não-instanciáveis

• BDOR– Conjunto de Object(Typed) Tables e/ou conjunto de

tabelas puramente relacionais• Um BDOR estende stricto sensu um BDR

• Linguagem SQLOR – Operações sobre objetos de object(typed) table e/ou

sobre linhas de tabela relacional

• Regras de transformação de esquemas de BDOO em esquemas de BDOR

• SGBDOR: implementa BDORs

I.4 Projeto de I.4 Projeto de Banco de DadosBanco de DadosI.4 Projeto de I.4 Projeto de

Banco de DadosBanco de Dados

Requisitos

Esq. Conceitual OO

Esq. Lógico R, OR

Esq. Físico

UML /ODL + OQL

(Padrão ODMG p/BD OO)

Oracle 10g; SQL Server; ...