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Conteudo do cursoModelos conceituais

�� Universidade Estadual de Campinas - UNICAMPInstituto de Computacao - IC

MC536 – Bancos de Dados: Teoria e PraticaAula #3 – Modelos conceituais: MER e MER Estendido

Profs. Anderson Rocha e Andre Santanche

Campinas, 1 de Agosto de 2012

Anderson Rocha Arquitetura de Banco de Dados 1/44


Conteudo do curso

1. Introducao: arquitetura de banco de dados.

2. Modelos de dados: modelagem e abstracoes.

3. Modelos conceituais: modelo entidade-relacionamento (ER)basico e estendido.

4. Modelo relacional: definicoes e formalizacao.

5. Mapeamento do modelo ER para o modelo relacional.

6. Dependencias funcionais e normalizacao.

7. Linguagens de definicao e de manipulacao de dados.I Algebra relacional;I Calculo relacional.

8. Processamento de consultas.

9. Controle de concorrencia.

10. Mecanismos de protecao e recuperacao.



MER basico (ER)MER estendido (EER)

Modelagem de dados usando o modelo ER

I O modelo Entidade/Relacionamento (ER) e um modelo dedados conceitual de alto nıvel.

I Utilizado para o projeto conceitual dos dados.I Precisa de informacoes das especificacoes das operacoes

basicas feitas pelos usuarios finaisI Especificacao de requisitos.

I Criado em 1976 por Peter Chen.




Abordagem Entidade-Relacionamento

I Modelo de dados e representado atraves de um modeloentidade-relacionamento (MER).

I MER e representado graficamente por um diagrama deentidade-relacionamento (DER).




Conceitos basicos do modelo ER (1)

Conceito Definicao Sımbolo

EntidadeSao conjuntos de instancias, objetosda realidade modelada.

RelacionamentoSao acoes que interagem com as en-tidades.

AtributosSao caracterısticas comuns asinstancias que formam entida-des/relacionamentos.

Totalidade

Restricao imposta as entidades eaos relacionamentos, onde todas asinstancias de 1 entidade tem que es-tar relacionadas a instancias da outraentidade envolvida no relacionamento





I Entidades sao objetos ou “coisas” do mundo real quepossuem uma existencia independente e sao de interesse parauma determinada aplicacao.

I Atributos sao propriedades usadas para descrever umaentidade/relacionamento.





Figura: Entidade Livros, e composta pelos atributos Codigo, Tıtulo eIdioma.




Atributos (1)

I Simples: geralmente e so um conjunto de caracteres.

I Compostos: formado pelo conjunto de n atributos simples.Exemplo: Endereco = rua + numero + bairro.

Figura: Atributo composto.




Atributos (2)

I Monovalorados: cada atributo possui uma instancia.

I Multivalorados: um atributo pode possuir n instancias, porexemplo um livro que possui varias edicoes. Neste caso,edicoes seria um atributo multivalorado de livros. Exemplo:

Figura: Atributo multivalorado.




Atributos (3)

I Armazenados-basicos: sao os atributos comuns desenhadosexplicitamente no modelo ER).

I Derivados: nao sao armazenados no BD, possuem valorescalculados quando necessario e sao representados por linhatracejada. Exemplo: lucro da venda de um livro pode sercalculado ja que existem os valores de preco de venda e decusto.

Figura: Atributo derivado.

I Cada atributo de um tipo de entidade possui um conjunto devalores, ou domınio.




Atributo Identificador (Chave) (1)

I Atributo (ou combinacao de atributos) que identificaunivocamente uma instancia de entidade.

I Atributo identificador pode ser composto.

I Uma entidade pode tem mais de um atributo identificador.





Figura: Atributos identificadores.





I O conceito de chave foi introduzido por Peter Chen em 1976,com o motivo de identificar uma instancia.

I Porem a chave deve ser vista de forma mais ampla, como umarestricao de integridade. Para o conceito de chave deve-seentender que a instancia e unica.

I O valor de um atributo que e chave nao pode se repetirdentro do conjunto de todas as instancias da entidade.




Relacionamento (1)

I Um relacionamento e uma associacao entre duas ou maisentidades distintas (ou instancias da entidade), com umdeterminado significado.

I Exemplo: Empregado Joao Trabalha Em DepartamentoPesquisa.

I Um tipo de relacionamento R entre n tipos de entidadese1, e2, . . . , en define um conjunto de associacoes entreentidades desse tipo.




Auto-Relacionamento

I Relacionamento entre instancias da mesma entidade.

I Instancias participam com papeis diferentes.




Grau de relacionamento (1)

I O grau de um relacionamento e o numero de entidadesparticipantes

1. Unarios;2. Binarios;3. Ternarios.





Figura: Relacionamento unario.





Figura: Relacionamento binario.





Figura: Relacionamento ternario.




Relacionamento

I Mais do que um relacionamento pode existir entre as mesmasentidades.




Restricoes sobre tipos de relacionamento (1)

I Relacao de cardinalidade – especifica o numero de instanciasde um tipo de relacionamento que uma entidade podeparticipar.

I Pode ser: 1 para 1 (1:1), 1 para n (1:n), n para 1 (n:1) ou npara n (n:n).

I Relacao de participacao – especifica se a existencia dasentidades dependem de ela estar associada ou nao a outraentidade. Pode ser chamada de obrigatoria (total) ou opcional(parcial).




Restricoes sobre tipos de relacionamento (2)

I CARDINALIDADE + PARTICIPACAO = RESTRICOESESTRUTURAIS.

I As restricoes estruturais definem como as entidades seraorepresentadas, ou seja, a participacao mınima e maxima dasinstancias dos tipos de entidades nos relacionamentos.




Cardinalidade maxima

I Um-para-um (1:1).

I Um-para-muitos (1:N) ou muitos-para-um (N:1).

I Muitos-para-muitos (N:M).




Relacionamento N : 1

Figura: Relacionamento N : 1.




Relacionamento N : M

Figura: Relacionamento N : M.




Cardinalidade mınima (1)

I Tambem chamada de restricao de participacao ou restricao dedependencia de existencia.

I Zero (participacao opcional, existencia nao dependente)“Associacao opcional”.

I Um ou muitos (participacao obrigatoria, existenciadependente) “Associacao obrigatoria”.





I Especificada em cada participacao de uma entidade E em umrelacionamento R.

I Especifica que cada entidade e ∈ E se relaciona com nomınimo min e no maximo max instancias do relacionamentoem R.

I Padrao (sem restricao): min = 0, max = n.

I Deve ter min ≤ max , min ≥ 0, max ≥ 1.

I Derivada do conhecimento do domınio da aplicacao.





Figura: Exemplo de cardinalidade mınima e maxima.




Entidade Associativa (1)

I Tipo de entidade que associa instancias de um ou mais tiposde entidades e contem atributos que sao peculiares para orelacionamento.





I Como identificar?I Relacionamento do tipo N : M;I A entidade associativa tem significado independente;I Tem um ou mais atributos;I Participa de um ou mais relacionamentos independentemente

das entidades do relacionamento associado.




Exercıcios (1)

I Uma pequena locadora de vıdeos possui cerca de 2.000 fitasde vıdeo, cujo emprestimo deve ser controlado.

I Cada fita possui um numero.

I Para cada filme, e necessario saber seu tıtulo e sua categoria(comedia, drama, aventura, . . . ).

I Cada filme recebe um identificador proprio. Para cada fita econtrolado que filme ela contem.

I Para cada filme ha pelo menos uma fita, e cada fita contemsomente um filme.

I Alguns poucos filmes necessitam duas fitas.

I Os clientes podem desejar encontrar os filmes estrelados peloseu ator predileto. Por isso, e necessario manter a informacaodos atores que atuam em cada filme.




Exercıcios (2)

I Nem todo filme possui atores considerados “estrelas”.

I Os clientes, as vezes, desejam receber referencias dedeterminado ator, tais como o nome real, a data denascimento, etc.

I A locadora possui muitos clientes cadastrados.

I Somente clientes cadastrados podem alugar fitas.

I Para cada cliente e necessario saber seu pre-nome e seusobrenome, seu telefone e seu endereco.

I Cada cliente recebe um numero de associado.

I Desejamos saber quais fitas estao locadas por um dado cliente.

I Um cliente pode locar varias fitas ao mesmo tempo. Nao saomantidos registros historicos de alugueis.




Solucao

Figura: Uma solucao possıvel para o problema da videolocadora.




MER estendido

I Inclui todos os conceitos do MER basico.I Conceitos adicionais

1. Subclasses/Superclasses;2. Especializacao/Generalizacao;3. Heranca de atributos;4. Agregacao




Subclasses e superclasses

I Uma entidade pode ter subgrupos adicionais de suasentidades.

I Uma entidade que e membro de uma subclasse herda todos osatributos e relacionamentos da entidade superclasse.

I Processos de Especializacao e Generalizacao.




Restricao de nao-sobreposicao

I Conhecida como Disjointness Constraint.I Especifica que as subclasses da especializacao sejam disjuntas

I Uma entidade pode ser um membro de no maximo umasubclasse da especializacao;

I Representacao: d no diagrama EER.

I Se nao e disjunto, ha sobreposicaoI A mesma instancia pode ser membro de mais de uma

subclasse da especializacao;I Representacao: o no diagrama EER.




Restricao de Completude

I Conhecida como Completeness Constraint.I Total

I Especifica que toda instancia na superclasse deve ser membrode alguma subclasse;

I Representacao: t no diagrama EER.

I ParcialI Permite que uma entidade nao pertenca a nenhuma das

subclasses;I Representacao: p no diagrama EER.




Generalizacao

Figura: Exemplo de generalizacao.




Agregacao

I Agrega duas ou mais entidades em “conceito” (entidade) demais alto nıvel.

Figura: Exemplo de agregacao.




Duvidas?

Figura: O pensador - Auguste Rodin.


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