Modelagem de Dados, Notas de estudo de Informática

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Apostila:

MODELAGEM CONCEITUAL

DE DADOS

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Sumário

• 1. Conceitos básicos
• 2. Processo Modelagem de Dados
  • 2.1 Especificação de Requisitos...........................................................................
  • 2.2 Execução da Modelagem de Dados
  • 2.3 Objetivo da Modelagem de Dados
• 3. Níveis de Modelagem
  • 3.1 Modelo Conceitual de Dados
  • 3.2 Modelo Lógico de Dados
  • 3.3 Modelo F ísico de Dados..................................................................................
• 4. Modelo Entidade Relacionamento
  • 4.1 Entidades...........................................................................................................
    • 4.1.1 Classificação...........................................................................................
  • 4.2 Atributos
  • 4.3 Relacionamentos
    • 4.3.1 Grau ou Cardinalidade do Relacionamento
    • 4.3.2 Restrições de Cardinalidade
    • 4.3.3 Relacionamentos Totais e Parciais.....................................................
    • 4.3.4 Relacionamentos Múltiplos...................................................................
  • 4.4 Extensões do MER
    • 4.4.1 Autorelacionamento
    • 4.4.2 Agregação
    • 4.4.3 Generalização/Especialização.............................................................
• 5. Referências Bibliográficas

2.3 Objetivos do Modelo de Dados

• Representar um ambiente observado
• Servir de instrumento para comunicação
• Favorecer o processo de verificação e validação
• Capturar aspectos de relacionamentos entre os objetos observados
• Servir como referencial para a geração de estruturas de dados
• Estabelecer conceitos únicos a partir de várias visões. 3. NÍVEIS DE MODELAGEM

Partindo-se de um mundo observado, composto por seus objetos e relacionamentos, poderemos definir um modelo independente de tecnologia (relacional, rede, hierárquica). Esse modelo poderá ser derivado para um modelo lógico que por sua vez será dependente de modelos físicos de implementação.

A cada um desses níveis de modelagem serão associadas técnicas de representação gráfica e métodos e de especificação de schemas.

3.1 Modelo Conceitual de Dados (MCD)

Aquele em que os objetos, suas características e relacionamentos têm a representação fiel ao ambiente observado, independentemente de quaisquer limitações impostas por tecnologias, técnicas de implementação ou dispositivos físicos. Separa o problema de modelagem do problema de implementação do modelo em um tipo de SGBD específico. Permite abstrair e compreender melhor o ambiente observado.

3.2 Modelo Lógico de Dados (MLD)

Aquele em que os objetos, suas características e relacionamentos têm a representação de acordo com as regras de implementação e limitações impostos por algum tipo de tecnologia. Essa representação é independente dos dispositivos ou meios de armazenamento físico das estruturas de dados por ela definidas. Modelo relacionado ao projeto de banco de dados.

3.3 Modelo Físico de Dados (MFD)

Aquele em que a representação dos objetos é feita sob o foco do nível físico de implementação das ocorrências, ou instâncias das entidades e seus relacionamentos. O conhecimento do modo físico de implementação das estruturas de dados é ponto básico para o domínio desse tipo de modelo. Depende especificamente de cada SGBD.

Fig. 1 - Integração da Arquitetura de Três Níveis com a Abordagem E-R

4. Modelo Entidade -Relacionamento - Técnica criada em 1976, pelo professor Peter P. Chen - Representação de uma visão lógica de um determinado ambiente de informações a partir de suas entidades, relacionamentos e atributos. - Ideal para a comunicação com usuários leigos - Permite a construção de Modelos mais estáveis - Permite a independência de dados e de SGBD - Base: no óbvio: Lei do Mundo ‘o mundo está cheio de coisas que possuem características próprias e que se relacionam entre si’

Fig. 2 – Abordagem Entidade-Relacionamento

4.1 Entidades

Algo real ou abstrato, que pode ser percebido no ambiente e sobre o qual interessa armazenar dados. É o conjunto de objetos ou elementos semelhantes.

As entidades podem ser identificadas a partir dos grupos:

Schema Conceitual

Schema Externo

Schema Interno

Modelo Conceitual

Modelo Lógico

Modelo Físico

Objetos de Interesse

Entidade 1 relacionamento Entidade 2

Atributo 1

Atributo 2

4.3.1 Grau ou cardinalidade do Relacionamento

Descreve a freqüência relativa das ocorrências das entidades no relacionamento, os graus do relacionamento.

Classificação:

a) 1:1 (um para um) São difíceis de serem caracterizados pois, dependendo da visão são facilmente questionados e reconsiderados. Acontece quando, a cada instante, um elemento da entidade A tem um e somente um valor da entidade B associado a ele e vice- versa. Se consideramos dois conjuntos entre os quais possa existir alguma relação entre os seus elementos, poderíamos representá-los da seguinte forma:

Ex: Um funcionário gerencia um departamento por vez e, um departamento é gerenciado por apenas um funcionário por vez.

b) 1:N (um para vários) Acontece quando, a cada instante, um valor da entidade A possuir vários valores da entidade B associado a ele e, cada elemento da entidade B possuir apenas um elemento da entidade A associado a ele. Se consideramos dois conjuntos de elementos os representaríamos da seguinte forma:

Ex: Um departamento pode lotar vários funcionários por vez e, um funcionário pode lotar apenas um departamento por vez.

Funcionário gerencia Departamento

A B

A B

Departamento Lotação Funcionários

1 N

c) M:N (muitos para muitos) Acontece quando, a cada instante, um valor da entidade A pode possuir vários valores da entidade B associado a ele e, vice-versa. Considerando dois conjuntos de elementos, representamos da seguinte forma:

Ex: Um livro pode ser escrito por vários autores e um autor pode escrever vários livros.

4.3.2 Restrições de Cardinalidade

Uma RESTRIÇÃO impõe limites na cardinalidade do domínio e da imagem dos tipos de relacionamento. Por exemplo, “uma turma é aberta apenas se pelo menos um aluno estiver matriculado”. Uma restrição é um invariante do sistema : deve ser válida a qualquer momento.

4.3.3 Relacionamentos Totais e Parciais

Em um conjunto de entidade “E” e um relacionamento “R” em que “E” participa.

• quando a restrição impõe que todo elemento de “E” estejam obrigatoriamente em “R”, dizemos que “R” é total em “E”;
• quando a restrição não impõe que todo elemento de “E” esteja obrigatoriamente em “R”, dizemos que “R” parcial em “E”.

Ex:

Relacionamentos Totais:

• Não há funcionário que não esteja lotado em um departamento
• Não há nenhum departamento sem gerente
• Não há projeto que não tenha um funcionário alocado Relacionamentos Parciais:
• Nem todo departamento possui funcionários lotados
• Nem todo funcionário gerencia um departamento

A B

Livro é escrito Autor

N N

Projetos Funcionários Departamento

Participações

Lotações

Gerenciamentos

N N

N 1

1 1

controlar a quantidade pedida, que deve ser igual ou maior que a quantidade requisitada, e para se poder mudar o status da requisição de pendente para cumprida.

4.4.3 Generalização x Especialização

Identificação de subconjuntos distintos dentro de um conjunto único. Os elementos desse conjunto possuem características comuns (genéricas) e específicas para cada subconjunto. Cada elemento deve ser visto como um elemento pertencente tanto ao subconjunto como ao conjunto completo.

Ex.: Em uma biblioteca identificamos o conjunto de Leitor que pode ser classificado em Alunos e Professores. Estes leitores possuem características comuns como: nome e CPF; e características específicas de acordo sua classificação. Para os alunos as características são: curso e turma; e para os professores, o departamento .

Material Requisição N N

Pedidos de Compra

Itens requisição

Itens pedido

N

N

Relacionamento totalmente independente

Leitor

Professor Aluno

Nome

CPF

Curso

Turma

Departamento

5. Referências Bibliográficas

Cougo, Paulo. Modelagem Conceitual e Projeto de Banco de Dados. Rio de Janeiro: Campus, 1997.

Barbiere, Carlos. Modelagem de Dados. IBPI Press, 1994.

Yourdon, Edward. Análise Estruturada Moderna. Campus, 1992.

Gane, Chris. Análise Estruturada de Sistemas. Livros Técnicos e Científicos Editora, 1993.

Ramez Elmasri, Shamkant Navathe. Fundamentals of Database Systems. 4th Ed. Pearson Addison-Wesley, 2004.

Gane, Chris. Desenvolvimento Rápido de Sistemas. Livros Técnicos e Científicos Editora,