Sistemas de Banco de Dados

Sistemas de Banco de Dados:
Projeto, Implementação e
gestão
Oitava Edição
Capítulo 2
Modelo de Dados
Database Systems, 8th Edition
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Objetivos
• Sobre modelagem de Dados e a importância
dos modelos de dados.
• Quais são as regras de negócios e como
influênciam o projeto do banco de dados
• Como os modelos de dados evoluiram
• Como os modelos de dados podem ser
classificados quanto ao nível de abstração.
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Introdução
• Projetistas, programadores e usuários finais tem
visões diferentes do dados.
• As diferentes visões dos mesmos dados levam a
projetos que não refletem as operações da empresa.
• Modelagem de dados reduzem a complexidade do
projeto de banco de dados.
• Vários graus de abstração dos dados ajudam a
reconciliar as visões divergentes do mesmos dados.
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Modelagem de Dados e Modelo de
Dados
• Modelo de Dados
– Representação relativamente simples de
estruturas complexas do mundo real.
• Geralmente usam formato gráfico
• Modelo: Uma abstração de um objeto ou
evento do mundo real
– Útil para compreender a complexidade do
mundo real.
• Modelagem de Dados é iterativo e
progressivo.
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A importância dos Modelos de Dados
• Facilita integração entre projetista,
programador e usuário final.
• Usuários finais tem diferentes visões e
necessidades para os dados.
• Modelo de Dados organiza os dados para
diversos usuários.
• Modelo de Dados é um abstração.
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Elementos básicos do Modelo de Dados
• Entidade: Qualquer coisa sobre o quel será
coletado dados e armazenados para uso
futuro.
• Atributo: Uma característica da entidade
• Relacionamento: descreve associação entre
entidades
– Relacionamento um-para-muitos (1:M)
– Relacionamento Muitos-para-muitos (M:N ou
M:M)
– Relacionamento Um-para-um (1:1)
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Regras de Negócios
• Descrição de políticas, procedimentos ou
princípios dentro de uma empresa
– Aplica a qualquer empresa que armazena e
usa dados para gerar informação.
• Descreve as operações para criar e garantir
ações dentro do ambiente organizacional.
• Deve ser fácil de compreender para todos na
empresa.
• Descreve as características dos dados na
visão da empresa
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Descobrindo as Regras de Negócios
• Fonte das Regras de Negócios:
–
–
–
–
Gerente geral
Comite político da empresa
Gerente dos departamentos
Documentação impressa
•
•
•
•
Procedures
Padrões
Manuais de operações
Manuais de operações
– Entrevista direta com os usuários finais
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Descobrindo as Regras de Negócios
• Padronização da visão dos dados pela
empresa
• Forma de comunicação entre projetistas e
usuários
• Permite ao projetista compreender a
natureza, papel e limites dos dados.
• Permite ao projetista compreender o
processo de negócio.
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Traduzindo regras de negócios em
Componentes do Modelo de Dados.
• Geralmente substantivos viram entidades
• Verbos viram relacionamentos entre as
entidades
• Relacionamentos são bi-direcionais
• Duas perguntas identificam o tipo de
relacionamento:
– Quantos elementos de B estão relacionados
com um único elemento de A?
– Quantos elementos de A estão relacionaods
com um único elemento de B?
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A evolução do Modelo de Dados
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Modelo Hierárquico
• Desenvolvido na década de 60 para gerir
grande quantidades de dados em projetos de
manufatura
• Representada por uma árvore de ponta
cabeça
– Segmento é análogo ao registro
– Conjunto de relacionamentos 1-para-muitos
entre os segentos
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O modelo Hierárquico( continuação)
• Base para os modelos atuais
• Desvantagens do modelo hierárquico:
–
–
–
–
–
Implementação complexa
Difícil de gerenciar
Falta independência estrutural
Ausência do relacionamento tipo 1:M
Sem padrões de implementação
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O Modelo Rede
• Desenvolvido para representar relacioanmentos
complexos de dados de modo mais eficaz.
– Aumenta desenpenho do banco de dados
– Impõe um padrão de banco de dados
• Conference on Data Systems Languages
(CODASYL) criou o DBTG
• Database Task Group (DBTG): Ambiente definido
para facilitar o desenvolvimento de banco de dados
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O modelo Rede (continuação)
• Esquema
– Organização conceitual de todo o banco de
dados na visão do administrador.
• Sub-esquema
– Visão parcial dos dados pelos programas
• Linguagem de gestão de dados (DML)
– Define o ambiente em que os dados são
manipulados
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O Modelo Rede (continuação)
• Possui similiaridades com o modelo
– Registro pode ter mais de um pai
• Coleção de registros usando o tipo de
relacionamento 1:M
• Possui dois tipos de registros
– Proprietário
• Equivalente aos pais no modelo hierárquico
– Membro
• Equivalente aos filhos no modelo hierárquico
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O Modelo rede (continuação)
• Desvantagens do modelo Rede
– Complexo
– Falta de ferramenta de consultas ad hoc
– Mudança estrutural no banco de dados pode
gerar problemas em todos os programas.
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O modelo Relacional
• Desenolvido por E. F. Codd (IBM) in 1970
• Tabela (relações)
– Matriz consiste de linha/coluna.
– Cada linha na relação é chamada de tupla.
• Considerados impraticável em 1970.
• Modelo conceitualmente simples, mas usa
intensivamente o processamento do
computador.
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O modelo relacional (continuação)
• SGBDR – Sistema Gerenciador de Banco de
Dados Relacional
– Realiza as mesmas funções que o modelo
hierárquico
– Oculta as complexidade para os usuários
• Diagrama Relacional
– Representado por entidade, atributos e
relacionamentos
• A Tabela relacional armazena um coleção de
entidades relacionadas.
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O modelo relacional (continuação)
• Banco de Dados relacionais baseado em
SQLpossuem 3 partes:
– Interface do usuário
• Permite ao usuário interagir com os dados.
– Conjunto de tabelas armazenadas em um banco de
dados
• Cada tabela é independente das demais
• Linhas em diferentes tabelas estão relacionadas com
outras tabelas por meio de atributos comuns.
– Linguagem de consulta SQL
• Executa todas as consultas ao banco (visões)
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O modelo de Entidade e Relacionamento
• Padrão bem aceito para modelagem de dados.
• Introduzido por Chen em 1976
• Representação gráfica das entidades e seus
relacionamentos em uma estrutura de Banco de
Dados.
• O diagram Entidade e Relacionamento (DER)
– Usa a representação gráfica dos componentes do
modelo de Banco de Dados.
– Entidade é mapeada em uma tabela relacional.
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O modelo relacional (continuação)
• Cada instância (ou ocorrência) é uma linha
da tabela.
• A entidade é uma coleção de itens similares
• Entidades são conectadas pelo
relacionamento
• Relacionamento usa notação de Chen
– Losango para os relacionamentos
– Nome da relação é escrita dentro do losango.
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Modelo Orientado para Objeto (MDOO)
• Os dados e relacionamentos estão inseridos
em uma única estrutura chamada objeto.
• MDOO (object-oriented data model) é a base
para o SGBDOO
– Modelo de dados semânticos
• Objetos contém operações
• Objeto é uma abstração de uma entidade
real.
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Modelo Orientado para Objeto
(OODM)(continuação)
• Atributos descrevem as propriedades de um
objeto
• Objetos que tem características similares são
agrupados em classes.
• Classes são organizadas em um hierarquia
de classes.
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O Modelo Conceitual
• Representa a visão global de todo o banco
de dados.
• Modelo ER é o mais usado
• MER é a representação gráfica do modelo
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O modelo conceitual (continuação)
• Permite um entendimento macro do ambiente
de dados.
• Independente do software e do hardware
– Não depende do SGBD para implementar o
modelo
– Não depende do hardware usado na
implementação do modelo
– Mudanças no hardware e no software não
eftam o projeto do modelo conceitual.
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O Modelo Físico
• Opera no nível mais baixo de abstração
– Descreve como os dados são armazenados.
• Requer definição de armazenamento físico e
métodos de acesso aos dados.
• Independência: Mudanças no modelo físico
não afeta o modelo lógico.
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