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1Database Systems, 8th Edition
Sistemas de Banco de Dados: Projeto, Implementação e
gestãoOitava Edição
Capítulo 2Modelo de Dados
2Database Systems, 8th Edition
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.
4Database Systems, 8th Edition
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)
7Database Systems, 8th Edition
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
8Database Systems, 8th Edition
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
9Database Systems, 8th Edition
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.
10Database Systems, 8th Edition
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?
11Database Systems, 8th Edition
A evolução do Modelo de Dados
12Database Systems, 8th Edition
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
13Database Systems, 8th Edition
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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
17Database Systems, 8th Edition
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.
20Database Systems, 8th Edition
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.
21Database Systems, 8th Edition
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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24Database Systems, 8th Edition
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)
25Database Systems, 8th Edition
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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