Apresentação da Disciplina Disciplina: Banco de Dados Conteúdo Programático e Material Didático: Ftp://ftp.unilins.edu.br/wesley Link Banco de Dados Ftp://ftp.unilins.edu.br/wesley

Apresentação da Disciplina

Disciplina: Banco de Dados Conteúdo Programático e Material Didático:

Ftp://ftp.unilins.edu.br/wesley Link Banco de Dados Arquivo: apostilaBD.zip

Parte1PS.zip Introdução Modelo Entidade e Relacionamento Enunciados de Exercícios

Parte2PS.zip Modelo Relacional Álgebra Relacional

Parte3PS.zip SQL

Parte4PS.zip Teoria de Normalização

Parte5PS.zip Conceitos Avançados sobre Modelagem de Dados

BDOO.ps Banco de Dados Orientado a Objetos

Aulas Práticas

Introdução Banco de Dados (ou Base de Dados)

é uma coleção de dados relacionados, organizada e armazenada de forma a possibilitar fácil manipulação, incluindo alterações, inserções, remoções e consultas.

Sistema Gerenciador de Bancos de Dados (SGBDs)

conjunto de programas computadorizados que possui uma gama de funções pré-implementadas que gerenciam as operações de inserção, remoção, atualização e consultas dos dados armazenados.

Sistema de Banco de Dados (SBD) SGBDs + BDs

Introdução Um SBD busca oferecer:

Rapidez Disponibilidade Total Flexibilidade Integridade

Componentes de um SBD: Dados Hardware Softwares – SGBDs Usuários

Programadores de aplicações Usuários Finais DBA (administrador de banco de dados)

Introdução Vantagens de se utilizar um Banco de

Dados (BD): Redução de Redundância

Duplicação de dados Propagação de atualizações

Evitar Inconsistência

Concorrência entre aplicações Dados podem ser compartilhados de forma

controlada

Segurança

Introdução Pode-se afirmar que quase todas as

vantagens e propriedades de um banco de dados são possíveis graças à forma como são esquematizados e estruturados os seus dados.

Esse esquema é elaborado segundo um Modelo de Dados.

Pode-se dividir a arquitetura de um BD em três níveis:

Esquema Interno: Estrutura de armazenamento físico Detalhes do armazenamento, caminhos de

acesso, etc. Esquema Conceitual:

Estrutura do banco (descrição das entidades, tipos de dados, relacionamentos, operações de usuários, restrições).

Esquema Externo: Visões de usuários

Introdução Essa estrutura em níveis permite a

independência de dados.

Independência Lógica de dados – é a capacidade de se alterar o esquema conceitual sem ter que alterar o esquema externo.

Independência Física de dados – é a capacidade de se alterar o esquema interno sem ter que alterar o esquema conceitual ou externo.

Introdução Esquema

É a descrição de um banco de dados.

Instância de um banco de dados Os dados que estão armazenados em um

determinado momento de tempo no banco de dados constituem uma Instância do banco de dados.

Modelo Entidade e Relacionamento -

MER Peter Chen 1976. Representação dos dados do mundo real

através de: Entidades Relacionamentos Atributos (propriedades das entidades ou

dos relacionamentos)

Entidades – conjunto de “coisas” que possuem características comuns (atributos comuns).

Instância – atribuição de valores para os atributos de uma entidade.

Cada atributo deve ser definido como pertencente a um domínio.

Atributo Monovalorado Atributo Multivalorado Atributo Derivado Atributo ou Atributos Chave


MER Entidades – conjunto de “coisas”

que possuem características comuns (atributos comuns).

Entidade

Pessoa

CIC = 24.356.732-2

Nome = Luiza

Sexo = F

Idade = 20

Altura = 1.70

Atributos


MER Relacionamentos – relação entre as entidades

Representam associações entre duas ou mais entidades

Indicam rica semântica Essa semântica é expressa através de vários

conceitos, por exemplo: cardinalidade.

Grau de relacionamento – indica quantas entidades estão por um mesmo relacionamento.

Alguns tipos de Relacionamentos: 1 para 1 1 para N N para 1 N para N Auto-relacionamento Ternário ...

Mostrar Notação (simbologia).

O Modelo de Entidade e Relacionamento é utilizado pela Análise Essencial e Projeto Estruturado de Sistemas através de seus seguintes diagramas: DER e DED.


MER Relacionamentos – relação entre as

entidades

Empregado

EmpresaTrabalha em

N 1

Projeto Fornecedor

Peça

É feito com /Fornecido

porN N

N



entidades

Estudante Disciplina

matricula

N N

Nome Data Sigla



entidades

Disciplina Pré-req

N

N

Pré-req de

Pré-req é

Empresa Promove

Ncompra

vende

assessora

N

N


MER Exemplo de modelagem utilizando o MER

Modelo Entidade e Relacionamento

Estendido – ME-RXO Modelo ER, proposto por Peter Chen em

1976, originalmente incluía somente os conceitos de entidade, relacionamento e atributos; posteriormente outros conceitos foram introduzidos no modelo, tais como:

Atributos compostos Refinamento do conceito de cardinalidade

– Multiplicidade (mínima e máxima) Abstração de Generalização Abstração de Agregação


Estendido – ME-RX Atributos Compostos

Um atributo composto representa um grupo de atributos que possuem uma afinidade em significado ou uso.

Refinamento do conceito de cardinalidade – Multiplicidade (mínima e máxima)

Cardinalidade de atributo:

Cardinalidade máxima do atributo maior que 1 indica que o atributo é multivalorado.


Estendido – ME-RX

Cardinalidade de uma Entidade em um Relacionamento


Estendido – ME-RX Abstração de Agregação

Cliente C/Ctem

N N

Cartão

concessão

Correntista

Nome Número

Código


Estendido – ME-RX Abstração de Generalização (hierarquia

de Generalização)


Estendido – ME-RX Propriedades de Cobertura da

Generalização Cobertura TOTAL ou PARCIAL



Generalização Cobertura EXCLUSIVA ou OVERLAPPING

(de SOBREPOSIÇÃO)



Generalização Para denotar o tipo de cobertura de uma

hierarquia de generalização será usada a seguinte notação:

(t,e) – cobertura total e exclusiva (t,o) – cobertura total e overlapping (p,e) – cobertura parcial e exclusiva (p,o) – cobertura parcial e overlapping

Projeto de Banco de Dados

O projeto de um banco de dados é decomposto em: Projeto Conceitual, Projeto Lógico e Projeto Físico.

Projeto de Banco de Dados

Esquema Conceitual Descrição em alto nível da estrutura do BD Independente do SGBD Um Modelo Conceitual é utilizado para

descrever o esquema conceitual (utiliza recursos do MER e ME-RX)

Deve expressar o máximo de semântica envolvida

Fase mais crítica do projeto do BD

Esquema Lógico Descrição da estrutura do BD que pode ser

processada por um SGBD

Esquema Físico É uma descrição da implementação do BD em

memória secundária, descreve a estrutura de armazenamento e métodos de acesso.

O esquema físico é direcionado para um SGBD específico.

Decisões tomadas durante o projeto físico, para melhorar o desempenho, podem afetar a estrutura do esquema lógico

Modelo Relacional (MR)

O Modelo Relacional foi apresentado por Codd em 1970.

Os dados são vistos como armazenados em “tabelas”

Uma “tabela” é chamada relação Uma linha em uma relação representa

uma instância, recebendo o nome de tupla

Uma tupla é composta de valores designados atributos

Cada atributo possui seu domínio de atributo

Toda tupla é distinguida das outras através de uma chave

Grau de uma relação é o número de atributos que essa relação possui

Toda essa conceituação têm suas definições baseadas na Teoria Relacional


Exemplo:

NÚMERO

ORIGEM DESTINO PARTIDAS

CHEGADAS

83 São Paulo Manaus 11:30 19:00

84 São Paulo Brasília 13:00 18:00

213 Rio de Janeiro

São Paulo 10:00 10:35

214 Rio de Janeiro

São Paulo 10:30 11:05

“tabela” ou Relação Vôos


Exemplo:

NÚMERO


CHEGADAS



213 Rio de Janeiro

São Paulo 10:00 10:35

214 Rio de Janeiro

São Paulo 10:30 11:05

Atributos

Grau da relação = 5


Exemplo:

NÚMERO


CHEGADAS



213 Rio de Janeiro

São Paulo 10:00 10:35

214 Rio de Janeiro

São Paulo 10:30 11:05

Tupla


Exemplo:

NÚMERO


CHEGADAS



213 Rio de Janeiro

São Paulo 10:00 10:35

214 Rio de Janeiro

São Paulo 10:30 11:05

Chave


Exemplo:

NÚMERO


CHEGADAS



213 Rio de Janeiro

São Paulo 10:00 10:35

214 Rio de Janeiro

São Paulo 10:30 11:05

“tabela” ou Relação

Atributos

Tupla

Chave


Esquemas de Banco de Dados Relacional Uma base de dados relacional é composta

pelas instâncias das suas relações (tabelas), e uma relação (tabela) instanciada é composta por instâncias de suas tuplas (registros)

Um banco de dados relacional usualmente contém muitas relações, com tuplas nas relações que estão relacionadas de várias formas

Restrições de Integridade Restrições de Integridade são regras a

respeito dos valores que podem ser armazenados nas relações e que devem ser sempre satisfeitas, em quaisquer das relações do banco de dados

Existem três restrições consideradas necessárias para um banco de dados relacional: Restrição de Unicidade de Chave, Restrição de Integridade da Entidade e Restrição de Integridade Referencial


Restrição de Unicidade de Chave Uma chave primária não pode ter o

mesmo valor em duas tuplas distintas da mesma relação

Restrição de Integridade da Entidade A chave primária de qualquer relação não

pode ter valor nulo em nenhuma tupla da relação

Restrição de Integridade Referencial Envolve duas relações e o conceito de

chave estrangeira É usada para manter a consistência entre

tuplas de duas relações


Existem outra classe de restrições gerais, algumas vezes chamadas de restrições de integridade semântica, que devem ser especificadas e garantidas em um banco de dados relacional.

Exemplo: “o salário de um empregado não deve

exceder o salário de seu supervisor”

“o número máximo de horas que um empregado pode trabalhar em todos os projetos, por semana, é 56”

Mapeamento MER/ME-RX para MR (Modelo Relacional)

gerando o Esquema Lógico para o BD Relacional

Ou ainda DER/DED (representado esquema conceitual) para Esquema Lógico (projeto de BD)

Relacionamento N para 1 e 1 para N Relacionamento 1 para 1 Relacionamento N para N Relacionamento Ternário Auto-Relacionamento Hierarquia de Agregação Hierarquia de Herança Atributos Compostos e MultiValorados

Mapeamento Relacionamento N para 1 e 1 para N

Empregado

EmpresaTrabalha em

N 1

(1,1)

(1,N)

Empregado

Empresa

@NumeroNome

@IdentificadorNomeFantasia

@Numero#Identificador

Banco de Dados X

Tabela Empregado

@Numero Int 04Nome Str 50#IdentificadorInt 03

Tabela Empresa

@Identificador Int 03NomeFantasia Str 50

@Identificador

Mapeamento Relacionamento 1 para 1

Pessoa Cert. Nasc.Trabalha em

1 1

(0,1)

(1,1)

Pessoa Cert. Nasc.

@RgNome

@NumeroDataNasc

@Rg#Numero

Banco de Dados Y

Tabela Pessoa

@Rg Int 04Nome Str 50

Tabela Cert. Nasc.@Numero Int 09Nome Str 50

OU

OU @Numero#Rg

LocalNasc

#Rg Int 04

Mapeamento Relacionamento N para N

Professor Disciplinaministra

N N

(0,N)

(1,N)@Id

Nome

@CodigoNome

Banco de Dados Z

Tabela Professor (Normal)

Tabela Prof/Disc

@#Id Int 04@#Codigo Int 04

Professor Disciplina

Prof/Disc

@Id @Codigo

@#Id@#Codigo

Tabela Disciplina (Normal)

Mapeamento Relacionamento Ternário

Aluno Atividade

Curso

realizaN N

N@MatriculaNome

@CodigoSigla

@IdDescricao

Aluno Atividade

Curso

@Matricula

@Codigo

@Id Cumprimento

@#Matricula@#Id@#Codigo

Mapeamento Auto-Relacionamento

Disciplina Pré-req

É como se fosse assim:

N

N

Disciplina

DisciplinaPré-req.

(0,N)

(1,N)@Codigo @Codigo

Pre-Requisito

@#Codigo@#Codigo

Mapeamento Hierarquia de Agregação

Paciente MedicoconsultaN N

Exame

Gera

Consulta

(0,N)

(0,N)

@RgNome

@CRMNome

(0,N)

(1,1)

@CodExame

Mapeamento Hierarquia de Agregação

Paciente Medico

Exame

@RgNome

@CRMNome

Consulta

@CodConsulta#Rg#CRM

@CodExame#CodConsulta

Mapeamento Hierarquia de Herança

C

S1

@Cha1

S2 Sn

a2

an

1. (cria-se 04 tabelas) C (ch, a1, a2, …, an) Si (ch, atributos de Si)

2. (03 tabela) Ti (ch, a1, a2, …, an, atributos de Si)

3. (01 tabela) T (ch, a1, a2, …, an, atributos de Si, e um atributo “tipo”)

Mapeamento Herança Múltipla

C1Ch1

S

C2 Ch2

C1 (ch1, atributos da entidade C1)

C2 (ch2, atributos da entidade C2)S (ch1, ch2, atributos da entidade S)

S (ch1, ch2, atributos da entidade S)

OU

Mapeamento Atributos Compostos e MultiValorados

Mapeamento da entidade A

A (a1, a21, a22)

A1 (a1, a3)A2 (a1, a41, a42, a43) - supondo que sejam necessários três atributos (a1, a41, a42) para identificar de forma única a entidade A2

Exercícios Construir o modelo ou esquema

conceitual utilizando o MER e ME-RX (pode ser comparado com o DER), o DED e o Projeto de Banco de Dados (esquema lógico) dos seguintes enunciados:

Modelo Relacional e Álgebra Relacional

SQL

Teoria de Normalização

Conceitos Avançados sobre Modelagem de Dados

BDOO

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Apresentação da Disciplina Disciplina: Banco de Dados Conteúdo Programático e Material Didático: Ftp://ftp.unilins.edu.br/wesley Link Banco de Dados Ftp://ftp.unilins.edu.br/wesley