1

Modelagem Conceitual Entidade-Relacionamento

Fernanda BaioUNIRIO

Material parcialmente extrado a partir das notas de aula de Maria Luiza M. Campos, Arnaldo Vieira e Maria Cludia

Cavalcanti

2

Projeto de Sistemas de Informao

Levantamento de requisitos

Anlise FuncionalAnlise

Funcional Projeto Conceitual

Especificaes de Acesso

Especificaes de Acesso

Projeto Lgico

Projeto FsicoProjeto daAplicao

Projeto daAplicao

Implementao

Validao e Teste

3

Processo de Software

Especificao:funcionalidade e restries

Desenvolvimento:Projetoimplementao segundo especificao

Validao: testes para verificar se est de acordo com especificao

Evoluo: para atender as mudanas

Projeto Conceitual

Projeto Lgico

Projeto Fsico

4

Fases Clssicas do Desenvolvimento de SW

Levantamento de RequisitosAnlise de RequisitosProjetoImplementaoTestesImplantaoManuteno

5

RUP - Rational UnifiedProcess

1. Business Engineering. 2. Requirements. 3. Analysis and Design. 4. Implementation. 5. Test. 6. Configuration and change

management. 7. Project Management. 8. Environment. 9. Deployment.

Projeto Conceitual

Projeto Lgico

Projeto Fsico

6

ModelosFerramentas para modelagem conceitual

ER - Peter ChenUML - OMG (Grady, Booch, Rumbaugh)IE (Information Engineering) - J. MartinIDEF1X (US Federal Gov.)

7

O Modelo ER

O modelo de dados mais popular entre todos os utilizados na etapa de projeto conceitual de banco de dados.Produz um diagrama fcil de ser entendido pelo usurio final.Fundamentado nos conceitos bsicos de entidade, relacionamento e atributo.Outros conceitos foram incorporados para enriquecer a expressividade do modelo.

8

Elementos BsicosEntidades: representam classes de objetos do mundo real.representadas graficamente por um retngulo rotulado com o nome da entidade.

Relacionamentos: representam agregaes entre duas ou mais entidades.representados graficamente por um losango rotulado com o nome da agregao.

Atributos: representam propriedades elementares das entidades e/ou dos relacionamentos.representados graficamente por um segmento de reta rotulado com o nome do atributo em uma de suas extremidades.

rtulo

rtulo

rtulo

rtulo

ou

9

Elementos Bsicos

NASCIDA_NA

PESSOA CIDADE

VIVE_NA

cdigo

nome

habitantes

identidade

nome

endereo

desde

10

Diferentes Notaes

1

n

1

n

1

n

1

1

1

0,1

1

0.n

1

0.n

1

n

1

n

1

n

11

Propriedades dos Relacionamentos

Grautotal de entidades que participam do relacionamento.

Cardinalidadenmeros mnimo e mximo de instncias de cada entidade que podem estar associadas atravs do relacionamento.

a cardinalidade mnima tambm conhecida como PARTICIPAO:

0 = participao opcional 1 = participao obrigatria.

a cardinalidade mnima tambm conhecida como PARTICIPAO:

0 = participao opcional 1 = participao obrigatria.

12

Grau

DEPARTAMENTODEPARTAMENTOEMPREGADOLOTAO

Relacionamento de Grau 2 ou binrio.

DISCIPLINA

PROFESSORALUNOALOCAO

Relacionamento de Grau 3 ou ternrio.

13

Cardinalidade ...

CLIENTECLIENTE PEDIDOPEDIDO

(1,1) (1,n)EMPREGADOEMPREGADO DEPARTAMENTODEPARTAMENTO

(0,n) (1,1)FAZFAZ

(0,1) (0,1)HOMEMHOMEM MULHERMULHER

(1,n) (0,n)PEDIDOPEDIDO PEAPEA

TRABALHA_EMTRABALHA_EM

CASACASA

PEDEPEDE

n 1

1 n

1 1

m n

14

Relacionamentos n-rios

suponha que cada fornecedor possa fornecer peas a clientes.

(1,n) (1,n)(1,n)(1,n)FF PP CCFF--PP PP--CCm n n m

Primeira Tentativa:

15

Relacionamentos n-riossuponha tambm que segundo levantamentos sobre o contexto em foco, sabe-se que:

F1 fornece P1 a C1.F2 fornece P1 a C2.F2 fornece P2 a C1.

representando esses dados num diagrama de ocorrncias:

F1

F2

C1

C2

P1

P2

FF FF--PP PP CCPP--CCQuem fornece a C1?Quem fornece a C1?Quem fornece a C2?Quem fornece a C2?

Armadilha: Armadilha: no h como determinar que fornecedor fornece a que cliente !

16

Relacionamentos n-riosagora podemos afirmar que:

F1 fornece P1.F2 fornece P1.F2 fornece P2.

P1 fornecida a C1.P1 fornecida a C2.P2 fornecida a C1.

FF

PP

FF--PP

m

nPP--CC

n

m

CCFF--CC

F1

F2

C1

C2

P1

P2

F-C

F-P P-C

mas ...m n

F1 fornece a C1.F2 fornece a C1.F2 fornece a C2.

17

Relacionamentos n-riosEssa soluo ainda possui uma armadilha de conexo !Podemos dizer:

que fornecedores fornecem que peas;que peas so fornecidas a que clientes; eque fornecedores fornecem a que clientes.

Mas no podemos dizer:que fornecedores fornecem que peas a que clientes !

F1

F2

C1

C2

P1

P2

F-C

F-P P-C Quem fornece P1 a C1?Quem fornece P1 a C1?

18

Relacionamentos n-rios

P

CF F-P-C

P1 P2

F1F1

F2F2

C1C1

C2C2

Soluo:

19

Relacionamentos n-rios

P

CF F-P-C(0,m) (0,n)

(0,s)

P1 P2

F1F1

F2F2

C1C1

C2C2

Soluo:

20

Peas e suas componentes

A B C

D E F

R S T

X Y

PEA

A cilindroB baseC braoD ganchoE linhaF suporteR molduraS tiranteT poleiroX ratoeiraY balano

Como modelar a composio das peas?

composto componente

RRSSTTXXXYY

BCDEEFRSART

COMPOSIO

21

Relacionamento Recursivo ...

PEAPEA

componentecomposto COMPOSIOCOMPOSIO

papis

Ainda faltam as cardinalidades... (Cenas dos prximos captulos)

22

Atributos ...propriedades utilizadas para descrever entidades e relacionamentos.

EMPREGADOEMPREGADORegistro

Sexo

Endereo

Nome

Exemplo: a entidade empregado pode ser descrita pelos atributos Nome, Registro, Sexo, Endereo.

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Cardinalidade de AtributosCardinalidade mnima/mxima

nmero mnimo / mximo de valores que o atributo pode assumir em cada instncia da entidade ou relacionamento.

24

Cardinalidade de AtributosSeja A um atributo da entidade E:

se min-card (A, E) = 0 o atributo opcional pode ser nulo para algumas instncias de E.

se min-card (A, E) = 1 o atributo mandatrio deve assumir no mnimo 1 valor para cada instncia de E.

se max-card (A, E) = 1 o atributo mono-valorado s pode assumir 1 nico valor para cada instncia de E.

se max-card (A, E) > 1 o atributo multi-valorado ele pode assumir mais de um valor para cada instncia de E.

25

Cardinalidade de Atributos

NASCIDA_NA

PESSOA CIDADE

VIVE_NA

cdigo

nome

habitantes

identidade

nome

endereo

desde

e-mail(0, n)

(1, 1)(0, n)

(1, 1)(0, n)

data_nasc

se a cardinalidade do atributo for (1,1), ela no precisa ser especificada.

uma pessoa pode no ter telefone ou ter vrios...

(1, n)

hoje em dia uma pessoa tem que ter pelo menos um endereo eletrnico,

podendo ter vrios.

26

Domnio de um AtributoTodo atributo est associado a um domnio, isto , a um conjunto de valores vlidos que o atributo pode assumir.As declaraes de domnio so similares s declaraes de tipo nas linguagens de programao.

Exemplos:

CPF: NumricoNome: TextoCor: {azul, amarelo, vermelho}

27

Tipos de Atributossimples - atributo definido sobre um nico domnio, isto , que possui um valor atmico para cada instncia da entidade.composto - atributo definido sobre mais de um domnio, isto , grupo de atributos com um significado semntico. Rua

NmeroCidadeEstadoPaisCdigo_postal (0, 1)

PESSOAPESSOA EndereoEndereo

Nome

Telefone(0,n) (0,1)

Sexo

28

Identificador de Entidade Def.: Atributo, simples ou composto, que identifica unicamente cada instncia da entidade.O identificador de uma entidade pode ser formado:

por um subconjunto dos atributos que a descrevem; oupela combinao de seus atributos com os identificadores das entidades com as quais ela possua um relacionamento funcional e mandatrio.

PropriedadesNo podem existir duas instncias da entidade com o mesmo valor do identificador.Se qualquer componente do identificador for retirado, a propriedade de unicidade deixa de ser satisfeita. Todos os componentes de um identificador devem ser mandatrios, isto , no podem assumir o valor nulo.

29

Tipos de Identificadores ...identificador interno e simples

identificador interno e composto

PESSOAPESSOANmeroIdentidadeNome

PESSOAPESSOADataDeNascimentoNome

NomeDoPaiCidadeDeResidncia

IdentificadorDePessoa

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Tipos de Identificadores ...identificador misto e composto

EMPREGADOEMPREGADONomeMatrcula

NomeDoPaiCidadeDeResidncia

DEPENDENTEDEPENDENTE

(0,n)

(1,1)

Nome

TEMTEM

DependenteID

DataNascimento

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Tipos de Identificadores ...identificador externo e composto

dentro de um pedido de compra, cada produto s pode constar de apenas um item de pedido.

(1,n) (0,n)

PRODUTOPRODUTOPEDIDOPEDIDO

referenciareferencia

ITEM DE PEDIDO ITEM DE PEDIDO

idItemincluiinclui

(1,1) (1,1)

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Entidade Fracaentidade cujo identificador externo ou misto.

EMPREGADOEMPREGADONome

Matrcula

NomeDoPaiCidadeDeResidncia

DEPENDENTEDEPENDENTE

(1,n)

(1,1)

Nome

TEMTEM

DependenteIDDataNascimento

Entidade Fraca

Um Dependente precisa de Empregado para existir

33

Hierarquia de Generalizaouma entidade E uma generalizao de um grupo de entidades E1, E2, ... , En, se cada instncia das entidades E1, E2, ... , En for tambm uma instncia de E.especializao

o inverso da generalizaoprocesso atravs do qual novas classes so definidas a partir do refinamento de uma classe mais geral.

propriedade de coberturatotal (t) ou parcial (p)exclusiva (e) ou inclusiva (i)se a cobertura for total e exclusiva, (t, e), ela no precisa ser representada no diagrama.

34

Propriedade de cobertura

ESTUDANTE

MULHERHOMEMBICICLETA

AUTOMVEL

JOGADORDE TNIS

JOGADORDE FUTEBOL

total, exclusiva (t,e)

parcial, inclusiva (p,i)

parcial, exclusiva (p,e)

total, inclusiva (t,i)ESPORTISTAS DO CLUBE

PESSOA VECULO

MESTRADO GRADUAO

35

Hierarquia de GeneralizaoExemplo

PESSOAPESSOA

HOMEMHOMEM

(t,e) (p,e)

(t,i)

MULHERMULHER GERENTEGERENTE SECRETRIOSECRETRIO EMPREGADOEMPREGADO

GERENTEGERENTETCNICOTCNICO

GERENTEGERENTEADMADM

(p,i)

VENDEDORVENDEDOR CONTADORCONTADORANALISTAANALISTA

36

Mecanismo de Herana ...todas as propriedades da superclasse so passadas por herana s suas subclasses (atributos, relacionamentos, outras generalizaes etc.)

37

Mecanismo de Herana ...

PESSOAPESSOA

HOMEMHOMEM MULHERMULHER

Endereo

(t,e)

(0, 1) SituaoMilitar(0, 1) NomeSolteira Nome

EndereoNome

Situao MilitarEndereoNome

NomeSolteira

PESSOAPESSOA

HOMEMHOMEM MULHERMULHER

Endereo

(t,e)

Nome

Situao Militar NomeSolteira

Qual dos modelos abaixo correto?

38

Mecanismo de Herana

PESSOAPESSOA

HOMEMHOMEM

(t,e) (p,e)

MULHERMULHER SECRETRIOSECRETRIOEMPREGADOEMPREGADO

RuaCidadeCEP (0,1)EstadoPas

(1,n)

Nome CPF

ProfissoGrauAcadmico (0,n)

CertificadoReservista NomeSolteira Matrcula SubTtulo

MILITARMILITAR

Nmero

Diviso

Patente

ID

ENDEREOENDEREO

39

Detalhe de Notao

PESSOAPESSOA NomeIdentidade

Profisso

HOMEMHOMEM MULHERMULHER

(t,e) SEXO

CertificadoReservista NomeSolteira

permite dar um nome hierarquia de generalizao

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Leitura de Diagramas ER

CIDADECIDADE PESSOAPESSOA

ESTUDANTEESTUDANTE PROFESSORPROFESSOR

DEPTODEPTO

DISCIPLINADISCIPLINA

ALUNOS_PGALUNOS_PGVISITANTEVISITANTE

ALOC

TEMPOTEMPO

SALASALA

NomeEstado

(0,n)

(1,1)

mora_emmora_em

matriculado_emmatriculado_em

(0,n)

(1,n)Grau

(1,3)

(0,n)Dia

Hora

(0,40) NmeroPrdio

Nome(1,1)

lecionado_porlecionado_por(1,2)

(1,1)

orientado_pororientado_por(0,n)

(0,n)(1,1)nascida_emnascida_em Sobrenome

Idade

lotado_nolotado_no(1,1)

(1,n)

Nome

Telefone

CategoriaNvel

Incio

Trmino

Id

IdSala

IdTempo

41

Notao do modelo ERNo h padro para os diagramas ERCada metodologia usa uma notao diferente

losangos versus linhas rotuladas para relacionamentosSentido de leitura da cardinalidade de relacionamento

Notao original [Chen 76] raramente seguida pelas ferramentas CASEVariaes conhecidas da notao

Bachman, crow's foot (ps de galinha), IDEFIX.

42

Qualidades do Modelo ER ...ExpressividadeExpressividade::

inclui os trs mecanismos de abstrao: classificao, agregao e generalizao.suporta relacionamentos n-rios, o que motivo de crticas por parte dos defensores do mundo binrio.

SimplicidadeSimplicidade::a riqueza de conceitos torna o modelo uma poderosa ferramenta para a descrio da realidade.entretanto, o modelo no muito simples, especialmente no que diz respeito aos conceitos de cardinalidade, cobertura de generalizao e identificao.uma soluo produzir diagramas ER em diferentes nveis de detalhe.

43

Qualidades do Modelo ER ...MinimalidadeMinimalidade::

exceo dos atributos compostos, nenhum conceito do modelo pode ser descrito em termos dos demais.o fato da mesma realidade poder ser modelada de diferentes maneiras no invalida a minimalidade do modelo.

FormalidadeFormalidade::o modelo possui o necessrio grau de formalidade, uma vez que cada um de seus conceitos possui uma interpretao nica, precisa e bem-definida.

44

Qualidades do Modelo ERRepresentao GrficaRepresentao Grfica::

o modelo graficamente completo, isto , todos os seus conceitos possuem um smbolo grfico associado.os diagramas ER so fceis de serem entendidos pelos usurios.

o modelo ER oferece um balanceamento adequado entre expressividade, simplicidade e minimalidade.

o modelo ER oferece um balanceamento adequado entre expressividade, simplicidade e minimalidade.

45

Refs BibliogrficasConceptual Database Design

Batini, Ceri e NavatheBenjamin/Cummings Pub. Co.

Modelagem Conceitual e Projeto de Banco de Dados

Paulo CougoEd Campus 3a. ed.

Projeto de Banco de DadosCarlos Heuser ed. Sagra Luzzatto

Sistemas de Bancos de DadosElmasri, NavatheEd Pearson