Apostila 2 - Banco de Dados - Introdução.pdf

Banco de Dados - Conceitos Iniciais

Prof. Msc. Flvio Henrique Fernandes Volpon

Material de apoio ao curso de Banco de Dados UNORP

Autor: Prof. Msc. Flavio Henrique Fernandes Volpon

2 Material de apoio ao curso de Banco de Dados UNORP

1. Bancos de Dados - Introduo

O que um Banco de Dados?

Um banco de dados (sua abreviatura BD, em ingls DB, database)

uma entidade na qual possvel armazenar dados de maneira estruturada e

com a menor redundncia possvel. Estes dados devem poder ser utilizadas

por programas, por usurios diferentes. Assim, a noo bsica de dados

acoplada geralmente a uma rede, a fim de poder pr, conjuntamente, estas

informaes, da o nome banco. Fala-se, geralmente, de sistema de

informao para designar toda a estrutura que rene os meios organizados

para poder compartilhar dados.

Utilidade de um Banco de Dados?

Um banco de dados permite pr dados disposio de usurios para

uma consulta, uma introduo ou uma atualizao, assegurando-se dos

direitos atribudos a estes ltimos. Isso ainda mais til quando os dados

informticos so cada vez mais numerosos. Um banco de dados pode ser

local, quer dizer utilizvel em uma mquina por um usurio, ou repartida,

quer dizer que as informaes so armazenadas em mquinas distantes e

acessveis por rede.

A vantagem essencial da utilizao dos bancos de dados a

possibilidade de poder ser acessada por vrios usurios, simultaneamente.

A gesto dos Bancos de Dados

A fim de poder controlar os dados bem como os usurios, a



necessidade de um sistema de gesto fez-se sentir rapidamente. A gesto

do banco de dados faz-se graas a um sistema chamado SGBD (sistema de

gesto de bancos de dados) ou em ingls DBMS (Database managment

system). O SGBD um conjunto de servios (aplicaes software) que

permitem gerenciar os bancos de dados, quer dizer:

Permitir o acesso aos dados de maneira simples

Autorizar um acesso s informaes a mltiplos usurios

Manipular os dados presentes no banco de dados (insero,

supresso, modificao)

O SGBD pode decompor-se em trs subsistemas:

Sistema de gesto de arquivos: permite o armazenamento das

informaes num suporte fsico;

SGBD interno: gerencia a emisso das informaes;

SGBD externo: representa a interface com o usurio;

Os principais SGBDOs principais sistemas de gesto de bancos de

dados so os seguintes:

Borland Paradox

IBM DB2

Interbase

Microsoft SQL server

Microsoft Access

Microsoft FoxPro

Oracle

Sybase

MySQL

PostgreSQL



2. Modelagem de Dados

A modelagem de dados uma tcnica usada para a especificao

das regras de negcios e as estruturas de dados de um banco de dados. Ela

faz parte do ciclo de desenvolvimento de um sistema de informao e de

vital importncia para o bom resultado do projeto. Modelar dados consiste

em desenhar o sistema de informaes, concentrando-se nas entidades

lgicas e nas dependncias lgicas entre essas entidades.

Modelagem de dados ou modelagem de banco de dados envolve

uma srie de aplicaes tericas e prticas, visando construir um modelo de

dados consistente, no redundante e perfeitamente aplicvel em

qualquer SGBD moderno.

A modelagem de dados est dividida em:

Modelo Conceitual

A modelagem conceitual baseia-se no mais alto nvel e deve ser

usada para envolver o cliente, pois o foco aqui discutir os aspectos do

negcio do cliente e no da tecnologia. Os exemplos de modelagem de

dados vistos pelo modelo conceitual so mais fceis de compreender, j

que no h limitaes ou aplicao de tecnologia especfica. O diagrama de

dados que deve ser construdo aqui o Diagrama de Entidade e

Relacionamento, onde devero ser identificados todas as entidades e os

relacionamentos entre elas. Este diagrama a chave para a compreenso

do modelo conceitual de dados.



Figura 1 - Exemplo simples de Diagrama de Entidade e Relacionamento

Modelo Lgico

O modelo lgico j leva em conta algumas limitaes e implementa

recursos como adequao de padro e nomenclatura, define as chaves

primrias e estrangeiras, normalizao, integridade referencial,

entre outras. Para o modelo lgico deve ser criado levando em conta os

exemplos de modelagem de dados criados no modelo conceitual.



Figura 2 - Exemplo do diagrama de banco de dados gerado no Microsoft Visio.

Modelo fsico

No modelo fsico fazemos a modelagem fsica do modelo de banco

de dados. Neste caso levam-se em conta as limitaes impostas pelo SGBD

escolhido e deve ser criado sempre com base nos exemplos de modelagem



de dados produzidos no item anterior, modelo lgico.

uma descrio de um banco de dados no nvel de abstrao visto

pelo usurio do SGBD. Assim, esse modelo depende do SGBD que est

sendo usado.

Aqui so detalhados os componentes da estrutura fsica do banco,

como tabelas, campos, tipos de valores, ndices, etc.

Nesse estgio estamos prontos para criar o banco de dados

propriamente dito, usando o SGBD preferido.

Figura 3 - Exemplo de tabelas em um BD Relacional



Figura 4 - Detalhamento de uma tabela



3. Modelo Entidade Relacionamento (MER)

O Modelo Entidade-Relacionamento tem o objetivo de representar as

estruturas de dados da forma mais prxima do mundo real dos negcios.

Existem trs conceitos no Modelo Entidade Relacionamento:

Entidade;

Atributo e

Relacionamento.

Entende-se que Entidade so objetos, as caractersticas dos objetos

so os Atributos, e a relao entre os objetos so os relacionamentos.

Entidade

Uma entidade serve tanto para depsito quanto para recuperao

de dados. Ela representa substantivos, concretos ou abstratos.

Exemplo: todos os Inquilinos de uma imobiliria podem ser

armazenados em uma entidade chamada Inquilino.

Todos os Inquilinos da Entidade Inquilino podem ter um identificador

nico.

Assim como a Entidade conhecida por Tabela, o identificador seria a

chave primria.

Atributo

Toda entidade possui atributos, ou seja, caractersticas que



informam sobre a entidade.

A entidade Inquilino contm informaes sobre Nome, Endereo,

Cidade, Data de Nascimento de cada Inquilino, identificado entre os

outros por uma chave primria, no caso pode ser um atributo Cdigo.

Tipos de atributos

Atributo Simples Atributo

Concatenado Chave Primria Chave Estrangeira

Um nico atributo representa uma

caracterstica

Mais de um atributo representam uma

caracterstica

Um atributo que sempre nico dentro de uma

Entidade

Atributo que se identifica com a

chave primria em outra Entidade

Exemplo: RG do Inquilino

Exemplo: Endereo (Logradouro,

Nmero, Cidade, Cep, UF)

Exemplo: Id ou CPF atributo

que no se repete entre os

Inquilinos

Exemplo: Cdigo do Inquilino na

Entidade Aluguel.

Relacionamento

Relacionamento a interao entre os objetos que indicam a

dinmica dos negcios.

Os Relacionamentos so identificados por verbos porque representam

as aes que uma entidade exerce sobre outra.

Exemplo: O Inquilino aluga imvel.



Figura 1 MER Sistema de Imobiliria



4. Diagrama Entidade-Relacionamento (DER)

O Diagrama Entidade-Relacionamento descreve toda estrutura

lgica do banco de dados. possvel constru-lo a partir de um MER,

identificando assim a partir de um conceito do mundo real como os dados

sero armazenados de fato.

O DER tem como nfase os dados e os relacionamentos. Sua

representao utiliza os smbolos:

Retngulos: representam as entidades;

Elipses: representam os atributos;

Losangos: representam os relacionamentos entre as entidades;

Linhas: unem os atributos aos conjuntos de entidades e os

conjuntos de entidades aos conjuntos de relacionamentos;

Na construo de um projeto de banco de dados necessrio saber

quais so os objetos e os relacionamentos para elaborar o DER, ou seja,

descobrir quais os atributos que compem as tabelas (objetos).

Figura 2 DER Sistema de Imobiliria



5. Normalizao em Banco de Dados

O que Normalizao em banco de dados?

um processo onde se aplica regras a todas as entidades (tabelas) do

banco de dados, a fim de evitar falhas no projeto, como redundncia de

dados, mistura de diferentes assuntos numa mesma entidade, entre outros

problemas.

As formas normais mais conhecidas so a primeira, segunda e

terceira formas normais. Basicamente, aplicando e respeitando as regras

de cada uma dessas formas normais, pode-se garantir um banco de dados

mais ntegro, com uma grande possibilidade de sucesso no seu projeto.

1FN Primeira Forma Normal

Uma entidade estar na 1FN, se e somente se, todos seus atributos

(colunas) forem atmicos, ou seja, no conter grupos repetitivos ou

colunas que tenham mais de um valor.

Passos a serem aplicados para consolidao da 1FN:

Identificao da chave primria da tabela;

Identificao da coluna que contem dados repetidos e remov-las;

Criao de uma nova tabela com chave primria para

armazenamento do dado repetido;

Criar uma relao entre a tabela principal e a tabela secundria.



Exemplo:

Figura 3 Tabela sem Normalizao

Na tabela acima, pode-se identificar que o campo Telefones, contm

informaes de mais de 1 telefone do cliente. Nesse caso, teremos que

criar uma outra tabela, para que possamos armazenar corretamente os

telefones dos clientes.

Abaixo como as tabelas devem ficar aps a normalizao.

Figura 4 Tabela aps a 1FN

2FN Segunda Forma Normal

Uma entidade est na 2FN, se e somente se, estiver na 1FN e todos

seus atributos (colunas) no chaves, dependam unicamente da chave

primria. Se algum atributo depende de apenas uma parte da chave



primria, isso considerada uma violao da 2FN.


Identificar colunas que no so funcionalmente dependentes da

chave primria da tabela;

Remover a coluna da tabela e criar uma nova tabela com esses

dados.

Exemplo:

Figura 5 Tabela sem Normalizao 2FN

Nesse exemplo, temos uma tabela que armazena dados de vendas

de produtos. Para aplicar a 2FN, temos que separar os dados dos produtos,

em uma entidade que contenham somente dados dos produtos, e nessa

tabela de pedidos apenas dados referentes aos pedidos. Segue exemplo

abaixo aps aplicao da 2FN.




3FN Terceira Forma Normal

Uma entidade est na 3FN, se e somente se, estiver na 2FN e todos os

atributos (colunas) no chave, forem mutuamente independentes, isto

, no h dependncia funcional entre elas, e todas dependem nica

e exclusivamente da chave primria de forma irredutvel.


Identificar as colunas que so funcionalmente dependentes das

outras colunas no chave;

Remover essas colunas.

Exemplo:

Figura 7 Tabela sem Normalizao 3FN

Como podemos ver no exemplo acima, temos duas colunas indicando os

valores do produto. A coluna ValorTotal, depende de uma outra coluna no

chave. Isso um exemplo de informao redundante, ou seja, temos como

saber o valor total dos produtos, sem a necessidade de armazen-lo. Nesse

caso, vamos remover a coluna ValorTotal. Aps aplicar a 3FN a tabela

ficar assim:


Existem outras formas normais, como a quarta e a quinta, porm, com

a aplicao destas trs formas normais, j poderemos garantir um banco de

dados mais saudvel e assim evitar possveis problemas no futuro.

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