Engenharia de Software. Diagramas de Entidade- Relacionamento (E-R) Estruturação de dados

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1 Engenharia de Software Profa. Dra. Lúcia V. L. Filgueiras Profa. Dra. Selma Shin Shimizu Melnikoff Diagramas de Entidade- Relacionamento (E-R) modelo para descrever a estruturação dos dados armazenados modelamento a nível conceitual não modela a implementação não fornece informações sobre as funções que manipulam os dados Estruturação de dados informações de interesse do mundo real ESQUEMA CONCEITUAL (MODELO E-R) ESQUEMA LÓGICO modelo relacional modelo de rede modelo hierárquico ESQUEMA FÍSICO

2 Conceitos importantes entidade instância da entidade atributo relacionamento entre entidades Entidade coleção ou conjunto de objetos (concretos ou abstratos) do mundo real, cujas informações são de interesse para o sistema necessidade de uma entidade: quando a existência de uma informação é essencial para o sistema. Notação nome Instância cada ocorrência específica da entidade não tem representação no modelo E-R Exemplo: entidade: MAÇÃ instância: a maçã da minha geladeira outra instância: a maçã da banca da feira

3 Atributos descrição das qualidades dos objetos descrição - elementos de dados cujos valores qualificam o objeto identificação - elementos de dados que distinguem uma instância de outra domínio: conjunto de valores válidos Notação: descritor identificador Relacionamento conjunto de conexões entre entidades o relacionamento pode ter atributos Notação: nome Exemplo 1 cliente compra item data Instâncias: 1. cliente 1 compra itens A e B 2. cliente 2 compra item C 3. cliente 3 compra item D 4. cliente 4 compra item E, F e G 5. cliente 5 não compra nada 6. clientes 6 e 7 compram item H 7. clientes 8, 9 e 10 compram itens I, J e K etc.

4 Exemplo 2 TRATA MÉDICO PACIENTE COBRA mais de um relacionamento entre entidades relacionamento cobra: para consulta cobrada relacionamento trata: para retorno Exemplo 3: compra de imóvel COMPRADOR VENDEDOR negocia preço CORRETOR ADVOGADO DO VENDEDOR negocia contrato ADVOGADO DO COMPRADOR Interpretações possíveis o corretor negocia preço entre comprador e vendedor o comprador negocia preço com o vendedor através do corretor o vendedor negocia preço com o comprador através do corretor

5 Grau do relacionamento número de entidades que participam de um relacionamento relacionamentos unários, binários, ternários, etc. pode existir relacionamento entre mais de três entidades, mas esta configuração não é usada normalmente Exemplo 4 auto-relacionamento: relacionamento entre instâncias da mesma entidade empregado é chefe de Cardinalidade número de instâncias de cada entidade no mapeamento do relacionamento Exemplo: um avião realiza um vôo com um piloto e vários tripulantes avião 1 n vôo 1 piloto tripulantes

6 Entidade associativa representa relacionamento que possui atributos Exemplos: data e hora da compra de um item pelo cliente quantidade de itens comprados pelo cliente Exemplo quant. hora cliente compra item data cliente item compra Entidades fracas quando a existência da entidade está associada à existência da outra entidade. a identificação da entidade fraca depende da chave da entidade forte conta corrente movimento operação número saldo núm_op data valor

7 Relacionamento subtipo/supertipo representa uma entidade e uma ou mais subcategorias conectadas por um relacionamento supertipo: entidade com as características comuns às sub-categorias subtipo: entidade gerada a partir de um supertipo Exemplo nome tempo de serviço endereço EMPREGADO HORISTA MENSALISTA hora extra bônus valor/hora entrada salário carro Comentários: Todo o empregado tem os atributos relativos ao nome, endereço e tempo de serviço. Um horista tem todos os atributos relativos ao empregado, mais a hora de entrada, as horas extras e o valor da hora. Um mensalista tem todos os atributos relativos ao empregado, mais as informações sobre o carro alocado, o salário e o bônus.

8 Exercício 1 A editora ABC trabalha com vários autores, que escrevem os livros que ela publica. Alguns autores escreveram apenas um livro, outros escreveram vários; há ainda livros com vários autores. A ABC trabalha com várias gráficas; cada livro, entretanto, é impresso em apenas uma gráfica. Um editor, na ABC, trabalha com vários autores ao mesmo tempo, editando e produzindo seus projetos de livro. Diagrama E-R da Editora ABC m n AUTOR ESCREVE LIVRO n m n PRODUZ É IMPRESSO 1 EDITOR 1 GRÁFICA Exercício 2 Os departamentos de uma universidade possuem vários docentes, dos quais apenas um desempenha o papel de chefe de departamento, durante um mandato. Um departamento oferece várias disciplinas; cada disciplina pode ser ministrada por um ou mais docentes, dependendo da sua natureza. Os estudantes se matriculam em várias disciplinas.

9 Informações Adicionais Exemplo Num conjunto de microcomputadores os usuários têm acesso a diversos sistemas de software. Um gerenciador central mantém uma monitoração sobre o uso de todos os sistemas mediante a atualização do seguinte cadastro: Cadastro USO_DE_SOFTWARE nome_do_software software_house identif_computador (*) no_computador local_físico_computador disciplinas_que_usam_esse_software (*) código_disciplina nome_disciplina responsável cadastro_de_usuários_da_disciplina (*) código_usuário RG_usuário nome_usuário endereço_usuário (Profa. Edit G.Lino de Campos)

10 Hipóteses cada soft pode ser usado em vários computadores e vice-versa cada soft pode ser usado por várias disciplinas e vice-versa cada disciplina tem vários usuários e viceversa cada usuário tem um código diferente para cada disciplina cursada Problemas na manipulação dos dados: grupos repetitivos, com número indeterminado de elementos acesso a elementos dentro do grupo repetitivo é complexo (por exemplo, atualizar o endereço de um usuário) Normalização de Arquivos particionamento em estruturas menores todos os atributos não-chave tem dependência completa da chave COMPUTADOR (no_computador, local_físico_computador) SOFTWARE ( nome_software, software_house) DISCIPLINA (código_disciplina, nome_disciplina, responsável) MATRÍCULA (RG_usuário, nome_usuário, endereço_usuário) COMPUTxSOFTWARE (no_computador, nome_software) SOFTWARExDISCIPLINA (nome_software, código_disciplina) USUÁRIO (RG_usuário, código_disciplina, código_usuário)

11 Álgebra Relacional - Resumo Seleção Projeção Junção União Diferença Seleção Acha registros que obedecem a um predicado Ex.: Quais as informações disponíveis sobre o funcionário 120? HIST_EMPR Identificação data cargo salário avaliação 100 1/01/86 projetista , /01/85 projetista /12/87 supervisor /12/86 programador , /12/85 programador /06/86 gerente S (identificação=120) HIST_EMPR Identificação data cargo salário avaliação 120 1/12/87 supervisor /12/86 programador , /12/85 programador

12 Projeção Extrai um conjunto de atributos (coluna) de uma relação Ex.: P identificação, cargo (HIST_EMPR) = RESP Identificação cargo 100 projetista 100 projetista 120 supervisor 120 programador 120 programador 130 gerente Identificação cargo 100 projetista 120 supervisor 120 programador 130 gerente Quais os cargos que o funcionário 120 já teve? P cargo (S ident.=120 (HIST_EMPR)) = CARGOS Identificação data cargo salário avaliação 120 1/12/87 supervisor /12/86 programador , /12/85 programador CARGOS: cargo supervisor programador programador cargo supervisor programador Junção Executa o acoplamento de duas relações em torno de um atributo comum FORNECEDOR NUM NOME_FORN CIDADE 13 Citro's São Paulo 14 FrutaBoa Rio 15 José&Cia São Paulo 16 JBT Rio FORNECIMENTO NUM PRODUTO QUANT. 13 banana melão abacaxi banana 52 NUM NOME_FORN CIDADE PRODUTO QUANT. 13 Citro's São Paulo banana Citro's São Paulo melão FrutaBoa Rio abacaxi JBT Rio banana 52

13 Quais os produtos fornecidos por paulistas? P produto ((S cidade = SP (FORNECEDORES) FORNECIMENTOS) NUM NOME_FORN CIDADE 13 Citro's São Paulo 14 FrutaBoa Rio 15 José&Cia São Paulo 16 JBT Rio S NUM NOME_FORN CIDADE 13 Citro's São Paulo 15 José&Cia São Paulo NUM PRODUTO QUANT. 13 banana melão abacaxi banana 52 (cont.) NUM NOME_FORN CIDADE PRODUTO QUANT. 13 Citro's São Paulo banana Citro's São Paulo melão 32 P PRODUTO banana melão União operação que soma duas relações cujos atributos têm o mesmo domínio FRUTA_BRASILEIRA NOME COR banana amarela manga rosa jabuticaba preta FRUTA_EUROPÉIA NOME cereja pêssego COR vermelha amarela U NOME banana manga jabuticaba cereja pêssego COR amarela rosa preta vermelha amarela

14 Diferença operação sobre relações cujos atributos têm o mesmo domínio, resultando em tabela com registros que não estão nas duas originais. FRUTAS DE CLIMA QUENTE NOME banana manga maçã melancia COR amarela rosa vermelha verde FRUTAS DE CLIMA FRIO NOME COR cereja vermelha maçã vermelha melancia verde _ NOME banana manga FRUTAS TROPICAIS COR amarela rosa