5 a e 6 a Técnicas de BD Normalização e Modelagem (1)

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1 CURSO DE GRADUAÇÃO e DE PÓS-GRADUAÇÃO DO ITA 1º SEMESTRE 2002 CES-30 Técnicas de Banco de Dados - BD e CE-240 Projeto de Sistema de BD 5 a e 6 a Técnicas de BD Normalização e Modelagem CES-30 / CE A. M. Cunha Continuação da 5 a Técnica de BD Normalização Conceitos Básicos : Dependência Funcional : Dada uma relação R, diz-se que o atributo Y de R é funcionalmente dependente do atributo X de R, se e somente se, cada valor de X em R, tiver associado a ele, precisamente e a qualquer instante, um único valor de Y em R. Esquematicamente: X Y Dependência Funcional Completa: O Atributo Y será completa e funcionalmente dependente do Atributo X, se for funcionalmente dependente de X e não for funcionalmente dependente de nenhum sub-conjunto de X, supondo-se que X seja um Atributo composto. Os Atributos X e Y serão mutuamente independentes, se nenhum deles for funcionalmente dependente do outro. Independência Mútua: CES-30 / CE A. M. Cunha 5.1.2

2 Níveis de Normalização Universo das Relações Normalizadas e Não Normalizadas Relações na 1FN Relações na 2FN Relações na 3FN 4FN 5FN CES-30 / CE A. M. Cunha Normalização Outras definições para as Formas Normais : Uma relação R está na 1FN, se e somente se, todos os domínios básicos contiverem somente valores atômicos; Uma relação R está na 2FN, se e somente se, estiver na 1FN e todos os atributos não-chave forem totalmente dependentes da chave primária; e Uma relação R está na 3FN, se e somente se, estiver na 2FN e todos os atributos não-chave forem dependentes não-transitivos da chave primária, isto é, forem mutuamente independentes. CES-30 / CE A. M. Cunha 5.1.4

3 Normalização Vantagens da Normalização (3FN) : Otimiza o desempenho das atualizações; Ajuda a dirimir dúvidas de Projeto, pois por vezes, com a finalidade de melhorar o desempenho das funções de acesso, o projetista de BD pode tomar decisões que comprometam as funções de atualização. Ao seguir estritamente o processo de normalização, isso seria evitado; Agrupa dados, de tal forma, que numa Relação, cada dado torna-se um dado dependente da Chave, de toda a Chave e nada mais que a Chave primária da Relação; e Provê um meio formal de se estruturar a informação, de tal forma, que fica claro, exatamente, que tipos de dados existem, e que dependências funcionais são satisfeitas. CES-30 / CE A. M. Cunha A 6 a Técnica de Banco de Dados - Modelagem CES-30 / CE A. M. Cunha 5.1.6

4 Considerações Gerais sobre o Projeto Simplificado de Banco de Dados: No mundo real, Entidades não existem isoladamente; Associações ou Relacionamentos entre Entidades podem ser encontradas e devem ser representadas num Banco de Dados como cardinalidades 1:1; 1:N; N:1; e N:N; Em certo ponto de um Projeto de BD, tanto as capacidades, como as limitações do SGBD a ser utilizado devem ser levadas em consideração, dependendo do enfoque adotado; e O enfoque desta Matéria é o de, inicialmente, Modelarse Aplicações do Mundo Real, de forma independente do SGBD, e mais tarde então, converter esse Modelo Canônico (ou Geral) para que ele se encaixe nas características especiais do SGBD escolhido. CES-30 / CE A. M. Cunha Desenvolvendo um Projeto de Banco de Dados. Definição do Sistema Especificação do Sistema Análise do Sistema Fase Analítica de uma Aplicação de Banco de Dados Fase de Projeto de uma Aplic. de BD Modelo Específico de Projeto de Banco de Dados Modelo Canônico (Geral) de Projeto de Banco de Dados Modelo Hierárquico Modelo Rede Modelo Relacional Modelo Físico Modelo Físico Modelo Físico Modelo OO Modelo Físico CES-30 / CE A. M. Cunha 5.1.8

5 Elementos de um Modelo de Entidade- Relacionamento (MER) Entidade é uma pessoa, um lugar, uma coisa, ou até mesmo um conceito (concreto ou abstrato), que possua características de interesse na Organização ou no Sistema. Isto é, alguma coisa sobre os dados armazenados; Relacionamento entre Entidades - É o Mapeamento ou Ligação entre dois conjuntos de dados. Esses Mapeamentos podem ser de 3 tipos: 1:1; 1:N; e N:N; Atributo - É um item de dado, um campo, ou um elemento de dado. É a menor unidade de Dado, que tem significado ao se descrever uma informação; e Relacionamento entre Atributos - É o Mapeamento ou a Ligação entre dois elementos de Dado. Eles também podem ser de 3 tipos: 1:1; 1:N; ou N:N. CES-30 / CE A. M. Cunha Exemplos de Diagramas E-R Esposa Marido CASAMENTO EMPREGADO Trabalha no Emprega DESIGNAÇÃO DEPARTAMENTO (M) ESTUDANTE matriculado DESIGNAÇÃO Inscritos CURSO CES-30 / CE A. M. Cunha

6 Um Tipo de Representação de Atributos em Modelos Entidade Relacionamento (E-R) ultimo nome ultimos nomes data nascimento data registro datas CES-30 / CE A. M. Cunha Duas Visões de E-R em Casamento Esposa CASAMENTO Marido O Casamento aqui é uma Relação entre duas pessoas. ESPOSA CASAMENTO MARIDO O Casamento aqui já é visto como uma Entidade. CES-30 / CE A. M. Cunha

7 O Diagrama E-R na Aplicação de BD de uma Biblioteca BIBLIOTECA FILIACAO CLIENTE EMPRESTIMO SUBSIDIARIA FILIAL COLECAO VOLUME COPIA LIVRO CES-30 / CE A. M. Cunha Transformando Relacionamentos Muitos-para- Muitos INSTRUTOR (Ensina) SECAO (Oferecida) (M) CURSO Representação de um Diagrama E-R com Relacionamento N:M INSTRUTOR CURSO Transformando o Relacionamento N:M em Entidade (Ensina) SECAO (Oferecidas) CES-30 / CE A. M. Cunha

8 Exemplo de Cardinalidades em Diagramas de Estrutura de Dados 1:1 Relacionamento - de um Casamento, por exemplo. Adiciona-se o nome do atributo nome da esposa. 1:N Relacionamento entre Departamento / Empregado DEPARTAMENTO Emprega EMPREGADO N:M Relacionamento entre Aluno / Matrícula / Matéria ALUNO MATERIA faz materias MATRICULA tem estudantes CES-30 / CE A. M. Cunha Exemplo de Diagrama de Estrutura de Dados no Aplicativo de BD de uma Biblioteca BIBLIOTECA emite cartao possui cartao CLIENTE tem subsidiarias CARTAO propicia emprestimo FILIAL Possui volume VOLUME tem copias LIVRO CES-30 / CE A. M. Cunha

9 Entidades e Atributos para o BD de Biblioteca BIBLIOTECA: nome; e diretor. FILIAL: nome; e endereço. LIVRO: num_catalogo; titulo; autor; e editora. CLIENTE: num_cliente; nome; e endereco. VOLUME: num_copia; e data_expiracao. CES-30 / CE A. M. Cunha Exemplos de Consultas a um Aplicativo de BD de Biblioteca: Q1 - Determinar o estado atual de um Volume específico, se ele encontra-se disponível para um empréstimo, e caso não se encontre disponível por já estar emprestado, quando o Volume será devolvido?; Q2 - Procurar nas filiais da biblioteca, qual é a que possui uma cópia de um livro específico; e Q3 - Achar quais são os livros que, atualmente, se encontram emprestados para um determinado cliente. CES-30 / CE A. M. Cunha