Administração de Banco de Dados (PARTE III)

Até aqui, você já entendeu o papel dos SGBDs e como os dados são estruturados em um sistema. Agora surge uma pergunta essencial:

Como transformar um problema do mundo real em um modelo de dados organizado?

A resposta está na modelagem conceitual.

É nessa etapa que começamos a desenhar, de forma abstrata, as informações que serão armazenadas, sem nos preocupar ainda com detalhes técnicos de implementação.

Entre os modelos mais utilizados nessa fase, destaca-se o modelo Entidade-Relacionamento (ER), amplamente adotado por sua simplicidade e capacidade de representar visualmente um domínio (ou minimundo).

Nesta parte, você vai entender os principais elementos desse modelo.

Modelo Entidade-Relacionamento (ER) - Modelagem Conceitual:

O modelo Entidade-Relacionamento (ER) é uma técnica de modelagem conceitual que tem como objetivo construir um esquema (ou diagrama) de alto nível, compreensível tanto por profissionais técnicos quanto por áreas de negócio.

Esse modelo baseia-se na representação do mundo real, composto por entidades, atributos e relacionamentos.

O grande objetivo aqui não é implementar, mas sim representar a estrutura das informações de forma clara e organizada.

Diagrama Entidade-Relacionamento (DER)

O Diagrama Entidade-Relacionamento (DER) é a representação gráfica do modelo ER.

Ele é utilizado para:

• definir os dados mantidos pelo sistema;
• representar as informações independentemente do processamento realizado sobre elas;
• descrever a estrutura geral do banco de dados;
• facilitar a comunicação entre usuários, analistas e desenvolvedores.

A seguir, apresenta-se um exemplo de diagrama entidade-relacionamento (DER).

Figura - 1. Diagrama Entidade-Relacionamento (ER) aplicado a um cenário de gestão veterinária. A representação visual detalha as entidades, atributos identificadores (chaves primárias), relacionamentos e suas respectivas cardinalidades

Componentes do DER

O Diagrama Entidade-Relacionamento é composto pelos seguintes elementos gráficos:

• Retângulos: representam conjuntos de entidades, ou seja, uma representação abstrata de objetos do mundo real, concreto ou abstrato, sobre o qual deseja-se armazenar informações. Exemplo: o médico Pedro na entidade Médico, identificado pelo código codigo_CRM;
• Elipses ou círculos: representam atributos. Em algumas literaturas, o atributo-chave é destacado por meio de sublinhado, enquanto em outras o círculo é apresentado em negrito;
• Losangos: representam relacionamentos;
• Linhas: realizam a ligação entre entidades, atributos e relacionamentos.

A seguir, apresenta-se outro exemplo de diagrama entidade-relacionamento (DER). Considere que ambas as formas (Figuras 1 e 2) são válidas e utilizadas na construção de diagramas ER.

Figura - 2. Diagrama ER exemplificando a modelagem de um atendimento clínico. A estrutura evidencia as entidades principais, o relacionamento entre elas e a variação na representação dos atributos (simples, compostos e multivalorados).

Ao longo desta matéria, o termo entidade será utilizado como referência tanto para entidades individuais quanto para conjuntos-entidade.

Com base nos componentes de um diagrama ER, é possível analisar como os dados são representados na prática. Para isso, são utilizados os seguintes elementos.

Instância de uma Entidade

Uma instância representa o estado de uma entidade em determinado momento. Esse estado é definido pelos valores atribuídos aos seus atributos.

Considere o conjunto de entidades “Fornecedor” representado na tabela a seguir:

Figura 3 — Exemplo de tabela no modelo relacional representando a entidade “Fornecedor”. A figura ilustra a organização dos dados, na qual as colunas correspondem aos atributos (Cod_Forn, Nome, Cidade, Estado) e cada linha representa uma tupla (ou registro), contendo instâncias reais armazenadas no banco de dados.

Cada linha da tabela ´Fornecedor´, representa uma instância distinta na entidade.

Atributos

Os atributos representam as características ou propriedades de uma entidade. São os elementos responsáveis por armazenar os valores associados às entidades em um banco de dados.

Exemplos de atributos:

• nome;
• cidade;
• estado;
• endereço;
• CPF;
• código do produto.

A seguir é mostrado um exemplo de representação dos atributos associados a uma entidade.

Figura - 4. Representação gráfica da entidade ‘Funcionário’. O diagrama exemplifica a aplicação de diferentes tipos de atributos: o atributo identificador (Cod-Func, destacado com sublinhado), atributos simples (Nome e Dependentes) e um atributo composto (Endereço, que se subdivide estruturalmente em Cidade e Estado).

Classificação dos Atributos

Os atributos podem ser classificados de diferentes formas, conforme suas características e funções no modelo de dados. A seguir serão descritos os diversos tipos de atributos.

Atributos simples

São aqueles que não podem ser subdivididos em partes menores.

Exemplo:

• Nome;
• sexo.

Atributos compostos

São formados por outros atributos menores.

Exemplo:

• Endereço → Rua, Número, Cidade e Estado.

Atributos monovalorados

Possuem apenas um valor para cada entidade.

Exemplo:

• CPF;
• Nome.

Atributos multivalorados

Podem possuir múltiplos valores associados à mesma entidade.

Exemplo:

• Dependentes;
• Telefones.

Atributos determinantes (chaves)

São utilizados para identificar de forma única e inequívoca, uma entidade dentro de um conjunto de entidades.

Exemplo:

• Cod_Forn;
• CPF;
• Matrícula.

Tipo de atributo

Refere-se à natureza dos valores permitidos para o atributo.

Exemplos:

• inteiro;
• real;
• caractere;
• string;
• data.

Atributos de domínio

Representa o conjunto de valores válidos que um atributo pode assumir.

Exemplo:

• Sexo {M, F};
• Estado Civil {Solteiro, Casado, Divorciado}.

Atributos derivados

São aqueles cujo valor pode ser obtido a partir de outros atributos.

Exemplo:

• idade, calculada a partir da data de nascimento.

Projeto de Chaves

Uma chave é um conjunto de um ou mais atributos que permite identificar de forma única uma entidade dentro de um conjunto de entidades. As chaves desempenham papel fundamental na organização e na integridade dos dados armazenados.

Tipos de Chaves

Entre os tipos de chave (identificadores) que um conjunto-entidade pode possuir, destacam-se:

• Chave primária (Primary Key): atributo (ou conjunto de atributos) que identifica unicamente cada entidade e não admite valores nulos;
• Chave estrangeira (Foreign Key): atributo que estabelece a ligação entre entidades, referenciando a chave primária de outra entidade;
• Chave candidata: conjunto de atributos que pode identificar unicamente uma entidade, sendo potencial candidata a chave primária;
• Chave composta: chave formada por dois ou mais atributos.

A seguir é mostrado uma representação de chaves candidatas, primárias, estrangeiras e compostas.

Figura 5: Exemplo de relacionamento entre as entidades “Fornecedor” e “Produto” por meio da entidade associativa “Pedido”, onde é evidente o uso de chaves e relacionamentos.

Integridade da Entidade

A integridade da entidade estabelece que nenhum atributo pertencente à chave primária pode assumir valor nulo. Isso garante que cada entidade seja identificada de maneira única no banco de dados.

Aspectos Importantes do Projeto de Chaves

Entre os principais aspectos relacionados ao projeto de chaves, destacam-se:

• redução da redundância de dados;
• garantia de unicidade das entidades;
• preservação da integridade referencial;
• controle consistente dos relacionamentos.

Além disso, alterações ou remoções de valores pertencentes às chaves primárias podem comprometer a integridade referencial entre entidades relacionadas.

Considerações Finais

O modelo Entidade-Relacionamento constitui uma das principais ferramentas utilizadas na modelagem conceitual de bancos de dados. Por meio dele, é possível representar entidades, atributos, relacionamentos e regras de negócio de maneira organizada e compreensível, facilitando o desenvolvimento de sistemas mais consistentes e estruturados.

Além disso, conceitos como atributos, instâncias, relacionamentos e projeto de chaves são fundamentais para garantir a integridade, organização e consistência das informações armazenadas

Na próxima parte, serão aprofundados os conceitos relacionados aos relacionamentos, cardinalidade e restrições estruturais presentes nos Diagramas Entidade-Relacionamento.

Espero que este conteúdo tenha contribuído para ampliar sua compreensão sobre modelagem conceitual e o modelo Entidade-Relacionamento. Se você gostou da matéria, deixe suas palmas, compartilhe e envie para outras pessoas interessadas nesse tema.

Se você chegou até aqui, já está desenvolvendo uma base sólida em modelagem de dados.

Até o próximo texto!

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Referências Bibliográficas

DATE, C. J. Introdução aos Sistemas de Banco de Dados. 8. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2004.

ELMASRI, R.; NAVATHE, S. Sistemas de Banco de Dados. São Paulo: Pearson/Addison Wesley, 2011.

HEUSER, Carlos Alberto. Projeto de Banco de Dados. Editora Bookman. 6a Edição, 2009.

SILBERSCHATZ, Abraham; KORTH, Henry F.; SUDARSHAN, S. Sistema de Banco de Dados. São Paulo: Elsevier, 2012.