MODELO CONCEPTUAL - MODELO LÓGICO -- MODELO FÍSICO

SGBD - Sistema de Gestão de Base de Dados - SOFTWARE de Gestão de Bases de Dados (representado por um cilindro). Podemos ter SGBD:

SGBD Relacional
SGBD orientado objetos

Num SGBD relacional:

Uma Base de Dados é um conjunto de dados armazenados em tabelas relacionadas entre si através de chaves.

Cada tabela tem colunas (campos) e linhas (registos)
Tabelas podem ligar-se entre si através de chaves primárias e chaves estrangeiras
geralmente SQL (Structured Query Language)

Exemplo: Tabela Alunos com os respetivos 6 campos e 3 registos

Registo é uma linha de uma tabela que contém todos os dados referentes a um único elemento da entidade.

Estrutura da tabela (nome dos campos e tipo de dados) em SQL

Num SGBD Relacional os DADOS são ARMAZENADOS em várias tabelas relacionadas entre si

Os retângulos representam as tabelas (onde os dados estão armazenados). As tabelas estão relacionadas entre si.

SGBD Relacional (MariaDB)

que contém a Base de Dados bdfutebol constituída por a tabela jogadores e tabela Clubes

Exemplos de SGBD relacionais grande porte

MySQL
MariaDB
Microsoft SQL Server
PostgreSQL
Oracle Database

🔧 Para que são utilizados?

Principalmente para:

👥 Muitos utilizadores em simultâneo
Centenas ou milhares de pessoas acessam o sistema ao mesmo tempo
📦 Grandes volumes de dados
Milhões ou bilhões de registos
🔒 Alta segurança
Controle de acesso de utilizadores, permissões, criptografia, auditoria
🔄 Alta disponibilidade
Sistemas que não podem parar (24horas/7dias)
⚡ Alto desempenho
Consegue processar consultas complexas rapidamente
🔁 Transações críticas
Garantia de integridade dos dados, rollback - desfaz operações em caso de erro

🏢 Exemplos de uso

SGBDs de grande porte são usados em:

🏦 Bancos e sistemas financeiros
🛒 E-commerce (Amazon, Mercado Livre)
✈️ Companhias aéreas (reservas e passagens)
🏥 Hospitais (prontuários eletrónicos)
🏛️ Sistemas governamentais
📡 Telecomunicações
📱 Aplicações web e mobile em larga escala

Exemplos de SGBD relacionais pequeno porte (desktop)

Microsoft Access

- O Microsoft Access é um SGBD relacional que utiliza linguagem SQL

- oferece interface gráfica (tabelas, consultas em modo design, formulários) pelo que não precisa trabalhar com os comandos SQL.

- relacionamento de cardinalidade 1: M aparece com 1: ∞

🔧 Para que são utilizados?

Ideal para pequenos e médios projetos:

- Registo de Clientes

- Sistema Simples de Vendas

SGBD Orientado a Objetos:

Um SGBD orientado a objetos (Object-Oriented Database Management System – OODBMS) é um Sistema de Gestão de Bases de Dados que armazena, gere e manipula objetos, com atributos e métodos, tal como são usados na Programação Orientada a Objetos (POO).

SGBD NoSQL (armazena dados em documentos JSON)

- MongoDB

consultas complexas; usado em backend web

- Firestore (Firebase)permite consultas mais avançadas; cloud-managed

Dicionário de Dados (DD)

DD é uma Técnica de descrição detalhada dos vários tipos de dados.

É uma técnica complementar aos DFD.

Considerando uma ENTIDADE EXTERNA ALUNO em que os dados vão ficar armazenados no arquivo alunos

temos que pensar no tipo de dados envolvidos que serão utilizados armazenar no arquivo alunos.

O DICIONÁRIO DE DADOS deverá descrever cada arquivo de dados:

- nome que identifica a entidade que irá corresponder a um tabela ou arquivo

- estrutura de atributos dessa entidade

- as relações

atributos vão ser implementadas nos campos da TABELA

Dicionário de dados é um documento que descreve de forma detalhada os dados do sistema, incluindo tipo, tamanho, significado e relações e restrições, servindo como guia para analistas e programadores.

considerando os atributos

ALUNOS (nºprocesso, nome aluno, morada, concelho, datanasc, email ...)

EXEMPLO

De forma simplificada:

ALUNOS

n_processo – inteiro, identificador único do aluno (chave primária)
nome_aluno – texto, nome do aluno
morada – texto, morada completa
concelho – texto, município de residência
data_nasc – data de nascimento
email – texto, email do aluno

MODELAÇÃO DE DADOS

A modelação de dados é a técnica de descrever e representar os dados de um sistema, identificando entidades, atributos e seus relacionamentos, antes da sua implementação numa base de dados.

A técnica mais utilizada é a:

Diagrama Entidade - Relação (DER) ou Diagrama Entidade - Relacionamento --> para o SGBD Relacional

Diagrama Entidade - Relação (DER) ou Diagrama Entidade-Relacionamento, representa:

as Entidades e seus atributos;
as Relações ou relacionamentos entre as entidades.

OBJETIVO

O DER tem como objetivo descrever os dados que são utilizados no sistema (de forma conceptual).

CONCEITOS

Entidades: objetos ou conceitos do mundo real (exemplo: funcionário, cliente, produto, ..);
Atributos: características de uma entidade ( exemplo: nome, endereço, preço..);
Relações ou Relacionamentos: interações ou associações entre as entidades;

EXEMPLOS

-->>Estilo de Notação Chen

-->> Estilo Pé de Galinha/Martin/Engenharia da Informação

EXEMPLO de uma Entidade com atributos

Estilo Notação Chen Estilo Pé galinha

Diagrama Entidade - Relação (DER) vamos usar Notação Chen

Cada Entidade tem um conjunto de atributos (propriedades)

ENTIDADE CLIENTE ( codCliente, nomeCliente, morada, CodPostal, etc, )

assim

Num diagrama DER, uma entidade é representada por um retângulo com o nome da entidade no seu interior.

Os atributos de uma entidade podem ser indicados dentro de elipses ligadas por linhas ao retângulo da entidade

Tipos de atributos:

Atributos Simples ou Atómicos (valor isolado) Exemplo: peso, preço unitário…
Atributos Compostos (valor composto) – Ex: Endereço (RUA + nº +andar + cod_Postal).
Atributos Identificadores – Identifica inequivocamente um registo numa entidade. Ex: CC, CodCliente - a sublinhado
Atributos candidatos – Estão em condições de ser chave primária. Ex: NIF

Domínios dos atributos

Um domínio de um atributo corresponde ao conjunto dos valores possíveis que esse atributo pode assumir.

Há domínios que são constituídos por nomes, outros são valores numéricos, outros ainda são datas, etc..

Relação ou Relacionamento

Vamos utilizar a representação com o losango

TIPOS DE RELACIONAMENTOS - Quanto ao número de entidades

UNÁRIO - uma entidade se relaciona consigo mesma.
BINÁRIO - relação entre duas entidades distintas.
TERNÁRIO - relação entre três entidades distintas.

UNÁRIO

Ocorre quando uma entidade se relaciona consigo mesma.

BINÁRIO (mais comum)

A relação envolve duas entidades distintas.

TERNÁRIO

Envolve três entidades numa única relação ou relacionamento

TIPOS DE RELACIONAMENTOS - quanto à cardinalidade da relação

A cardinalidade especifica o número mínimo e o máximo de instâncias/ocorrências que uma entidade pode participar em um relacionamento.

RELACIONAMENTO de Um-para-Um ( 1: 1)

Uma instância de uma entidade se relaciona com apenas uma instância de outra entidade, e vice-versa.

EXEMPLO

Um funcionário chefia um Departamento

e Um Departamento é chefiado por um Funcionário

RELACIONAMENTO de Um-para-Muitos ( 1: M ) (lê-se 1 para M)

Uma instância de uma entidade se relaciona com várias instâncias de outra entidade, mas cada instância da segunda entidade se relaciona com apenas uma instância da primeira.

EXEMPLO

Um Departamento tem muitos Funcionários

Um Funcionário trabalha num Departamento

RELACIONAMENTO de Muitos-para-Muitos ( M: M ) ou ( N: M )

Várias instâncias de uma entidade se relacionam com várias instâncias de outra entidade.

EXEMPLO 1

Um Departamento pode trabalhar em vários Projetos
Um Projeto pode estar associado a vários Departamentos

EXEMPLO 2

Um Médico consulta vários Pacientes
Um Paciente é consultado por vários Médicos

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REPRESENTAÇÃO DE RELACIONAMENTOS

RELAÇÕES ou RELACIONAMENTO CARDINALIDADE

TRABALHA_PARA(EMPREGADO, DEPARTAMENTO) N : 1

DIRIGE (EMPREGADO, DEPARTAMENTO) 1:1

CONTROLA (DEPARTAMENTO, PROJECTO) 1: N

TRABALHA_EM (EMPREGADO, PROJECTO) N:N

RELAÇÕES BINÁRIAS quanto à participação das entidades

https://emersonmello.me/slides/bcd/bcd-aula-modelo-relacional.pdf

Quanto à obrigatoriedade dos elementos de uma entidade participarem, ou não, no relacionamento com outra entidade, temos que:

 Participação obrigatória de ambas as entidades

 Participação não obrigatória de uma das duas entidades

 Participação não obrigatória de nenhuma das entidades

IMPLEMENTAÇÃO DE RELACIONAMENTOS

A cardinalidade mínima e máxima do relacionamento são fatores determinantes para indicar se deverá ser implementado:

nova Tabela
Adição de colunas/atributos em uma das entidades participantes
Fusão de tabelas de entidades

Modelo Conceitual (DER)	Modelo Relacional (MER Lógico) ou (Modelo Entidade - Relacionamento)
Entidade -- »	Tabela
Atributo -- »	Coluna ou Campo da tabela
Atributo Identificador -- »	Chave Primária (PK)
Relacionamento 1:M -- »	novo campo Chave Estrangeira (FK)
Relacionamento M:M -- »	surge Nova Tabela Associativa

Situação 1

Relacionamento binário 1:1 com participação obrigatória em ambas entidades.

(mínimo, máximo)

( 1 , 1 )

um cidadão tem um e só um cartão de cidadão;
um cartão de cidadão pertence a um e só um cidadão;

Neste primeiro caso, é necessária apenas uma tabela para traduzir este tipo de relacionamento, em que essa tabela deverá incluir todos os atributos das duas entidades.

Fusão ou Junção das 2 entidades ->> implementação numa única tabela

Situação 2

Relacionamento 1:1 com participação obrigatória em apenas uma entidade.

um Diretor pode dirigir 0 ou 1 departamento;
um Departamento pode ser dirigido por um e só um Diretor;

Neste caso são necessárias duas tabelas, uma para cada entidade.

Adição de coluna em uma das entidades participantes - Chave Estrangeira (FK)

Situação 3

Relacionamento 1:1 sem participação obrigatória em nenhuma entidade

(ambas entidades com participação opcional)

Um Diretor utiliza 0 ou 1 Gabinete;
um Gabinete pode ser utilizado por 0 ou 1 Diretor;

Neste caso, são necessárias duas tabelas, uma para cada entidade.

Adição de coluna em uma das entidades participantes - Chave Estrangeira (FK)

Situação 4

Relacionamento 1: M com participação obrigatória na entidade do lado M .

um Aluno matricula-se 0 ou 1 Curso;
um Curso tem matriculado 1 ou vários Aluno ;

Neste caso são necessárias duas tabelas, uma tabela para cada entidade.

A chave estrangeira da entidade do lado 1 fica na tabela do lado M

Adição de coluna Chave Estrangeira (FK) lado M

Situação 5

Relacionamento 1:M sem participação obrigatória na entidade do lado M.

um fornecedor fornece 0 ou vários produtos;
um produto pode ser fornecido por 0 ou 1 fornecedor;

NO GERAL, são necessárias duas tabelas, uma para cada entidade.

A chave estrangeira da entidade do lado 1 fica na tabela do lado M

Adição de coluna Chave Estrangeira (FK) lado M

Fornecedor (CodFornecedor, Nome, ...): Tabela principal de fornecedores.
Produto (CodProduto, Nome, ..., CodFornecedorfk): Tabela principal de produtos.

Situação 6

Relacionamento M:M para qualquer que seja a participação - sempre três tabelas

Em qualquer relacionamentos binário do tipo M:M são necessárias sempre três tabelas,

uma tabela para cada ENTIDADE e uma nova tabela para o relacionamento entre as entidades.

Relacionamento M:M para qualquer que seja a participação.

um cliente pode comprar 0 ou vários produtos;
um produto pode ser comprado por 0 ou vários clientes;

um cliente pode comprar 1 ou vários produtos;
um produto é comprado por 0 ou vários clientes;

Criação de Nova tabela do relacionamento com a 2 chaves estrangeiras, uma de cada uma das entidades.

EXEMPLO:

Criação de Nova tabela do relacionamento com a 2 chaves estrangeiras, uma de cada uma das entidades.

Num relacionamento de M:M é preciso criar a entidade própria do relacionamento ForneceProdutos

um Fornecedor fornece 1 ou vários produtos;
um produto pode ser fornecido por 0 ou vários Fornecedores;

Definição de Entidade Fraca

Uma entidade fraca é uma entidade que não possui chave primária própria suficiente para identificá-la unicamente.
Ou seja, entidade que não consegue existir sozinha sem depender da entidade forte.

Características principais

Característica	Descrição
Depende de outra entidade	Não existe sozinha
Chave parcial	Tem atributos que não bastam para identificar a entidade
Relacionamento identificador	Relaciona a entidade fraca com a entidade forte
Representação no DER	Retângulo duplo, linha dupla para o relacionamento identificador
Cardinalidade	Normalmente 1:N do forte para o fraco