Modelagem de banco de dados: entidades, relacionamentos e atributos

Identificando modelos de dados (lógico e físico), diferenciando um modelo de alto nível de um modelo de baixo nível, aplicando técnicas de modelagem de dados, diferenciando MER e DER, e elaborando um modelo de dados com brModelo.

Banco de dados
Modelo entidade relacionamento
Entidades
Diagrama entidade relacionamento
Atributos

Saiba mais sobre o curso aqui ou acompanhe minhas anotações abaixo. ⬇️

1. Banco de dados

Modelagem de dados

Modelar significa criar um modelo que explique as características de funcionamento e comportamento de um software a partir do qual ele será criado, facilitando seu entendimento e seu projeto, através das características principais que evitarão erros de programação, projeto e funcionamento. - Wikipédia

Tipos de modelagem de dados:

Modelagem conceitual:
O modelo de dados conceitual ou modelo domínio foca no entendimento dos requisitos do sistema, isto é, no entendimento do negócio. Com uma representação visual, o modelo conceitual utiliza texto, diagrama e símbolos.
Modelagem lógica:
O modelo de dados lógico descreve como os dados serão armazenados no banco ou sistema, explorando conceitos de entidades, atributos, chaves (primárias e estrangeiras) e dos relacionamentos entre as tabelas.
Modelagem física:
O modelo de dados físico é diferente do lógico na linguagem utilizada para realizar a representação dos dados. As tabelas, colunas e relacionamentos são feitos a partir da linguagem SQL.

SGBD

SGBD significa Sistema Gerencial de Banco de Dados e é o sistema responsável pelo gerenciamento dos bancos de dados de uma empresa, não importando seu tamanho. Ele é utilizado para incluir, alterar ou consultar dados em uma interface, dados que foram previamente armazenados em um banco.

Alguns SGBD relacionais do mercado:

Alto nível e baixo nível

Modelo de alto nível está mais próximo da linguagem humana. Já o de baixo nível está mais próximo da linguagem da máquina. O modelo conceitual, por exemplo, é um modelo de alto nível e os modelos físicos são considerados de baixo nível.

Um exemplo de modelo de alto nível conceitual é a representação da estrutura do banco de dados através de formas geométricas. E um exemplo de modelo de baixo nível físico é a criação de um projeto para a estruturação do banco de dados através de comandos que serão interpretados pela máquina.

O modelo conceitual é um esquema, um desenho que representa os dados que precisam ser armazenados. Pode ser feito em qualquer programa em que seja possível desenhar tal modelo, como: PowerPoint, Paint, Miro, Figma.

Porém existem softwares específicos para isso, pois eles conseguem converter de um modelo conceitual para um modelo lógico, além de já possuírem os símbolos que são utilizados na criação do modelo, como o brModelo.

Ferramentas de modelagem de dados:

2. Modelo entidade relacionamento

Mini-mundo (recorte do mundo real)

O mini-mundo é a descrição textual das regras do negócio, ou seja, os dados relevantes para o projeto. Conhecido também como levantamento de requisitos. A partir dessas informações é possível criar os primeiros modelos, com as entidades e os relacionamentos. As entidades podem ser lidas como substantivos e os relacionamentos são poenciais verbos da descrição.

O cliente comprou o livro
Cliente, autora e livro são as entidades.
A autora escreveu o livro
Comprar e escrever são os relacionamentos.

A descrição das regras de negócio é feita a partir da entrevista é ela a base para construir um projeto coerente e que atende às necessidades do cliente.

Abstração

A abstração de dados se concentra nos aspectos essenciais das regras de negócio. Ignora alguns detalhes em favorecimento da parte importante: ter todos os dados disponíveis ao realizar uma consulta.

Abstrações de dados são as formas de representar os conceitos implícitos nos requisitos do projeto de banco de dados. Tais requisitos são extraídos do minimundo. Assim, para a modelagem de dados é fundamental o domínio dos construtores semânticos do modelo de dados.

MODELO	GRAU DE ABSTRAÇÃO	FOCO	INDEPENDÊNCIA
Externo	Alto	Visões dos usuários finais	Hardware e Software
Conceitual	Média-Alta	Visão global dos dados (independe do modelo do BD)	Hardware e Software
Lógica	Média-Baixa	Modelo específico de BD	Hardware
Físico	Baixo	Métodos de armazenamento e acesso	Nem hardware ou software

Quanto maior o grau de abstração, maior o entendimento pelo usuário e maior o nível de detalhes.

MER e DER

O Modelo Entidade e Relacionamento (MER) e o Diagrama Entidade e Relacionamento (DER) são etapas utilizadas na modelagem de banco de dados. Apesar de terem nomes parecidos, cada um exerce uma função diferente nesse processo.

Modelo Entidade Relacionamento:
Modelo conceitual dos dados. Descreve textualmente os objetos (entidades) envolvidos, suas caracterísitcas (atributos) e como elas se relacionam entre si (relacionamentos).
Diagrama Entidade Relacionamento:
Representação gráfica do MER. É a visualização das informações descritas no MER. O diagrama facilita a comunicação, pois oferece uma linguagem comum entre analistas (elabora) e desenvolvedores (implementa).

Representação gráfica das entidades, atributos, relacionamentos e cardinalidade:

Entidades são representadas por retângulos
Atributos são representados em lista nas entidades
Relacionamentos são representados por losangos
Cardinalidade é representada por 1 ou n

3. Entidades

Uma entidade é uma representação de um conjunto de informações sobre determinado conceito do sistema. Toda entidade possui atributos, que são as informações que referenciam a entidade.

Numa planilha do Excel, a entidade é o título da coluna e os atributos são as linhas que compõem as informações dessa coluna. Numa coluna em que o título é Data, suas linhas terão os dias e/ou meses de um ano.

Já o relacionamento está ligado diretamente em como uma coluna está ligada à outra. Então, tendo na mesma planilha a coluna Produto e sua linha contém um objeto que foi vendido, quer dizer que foi vendido em tal data e aqui está o relacionamento.

Entidade forte vs Entidade fraca

Uma entidade forte sempre tem a chave primária no conjunto de atributos que descreve a entidade forte. A entidade fraca não possui a chave primária, mas tem uma chave parcial que discrimina de maneira única as entidades fracas.

Entidades fortes existem independentemente de outra entidade.
Entidades fracas dependem da existência de outra entidade.

Entidades fortes são representadas por um retângulo simples, enquanto entidades fracas são representadas por retângulos duplos.

$Entidade forte vs Entidade fraca$

O mesmo acontece com os relacionamentos. Relacionamentos fortes são representados por um losango simples, enquanto relacionamentos fracos são representados por losangos duplos.

$Relacionamento forte vs Relacionamento fraco$

Entidades no DER

A partir da análise realizada na entrevista e elaborada na descrição do mini-mundo, no documento Entrevista clube do livro, é possível identificar e definir as seguintes entidades:

Foi identificado que livros, pedido e estoque são entidades fracas, pois dependem que um cliente realize uma compra e que uma editora forneça o livro. Sendo, então, clientes e editoras as entidades fortes.

4. Diagrama entidade relacionamento

Relacionamentos

Os relacionamentos são referências de uma entidade em outra, representados no DER através de losangos. Para fazer a referência, os relacionamentos precisam verificar a cardinalidade, que é a forma como as entidades se conectam, ou seja, como elas se relacionam.

O relacionamento entre entidades é formado a partir de uma associação entre duas ou mais entidades. Essa associação é criada usando instruções de junção para recuperar dados.

Existem três tipos de grau de relacionamento: O grau binário, ocorre quando o relacionamento acontece entre duas entidades. O ternário é o relacionamento entre três entidades e o N-ário entre quatro ou mais entidades ao mesmo tempo.

A cardinalidade expressa o comportamento da entidade a uma ocorrência em outra entidade. Esse comportamento é o número de ocorrências em que uma entidade se relaciona com outra. Existem dois tipos de cardinalidade.

A cardinalidade mínima ocorre quando há um número mínimo (1,1) de relacionamento entre as entidades.
A cardinalidade máxima occore quando há muitos (0,N) relacionamentos entre as entidades.

Tipos de cardinalidade:

Cardinalidade	Relacionamento	Exemplo
1:1	Relacionamento Um-Para-Um	1 cliente possui 1 registro
1:N	Relacionamento Um-Para-Muitos	1 cliente possui N pedidos
N:N	Relacionamento Muitos-Para-Muitos	N clientes compram N livros

Entidades associativas

Entidades associativas estão relacionadas à cardinalidade muitos-para-muitos. Ela ocorre quando um relacionamento é entendido como uma entidade. No exemplo do clube do livro existe uma entidade associativa que está relacionada a quantidade de itens num pedido, sendo que estes itens são muitos livros.

Uma entidade associativa é um termo usado na teoria relacional e de entidade-relacionamento. Um banco de dados relacional requer a implementação de uma relação base para resolver relacionamentos muitos-para-muitos. Uma relação base que representa este tipo de entidade é chamada, informalmente, de "tabela associativa". - Wikipédia

A entidade associativa é representada por um losango dentro de um retângulo:

5. Atributos

Os atributos são as propriedades das entidades, suas características e identificadores. Eles podem ser simples, compostos, multivalorados, derivados e/ou atributos chave.

Simples não pode ser dividido em partes menores para formar outros atributos
Compostos pode ser subdividido em partes menores, como o endereço, por exemplo
Multivalorados pode ter muitos valores associados a ele, como o número de telefone
Derivados depende de outro atributo para existir ou, até mesmo, de uma entidade
Chave é um identificador único, um registro distinto de uma entidade ou atributo

Os atributos podem ser representados por chaves. Os atributos únicos, ou seja, que não se repetem na mesma tabela e não podem ser nulos, são chamados de chaves primárias e recebem uma identificação personalizada no diagrama.

Chave estrangeira

Entidades fracas recebem a chave primária da entidade forte relacionada a ela, o que compõe a chave parcial. Contudo, a entidade fraca pode conter atributos próprios. Sendo assim, pode receber uma chave estrangeira.

Um bom exemplo disso, no clube do livro, é a relação entre a entidade cliente e a entidade pedido. Em que, não existe pedido sem cliente e quando um cliente faz um pedido, este é realizado no nome dele.

Portanto, na entidade cliente deve existir uma chave primária com o código do cliente. Na entidade pedido deve existir uma chave primária com o código do pedido e, também, uma chave estrangeira com o código do cliente.

O modelo elaborado no curso pode ser acessado baixando o arquivo modelagem_conceitual.

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