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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
     Centro de Engenharia Elétrica e Informática
      Pós-Graduação em Ciência da Computação




MODELOS DE DADOS
Parte 3 – Bancos de Dados

              Ulrich Schiel
PARTE III - Modelos de Dados
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   Segundo Aris é o elo entre uma
   teoria e um protótipo. Ou seja,
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                             CONTA CORR.             CONTA POUP.
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Estrutura

                     DEPARTA-           PROJETO
    Owner             MENTO


                       alocação    participação
    Set


                            EMPREGADO
    Member
Modelo de Redes


  Modelo de Redes - Instâncias

DEPARTAMENTO             DEPARTAMENTO                        PROJETO
nome unidade empresa     nome unidade empresa     código       nome    orçamento

 DSC   CCT     UFCG        DEE    CCT   UFCG         P5      DYNAMO   $100.000




    e1 | João | |      e2 | Joana | |      e3 | Janete | |       e4 | Josinaldo| |




                            EMPREGADO
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Comportamento


       LINGUAGENS

         • DDL – Data Definition Language
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Modelo Relacional


Estrutura

                              NOME(tipo: fixed-char(30)),
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                              TITULO (tipo: var-char(15)),
  relação R ⊆ D1×D2, ×..×Dk
                              PROF(NOME,IDADE,TITULO),
                              MAQUINA(NOME,IDADE)
   tupla t ∈ R


  banco de dados relacional       {R1,..,Rn}
Modelo Relacional


  Estruturas


esquema de uma relação NR(A1, A2, ..,Ak)

       cada atributo está associado a um domínio

 esquema de um banco de dados     {NR}

                                   • atributo(s) chave
conceitos adicionais               • valores nulos
                                   • chave estrangeira
Modelo Relacional

  INTEGRIDADE

Integridade implícita:   • uma relação é um conjunto


                          • Domínio de um Atributo

                          • atributo(s) chave
                          • valores nulos
                          • chave estrangeira
Modelo Relacional

    INTEGRIDADE

Integridade explícita:
                             • funcionais

                             • multivaloradas
         Dependências:
                             • de junção
                             • de inclusão



                                 R⊆S         ou
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Modelo Relacional

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Forma genérica:

      • Restrições intrarelacionais: Relação <R, r1, .., rn>

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         • Banco de Dados Relacional
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Modelo Relacional


        COMPORTAMENTO



ÁLGEBRA RELACIONAL                  CÁLCULO RELACIONAL


Permite navegar no banco de dados
Modelos Semânticos


Modelo Relacional Extendido:   NF2
                                MR/Tasmania



Modelos Semânticos:
Data Semantics; E-R; SDM; SAM; TAXIS;
ACM/PCM; NIAM; THM
Modelos Semânticos



ELEMENTOS BÁSICOS               ABSTRAÇÕES

• entidade,                     • generalização
• relacionamento,               • agregação
• atributo                      • agrupamento




                    PERGUNTA:

                    com quantos paus se faz uma canoa?
CAPÍTULO III - Modelos de Dados




Modelos Semânticos de Dados

 MODELOS DE 3 ELEMENTOS
 (entidade, relacionamento, atributo)


                n                          n
ESTUDANTE                matriculado            DISCIPLINA




                                               cód.    nome
nome                         data
CAPÍTULO III - Modelos de Dados


Modelos Semânticos de Dados
 MODELOS DE 2 ELEMENTOS
 (entidade, relacionamento)
                   5..n    matriculado          1..n
 ESTUDANTE                                              DISCIPLINA

    0..n                                               0..n       1


           tem-nome                  tem-nome            tem-código


                                                              1
               1          1
               nome                                     código
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 MODELOS DE 1 ELEMENTO (entidade)

                      MATRICULA




  ESTUDANTE                               DISCIPLINA
                              data




            nome                               código
CAPÍTULO III - Modelos de Dados


Modelos Semânticos de Dados

 INTEGRIDADE                               Regras E-C-A

 COMPORTAMENTO                     • Operações conceituais abstratas
                                      pré-/pós-condições

                                   • Redes de Petri


                             matrícula




 ESTUDANTE                                            DISCIPLINA
                            matriculado
CAPÍTULO III - Modelos de Dados


Modelos Orientados a Objetos

   • ABSTRAÇÕES (modelos semânticos)

   • ENCAPSULAMENTO (tipos abstratos de dados)

   • IDENTIFICAÇÃO DE OBJETOS

   • COMPORTAMENTO DE OBJETOS

   • POLIMORFISMO
CAPÍTULO III - Modelos de Dados


Modelos Orientados a Objetos


  ENCAPSULAMENTO


                                                  DISCIPLINA
ESTUDANTE                                            código
   nome   5..n             matriculado       1..n
                                                      nome
 matricula(x)                (e)
                                                 matrícula(x)


     (d)
CAPÍTULO III - Modelos de Dados


Modelos Orientados a Objetos

GENERALIZAÇÃO                                  GENERALIZAÇÃO +
                                               ENCAPSULAMENTO
                                               → POLIMORFISMO
                         ESTUDANTE
                            nome
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Modelos Orientados a Objetos


ATRIBUTOS                             • domínio simples

                                      • domínio complexo

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MODELOS DE DADOS - Parte 3 Bancos de Dados

  • 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA Centro de Engenharia Elétrica e Informática Pós-Graduação em Ciência da Computação MODELOS DE DADOS Parte 3 – Bancos de Dados Ulrich Schiel
  • 2. PARTE III - Modelos de Dados
  • 3. PARTE III - Modelos de Dados O que é um Modelo? Segundo Aris é o elo entre uma teoria e um protótipo. Ou seja, temos: • Teorias (lógicas – linguagem e axiomas) • Modelos (esquema de equações) • Protótipos (sistema ser modelado)
  • 4. PARTE III - Modelos de Dados • Modelos de elos explícitos • Modelos de elos implícitos - modelo relacional • Modelos semânticos • Modelos orientados a objetos
  • 5. Modelos de Dados BANCO Modelos de elos explícitos codigo nome AGENCIA Modelo Hierárquico código nome endereço CLIENTE nome endereço CONTA CORR. CONTA POUP. número saldo número saldo
  • 6. Modelo Hierárquico Estrutura Qual o esquema correto ? Estudante Disciplina Disciplina Estudante Professor Professor
  • 7. Modelo Hierárquico Estrutura Qual o esquema correto ? Professor Matrícula Estudante Disciplina Disciplina
  • 8. Modelo de Redes Estrutura DEPARTA- PROJETO Owner MENTO alocação participação Set EMPREGADO Member
  • 9. Modelo de Redes Modelo de Redes - Instâncias DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO PROJETO nome unidade empresa nome unidade empresa código nome orçamento DSC CCT UFCG DEE CCT UFCG P5 DYNAMO $100.000 e1 | João | | e2 | Joana | | e3 | Janete | | e4 | Josinaldo| | EMPREGADO
  • 10. Modelo de Redes Comportamento LINGUAGENS • DDL – Data Definition Language • DML – Data Manipulation Language
  • 11. Modelo Relacional Estrutura NOME(tipo: fixed-char(30)), domínios D1, D2,..., Dn IDADE (tipo: integer-range[1..100]), TITULO (tipo: var-char(15)), relação R ⊆ D1×D2, ×..×Dk PROF(NOME,IDADE,TITULO), MAQUINA(NOME,IDADE) tupla t ∈ R banco de dados relacional {R1,..,Rn}
  • 12. Modelo Relacional Estruturas esquema de uma relação NR(A1, A2, ..,Ak) cada atributo está associado a um domínio esquema de um banco de dados {NR} • atributo(s) chave conceitos adicionais • valores nulos • chave estrangeira
  • 13. Modelo Relacional INTEGRIDADE Integridade implícita: • uma relação é um conjunto • Domínio de um Atributo • atributo(s) chave • valores nulos • chave estrangeira
  • 14. Modelo Relacional INTEGRIDADE Integridade explícita: • funcionais • multivaloradas Dependências: • de junção • de inclusão R⊆S ou Equação relacional: R=∅
  • 15. Modelo Relacional INTEGRIDADE Integridade explícita: Forma genérica: • Restrições intrarelacionais: Relação <R, r1, .., rn> • restrições interrelacionais ir1,.., irm • Banco de Dados Relacional {<R1, r11, .., r1n>,..,<Rk, rk1, .., rkn>; ir1,.., irm }
  • 16. Modelo Relacional COMPORTAMENTO ÁLGEBRA RELACIONAL CÁLCULO RELACIONAL Permite navegar no banco de dados
  • 17. Modelos Semânticos Modelo Relacional Extendido: NF2 MR/Tasmania Modelos Semânticos: Data Semantics; E-R; SDM; SAM; TAXIS; ACM/PCM; NIAM; THM
  • 18. Modelos Semânticos ELEMENTOS BÁSICOS ABSTRAÇÕES • entidade, • generalização • relacionamento, • agregação • atributo • agrupamento PERGUNTA: com quantos paus se faz uma canoa?
  • 19. CAPÍTULO III - Modelos de Dados Modelos Semânticos de Dados MODELOS DE 3 ELEMENTOS (entidade, relacionamento, atributo) n n ESTUDANTE matriculado DISCIPLINA cód. nome nome data
  • 20. CAPÍTULO III - Modelos de Dados Modelos Semânticos de Dados MODELOS DE 2 ELEMENTOS (entidade, relacionamento) 5..n matriculado 1..n ESTUDANTE DISCIPLINA 0..n 0..n 1 tem-nome tem-nome tem-código 1 1 1 nome código
  • 21. CAPÍTULO III - Modelos de Dados Modelos Semânticos de Dados MODELOS DE 1 ELEMENTO (entidade) MATRICULA ESTUDANTE DISCIPLINA data nome código
  • 22. CAPÍTULO III - Modelos de Dados Modelos Semânticos de Dados INTEGRIDADE Regras E-C-A COMPORTAMENTO • Operações conceituais abstratas pré-/pós-condições • Redes de Petri matrícula ESTUDANTE DISCIPLINA matriculado
  • 23. CAPÍTULO III - Modelos de Dados Modelos Orientados a Objetos • ABSTRAÇÕES (modelos semânticos) • ENCAPSULAMENTO (tipos abstratos de dados) • IDENTIFICAÇÃO DE OBJETOS • COMPORTAMENTO DE OBJETOS • POLIMORFISMO
  • 24. CAPÍTULO III - Modelos de Dados Modelos Orientados a Objetos ENCAPSULAMENTO DISCIPLINA ESTUDANTE código nome 5..n matriculado 1..n nome matricula(x) (e) matrícula(x) (d)
  • 25. CAPÍTULO III - Modelos de Dados Modelos Orientados a Objetos GENERALIZAÇÃO GENERALIZAÇÃO + ENCAPSULAMENTO → POLIMORFISMO ESTUDANTE nome curso matrícula ESTUDANTE- ESTUDANTE- GRADUAÇÃO PÓS orientador
  • 26. CAPÍTULO III - Modelos de Dados Modelos Orientados a Objetos ATRIBUTOS • domínio simples • domínio complexo • domínio objeto

Notas do Editor

  1. Rutherford Aris – Mathematical Modelling Techniques, Dover, 1994