Programação e Sistemas da Informação

Apresentação em tema: "Programação e Sistemas da Informação"— Transcrição da apresentação:

1 Programação e Sistemas da Informação
Módulo 13 Técnicas de Modelação de Dados

2 Partilha de Dados Quando a implantação da Informática nas organizações ocorre de forma gradual, é provável que ocorram alguns problemas. Suponha que uma indústria execute três funções básicas: Vendas: concentra as actividades relativas ao contacto com os clientes, como fornecimento de cotações de preços, vendas e a disponibilidade de produtos. Produção: concentra as actividades relativas à produção propriamente dita, como planeamento da produção, ou seja, dos produtos e controlo do que foi produzido. Compras: concentra as actividades relativas à aquisição de matérias-primas necessárias à produção, como cotações de preços junto a fornecedores, etc.

3 MATÉRIA-PRIMA do PRODUTO
Partilha de Dados SISTEMA PRODUÇÃO SISTEMA VENDAS SISTEMA DE COMPRAS Arquivos Produção Arquivos Vendas Arquivos Compras O que vai PRODUZIR? PRODUTO É preciso saber quais os componentes dos produtos e como são produzidos. O que vai VENDER? PRODUTO É preciso saber o preço do produto, prazo de validade, stock... O que vai COMPRAR? MATÉRIA-PRIMA do PRODUTO É preciso saber que componentes serão adquiridos para fabricar o produto

4 Partilha de Dados Se cada uma das funções for informatizada de forma separada, pode ocorrer que, para cada uma delas, seja criado um arquivo separado para PRODUTOS. SISTEMA PRODUÇÃO SISTEMA VENDAS SISTEMA DE COMPRAS Arquivos Produção Arquivos Vendas Arquivos Compras Produto Produto Produto Dados de diferentes aplicações não estão integrados; Dados estão projectados para atender uma aplicação específica.

5 Problemas da Falta de Integração de Dados
Redundância de Dados - o mesmo objecto da realidade é armazenado mais de uma vez na base de dados. Ex: Produtos Redundância Controlada e Não Controlada de Dados Redundância Controlada - acontece quando o software tem conhecimento da múltipla representação e garante a sincronia entre as diversas representações. Ou seja, actualiza automaticamente os dados quando necessário. Ex: Sistemas distribuídos - um mesmo dado é armazenado em vários computadores, permitindo acesso rápido a partir de qualquer um deles.

6 Problemas da Falta de Integração de Dados
Redundância Não Controlada - acontece quando a responsabilidade pela manutenção da sincronia entre as diversas representações de um dado está com o utilizador . Redundância Não Controlada leva a : Redigitação de Dados - o mesmo dado é digitado várias vezes no sistema. Este trabalho repetitivo pode levar a erros; Inconsistência dos Dados - os dados podem não representar correctamente a realidade. Imagine que o utilizador alterou o preço de um produto no sistema de compra mas não alterou no sistema de vendas. Dificuldade de extracção de informações - os dados projectados para atender uma aplicação específica podem gerar dificuldade para o cruzamento dos dados.

7 A solução para evitar a redundância NÃO CONTROLADA de informações.
PARTILHA DE DADOS SISTEMA PRODUÇÃO SISTEMA VENDAS SISTEMA DE COMPRAS BASE DE DADOS Produtos Assim, cada dado é armazenado uma ÚNICA VEZ, sendo acedida pelos vários sistemas que dele necessitam.

8 Partilha de Dados Produto Produto Produto BASE DE DADOS Produto
SISTEMA PRODUÇÃO SISTEMA VENDAS SISTEMA DE COMPRAS Arquivos Produção Arquivos Vendas Arquivos Compras Produto Produto Produto SISTEMA PRODUÇÃO SISTEMA VENDAS SISTEMA DE COMPRAS BASE DE DADOS Produto

9 BASE DE DADOS Base de Dados
É o nome dado ao conjunto de ficheiros integrados que atendem a um conjunto de sistemas BASE DE DADOS Conjunto de dados integrados que tem por objectivo responder a uma comunidade de utilizadores “Uma colecção de dados operacionais inter-relacionados. Estes dados são armazenados de forma independente dos programas que os utilizam, servindo assim a múltiplas aplicações de uma organização.” (Kort, Henry F.)

10 Base de Dados O que muda com o aparecimento das Bases de Dados, ou seja, com a partilha dos Dados? Acesso por múltiplos programas - pode haver mais de uma equipa de desenvolvimento envolvida no desenvolvimento de uma aplicação Os programas devem garantir a Restrição de Integridade ou seja, garantir a veracidade e a correcção dos dados Ex: Um aluno não pode estar matriculado em dois cursos A BD pode ser acedida concorrentemente por múlti plos utilizadores - os programas devem implementar o controlo de acesso concorrente

11 Base de Dados Restrições de Acesso - nem todos os utilizadores podem aceder a qualquer informação. O programa deve implementar o controlo de acesso, ou seja, quem tem permissão para aceder a quê Dados são de importância vital e não podem ser perdi dos - mecanismos simples como cópias de “backup” não são suficientes. Caso haja uma falha, a base de dados deve ser recuperada rapidamente. Os programas devem implementar mecanismos de tolerância a falhas Estruturas de dados mais complexas - os arquivos devem ser projectados para atender a diferentes necessidades dos sistemas, portanto, há que se tomar bastante cuidado na fase de definição dos DADOS.

12 Sistema de Gestão de Base de Dados
SGBD  Software que incorpora as funções de definição, recuperação e alteração de dados numa base de dados Software que serve para armazenar e aceder a dados numa base de dados Aplicação SGBD Base de Dados

13 Sistema de Gestão de Base de Dados
Independência de dados - SGBD oferece isolamento das aplicações em relação aos dados, ou seja, altera ções no modelo de dados (estrutura) afeta pouco as aplicações Abstracção de dados - aplicações não se preocupam com detalhes físicos de implementação (localização no meio de armazenamento, existência de índices, caminhos de acesso..) Controlo de segurança - que utilizador pode fazer o quê sobre qual dado Tolerância a falhas - recuperação em caso de falha imperceptível ao utilizador Controlo a acesso concorrente - muitos utilizadores acedem à base de dados ao mesmo tempo

14 Projeto de Base de Dados - Aplicação
Onde vou aplicar isto? Quando estudamos as metodologias de desenvolvimento de sistemas, estudamos análise de requisitos e definimos o que é necessário ser executado, que rotinas devem ser desenvolvidas para atender às necessidades do cliente, isto é, quais as informações que o cliente necessita para ter sucesso no seu negócio. Porém, para obter estas informações, é preciso definir quais são os dados que devem ser armazenados na base de dados para que, posteriormente, possamos devolver ao cliente, as informações que satisfaçam as exigências definidas por ele, ou seja, as necessidades de informação do negócio.

15 Abordagem Entidade-Relacionamento
A primeira etapa do projecto de uma base de dados é a construção de um modelo conceptual, a chamada Modelagem Conceptual ou Projecto Conceptual. Projecto CONCEPTUAL LÓGICO FÍSICO A Modelagem ou Projecto Conceptual tem por objectivo obter uma descrição abstrata, independente de implementação em computador, dos dados que serão armazenados na base de dados.

16 Abordagem Entidade-Relacionamento
Dentre as técnicas mais difundidas e utilizadas para a modelagem conceptual dos dados destacam-se: a Abordagem Entidade-Relacionamento, definida por Peter Chen em 1976, e que segue a metodologia de desenvolvimento Estruturado de Sistemas a UML (Unified Modeling Language), que é uma metodologia de desenvolvimento Orientada a Objectos A UML é uma excelente metodologia porém, até este momento, depara-se com um grande problema: Ainda não existe uma Base de Dados totalmente Orientada a Objectos.

17 Abordagem Entidade-Relacionamento
Para solucionar tal problema, a UML utiliza um procedimento denominado “Mapeamento Objecto- Relacional”, de forma a permitir que as estruturas definidas no modelo Orientado a Objectos possam ser implementadas numa Base de Dados Relacional. O Mapeamento, portanto, “transforma” (converte) o Diagrama de Classes num Modelo Entidade- Relacionamento (ER). Daí a necessidade de se conhecer o conceito de ER.

18 MODELO ENTIDADE-RELACIONAMENTO
Peter Chen, ao formular a proposta do modelo E-R baseou-se na compreensão da realidade em que se situava o problema e não na visão de um sistema de aplicação. CHEN preocupou-se em destacar a importância de reconhecer os objectos (coisas) que compõem a realidade, independentemente de se preocupar com formas de tratamento da informação, procedimentos, programas, etc Estes objectos ele classificou em dois grupos: ENTIDADE e RELACIONAMENTO

19 Abordagem ENTIDADE-RELACIONAMENTO
Faz Contém PEDIDO CLIENTE PRODUTO O facto acima pode acontecer em qualquer realidade. Ele deve, portanto, ser retratado através de elementos básicos que compõem o Modelo ER.

20 Modelo E-R Procura simular a realidade: esta é vista como um conjunto de entidades, interagindo umas com as outras, através de um conjunto de associações ou relações. PSI – Módulo 13

21 Etapas do Modelo E-R Etapa 1 – Diagramas E-R: Análise das necessidades de informação e elaboração do Modelo E-R. Etapa 2 – Tabelas não Normalizadas: Transformação do Diagrama E-R num conjunto de Tabelas Etapa 3 – Tabelas Normalizadas: Normalização das Tabelas PSI – Módulo 13

22 MODELO ER Os componentes básicos do Modelo ER são: ENTIDADES
RELACIONAMENTOS ATRIBUTOS

23 Modelo E-R Entidade: Objectos ou conceitos que possuem um conjunto de características comuns, compostas ou caracterizadas por um conjunto de atributos. Corresponde a uma tabela de uma Base de Dados. O número de atributos de uma entidade chama-se grau de relação PSI – Módulo 13

24 Modelo ER: ENTIDADE ENTIDADE
“Conjunto de objectos da realidade modelada sobre os quais se deseja manter informações na Base de Dados” (Heuser). Considera-se objecto qualquer coisa perceptível ou manipulável. É uma “coisa” ou um “objecto” no mundo real que pode ser identificada de forma única em relação aos outros objectos;

25 Modelo ER: ENTIDADE ENTIDADE CLIENTE PRODUTO FUNCIONÁRIO NOTA FISCAL
Uma ENTIDADE é uma representação de um CONJUNTO DE DADOS do negócio, um conjunto de informações com as mesmas características; as suas instâncias (ocorrências), são as representações destes dados. É representada através de um rectângulo, com o nome da entidade em seu interior CLIENTE PRODUTO FUNCIONÁRIO NOTA FISCAL ORDEM DE PRODUÇÃO

26 Modelo ER: ENTIDADE Exemplo:
O rectângulo CLIENTE representa o conjunto de todas as pessoas sobre as quais se deseja manter informações na BD. CLIENTE Este objecto particular (um dos clientes) é chamado de OCORRÊNCIA de uma entidade, neste caso CLIENTE.

27 Modelo ER: ENTIDADE FUNCIONÁRIO Matrícula Nome
As instâncias (ocorrências) de uma entidade não são representadas no DER mas são semanticamente interpretadas no mesmo, ou seja, ao visualizar uma entidade, devemos entendê-la como uma tabela de dados, onde cada linha representa uma instância da mesma. FUNCIONÁRIO Matrícula Nome Data Admissão João Carlos da Silva /04/91 Sílvia de Oliveira /02/92 Carla Martinez /04/92

28 Modelo ER: ENTIDADE Exemplo:
Quais são as “coisas” que vocês conseguem identificar nos LABORATÓRIOS de INFORMÁTICA? Computadores Mesas Pessoas Quadro Canetas

29 Modelo ER: ENTIDADE PERGUNTA 1 !!
Todas estas “coisas” identificadas deveriam ter os seus dados armazenados, caso nós quiséssemos desenvolver um Sistema para Controlar os Equipamentos dos Laboratórios de Informática? NÃO!!! Pois se quero controlar equipamentos, a entidade PESSOA, por exemplo, não teria importância alguma no contexto

30 Modelo ER: ENTIDADE PERGUNTA 2!!
Se ao invés do caso anterior, nós quiséssemos desenvolver um sistema para controlar não somente os Equipamentos existentes mas também a Utilização dos Laboratórios ? Neste caso temos que lembrar que quem utiliza, ou seja, as PESSOAS são de interesse do sistema

31 Modelo ER: PROPRIEDADES
Além de especificar as entidades, ou seja, os objectos sobre os quais se deseja manter informações, o MER deve permitir a especificação das PROPRIEDADES destas entidades. Estas propriedades são : Participar num Relacionamento Ter um ATRIBUTO

32 Modelo ER: RELACIONAMENTO
Conjunto de associações entre entidades LOTAÇÃO DEPARTAMENTO PESSOA Um conjunto de objectos classificados como pessoa (Entidade PESSOA) ; Um conjunto de objectos classificados como departamento (Entidade DEPARTAMENTO); Um conjunto de ASSOCIAÇÕES, cada uma ligando um departamento a uma pessoa (relacionamento LOTAÇÃO);

33 Modelo ER: RELACIONAMENTO
No nosso dia-a-dia convivemos com os mais variados tipos de entidades (objectos reais), que são descritos por uma série de atributos (características) e que expressam uma realidade de existência. Estas entidades do dia-a-dia estão relacionadas de forma a mostrar a realidade com um conteúdo lógico As pessoas Moram em Apartamentos; Os apartamentos Formam Condomínios; Os condomínios Localizam-se em Ruas ou Avenidas; As Avenidas e Ruas Estão numa Cidade

34 Modelo ER: RELACIONAMENTO
Assim como ocorre com as entidades, temos as ocorrências ou instâncias de relacionamentos. Isto pode ser melhor observado através do Diagrama de Ocorrências.

35 Modelo E-R Representação das Entidade e Atributos
Livros Automóvel Automovel (Marca, Modelo, Ano, Cor, Cilindrada, Nº quilómetros) Livro (Título, Nº Páginas, Anos, Autor, Língua) PSI – Módulo 13

36 Modelo E-R Relacionamentos entre entidades
Relações unárias Relações binárias Relações ternárias Empregados R Clientes R Contas Realizadores Filmes Actores R PSI – Módulo 13

37 Um para Um – 1:1 Uma entidade em A está associada no máximo a uma entidade em B, e uma entidade em B está associada a no máximo uma entidade em A. a1 a2 a3 a4 b1 b2 b3 b4

38 Modelo E-R Relação Binária 1:1 (Um para Um)
Leitura: 1 Professor lecciona uma e uma só Disciplina 1 Disciplina é leccionada por um e um só Professor PSI – Módulo 13

39 Modelo E-R Relação Binária 1:1 (Um para Um)
PSI – Módulo 13

40 Um para muitos – 1:N b1 a1 b2 b3 a2 b4
Uma entidade em A está associada a várias entidades em B. Uma entidade em B, entretanto, deve estar associada no máximo a uma entidade em A. b1 b2 b3 b4 a1 a2

41 Modelo E-R Relação Binária 1:N (Um para Vários)
Leitura: Num Departamento trabalham vários Empregados 1 Empregado trabalha num e num só Departamento PSI – Módulo 13

42 Modelo E-R Relação Binária 1:N (Um para Vários)
PSI – Módulo 13

43 Modelo E-R Relação Binária 1:N (Um para Vários)
PSI – Módulo 13

44 Muitos para muitos – N:N ou M:N
Uma entidade em A está associada a qualquer número de entidades em B e uma entidade em B está associada a um número qualquer de entidades em A. b1 b2 b3 b4 a1 a2 a3 a4

45 Modelo E-R Relação Binária N:N (Vários para Vários)
Leitura: 1 Autor escreve vários Livros 1 Livro é escrito por vários Autores PSI – Módulo 13

46 Modelo E-R Relação Binária N:N (Vários para Vários)
PSI – Módulo 13

47 Modelo E-R Relação Binária N:N (Vários para Vários)
PSI – Módulo 13