INÍCIO
Livros do Prof.
Unidade 3 - Modelagem Lógica: Modelo Relacional
Aula 7 – Fundamentos do Modelo Relacional e Estruturação de Dados
Capítulo 1
Introdução ao Modelo Lógico de Dados
O modelo lógico é a ponte essencial entre a concepção abstrata dos dados e sua implementação concreta em sistemas de banco de dados.
O que é Modelo Lógico de Dados?
Estrutura Organizada
Representa a estrutura dos dados de forma clara e sistemática, preparando-os para implementação em banco de dados.
Tradução Conceitual
Transforma o modelo conceitual abstrato em tabelas concretas, colunas específicas e relacionamentos definidos.
Independência Tecnológica
Foca na organização lógica dos dados, permanecendo independente do Sistema Gerenciador de Banco de Dados escolhido.
Por que o Modelo Lógico é Fundamental?
01
Eficiência e Consistência
Garante que os dados sejam armazenados de forma eficiente, estruturada e consistente, eliminando redundâncias desnecessárias.
02
Análise e Manipulação
Facilita a análise profunda e a manipulação precisa dos dados através de estruturas bem definidas.
03
Base para Implementação
Serve como fundação sólida para o projeto físico do banco de dados, orientando decisões técnicas.
Da Concepção à Implementação
1
Modelo Conceitual
Visão abstrata e de alto nível dos requisitos de dados
2
Modelo Lógico
Estrutura organizada em tabelas e relacionamentos
3
Modelo Físico
Implementação específica no SGBD escolhido
Capítulo 2
Conceitos Básicos do Modelo Relacional
Fundamentos teóricos que revolucionaram a forma como armazenamos e consultamos dados em sistemas computacionais.
O Modelo Relacional: Origem e Importância
Uma Revolução em 1970
Proposto pelo matemático e cientista da computação Edgar F. Codd na IBM, o modelo relacional revolucionou completamente o armazenamento e a consulta de dados.
Hoje, serve como base fundamental dos principais bancos de dados comerciais: Oracle, SQL Server, MySQL, PostgreSQL e muitos outros sistemas críticos.
Relação, Tupla e Domínio
Relação
Uma tabela composta por linhas (tuplas) e colunas (atributos), organizando dados de forma estruturada e sistemática.
Tupla
Cada registro único na tabela, representando uma instância completa de uma entidade com todos seus atributos.
Domínio
Conjunto específico e bem definido de valores possíveis que um atributo pode assumir dentro da relação.
Exemplo Prático: Tabela Aluno
Considere a relação Aluno(Nome, Idade, Matrícula) que demonstra claramente os conceitos fundamentais:
Cada linha representa uma tupla, ou seja, um aluno específico com seus dados completos
As colunas definem atributos com domínios específicos (Idade: inteiro entre 16-100, Matrícula: número único)
Chaves no Modelo Relacional
Chave Primária
Identifica de forma única e inequívoca cada tupla na relação. Exemplo: Matrícula em uma tabela de alunos.
Chave Candidata
Possíveis chaves primárias alternativas que também poderiam identificar unicamente cada registro.
Chave Estrangeira
Atributo que estabelece relacionamento ao referenciar a chave primária de outra tabela.
Relacionamento entre Tabelas
Exemplo clássico demonstrando como tabelas Piloto e Voo se conectam através de chaves primárias e estrangeiras, mantendo a integridade referencial do sistema.
Tabela Piloto
  • ID_Piloto (PK)
  • Nome
  • Licença
Tabela Voo
  • ID_Voo (PK)
  • Destino
  • ID_Piloto (FK)
Integridade no Modelo Relacional
1
Integridade de Domínio
Garante que todos os valores inseridos sejam válidos e do tipo correto definido para cada atributo.
2
Integridade de Entidade
Assegura que a chave primária seja única, não nula e identifique cada tupla de forma inequívoca.
3
Integridade Referencial
Valida que toda chave estrangeira referencie uma chave primária existente na tabela relacionada.
Capítulo 3
Estrutura de Tabelas, Chaves e Integridade
Princípios práticos para construção de estruturas relacionais robustas, eficientes e consistentes.
Como Estruturar Tabelas no Modelo Relacional
Definição de Atributos
Estabeleça atributos claros com seus domínios bem especificados, garantindo precisão e consistência.
Escolha da Chave Primária
Selecione criteriosamente a chave primária que melhor garanta unicidade e estabilidade ao longo do tempo.
Normalização
Aplique técnicas de normalização para eliminar redundância e prevenir inconsistências nos dados.
Regras para Mapeamento de Entidades e Relacionamentos
Entidades viram Tabelas
Cada entidade do modelo conceitual se transforma em uma tabela no modelo lógico, com atributos tornando-se colunas.
Relacionamentos 1:N e 1:1
Mapeados através da inclusão de chaves estrangeiras, estabelecendo conexões diretas entre tabelas relacionadas.
Relacionamentos M:N
Exigem criação de tabela associativa intermediária contendo as chaves primárias das tabelas envolvidas.
Exemplo: Cliente e Pedido
Estrutura das Tabelas
Cliente
  • ID_Cliente (PK)
  • Nome
  • Endereço
  • Telefone
Pedido
  • ID_Pedido (PK)
  • Data
  • Valor_Total
  • ID_Cliente (FK)
O relacionamento 1:N entre Cliente e Pedido é implementado através da chave estrangeira ID_Cliente na tabela Pedido, garantindo integridade referencial.
Do Modelo Conceitual ao Modelo Relacional
Visualização completa do processo de transformação: Diagrama Entidade-Relacionamento convertido em seu correspondente modelo relacional com tabelas, chaves e relacionamentos claramente definidos.
Capítulo 4
Álgebra Relacional
A fundamentação matemática que sustenta todas as operações de consulta e manipulação em bancos de dados relacionais.
O que é Álgebra Relacional?
Operações Formais
Conjunto rigoroso de operações matemáticas projetadas especificamente para manipular relações (tabelas) de forma precisa e eficiente.
Base Teórica
Fundamentação teórica essencial para todas as consultas realizadas em bancos de dados relacionais modernos.
Operadores Principais
Seleção (σ), Projeção (π), União (∪), Diferença (-), Produto Cartesiano (×) e Junção (⨝).
Operadores Unários
Seleção (σ)
Filtra linhas (tuplas) que satisfazem uma condição específica, retornando apenas os registros que atendem aos critérios estabelecidos.
Projeção (π)
Seleciona colunas específicas da relação, removendo atributos não desejados e eliminando duplicatas automaticamente.
Operadores Binários
União (∪)
Combina todas as tuplas de duas relações compatíveis, eliminando duplicatas e criando uma única relação resultante.
Diferença (-)
Retorna tuplas que estão presentes na primeira relação mas não aparecem na segunda relação.
Junção (⨝)
Combina tuplas relacionadas de duas tabelas diferentes com base em uma condição de junção especificada.
Exemplo Prático de Consulta com Álgebra Relacional
Seleção de Alunos
σIdade>20(Aluno)
Filtra e retorna apenas os alunos com idade superior a 20 anos da tabela Aluno.
Projeção de Atributos
πNome,Matrícula(Aluno)
Seleciona e exibe apenas as colunas Nome e Matrícula, ocultando os demais atributos.
Operação de Junção em Ação
Fluxograma visual detalhado demonstrando como a operação de junção combina dados das tabelas Aluno e Curso, conectando registros através de atributos em comum e gerando uma nova relação consolidada.
Capítulo 5
Independência do Modelo Relacional em Relação ao SGBD
A portabilidade e flexibilidade como vantagens estratégicas fundamentais do modelo relacional.
Modelo Relacional é Independente do SGBD
Oracle
MySQL
PostgreSQL
SQL Server
MariaDB
Os conceitos fundamentais e a estrutura permanecem consistentes independentemente do software de banco de dados escolhido, facilitando portabilidade e manutenção contínua dos sistemas.
Vantagens da Independência
Flexibilidade Estratégica
Liberdade total para escolher ou trocar de SGBD conforme necessidades do negócio, custos ou requisitos técnicos evoluem.
Padronização Universal
Operações e consultas seguem padrões estabelecidos, facilitando treinamento de equipes e desenvolvimento de sistemas.
Economia e Simplicidade
Significativa redução de custos de migração e diminuição da complexidade técnica em projetos de longo prazo.
Casos Reais de Uso do Modelo Relacional
Sistemas Bancários
Gerenciamento seguro de contas, transações e relacionamento com clientes em escala global.
E-commerce
Catálogos de produtos, carrinho de compras, processamento de pedidos e gestão de estoque.
Grandes corporações dependem de bancos relacionais para sistemas críticos como ERPs integrados, plataformas de comércio eletrônico de alta performance e infraestrutura financeira global.
Exercício Prático (Parte 1)
Desafio: Sistema de Gerenciamento de Biblioteca
Crie um modelo lógico completo para um sistema de biblioteca considerando:
Tabelas necessárias: Livro, Usuário, Empréstimo, Autor, Categoria
Definição de chaves primárias para garantir unicidade em cada entidade
Estabelecimento de chaves estrangeiras para manter integridade referencial
Modelagem de relacionamentos M:N (Livro-Autor) com tabelas associativas
Exercício Prático (Parte 2)
Aplicando Álgebra Relacional
Utilize operações de álgebra relacional para resolver consultas comuns no sistema de biblioteca:
1
Listar Empréstimos Ativos
σData_Devolução IS NULL(Empréstimo)
2
Livros de um Usuário
πTítulo(Empréstimo ⨝ID_Usuário Usuário)
3
Autores Populares
Combinar junções e agregações para identificar autores mais emprestados
Conclusão e Próximos Passos
Base Sólida Estabelecida
O Modelo Relacional fornece a fundação essencial para bancos de dados modernos, sustentando sistemas críticos mundialmente.
Conhecimento Essencial
Dominar estrutura de tabelas, chaves e álgebra relacional é fundamental para desenvolver projetos eficientes e escaláveis.
Evolução Contínua
Próxima aula: Modelagem Física, otimização de desempenho e implementação prática em SGBDs específicos.