Modelo de entidade de relacionamento: história, elementos, exemplos - Ciência - 2023

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UMA modelo de relacionamento de entidade (Modelo E-R) é o projeto da estrutura lógica de um banco de dados, que pode então ser implementado como um banco de dados real. Os principais componentes do modelo E-R são um conjunto de entidades e relacionamentos.

Um modelo de entidade-relacionamento descreve coisas inter-relacionadas de interesse em um domínio específico de conhecimento. Na engenharia de software, o modelo E-R é geralmente usado para incorporar coisas que uma empresa precisa se lembrar para realizar os processos de negócios.

Geralmente é a derivação de uma análise sistemática para especificar e representar o que é significativo para os processos em alguma área de negócios. Apresenta apenas graficamente um design de dados de negócios, sem definir os processos.

Portanto, é uma ferramenta gráfica fácil de usar para modelagem de dados, amplamente utilizada no design de bancos de dados, que ajuda a identificar as entidades que existem em um sistema e os relacionamentos entre essas entidades.

Geralmente, é desenhado com caixas (entidades), que são conectadas por linhas (relacionamentos), expressando as dependências e associações entre essas entidades.

Diagramas e bancos de dados

Um modelo de entidade de relacionamento geralmente é implementado como um banco de dados. Em uma implementação de banco de dados relacional simples, cada linha em uma tabela constitui uma instância de uma entidade e cada coluna constitui um atributo.

As entidades são caracterizadas não apenas por relacionamentos, mas também por propriedades adicionais chamadas atributos, que contêm identificadores chamados "chaves primárias".

Os diagramas introduzidos para representar entidades e relacionamentos, bem como atributos, podem ser chamados de diagramas entidade-relacionamento (diagramas E-R), em vez de modelos entidade-relacionamento.

Portanto, a estrutura de um banco de dados é descrita com a ajuda do diagrama de relacionamento de entidades.

Consequentemente, o modelo E-R torna-se um modelo de dados abstrato, que define uma estrutura de informação que pode ser implementada em um banco de dados, comumente relacional.

História

A modelagem de dados entrou em voga na década de 1970, impulsionada pela necessidade de modelar bancos de dados adequadamente ou até mesmo processos de negócios do mundo real.

Peter Chen popularizou o modelo entidade-relacionamento em seu famoso artigo de 1976 "O modelo entidade-relacionamento - em direção a uma visão unificada dos dados".

Foi proposto criar uma convenção padrão que pudesse ser usada para bancos de dados relacionais. Seu objetivo era usar o modelo E-R como uma abordagem de modelagem conceitual.

Peter Chen afirmou em seu artigo: “O modelo entidade-relacionamento tem uma visão mais natural do mundo real, que consiste em entidades e relacionamentos. Ele incorpora parte das informações semânticas importantes sobre o mundo real ”.

Além do design de banco de dados, o modelo E-R de Chen também serve bem em sistemas e aplicativos de modelagem de informações. A Unified Modeling Language (UML) é derivada de muitas maneiras do modelo entidade-relacionamento.

Outros pioneiros

No ano anterior, A. P. Brown publicou um artigo chamado "Modelando um Sistema do Mundo Real e Projetando um Esquema para Representá-lo" em uma publicação da Federação Internacional para Processamento de Informações.

Enquanto o artigo de Brown era relevante, o artigo de Chen era ainda mais relevante, especialmente porque se concentrava nos termos "entidade" e "relacionamento". Isso geralmente é considerado o início da prática de modelagem de dados como é conhecida hoje.

Os diagramas de Bachman, uma forma de modelagem de dados, também merecem destaque.

O artigo de Charles Bachman de 1969 para a publicação do Banco de Dados introduziu o conceito de “entidades” de banco de dados e foi um dos primeiros diagramas de estrutura de dados, mais tarde conhecido como diagrama de Bachman. Isso teve grande influência em Peter Chen.

Alinhamento filosófico

Chen estava de acordo com as tradições filosóficas e teóricas do tempo dos antigos filósofos gregos Sócrates, Platão e Aristóteles (428 aC) até a epistemologia, semiótica e lógica modernas de Peirce, Frege e Russell.

O próprio Platão associa o conhecimento com a apreensão de formas imutáveis. De acordo com Sócrates, as formas são arquétipos ou representações abstratas de muitos tipos de coisas e propriedades, e de suas relações entre si.

Elementos e simbologia

O diagrama de relacionamento da entidade mostra os relacionamentos do conjunto de entidades armazenadas em um banco de dados. Ou seja, os diagramas E-R ajudam a explicar a estrutura lógica dos bancos de dados.

Exemplo: uma determinada música é uma entidade, enquanto a coleção de todas as músicas em um banco de dados é um conjunto de entidades.

- Diagramas de relacionamento de entidade

À primeira vista, um diagrama E-R é muito semelhante a um fluxograma. No entanto, o diagrama E-R inclui muitos símbolos especializados e seus significados tornam este modelo único.

No diagrama a seguir, há duas entidades, Aluno e Escola, e seus relacionamentos. A relação entre Aluno e Escola é múltipla, visto que uma escola pode ter muitos alunos, mas um aluno não pode estudar em várias escolas ao mesmo tempo.

A entidade Aluno possui atributos como sua identificação (Est_Id), nome (Est_Name) e endereço (Est_Address). A entidade Escola possui atributos como sua identificação (Col_Id) e nome (Col_Nombre).

Simbologia

- Retângulo: representa o conjunto de entidades.

- Elipse: representa os atributos.

- Diamante: representa o conjunto de relacionamentos.

- Linhas: atributos de link para conjuntos de entidades e conjuntos de entidades para conjuntos de relacionamento.

- Elipse dupla: atributos multivalorados.

- Elipse descontínua: atributos derivados.

- Retângulo duplo: conjuntos de entidades fracas.

-Elementos

Entidade

Uma entidade é algo no mundo real, que é facilmente reconhecível. É tudo na empresa que será representado no banco de dados. Pode ser algo físico ou apenas um fato ou evento que ocorre no mundo real.

Pode ser um lugar, pessoa, objeto, evento ou conceito, que armazena dados no banco de dados. A característica das entidades é que elas devem ter um atributo como chave única. Cada entidade é composta por alguns atributos que representam essa entidade.

As entidades podem ser consideradas substantivos. Exemplos: um computador, um funcionário, uma música, um teorema matemático, etc.

Entidade Fraca

Uma entidade fraca é uma entidade que não pode ser identificada exclusivamente por seus próprios atributos e é baseada em um relacionamento com outra entidade.

Por exemplo, uma conta bancária não pode ser identificada de forma exclusiva se o banco ao qual pertence não for conhecido. Portanto, a conta bancária é uma entidade fraca.

Atributo

Um atributo descreve a propriedade de uma entidade. É representado por uma forma oval em um diagrama E-R. Existem quatro tipos de atributos:

Atributo chave

É o atributo que pode identificar exclusivamente uma entidade de um conjunto de entidades. Por exemplo, o número de identificação do aluno pode identificar exclusivamente um aluno de um grupo de alunos.

O atributo-chave é representado por uma elipse, assim como os outros atributos. No entanto, o texto do atributo principal está sublinhado.

Atributo de valores múltiplos

É um atributo que pode conter vários valores. É representado por elipses duplas em um diagrama E-R.

Por exemplo, uma pessoa pode ter mais de um número de telefone, portanto, o atributo de número de telefone tem vários valores.

Atributo derivado

É aquele cujo valor é dinâmico e é derivado de outro atributo. É representado por uma elipse descontínua em um diagrama E-R.

Por exemplo, a idade de uma pessoa é um atributo derivado, pois muda com o tempo e pode ser derivada de outro atributo: data de nascimento.

Relação

Um relacionamento mostra como as entidades estão relacionadas umas às outras. Eles podem ser considerados como os verbos que unem dois ou mais substantivos. É representado pela forma de diamante no diagrama E-R.

Exemplos: a relação entre um departamento e um funcionário, entre um computador e uma empresa, a relação entre um teorema e um matemático, entre um artista e uma música, etc.

Cardinalidade

A cardinalidade especifica quantas instâncias de uma entidade estão relacionadas a uma instância de outra entidade. A ordinalidade também está intimamente ligada à cardinalidade.

Enquanto a cardinalidade especifica as ocorrências de um relacionamento, a ordinalidade descreve o relacionamento como obrigatório ou opcional. A simbologia usada para isso é a seguinte:

Em outras palavras, a cardinalidade especifica o número máximo de relacionamentos e a ordinalidade especifica o número mínimo absoluto de relacionamentos. Nesse sentido, existem quatro tipos de relacionamento:

Relacionamento um para um

É quando uma única instância de uma entidade está associada a uma única instância de outra entidade.

Por exemplo, uma pessoa só tem um passaporte e apenas um passaporte é dado a uma pessoa.

Relacionamento de um para muitos

É quando uma instância de uma entidade está associada a mais de uma instância de outra entidade.

Por exemplo, um cliente pode fazer muitos pedidos, mas muitos clientes não podem fazer um pedido.

Relacionamento muitos para um

É quando mais de uma instância de uma entidade está associada a uma única instância de outra entidade.

Por exemplo, muitos alunos podem estudar em apenas uma universidade, mas um aluno não pode estudar em várias universidades ao mesmo tempo.

Relacionamento de muitos para muitos

É quando mais de uma instância de uma entidade está associada a mais de uma instância de outra entidade.

Por exemplo, um aluno pode ser atribuído a vários projetos e um projeto pode ser atribuído a vários alunos.

Como fazer um modelo de entidade de relacionamento?

Ao documentar um sistema ou processo, observar o sistema de várias maneiras aumenta a compreensão desse sistema.

Os diagramas de relacionamento de entidade são comumente usados para exibir o conteúdo de um banco de dados. Eles ajudam a visualizar como os dados estão conectados de maneira geral e são particularmente úteis para construir um banco de dados relacional.

A seguir estão as etapas necessárias para construir um modelo de entidade de relacionamento:

Identifique as entidades

A primeira etapa para fazer um diagrama de relacionamento de entidades é identificar todas as entidades que serão usadas. Uma entidade nada mais é do que um retângulo com uma descrição de algo sobre o qual o sistema armazena informações.

Um retângulo deve ser desenhado para cada entidade que você puder imaginar. Como exemplo, existem as seguintes três entidades:

Identificar relacionamentos

Duas entidades são observadas, se estiverem relacionadas entre si, uma linha contínua é desenhada conectando as duas entidades.

Para descrever o relacionamento das entidades, um losango é desenhado entre as duas entidades, na linha recém-adicionada.

Uma breve descrição de como eles estão relacionados deve ser escrita no diamante. Seguindo o exemplo, temos o seguinte:

Identifique cardinalidades

Para efeitos do exemplo em questão, sabe-se que um aluno pode ser atribuído em vários cursos e um professor apenas pode ministrar um curso. Portanto, o diagrama se parece com:

Identificar atributos

Os arquivos, formulários, relatórios e dados que a organização mantém atualmente devem ser estudados para identificar os atributos. Entrevistas com várias partes interessadas também podem ser realizadas para identificar entidades. Inicialmente, é importante identificar os atributos sem atribuí-los a uma entidade específica.

Depois de ter uma lista de atributos, eles devem ser atribuídos às entidades identificadas. Certifique-se de que um atributo corresponda exatamente a uma entidade. Se um atributo pertencer a mais de uma entidade, um modificador deve ser usado para torná-lo único.

Depois que o mapeamento é feito, as chaves primárias são identificadas. Se uma chave exclusiva não estiver disponível, uma deve ser criada.

Para fins de facilitar o exemplo, apenas um atributo é mostrado para cada entidade, além da chave. No entanto, mais atributos podem ser identificados. As chaves primárias podem ser distinguidas de outros atributos porque estão sublinhadas.

Complete o diagrama

Continue conectando as entidades com linhas e adicionando os losangos para descrever cada relacionamento, até que todos os relacionamentos tenham sido descritos.

Algumas das entidades podem não estar relacionadas a nenhuma outra entidade. Por outro lado, outras entidades podem ter vários relacionamentos. Uma representação mais moderna do diagrama E-R é a seguinte:

Dicas para diagramas E-R eficazes

- Certifique-se de que cada entidade apareça apenas uma vez no diagrama.

- No diagrama, cada entidade, relacionamento e atributo deve receber um nome.

- As relações entre entidades devem ser examinadas cuidadosamente. Eles são realmente necessários? Há algum relacionamento a ser definido? Quaisquer relacionamentos redundantes devem ser eliminados. Os relacionamentos não estão conectados um ao outro.

- É aconselhável usar cores para destacar partes importantes do diagrama.

Exemplos

Diagrama de banco de dados

Há dois motivos para criar um diagrama de entidade de relacionamento para um banco de dados: Você está projetando um novo modelo ou precisa documentar sua estrutura existente.

Se você tiver um banco de dados existente que precisa ser documentado, crie um diagrama de relacionamento de entidades usando os dados diretamente do banco de dados:

Modelo de vendas pela Internet

Aqui está um exemplo do modelo de relacionamento de entidade para vendas pela Internet, usando um diagrama de relacionamento de entidade:

Referências

Wikipedia, a enciclopédia livre (2019). Entidade - modelo de relacionamento. Retirado de: en.wikipedia.org.
Smartdraw (2019). Diagrama de relacionamento da entidade. Retirado de: smartdraw.com.
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