Modelagem conceitual de Banco de Dados

Quando buscamos construir um banco de dados, a primeira etapa a ser desenvolvida é o levantamento de requisitos. Durante essa etapa, os projetistas de banco de dados entrevistam os usuários que utilizarão o sistema para entenderem e documentarem seus requisitos de dados. O resultado dessa etapa é um conjunto de requisitos dos usuários escrito de forma concisa.

Etapas da modelagem

Com este documento em mãos passamos para a etapa seguinte, que é a modelagem conceitual. Nela definimos o que será representado no banco, sem nos preocuparmos com o modo de armazenamento físico ou a tecnologia usada. Para Elmasri e Navathe (2011, p. 132),

“o esquema conceitual é uma descrição concisa dos requisitos de dados dos usuários e inclui detalhes dos tipos de entidade, relacionamentos e restrições; estes são expressos usando os conceitos fornecidos pelo modelo de dados de alto nível.” — Elmasri e Navathe, 2011, p. 132

A próxima etapa no projeto de banco de dados é a implementação do próprio banco de dados, focando em alguma tecnologia de SGBD disponível. A maioria dos SGBDs utiliza um modelo de dados de implementação, de modo que o esquema conceitual é transformado em modelo de implementação. Essa etapa é chamada de projeto lógico ou mapeamento do modelo de dados. O resultado desta etapa é um esquema que considera as especificidades do SGBD escolhido. O mapeamento do modelo de dados normalmente é automatizado ou semiautomatizado nas ferramentas de projeto do banco de dados.

A última etapa é a fase do projeto físico, durante a qual as estruturas de armazenamento internas, organizações de arquivo, índices, caminhos de acesso e parâmetros físicos do projeto para os arquivos do banco de dados são especificados. (Elmasri e Navathe, 2011, p. 132).

Na Figura 1 apresentamos um esquema geral do processo de modelagem do banco de dados e desenvolvimento de sistemas, descrevendo as etapas e suas relações entre si. Nela, podemos ver que tudo começa com a estipulação do minimundo, que é uma porção da realidade, captada pelo analista.

Modelagem Entidade-Relacionamento

A modelagem Entidade-Relacionamento é a técnica mais comum para modelar dados conceitualmente. Ela foi proposta por Peter Chen (1976) e utiliza uma notação gráfica simples, baseada em três elementos:

• Entidades → representadas por retângulos
• Relacionamentos → representados por losangos
• Atributos → representados por círculos

Segundo Date (2003, p. 292),

“o modelo entidade-relacionamento é um formalismo gráfico usado para representar dados de forma conceitual.” — Date, 2003, p. 292

Entidades

Conforme Machado e Abreu (2011, p. 57), uma entidade é um “objeto que existe no mundo real com uma identificação distinta e um significado próprio”. Em outras palavras, podemos dizer que entidades são coisas do mundo real que queremos representar no banco de dados. São tipos de entidades as coisas concretas — como um “Carro”) — ou abstratas — (como um “Cargo”).

As pessoas existem realmente, possuindo uma identificação distinta e um significado próprio. Logo, é um exemplo de entidade (Pessoa). Da mesma forma, setores de empresas também podem ser representados como uma entidade (Departamentos), com a diferença de que um departamento é algo abstrato, ou seja, não existe de fato no mundo físico.

Na Figura 2 temos a exemplificação das entidades no modelo proposto por Peter Chen em 1976.

Atributos

Os atributos são os dados que descrevem entidades ou relacionamentos. Machado e Abreu (2011, p. 61) dizem que os atributos são “as instâncias de uma entidade”. Eles normalmente são representados por círculos não-preenchidos (não coloridos), iguais aos apresentados na Figura 3.

Há casos em que estes círculos aparecem de forma preenchida, sendo estes atributos especiais, possuindo uma função específica no modelo. Na Figura 4 apresentamos um exemplo visual de como inserir o atributo identificador.

De forma geral, podemos dizer que os tipos de atributos são:

• Descritivos:
  • Simples (atômico): altura, peso
  • Composto: endereço (rua, número, bairro)
  • Multivalorado: telefone
• Identificadores (chave primária): distingue unicamente uma entidade (normalmente um código). O cpf é um exemplo de identificador possível.

Relacionamentos

As entidades descrevem as coisas do mundo real que estamos tentando representar. Como as coisas no mundo real se relacionam entre si, é natural que precisemos de uma forma para descrever estas relações. Para isso, temos os relacionamentos. Segundo Machado e Abreu (2011, p. 73),

“relacionamento é o acontecimento que liga objetos existentes no mundo real.” — Machado e Abreu, 2011, p. 73

Pela definição, percebemos que os relacionamentos são capazes de conectar entidades, descrevendo para os projetistas e desenvolvedores como os dados das entidades devem se relacionar no banco de dados. São representados visualmente por um losango, conforme descrito na Figura 6.

Os relacionamentos podem envolver: 1. Uma entidade (relacionamento unário); 2. Duas entidades (relacionamento binário); e 3. Três ou mais entidades (relacionamento ternário).

Na Figura 6 acima observamos um relacionamento binário, enquanto na Figura 7 abaixo o relacionamento é unário, também conhecido como auto-relacionamento.

Conclusão

Após tantas considerações sobre a modelagem conceitual, é possível ponderar que construir bancos de dados exige bastante raciocínio sobre o contexto representado (minimundo). Também podemos supor que um banco modelado e construído de forma insatisfatória pode comprometer a qualidade das informações geradas pelo sistema computacional. Assim, é importante que os envolvidos na elaboração do sistema busquem a melhor compreensão do problema que está sendo representado.

Obrigado pela leitura e bons estudos!

Referências

ELMASRI, R.; NAVATHE, S. B. Sistemas de Banco de Dados. 6ª ed. São Paulo: Pearson, 2011.

DATE, C. J. Introdução a Sistemas de Banco de Dados. Rio de Janeiro: Elsevier, 2003.

MACHADO, Felipe Nery Rodrigues; ABREU, Maurício Pereira de. Projeto de Banco de Dados: uma visão prática. 16 ed. São Paulo: Érica, 2011.