Relação de entidade modelo: histórico, elementos, exemplos

Um modelo de entidade de relacionamento (modelo ER) é o design da estrutura lógica de um banco de dados, que pode ser implementado como um banco de dados real. Os principais componentes do modelo ER são um conjunto de entidades e relacionamentos.

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

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Fonte: pixabay.com

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 corporativos, sem definir os processos.

Portanto, é uma ferramenta gráfica fácil de usar para modelar dados, amplamente usada 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 tabelas (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. Na implementação de um banco de dados relacional simples, cada linha de 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 de relacionamento de entidade (diagramas ER), em vez de modelos de relacionamento de entidade.

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

Consequentemente, o modelo de ER se torna um modelo de dados abstrato, que define uma estrutura de informações que pode ser implementada em um banco de dados, geralmente relacional.

História

A modelagem de dados tornou-se moda na década de 1970, impulsionada pela necessidade de modelar adequadamente bancos de dados ou mesmo processos de negócios do mundo real.

Peter Chen popularizou o modelo de entidade de relacionamento em seu famoso artigo que publicou em 1976 “O modelo de entidade de relacionamento – em direção a uma visão unificada dos dados”.

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

Peter Chen afirmou em seu artigo: «O modelo de entidade de relacionamento adota 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 do banco de dados, o modelo de ER de Chen também serve bem em sistemas e aplicativos de modelagem de informações. A linguagem de modelagem unificada (UML) é derivada de várias formas do modelo de entidade de relacionamento.

Outros pioneiros

No ano anterior, a AP Brown publicou um artigo chamado “Modelando um sistema do mundo real e projetando um esquema para representá-lo” em uma publicação da Federação Internacional de Processamento de Informações.

Embora o artigo de Brown fosse relevante, o artigo de Chen era ainda mais importante, principalmente porque se concentrava nos termos “entidade” e “relacionamento”. Isso geralmente é considerado o início da prática de modelagem de dados, como é atualmente conhecida.

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

O artigo de 1969 de Charles Bachman para a publicação Data Base apresentou o conceito de “entidades” de bancos de dados e foi um dos primeiros diagramas de estrutura de dados, que mais tarde seria conhecido como diagrama de Bachman. Isso foi muito influente em Peter Chen.

Alinhamento filosófico

Chen concordou com as tradições filosóficas e teóricas da época dos filósofos gregos antigos Sócrates, Platão e Aristóteles (428 aC) até a epistemologia moderna, semiótica e lógica de Peirce, Frege e Russell.

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

Elementos e simbologia

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

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

Diagramas de entidade de relação

À primeira vista, um diagrama de ER se parece muito com um fluxograma. No entanto, o diagrama de ER inclui muitos símbolos especializados e seus significados tornam esse modelo único.

O diagrama a seguir mostra duas entidades, Student e College, e seu relacionamento. O relacionamento entre Estudante e Faculdade é muitos, pois uma escola pode ter muitos alunos, mas um estudante não pode estudar em várias escolas ao mesmo tempo.

A entidade Student possui atributos como sua identificação (Est_Id), nome (Est_Name) e endereço (Est_Direcc). A entidade da faculdade possui atributos como sua identificação (Col_Id) e nome (Col_Name).

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Simbologia

– Retângulo: representa o conjunto de entidades.

– Elipse: representa os atributos.

– Diamante: representa o conjunto de relacionamentos.

– Linhas: vincula atributos a conjuntos de entidades e conjuntos de entidades a conjuntos de relacionamentos.

– Elipse dupla: atributos com vários valores.

– Elipse descontínua: atributos derivados.

– Retângulo duplo: conjuntos de entidades fracas.

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Entidade

Uma entidade é algo do mundo real, que é facilmente reconhecível. É qualquer coisa na empresa que será representada no banco de dados. Pode ser algo físico ou simplesmente um fato ou evento que ocorre no mundo real.

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

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

Entidade fraca

Uma entidade fraca é chamada de 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 exclusivamente se o banco ao qual ela pertence for desconhecido. Portanto, a conta bancária é uma entidade fraca.

Atributo

Um atributo descreve a propriedade de uma entidade. É representado com uma figura oval em um diagrama de ER. Existem quatro tipos de atributos:

Atributo de chave

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

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

Atributo de valores múltiplos

É um atributo que pode conter vários valores. Ele é representado com duplas elipses em um diagrama de ER.

Por exemplo, uma pessoa pode ter mais de um número de telefone, portanto, o atributo do número de telefone possui 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 de ER.

Por exemplo, a idade de uma pessoa é um atributo derivado, pois muda ao longo do tempo e pode ser derivado de outro atributo: data de nascimento.

Relacionamento

Um relacionamento mostra como as entidades se relacionam. Eles podem ser considerados como os verbos que juntam dois ou mais substantivos. É representado pela forma do diamante no diagrama ER.

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

Cardinalidade

Cardinalidade especifica quantas instâncias de uma entidade se relacionam com uma instância de outra entidade. A ordinalidade também está intimamente ligada à cardinalidade.

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

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

Relação um-para-um

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

Por exemplo, uma pessoa tem apenas um passaporte e apenas uma pessoa recebe um passaporte.

Um para muitos relacionamento

É quando uma instância de uma entidade é 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.

Muitos para um relacionamento

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

Por exemplo, muitos estudantes podem estudar em uma única universidade, mas um estudante não pode estudar em muitas universidades ao mesmo tempo.

Muitos para muitos relacionamento

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

Por exemplo, um aluno pode ser atribuído a muitos projetos e um projeto pode ser atribuído a muitos estudantes.

Como fazer um relacionamento de entidade modelo?

Ao documentar um sistema ou processo, a observação do sistema de várias maneiras aumenta o entendimento desse sistema.

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

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

Identifique as entidades

A primeira etapa na criação de um diagrama de entidade de relacionamento 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 pode ser pensada. Como exemplo, temos as seguintes três entidades:

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Identificar relacionamentos

São examinadas duas entidades, caso elas estejam relacionadas uma com a outra, é traçada uma linha contínua que conecta as duas entidades.

Para descrever o relacionamento das entidades, um diamante é desenhado entre as duas entidades, na linha que acabou de ser adicionada.

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

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Identifique cardinalidades

Para os fins do exemplo em questão, sabe-se que um aluno pode ser designado em vários cursos e um professor pode ensinar apenas um curso. Portanto, o diagrama se parece com:

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Identifique os atributos

Os arquivos, formulários, relatórios e dados que a organização mantém atualmente para identificar os atributos devem ser estudados. Você também pode realizar entrevistas com várias partes interessadas para identificar as 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. Verifique se um atributo corresponde exatamente a uma entidade. Se se acredita que um atributo deve pertencer a mais de uma entidade, um modificador deve ser usado para torná-lo único.

Depois que a atribuição é feita, as chaves primárias são identificadas. Se uma chave exclusiva não estiver disponível, uma deverá ser criada.

Para 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 diferenciadas de outros atributos porque estão sublinhadas.

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Complete o diagrama

Você deve continuar conectando as entidades com linhas e adicionando os diamantes para descrever cada relacionamento, até que todos os relacionamentos tenham sido descritos.

É possível que uma das entidades não esteja relacionada a nenhuma outra entidade. Por outro lado, outras entidades podem ter vários relacionamentos. Uma representação mais moderna do diagrama de ER é a seguinte:

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Dicas para diagramas de ER eficazes

– Verifique se cada entidade aparece apenas uma vez no diagrama.

– No diagrama, você deve atribuir um nome a cada entidade, relacionamento e atributo.

– As relações entre entidades devem ser cuidadosamente examinadas. Eles são realmente necessários? Faltam alguns relacionamentos para serem definidos? Qualquer relacionamento redundante deve ser eliminado. Os relacionamentos não se conectam.

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

Exemplos

Diagrama do banco de dados

Há dois motivos para criar um diagrama de entidade de relacionamento para um banco de dados: Um novo modelo está sendo projetado ou a estrutura existente precisa ser documentada.

Se você possui um banco de dados existente que precisa ser documentado, um diagrama de entidade de relacionamento é criado usando os dados diretamente do banco de dados:

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Modelo de vendas na Internet

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

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Referências

  1. Wikipedia, a enciclopédia livre (2019). Entidade – modelo de relacionamento. Retirado de: en.wikipedia.org.
  2. Smartdraw (2019). Diagrama de relacionamento da entidade. Retirado de: smartdraw.com.
  3. Chaitanya Singh (2019). Diagrama de relacionamento com entidades – diagrama ER no DBMS. Livro para iniciantes Retirado de: beginnersbook.com.
  4. Guru99 (2019). Tutorial do diagrama de ER no DBMS (com exemplo). Retirado de: guru99.com.
  5. Paradigma Visual (2019). O que é o diagrama de relacionamento com entidades (ERD)? Retirado de: visual-paradigm.com.
  6. Dataversidade (2019). Uma breve história do diagrama de ER e modelagem de informações. Retirado de: dataversity.net.
  7. Adrienne Watt (2019). Capítulo 8 O Modelo de Dados de Relacionamento com Entidades. Texto aberto BC. Retirado de: opentextbc.ca.

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