Guia Completo de Bancos de Dados e Modelagem

Modelos de Dados

O modelo hierárquico foi o primeiro a ser reconhecido como um modelo de dados. Seu desenvolvimento somente foi possível devido à consolidação dos discos de armazenamento endereçáveis.

O modelo em redes surgiu como uma extensão ao modelo hierárquico, eliminando o conceito de hierarquia e permitindo que um mesmo registro estivesse envolvido em várias associações.

O modelo relacional apareceu devido à necessidade de aumentar a independência de dados nos Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGBD).

Definições Fundamentais

Banco de Dados (BD)

Uma definição simples e genérica seria a de que se trata de uma coleção de dados inter-relacionados, representando informações sobre um domínio específico.

SGBD

Um Sistema Gerenciador de Base de Dados (SGBD) é uma coleção de programas que permitem aos usuários criarem e manipularem uma base de dados. É um software de propósito geral que facilita o processo de definir, construir e manipular bases de dados de diversas aplicações.

Linguagens de Banco de Dados

• DDL (Data Definition Language): Utilizada pelo DBA e projetistas para definir esquemas.
• DML (Data Manipulation Language): Utilizada pelos usuários para manipular os dados após o esquema ser compilado.

Arquitetura de 3 Esquemas

• Nível interno: Descreve a estrutura de armazenamento físico.
• Nível conceitual: Descreve a estrutura do banco de dados como um todo.
• Nível externo (visão): Descreve as visões do banco de dados para grupos de usuários específicos.

Chaves e Atributos

• Atributo Identificador (Chave Primária/PK): Capaz de identificar exclusivamente cada ocorrência de uma entidade. Não pode ser nulo e nunca se repete.
• Chave Candidata: Atributo ou grupo de atributos que identifica unicamente uma ocorrência.
• Chave Estrangeira (FK): Formada pelo relacionamento com a chave primária de outra tabela.
• Atributo Obrigatório (NOT NULL): Deve possuir um valor.
• Atributo Opcional (NULL): Pode não possuir um valor.

Álgebra Relacional

É uma linguagem de consulta formal e procedimental baseada em conjuntos. Operações principais:

• Seleção (Select): Filtra subconjunto de tuplas.
• Projeção (Project): Seleciona colunas específicas.
• União (Union): Combina tuplas de duas relações.
• Intersecção (Intersection): Retorna tuplas comuns a ambas as relações.
• JOIN: Combina tuplas relacionadas de diferentes tabelas.

Projeto de Banco de Dados

• Modelo Conceitual: Independente do SGBD, focado na realidade modelada.
• Modelo Lógico: Estrutura dependente do tipo de SGBD.
• Modelo Físico: Dependente do SGBD específico, próximo à implementação.

Modelo Entidade-Relacionamento (MER)

Modelo de alto nível para representar entidades, atributos e relacionamentos.

Cardinalidade

• 1:1 (Um-para-um)
• 1:n (Um-para-muitos)
• n:1 (Muitos-para-um)
• n:n (Muitos-para-muitos)

Notações

Existem a notação tradicional (retângulos e losangos) e a notação Crow's Foot (Pé de galinha), amplamente utilizada por arquitetos de dados.