Tópico 2 - Modelo Entidade-Relacionamento

🎯 Objetivos de Aprendizagem

Compreender o conceito e importância do modelo ER
Identificar os elementos básicos do modelo ER
Aprender a representar entidades e relacionamentos
Entender a notação gráfica do modelo ER
Praticar a criação de diagramas ER simples

🔍 1. Introdução ao Modelo Entidade-Relacionamento

O modelo Entidade-Relacionamento foi proposto por Peter Chen (1976) em seu artigo seminal "The Entity-Relationship Model: Toward a Unified View of Data". Segundo Elmasri & Navathe (2017), o modelo ER é uma ferramenta conceitual para descrever dados, suas relações, semântica e restrições de integridade.

Definição Acadêmica

"O modelo ER é uma representação conceitual de dados que descreve a estrutura de um banco de dados de forma independente do SGBD específico" - Date (2003)

🎯 Objetivos do Modelo ER:

Comunicação: Linguagem comum entre usuários e desenvolvedores
Documentação: Especificação formal dos requisitos
Validação: Verificação da completude e consistência

Projeto: Base para implementação física
Manutenção: Facilita modificações futuras
Padronização: Notação universalmente aceita

🧩 2.1 Elementos Básicos do Modelo ER - Entidades

Definição de Entidade

Uma entidade é um objeto do mundo real que pode ser identificado de forma única e que possui atributos que descrevem suas características. Representa uma "coisa" ou "conceito" importante para o sistema.

📐 Forma de Representação: Retângulo

PESSOA

ID

Nome

Idade

Email

Entidade PESSOA

🎯 Tipos de Entidades

EMPRESA

CNPJ

Razão Social

Endereço

🔹 Entidade Forte (Regular)

Pode existir independentemente
Possui chave primária própria
Representada por retângulo simples

DEPENDENTE

ID_Funcionário

Nome

Parentesco

🔸 Entidade Fraca (Dependente)

Depende de outra entidade
Chave parcial (depende da entidade forte)
Representada por retângulo duplo

📋 Exemplos Práticos de Entidades

🏢 Sistema Empresarial:

👤 Funcionário 🏢 Departamento 💰 Projeto 📋 Tarefa

🛒 E-commerce:

🛍️ Cliente 📦 Produto 🛒 Pedido 💳 Pagamento

🎓 Sistema Acadêmico:

🎓 Aluno 👨‍🏫 Professor 📚 Disciplina 🏫 Curso

✨ Características das Entidades

🔍

Identificação Única

Cada instância é distinta e identificável

🏷️

Atributos Descritivos

Propriedades que caracterizam a entidade

🔄

Múltiplas Instâncias

Pode ter muitas ocorrências no sistema

⏰

Persistência

Existe ao longo do tempo no sistema

🏷️ 2.2 Elementos Básicos do Modelo ER - Atributos

Definição de Atributo

Um atributo é uma propriedade ou característica que descreve uma entidade. Cada atributo possui um nome e um domínio (tipo de dados) que define os valores válidos que pode assumir.

📐 Forma de Representação: Elipse/Oval

Nome

Idade

Email

Atributos da Entidade PESSOA

🎯 Tipos de Atributos

Nome

🔹 Atributo Simples

Não pode ser dividido em partes menores
Valor atômico (indivisível)
Exemplo: Nome, Idade, CPF

Endereço

🔸 Atributo Composto

Pode ser dividido em sub-atributos
Estrutura hierárquica
Exemplo: Endereço → Rua, Cidade, CEP

Telefones

🔹 Atributo Multivalorado

Pode ter múltiplos valores
Representado por elipse dupla
Exemplo: Telefones, Hobbies

Idade

🔸 Atributo Derivado

Calculado a partir de outros atributos
Representado por elipse tracejada
Exemplo: Idade (calculada da data de nascimento)

🔑 Tipos de Chaves

ID

🔴 Chave Primária (PK)

Identifica unicamente cada instância
Não pode ser nula
Representada por sublinhado

ID_Cliente

🔵 Chave Estrangeira (FK)

Referencia chave primária de outra entidade
Estabelece relacionamento
Pode ser nula (dependendo do caso)

CPF

🟡 Chave Candidata

Pode ser escolhida como chave primária
Identifica unicamente a instância
Exemplo: CPF, Email, Matrícula

📋 Exemplos Práticos de Atributos

👤 Entidade: PESSOA

ID

Nome

Endereço

Telefones

Idade

📦 Entidade: PRODUTO

Código

Nome

Preço

Descrição

Categoria

🛒 Entidade: PEDIDO

Número

Data

ID_Cliente

Valor_Total

Status

✨ Características dos Atributos

📝

Nome Descritivo

Identifica claramente a propriedade

🔢

Domínio de Valores

Define tipos e restrições válidas

⚡

Obrigatoriedade

Pode ser obrigatório ou opcional

🔒

Integridade

Garante consistência dos dados

🔗 2.3 Elementos Básicos do Modelo ER - Relacionamentos e Cardinalidade

Definição de Relacionamento

Um relacionamento é uma associação entre duas ou mais entidades que descreve como elas se conectam no mundo real. A cardinalidade define quantas instâncias de uma entidade podem estar associadas a instâncias de outra entidade.

📐 Forma de Representação: Losango

POSSUI

Relacionamento entre entidades

🎯 Tipos de Relacionamentos

EMPREGA

🔹 Relacionamento Binário

Conecta exatamente 2 entidades
Mais comum nos modelos ER
Exemplo: Funcionário ←→ Empresa

TRABALHA_EM

🔸 Relacionamento Ternário

Conecta exatamente 3 entidades
Menos comum, mais complexo
Exemplo: Funcionário ←→ Projeto ←→ Departamento

PARTICIPA

🔹 Relacionamento N-ário

Conecta 3 ou mais entidades
Raro, muito complexo
Exemplo: Aluno ←→ Disciplina ←→ Professor ←→ Semestre

📊 Tipos de Cardinalidade

👤

PESSOA

ID

Nome

1 1

🆔

CPF

Número

Emissão

🔴 Cardinalidade 1:1 (Um para Um)

Cada pessoa tem exatamente um CPF e cada CPF pertence a uma única pessoa.

🏢

DEPARTAMENTO

ID

Nome

1 N

👥

FUNCIONÁRIOS

ID

Nome

🔵 Cardinalidade 1:N (Um para Muitos)

Um departamento pode ter vários funcionários, mas cada funcionário pertence a apenas um departamento.

🎓

ALUNOS

ID

Nome

M N

📚

DISCIPLINAS

ID

Nome

🟡 Cardinalidade M:N (Muitos para Muitos)

Um aluno pode se matricular em várias disciplinas e uma disciplina pode ter vários alunos.

📋 Exemplos Práticos de Relacionamentos

🏢 Sistema Empresarial:

1:1 Funcionário ←→ Carteira de Trabalho

1:N Departamento ←→ Funcionários

M:N Funcionários ←→ Projetos

🛒 E-commerce:

1:1 Cliente ←→ Carrinho

1:N Cliente ←→ Pedidos

M:N Pedidos ←→ Produtos

🎓 Sistema Acadêmico:

1:1 Aluno ←→ Matrícula

1:N Curso ←→ Disciplinas

M:N Alunos ←→ Disciplinas

✨ Características dos Relacionamentos

🔗

Associação

Conecta entidades de forma significativa

📊

Cardinalidade

Define quantidades de associações

🏷️

Nome Descritivo

Identifica claramente a associação

⚖️

Obrigatoriedade

Pode ser obrigatória ou opcional

📐 3. Notação Gráfica do Modelo ER

🔷 Símbolos Básicos:

Retângulo: Entidade
Elipse: Atributo
Losango: Relacionamento
Linha: Conexão

🎨 Convenções Visuais:

Linha simples: Atributo simples
Linha dupla: Atributo multivalorado
Linha tracejada: Atributo derivado
Linha com círculo: Atributo opcional

📊 Exemplo Prático - Sistema de Biblioteca:

LIVRO

ISBN PK

Título

Autor

Ano

Editora

EMPRESTA

Data_Empréstimo

Data_Devolução

Status

USUÁRIO

ID PK

Nome

CPF

Email

Telefone

Elementos do Diagrama

Retângulos: Entidades (LIVRO, USUÁRIO)
Losango: Relacionamento (EMPRESTA)
Linhas: Conexões entre elementos
PK: Chave Primária
Setas: Direção do relacionamento

Relacionamento

Cardinalidade: 1:N (Um usuário pode emprestar muitos livros)
Atributos: Data_Empréstimo, Data_Devolução
Regra: Um livro pode ser emprestado por um usuário por vez
Integridade: Chaves estrangeiras mantêm consistência

🏷️ 4. Tipos de Entidades

🔹 Entidades Fortes (Regulares)

Entidades que podem existir independentemente de outras entidades.

Características: Chave primária própria
Exemplos: Pessoa, Produto, Cliente
Representação: Retângulo simples

🔸 Entidades Fracas (Dependentes)

Entidades que dependem de outras entidades para sua identificação.

Características: Chave parcial, depende de entidade forte
Exemplos: Dependente, Item de Pedido
Representação: Retângulo com borda dupla

🏷️ 5. Classificação dos Atributos

🔹 Simples

Atributo indivisível

Ex: Idade, Nome

🔸 Composto

Pode ser dividido em partes

Ex: Endereço → Rua, Cidade

🔹 Monovalorado

Um valor por instância

Ex: CPF, Data Nascimento

🔸 Multivalorado

Múltiplos valores

Ex: Telefones, Habilidades

🔹 Armazenado

Valor armazenado fisicamente

Ex: Nome, Idade

🔸 Derivado

Calculado a partir de outros

Ex: Idade (calculada), Total

🔑 6. Chaves no Modelo ER

🔹 Chave Primária (Primary Key)

Atributo ou conjunto de atributos que identifica unicamente cada instância de uma entidade.

Características: Única, não nula, imutável
Representação: Sublinhado simples
Exemplo: CPF, ISBN, Matrícula

🔸 Chave Estrangeira (Foreign Key)

Atributo que referencia a chave primária de outra entidade.

Características: Mantém integridade referencial
Representação: Sublinhado tracejado
Exemplo: ID_Cliente em Pedido

🧪 Exercícios Práticos

📝 Exercício 1: Identificação de Elementos

Para um sistema de e-commerce, identifique:

Quais são as entidades principais?
Quais atributos cada entidade possui?
Como as entidades se relacionam?
Quais são as chaves primárias?

🎯 Exercício 2: Criação de Diagrama

Crie um diagrama ER para um sistema de:

Biblioteca universitária
Sistema de vendas
Controle de estoque
Gestão de funcionários

📚 Referências Bibliográficas

📖 Livros Fundamentais:

• ELMASRI, R.; NAVATHE, S. Sistemas de Banco de Dados. 6ª ed. São Paulo: Pearson, 2017.
• DATE, C. J. An Introduction to Database Systems. 8ª ed. Boston: Addison-Wesley, 2003.
• CONNOLLY, T.; BEGG, C. Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management. 6ª ed. Boston: Pearson, 2015.
• KORTH, H. F.; SILBERSCHATZ, A.; SUDARSHAN, S. Database System Concepts. 6ª ed. New York: McGraw-Hill, 2010.

📄 Artigos Científicos:

• CHEN, P. P. The Entity-Relationship Model: Toward a Unified View of Data. ACM Transactions on Database Systems, v. 1, n. 1, p. 9-36, 1976.
• CHEN, P. P. Entity-Relationship Modeling: Historical Events, Future Trends, and Lessons Learned. Software Engineering, v. 1, p. 1-20, 2002.
• BATINI, C.; CERI, S.; NAVATHE, S. B. Conceptual Database Design: An Entity-Relationship Approach. Redwood City: Benjamin/Cummings, 1992.