Tópico 4 - Cardinalidade e Tipos de Relacionamento

🎯 Objetivos de Aprendizagem

Compreender o conceito de cardinalidade em relacionamentos
Identificar diferentes tipos de relacionamentos
Aplicar notação de cardinalidade em diagramas ER
Analisar restrições de participação
Praticar modelagem com diferentes cardinalidades

🔢 1. Cardinalidade em Relacionamentos

Segundo Elmasri & Navathe (2017), a cardinalidade especifica quantas instâncias de uma entidade podem estar associadas a quantas instâncias de outra entidade através de um relacionamento.

Definição Acadêmica

"A cardinalidade de um relacionamento é o número de instâncias de uma entidade que podem estar associadas a uma instância de outra entidade" - Date (2003)

📊 Tipos de Cardinalidade:

1:1 - Um para Um

Exemplo: Pessoa ←→ CPF

👤

PESSOA

ID Nome

1 1

🆔

CPF

Número Validade

1:N - Um para Muitos

Exemplo: Departamento ←→ Funcionários

🏢

DEPARTAMENTO

ID Nome

1 N

👥

FUNCIONÁRIOS

ID Nome

N:1 - Muitos para Um

Exemplo: Funcionários ←→ Departamento

👥

FUNCIONÁRIOS

ID Nome

N 1

🏢

DEPARTAMENTO

ID Nome

M:N - Muitos para Muitos

Exemplo: Alunos ←→ Disciplinas

🎓

ALUNOS

ID Nome

M N

📚

DISCIPLINAS

ID Nome

📐 2. Notação de Cardinalidade

🔹 Notação (min, max):

Conforme Chen (1976), a notação (min, max) especifica o número mínimo e máximo de instâncias que podem participar de um relacionamento.

📋 Exemplos de Notação:

(0,1): Opcional, máximo 1
(1,1): Obrigatório, exatamente 1
(0,N): Opcional, muitos
(1,N): Obrigatório, muitos

🎯 Aplicação Prática:

Funcionário ←→ Departamento: (1,1) ←→ (1,N)
Aluno ←→ Curso: (1,1) ←→ (1,N)
Cliente ←→ Pedido: (1,N) ←→ (1,1)
Produto ←→ Categoria: (1,N) ←→ (1,1)

🔗 3. Tipos de Relacionamento

🔹 Relacionamentos Binários

Envolvem exatamente duas entidades.

1:1: Pessoa ←→ CPF
1:N: Departamento ←→ Funcionário
N:M: Aluno ←→ Disciplina

🔸 Relacionamentos Ternários

Envolvem três entidades simultaneamente.

Projeto ←→ Funcionário ←→ Cliente
Aluno ←→ Disciplina ←→ Professor
Produto ←→ Fornecedor ←→ Loja

⚖️ 4. Restrições de Participação

Segundo Date (2003), as restrições de participação definem se a participação de uma entidade em um relacionamento é obrigatória ou opcional.

🔹 Participação Total (Obrigatória):

Característica: Toda instância deve participar
Notação: Linha dupla
Exemplo: Todo funcionário deve pertencer a um departamento

🔸 Participação Parcial (Opcional):

Característica: Instância pode não participar
Notação: Linha simples
Exemplo: Nem todo funcionário precisa ter dependente

📚 5. Exemplos Práticos de Cardinalidade

🏫 Sistema Acadêmico:

Aluno ←→ Curso: (1,1) ←→ (1,N)
Aluno ←→ Disciplina: (1,N) ←→ (1,N)
Professor ←→ Disciplina: (1,N) ←→ (1,1)
Aluno ←→ Matrícula: (1,N) ←→ (1,1)

🛒 E-commerce:

Cliente ←→ Pedido: (1,N) ←→ (1,1)
Pedido ←→ Produto: (1,N) ←→ (1,N)
Categoria ←→ Produto: (1,N) ←→ (1,1)
Cliente ←→ Endereço: (1,N) ←→ (1,1)

🧪 Exercícios Práticos

📝 Exercício 1: Análise de Cardinalidade

Para um sistema de biblioteca, determine:

Quantos livros um usuário pode emprestar?
Quantos usuários podem emprestar o mesmo livro?
Um livro pode ter múltiplos exemplares?
Um usuário pode ter múltiplos empréstimos?

🎯 Exercício 2: Modelagem com Cardinalidade

Crie relacionamentos para:

Sistema de locadora de veículos
Controle de estoque de farmácia
Gestão de eventos acadêmicos
Sistema de doação de sangue

📚 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.

📄 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.
• BATINI, C.; CERI, S.; NAVATHE, S. B. Conceptual Database Design: An Entity-Relationship Approach. Redwood City: Benjamin/Cummings, 1992.