Base de dados relacional

Un Banco de Dados Relacional ye un banco de dados que segue l Modelo Relacional.

Un Banco de Dados Relacional ye un cunceito abstrato que define maneiras d'armazenar, manipular i recuperar dados struturados unicamente na forma de tabelas, custruindo un banco de dados.

L termo ye aplicado als própios dados, quando ourganizados dessa forma, ó a un Sistema Gerenciador de Banco de Dados Relacional (SGBDR) – de l anglés Relational database management systen (RDBMS) – un porgrama de cumputador qu'amplementa l'abstraçon.

Stórico

Ls Bancos de dados relacionales (BDR) surgiran an meados de la década de 1970. Mas, solo alguns anhos mais tarde las ampresas passórun l'outelizá-los ne l lugar d'arquibos prainos (de l'anglés flat file), bancos de dados hierárquicos i an rede.

Las 13 regras

An 1985, Edgar Frank Codd, criador de l modelo relacional, publicou un artigo adonde defenia 13 regras para qu'un Sistema Gerenciador de Banco de Dados (SGBD) fusse cunsidrado relacional:

1. Regra Fundamental:
   • Un SGBD relacional debe gerir ls sous dados usando solo sues capacidades relacionales
2. Regra de l'anformaçon:
   • To anformaçon debe ser repersentada dua única forma, cumo dados nua tabela
3. Regra de la garantie d'acesso:
   • To l dado (balor atómico) puode ser acedido logicamente (i unicamente) usando l nome de la tabela, l balor de la chabe purmária de la linha i l nome de la coluna.
4. Tratamiento sistemático de balores nulos:
   • Ls balores nulos (defrente de l zero, de la string bazie, de la string de carateres an brancos i outros balores nun nulos) eisisten para repersentar dados nó eisistentes de forma sistemática i andependiente de l tipo de dado.
5. Catálogo dinámico on-line baseado ne l modelo relacional:
   • La çcriçon de l banco de dados ye repersentada ne l nible lógico cumo dados ourdinairos (esto ye, an tabelas), permitindo qu'usuairos outorizados apliquen las mesmas formas de manipular dados aplicada als dados quemuns al cunsultá-las.
6. Regra de la sub-lenguaige abrangente:
   • Un sistema relacional puode suportar bárias lenguaiges i formas d'uso, mas debe tenr al menos ua lenguaige cun sintaxe bien defenida i spressa por cadeia de carateres i cun halbelidade d'apoiar la defeniçon de dados, la defeniçon de bisones, la manipulaçon de dados, las restriçones d'antegridade, l'outorizaçon i la frunteira de trasaçones.
7. Regra de l'atualizaçon de bisones:
   • To bison que fur teoricamente atualizable será tamien atualizable pul sistema.
8. Anserçon, atualizaçon i eliminaçon d'alto nible:
   • Qualquiera cunjunto de dados que puode ser manipulado cun un único comando para retornar anformaçones, tamien debe ser manipulado cun un único comando para ouparaçones d'anserçon, atualizaçon i scluson. Simplificando, senefica dezir que las ouparaçones de manipulaçon de dados dében poder ser aplicadas la bárias linhas dua beç, al ambés de solo ua por beç.
9. Andependéncia de ls dados físicos:
   • Porgramas d'aplicaçon ó atebidades de treminal permanecen logicamente einalteradas qualesquiera que séian las modificaçones na repersentaçon d'armazenaige ó métodos d'acesso anternos.
10. Andependéncia lógica de dados
    • Porgramas d'aplicaçon ó atebidades de treminal permanecen logicamente einalteradas qualesquiera que séian las mudanças d'anformaçon que permitan teoricamente la nun altaraçon de las tabelas base.
11. Andependéncia d'antegridade:
    • Las relaçones d'antegridade specíficas dun banco de dados relacional dében ser defenidas nua sub-lenguaige de dados i armazenadas ne l catálogo (i nun an porgramas).
12. Andependéncia de çtribuiçon:
    • La lenguaige de manipulaçon de dados debe possibelitar que las aplicaçones permaneçan einalteradas stéian ls dados centralizados ó çtribuídos fesicamente.
13. Regra de la Nó-subberson:
    • Se l sistema relacional ten ua lenguaige de baixo nible (un registro por beç), nun debe ser possible subberter ó eignorar las regras d'antegridade i restriçones defenidas ne l'alto nible (muitos registros por beç).

Por qu'ousar un Banco de Dados Relacional?

Ls Bancos de Dados Relacionales fúrun zambolbidos para prober acesso facelitado als dados, possibelitando que ls usuairos outelizassen ua grande bariadade d'abordaiges ne l tratamiento de las anformaçones. Pus, anquanto nun banco de dados hierárquico ls usuairos percisan defenir las questones de negócios de maneira specífica, ampeçando pula raiç de l mesmo, ne ls Bancos de Dados Relacionales ls usuairos puoden fazer preguntas relacionadas als negócios atrabeç de bários puntos. La lenguaige padron de ls Bancos de Dados Relacionales ye la Strutured Query Language, ó simplesmente SQL, cumo ye mais coincida.

L Modelo Relacional

Un Banco de Dados Relacional segue l Modelo Relacional.

L'arquitetura dun banco de dados relacional puode ser çcrita de maneira anformal ó formal. Na çcriçon anformal stamos preacupados cun aspetos práticos de l'outelizaçon i usamos ls tenermos tabela, linha i coluna. Na çcriçon formal stamos preacupados cula semántica formal de l modelo i usamos tenermos cumo relaçon (tabela), tupla(linhas) i atributo(coluna).

Tabelas (ó relaçones, ó antidades)

Todos ls dados dun banco de dados relacional (BDR) son armazenados an tabelas. Ua tabela ye ua simples strutura de linhas i colunas. Nua tabela, cada linha cuntén un mesmo cunjunto de colunas. Nun banco de dados puoden eisistir ua ó cientos de tabelas, sendo que l lemite puode ser ampuosto tanto pula ferramienta de software outelizada, quanto puls recursos de hardware çponibles ne l'eiquipamiento.

Las tabelas associan-se antre si atrabeç de regras de relacionamientos, estas regras cunsisten an associar un ó bários atributos dua tabela cun un ó bários atributos d'outra tabela.

• Eisemplo: La tabela funcionairo relaciona-se cula tabela cargo. Atrabeç deste relacionamiento esta radadeira tabela fornece la lista de cargos pa la tabela funcionairo.

Modelo teórico ousado para repersentar cunceitualmente un BD, Eidealizado por Codd (1970). Baseado nua strutura de dados simples chamada relaçon. Ye l modelo mais amplamente ousado, percipalmente an aplicaçones cumbencionales de BD.

Registros (ó tuplas)

Cada linha formada por ua lista ourdenada de colunas repersenta un registro, ó tupla. Ls registros nun percisan cunter anformaçones an todas las colunas, podendo assumir balores nulos quando assi se fazir necessairo.

Resumidamente, un registro ye ua anstáncia dua tabela, ó antidade. L start de la modelaige se dá a partir de las ENTIDADES. Ua antidade ye ua repersentaçon dun cunjunto d'anformaçones subre detreminado cunceito de l sistema. To antidade ten ATRIBUTOS, que son las anformaçones que referencian l'antidade. Para eisemplificar ne l sistema de cuntrole de Biblioteca, partimos de l cunceito percipal que ye l'ampréstimo d'obras por usuairos de la biblioteca. A partir deste cunceito enicial, bamos ramificando i çcubrindo nuobos cunceitos. Podemos ampeçar nuosso pensar de la seguinte forma:

"Ua biblioteca ten Obras literárias que puoden ser tomadas an ampréstimos puls usuairos credenciados."

Podemos debrebe anxergar un cadastro de libros, un cadastro d'usuairos i un registro d'ampréstimos, cierto ? Ye essa bison que tenemos que tener al modelarmos un banco, esto ye, debemos detetar las anformaçones que debemos armazenar.

Para eidantificar se aquel cunceito puode ser ua antidade bocé debe solo se preguntar: "You zeio armazenar quales anformaçones subre este cunceito ?" Se houbíren anformaçones la séren armazenadas, bocé ten ua ENTIDADE. Eisemplificando: You zeio armazenar ls seguintes dados de l libro: Títalo, Outor, Eiditora, Anho, Eidiçon i Belume. Tenemos anton l'antidade Libro.

• Eisemplo: L'ampregado Pedro ye ua anstáncia (registro) de la tabela funcionairo, i la funçon Analista Comercial ye l'anstáncia (registro) de la tabela cargo. Ua associaçon antre estas dues tabelas criarie la seguinte anstáncia de relacionamiento: Pedro ye Analista Comercial, adonde l berbo ser repersenta ua ligaçon antre ls registros çtintos.

Colunas (atributos)

Las colunas dua tabela son tamien chamadas d'atributos. S.: L campo Nome, ó andereço dua tabela dun BD relacional.

Chabe

Las tabelas relacionan-se uas las outras atrabeç de chabes. Ua chabe ye un cunjunto dun ó mais atributos que detreminan a unicidade de cada registro.

Por eisemplo, se un banco de dados ten cumo chabes Código de l Perduto i ID Sistema, siempre qu'acuntecer ua anserçon de dados l sistema de gerenciamiento de banco de dados eirá fazer ua cunsulta para eidantificar se l registro yá nun se ancontra grabado na tabela. Neste causo, un nuobo registro nun será criado, resultando esta ouparaçon solo de l'altaraçon de l registro eisistente.

A unicidade de ls registros, detreminada por sue chabe, tamien ye fundamental pa la criaçon de ls índices.

Tenemos dous tipos de chabes:

Chabe purmária: (PK - Primary Key) ye la chabe qu'eidantifica cada registro dando-le unicidade. La chabe purmária nunca se repetirá.

Chabe Strangeira: (FK - Foreign Key) ye la chabe formada atrabeç dun relacionamiento cula chabe purmária d'outra tabela. Define un relacionamiento antre las tabelas i puode ocorrer repetidas bezes. Causo la chabe purmária seia cumpuosta na ourige, la chabe strangeira tamien l será.

Relacionamientos

Ber artigo percipal: Modelo de Antidades i Relacionamientos

Cul adbento de l Modelo de Antidades i Relacionamientos fui causada ua cunfuson antre ls tenermos relaçon i relacionamiento

L Modelo Relacional, quando çcrito de forma matemática, ye defenido cumo un modelo formado por relaçones (ne l sentido matemático) antre ls domínios. Cada tupla ye un eilemiento de l cunjunto relaçon.

Ó seia, la relaçon ye la tabela.

Un relacionamiento de l Modelo de Antidades i Relacionamientos ye ua associaçon antre antidades çtintas. Nun hai relaçon direta antre l nome relacionamiento i l nome relaçon.

Mas, un relacionamiento, de l Modelo de Antidades i Relacionamientos ye traduzido pa la criaçon d'atributos cun chabes sternas de l Modelo Relacional. Esta traduçon ye feita ligando-se un campo dua tabela X cun un campo dua tabela Y, por meio de l'ancluson de l campo chabe de la tabela Y cumo un campo (coincido cumo chabe strangeira) de la tabela X.

Por meio de las chabes strangeiras, ye possible amplementar restriçones ne ls SGBDR.

Eesisten alguns tipos de relacionamientos possibles ne l MER:

• Un para un (1 para 1) - andica que las tabelas ténen relaçon uníboca antre si. Bocé scolhe qual tabela bai recebir la chabe estrangeira;
• Un para muitos (1 para N) - la chabe purmária de la tabela que ten l lado 1 stá para ir pa la tabela de l lado N. Ne l lado N eilha ye chamada de chabe strangeira;
• Muitos para muitos (N para N) - quando tabelas ténen antre si relaçon m..m, ye necessairo criar ua nuoba tabela culas chabes purmárias de las tabelas ambolbidas, quedando assi ua chabe cumpuosta, ó seia, formada por dibersos campos-chabe d'outras tabelas. La relaçon anton se reduç para ua relaçon 1..m, sendo que l lado m quedará cula nuoba tabela criada.

Ls relacionamientos 1 para 1 i 1 para N puoden ser mapeados diretamente an chabes strangeiras nas tabelas ouriginales. Yá l relacionamiento N para N eisige l'uso dua tabela auxeliar. Ne l relacionamiento N:N nun hai chabe strangeira.

Modelaige

Normalizaçon

Ls bancos de dados relacionales outelizan la normalizaçon de dados para eibitar redundáncias i possibelitar un maior zampenho nas pesquisas.

Normalizaçon

Ye l porcesso d'ourganizaçon eficiente de ls dados drento dun banco de dados cujos oubjetibos percipales son:

1. Eiliminar dados redundantes (por eisemplo, armazenando ls mesmos dados an mais dua tabela).
2. Garantir que las dependéncias antre ls dados fágan sentido (armazenando solo dados logicamente relacionados nua tabela).

Eesisten cinco stágios de normalizaçon, 1º, l 2º, l 3º, l 4º i l 5º. Para un banco de dados se ancontrar an cada un desses stágios ó formas (chamadas formas normales), cada ua de sues tabelas debe atender l'alguns pré-requesitos. Ls pré-requesitos son cumulatibos, esto ye, para alcançar a 3ª forma normal (3NF), un banco de dados percisa atender als pré-requesitos de las 1ª i 2ª formas normales, acrescidos de ls requesitos sclusibos de a 3NF.

Dependéncia Funcional

Un atributo B ten ua dependéncia funcional de l'atributo La se, para cada balor de l'atributo La, eisiste satamente un único balor de l'atributo B. La dependéncia funcional ye repersentada por La → B.

Eisemplo: Ouserbe ls cunjuntos:

Cliente

CPF	Nome
1	José
2	João
3	Rui
4	Manoel

Ouserbe qu'eisiste ua dependéncia antre ls balores de ls cunjuntos, ó seia, nome ye funçon de l CPF, se you stubir cun numero de l CPF, poderei ancontrar l nome de la pessona correspondente.

Essa dependéncia ye spressa por:

    CPF → Nome

Leia de la seguinte maneira: - cun un númaro de CPF puodo ancontrar nome de la pessona, ó - nome depende de la funcionalidade de l CPF.

Purmeira Forma Normal (FN1)

Ua relaçon stá na purmeira forma normal se ls balores de sous atributos son atómicos (simples, andebesibles) i monobalorados. An outras palabras, FN1 nun permite “relaçones drento de relaçones” ó “relaçones cumo atributos de tuplas”.

Ua tabela stá na purmeira forma normal quando sous atributos nun cunténen grupos de repetiçon. Eisemplo:

Cliente

ClienteID	Nome	Telifone
123	Rachel Angran	555-861-2025
456	James Wright	555-403-1659 555-776-4100
789	Marie Fernandeç	555-808-9633

Esta tabela lougo arriba nun stá na purmeira forma normal porque apersenta grupos de repetiçon (possibelidade de mais dun telifone por cliente).

Yá estas tabelas lougo ambaixo, Cliente i Telifone, stan na purmeira forma normal.

Tabela Cliente:

Cliente

ClienteID	Nome
123	Rachel
456	James
789	Marie

Tabela Telifone:

Telifone

ClienteID	Telifone
123	555-861-2025
456	555-403-1659
456	555-776-4100
789	555-808-9633

Segunda Forma Normal (FN2)

Ua relaçon stá na FN2 quando dues cundiçones son sastifeitas:

1 - La relaçon stá na 1FN;

2 - To atributo de la tabela seia dependente funcional de la chabe cumpleta i nun de parte de la chabe. Ó seia, Todos ls atributos nó-chabe dependen funcionalmente de to la chabe purmária.

Terceira Forma Normal (FN3)

A 3FN eisige que nun eisistan atributos trasitibamente dependentes de la chabe.

Un eisemplo dua tabela 2FN que nun atende l critério para 3FN ye:

Bencedores de Torneios

Torneio	Anho	Bencedor	Data de nacimiento de l bencedor
Andiana Ambitational	1998	Al Fredrickson	21 de júlio de 1975
Clebeland Oupen	1999	Bob Albertson	28 de setembre de 1968
Ç Moines Masters	1999	Al Fredrickson	21 de júlio de 1975
Andiana Ambitational	1999	Chip Masterson	14/3/1977

La chabe purmária cumpuosta ye {Torneio, Anho}.

La tabela nun stá na terceira forma normal porque l'atributo "data de nacimiento de l bencedor" ye dependente trasitibamente de {Torneio, Anho} bie l'atributo "Bencedor". L fato de la data de nacimiento de l bencedor nun ser dependente de l bencedor torna la tabela bulnerable l'anconsisténcias lógicas, yá que nada ampedirie dua mesma pessona aparecer cun datas de nacimiento defrentes an dous registros.

Para atender la terceira forma normal, la mesma anformaçon deberie ser debedida an dues tabelas:

Bencedores de Torneios

Torneio	Anho	Bencedor
Andiana Ambitational	1998	Al Fredrickson
Clebeland Oupen	1999	Bob Albertson
Ç Moines Masters	1999	Al Fredrickson
Andiana Ambitational	1999	Chip Masterson

Datas de nacimiento de jogadores

Jogador	Data de nacimiento
Chip Masterson	14/3/1977
Al Fredrickson	21 de júlio de 1975
Bob Albertson	28 de setembre de 1968

Las dues tabelas arriba stan na terceira forma normal.

Ber tamien

• Admenistraçon de dados
• Banco de dados
• Data warehouse
• Ciéncia de la Cumputaçon
• Arquitetura de dados
• Modelo de Antidades i Relacionamientos