odelo de dados relacionais em DBMS: conceitos, restrições, exemplo

O que é modelo relacional?

Modelo Relacional (RM) representa o banco de dados como uma coleção de relações. Uma relação nada mais é do que uma tabela de valores. Cada linha da tabela representa uma coleção de valores de dados relacionados. Essas linhas na tabela denotam uma entidade ou relacionamento do mundo real.

O nome da tabela e os nomes das colunas são úteis para interpretar o significado dos valores em cada linha. Os dados são representados como um conjunto de relações. No modelo relacional, os dados são armazenados como tabelas. No entanto, o armazenamento físico dos dados é independente da maneira como os dados são organizados logicamente.

Alguns sistemas populares de gerenciamento de banco de dados relacional são:

  • DB2 e Informix Dynamic Server - IBM
  • Oracle e RDB - Oracle
  • SQL Server e Access - Microsoft

Neste tutorial, você aprenderá

Conceitos de modelo relacional

  1. Atributo: Cada coluna em uma tabela. Atributos são as propriedades que definem uma relação. por exemplo, Student_Rollno, NAME, etc.
  2. Mesas - No modelo Relacional, as relações são salvas no formato de tabela. Ele é armazenado junto com suas entidades. Uma tabela possui duas linhas e colunas de propriedades. Linhas representam registros e colunas representam atributos.
  3. Tupla - Não é nada além de uma única linha de uma tabela, que contém um único registro.
  4. Esquema de relação: Um esquema de relação representa o nome da relação com seus atributos.
  5. Grau: O número total de atributos que na relação é denominado grau da relação.
  6. Cardinalidade: Número total de linhas presentes na tabela.
  7. Coluna: A coluna representa o conjunto de valores para um atributo específico.
  8. Instância de relação - A instância de relação é um conjunto finito de tuplas no sistema RDBMS. As instâncias de relação nunca têm tuplas duplicadas.
  9. Chave de relação - Cada linha possui um, dois ou múltiplos atributos, que é chamado de chave de relação.
  10. Domínio de atributo - Cada atributo tem algum valor e escopo predefinidos que é conhecido como domínio de atributo

Restrições de integridade relacional

As restrições de integridade relacional no DBMS são referidas a condições que devem estar presentes para uma relação válida. Essas restrições relacionais no DBMS são derivadas das regras no mini-mundo que o banco de dados representa.

Existem muitos tipos de restrições de integridade no DBMS. As restrições no sistema de gerenciamento de banco de dados relacional são principalmente divididos em três categorias principais:

  1. Restrições de Domínio
  2. Restrições de chave
  3. Restrições de integridade referencial

Restrições de Domínio

As restrições de domínio podem ser violadas se um valor de atributo não estiver aparecendo no domínio correspondente ou se não for do tipo de dados apropriado.

As restrições de domínio especificam isso em cada tupla e o valor de cada atributo deve ser exclusivo. Isso é especificado como tipos de dados que incluem tipos de dados padrão inteiros, números reais, caracteres, booleanos, strings de comprimento variável, etc.

Exemplo:

 Create DOMAIN CustomerName CHECK (value not NULL)

O exemplo mostrado demonstra a criação de uma restrição de domínio de forma que CustomerName não seja NULL

Restrições de chave

Um atributo que pode identificar exclusivamente uma tupla em uma relação é chamado de chave da tabela. O valor do atributo para diferentes tuplas na relação deve ser único.

Exemplo:

Na tabela fornecida, CustomerID é um atributo-chave da Tabela do cliente. É mais provável que haja uma única chave para um cliente, CustomerID = 1 é apenas para CustomerName = 'Google'.

Identificação do ClienteNome do clienteStatus
1GoogleAtivo
doisAmazonasAtivo
3maçãInativo

Restrições de integridade referencial

As restrições de integridade referencial em DBMS são baseadas no conceito de chaves estrangeiras. Uma chave estrangeira é um atributo importante de uma relação que deve ser referenciada em outros relacionamentos. O estado de restrição de integridade referencial ocorre quando a relação se refere a um atributo-chave de uma relação diferente ou igual. No entanto, esse elemento-chave deve existir na tabela.

Exemplo:

No exemplo acima, temos 2 relações, Cliente e Faturamento.

A tupla para CustomerID = 1 é referenciada duas vezes na relação Faturamento. Portanto, sabemos CustomerName = Google tem valor de faturamento $ 300

Operações no modelo relacional

Quatro operações básicas de atualização realizadas no modelo de banco de dados relacional são

Insira, atualize, exclua e selecione.

  • Insert é usado para inserir dados na relação
  • Excluir é usado para excluir tuplas da tabela.
  • Modificar permite que você altere os valores de alguns atributos em tuplas existentes.
  • Selecionar permite que você escolha um intervalo específico de dados.

Sempre que uma dessas operações é aplicada, as restrições de integridade especificadas no esquema do banco de dados relacional nunca devem ser violadas.

Operação de Inserção

A operação de inserção fornece valores do atributo para uma nova tupla que deve ser inserida em uma relação.

Operação de atualização

Você pode ver que na tabela de relação fornecida abaixo CustomerName = 'Apple' é atualizado de Inativo para Ativo.

Excluir operação

Para especificar a exclusão, uma condição nos atributos da relação seleciona a tupla a ser excluída.

No exemplo fornecido acima, CustomerName = 'Apple' é excluído da tabela.

A operação Delete pode violar a integridade referencial se a tupla excluída for referenciada por chaves estrangeiras de outras tuplas no mesmo banco de dados.

Selecione a operação

No exemplo fornecido acima, CustomerName = 'Amazon' é selecionado

Melhores práticas para criar um modelo relacional

  • Os dados precisam ser representados como uma coleção de relações
  • Cada relação deve ser descrita claramente na tabela
  • As linhas devem conter dados sobre as instâncias de uma entidade
  • As colunas devem conter dados sobre os atributos da entidade
  • As células da tabela devem conter um único valor
  • Cada coluna deve receber um nome único
  • Duas linhas não podem ser idênticas
  • Os valores de um atributo devem ser do mesmo domínio

Vantagens de usar o modelo relacional

  • Simplicidade : Um modelo de dados relacional em DBMS é mais simples do que o modelo hierárquico e de rede.
  • Independência Estrutural : O banco de dados relacional preocupa-se apenas com dados e não com uma estrutura. Isso pode melhorar o desempenho do modelo.
  • Fácil de usar : O modelo relacional no SGBD é fácil, pois as tabelas que consistem em linhas e colunas são bastante naturais e simples de entender
  • Capacidade de consulta : Torna possível para uma linguagem de consulta de alto nível como SQL evitar a navegação complexa do banco de dados.
  • Independência de dados : A estrutura do banco de dados relacional pode ser alterada sem que seja necessário alterar nenhum aplicativo.
  • Escalável : Em relação a um número de registros, ou linhas, e ao número de campos, um banco de dados deve ser ampliado para melhorar sua usabilidade.

Desvantagens de usar o modelo relacional

  • Poucos bancos de dados relacionais têm limites de comprimentos de campo que não podem ser excedidos.
  • Os bancos de dados relacionais às vezes podem se tornar complexos à medida que a quantidade de dados aumenta e as relações entre as partes dos dados se tornam mais complicadas.
  • Sistemas complexos de bancos de dados relacionais podem levar a bancos de dados isolados, onde as informações não podem ser compartilhadas de um sistema para outro.

Resumo

  • A modelagem de banco de dados relacional representa o banco de dados como uma coleção de relações (tabelas)
  • Atributo, tabelas, tupla, esquema de relação, grau, cardinalidade, coluna, instância de relação, são alguns componentes importantes do modelo relacional
  • Restrições de integridade relacional são referidas a condições que devem estar presentes para uma abordagem de relação válida em DBMS
  • As restrições de domínio podem ser violadas se um valor de atributo não estiver aparecendo no domínio correspondente ou se não for do tipo de dados apropriado
  • Inserir, Selecionar, Modificar e Excluir são as operações realizadas nas restrições do Modelo Relacional
  • O banco de dados relacional preocupa-se apenas com os dados e não com uma estrutura que possa melhorar o desempenho do modelo
  • As vantagens do modelo relacional em SGBD são simplicidade, independência estrutural, facilidade de uso, capacidade de consulta, independência de dados, escalabilidade, etc.
  • Poucos bancos de dados relacionais têm limites de comprimentos de campo que não podem ser excedidos.