Modelagem de Dados: Conceitual, Lógica e Física

O que é Modelagem de Dados?

Modelagem de dados (modelagem de dados) É o processo de criação de um modelo de dados para os dados a serem armazenados em um banco de dados. O modelo de dados é uma representação conceitual dos objetos de dados, das associações entre esses objetos e das regras que os regem. Ao visualizar os dados dessa forma, as equipes podem aplicar regras de negócios, conformidade regulatória e políticas governamentais antes mesmo da criação de qualquer tabela.

Os modelos de dados também garantem consistência nas convenções de nomenclatura, valores padrão, semântica e segurança, além de suportar a qualidade geral dos dados. O diagrama abaixo mostra como as três camadas principais da modelagem de dados se encaixam em níveis crescentes de detalhamento.

Modelos de dados em DBMS

O processo de Modelo de dados é um abdômentracModelo que organiza a descrição dos dados, a semântica dos dados e as restrições de consistência aplicadas a esses dados. O modelo enfatiza o que São necessários dados e como O importante deve ser a organização dos dados, e não as operações que serão realizadas neles. Pense em um modelo de dados como a planta de um edifício: ele define a estrutura conceitual e o relacionamento entre os itens de dados muito antes da criação física do banco de dados.

Duas notações são comumente usadas como técnicas de modelagem de dados:

1. Modelo de relacionamento de entidade (ER) — uma notação gráfica que representa entidades, atributos e as relações entre eles.
2. UML (Linguagem de modelagem unificada) — uma linguagem visual mais abrangente que suporta diagramas de classe adequados para o projeto de estruturas de dados.

Este tutorial de Modelagem de Dados é mais adequado para iniciantes, novatos e profissionais experientes que precisam de uma revisão dos conceitos básicos das camadas conceitual, lógica e física.

Por que usar o modelo de dados?

Antes de explorar cada camada, é útil compreender o valor comercial que um modelo de dados sólido proporciona. Os principais objetivos da utilização de um modelo de dados são:

• Garante que todos os objetos de dados exigidos pelo banco de dados sejam representados com precisão. A omissão de dados leva a relatórios falhos e resultados incorretos.
• Auxilia no projeto do banco de dados nos níveis conceitual, lógico e físico.
• Define as tabelas relacionais, as chaves primárias e estrangeiras e os procedimentos armazenados que o banco de dados precisará.
• Fornece uma visão clara dos dados básicos para que os desenvolvedores de banco de dados possam construir um banco de dados físico com confiança.
• Ajuda a identificar dados ausentes e redundantes precocemente, antes que os defeitos se propaguem para as etapas seguintes.
• Embora a criação inicial exija muito trabalho e tempo, ela torna as futuras atualizações e a manutenção da infraestrutura de TI mais baratas e rápidas.

Tipos de modelos de dados em DBMS

Tipos de modelos de dados: Existem três tipos principais de modelos de dados — Conceitual, Lógico e Físico — e cada um tem um propósito específico. Juntos, eles descrevem os dados e como são armazenados, além de estabelecerem as relações entre os itens de dados.

1. Modelo de dados conceituais: Define WHAT O sistema contém [informações específicas sobre o conteúdo]. Normalmente, ele é criado por partes interessadas do negócio e arquitetos de dados para organizar, delimitar e definir conceitos e regras de negócio.
2. Modelo de dados lógicos: Define COMO O sistema deve ser implementado, independentemente do SGBD. Normalmente, ele é criado por arquitetos de dados e analistas de negócios para desenvolver um mapeamento técnico de regras e estruturas de dados.
3. Modelo de dados físicos: Descreve COMO O sistema será implementado utilizando um SGBD específico. Normalmente, ele é criado por administradores de banco de dados e desenvolvedores e representa a implementação real do banco de dados.

Modelo de Dados Conceituais

A Modelo de Dados Conceituais É uma visão organizada dos conceitos de banco de dados e seus relacionamentos. O objetivo de criar um modelo de dados conceitual é estabelecer as entidades, seus atributos e os relacionamentos entre elas. Nesse nível, poucos detalhes sobre a estrutura real do banco de dados são registrados. Normalmente, os responsáveis ​​pelo negócio e os arquitetos de dados são os proprietários desse artefato.

Os três princípios básicos de um Modelo de Dados Conceitual são:

• Entidade: Algo do mundo real.
• Atributo: Características ou propriedades de uma entidade.
• Relacionamento: Dependência ou associação entre duas entidades.

Exemplo de modelo de dados:

• Cliente e Produto são duas entidades. O número e o nome do cliente são atributos da entidade Cliente.
• O nome e o preço do produto são atributos da entidade Produto.
• A venda é a relação entre o cliente e o produto.

Características de um Modelo de Dados Conceitual

• Oferece uma visão abrangente dos conceitos de negócios em toda a organização.
• Projetado e desenvolvido para um público empresarial.
• Construído independentemente de especificações de hardware, como capacidade ou localização de armazenamento de dados, e de especificações de software, como fornecedor e tecnologia de SGBD. O foco é representar os dados da forma como o usuário os verá no "mundo real".

Os modelos de dados conceituais — também chamados de modelos de domínio — criam um vocabulário comum para todas as partes interessadas, estabelecendo conceitos básicos e escopo.

Modelo Lógico de Dados

O processo de Modelo Lógico de Dados Define a estrutura dos elementos de dados e estabelece as relações entre eles. Adiciona mais informações aos elementos do modelo de dados conceitual e fornece a base sobre a qual o Modelo de Dados Físico será construído, embora a estrutura de modelagem permaneça independente do SGBD.

Neste nível de modelagem de dados, as chaves primárias ou secundárias ainda não estão finalizadas. Você verifica e ajusta os detalhes do conector que foram definidos anteriormente para os relacionamentos e refina as cardinalidades.

Características de um Modelo de Dados Lógico

• Descreve as necessidades de dados para um único projeto, mas pode ser integrado a outros modelos de dados lógicos, dependendo do escopo do projeto.
• Projetado e desenvolvido independentemente do SGBD.
• Os atributos de dados contêm tipos de dados com precisões e comprimentos exatos.
• A normalização é geralmente aplicada até a terceira forma normal (3FN).

Modelo de Dados Físicos

A Modelo de Dados Físicos Descreve uma implementação específica do modelo de dados para um banco de dados. Oferece abstração do banco de dados.tracA estrutura do banco de dados é definida pelo modelo físico de dados e ajuda a gerar o esquema diretamente, graças aos ricos metadados que ele carrega. O modelo físico de dados também auxilia na visualização da estrutura do banco de dados, replicando chaves de coluna, restrições, índices, gatilhos e outros elementos. RDBMS características.

Características de um Modelo de Dados Físicos

• Descreve as necessidades de dados para um único projeto ou aplicação, embora possa ser integrado a outros modelos de dados físicos com base no escopo do projeto.
• Define as relações entre tabelas, abordando a cardinalidade e a nulidade de cada relação.
• Desenvolvido para uma versão específica de um SGBD, localização, layout de armazenamento de dados ou tecnologia utilizada no projeto.
• As colunas contêm tipos de dados exatos, comprimentos e valores padrão.
• Chaves primárias e estrangeiras, visualizações, índices, perfis de acesso e autorizações são definidos explicitamente.

Modelo de dados conceitual vs. lógico vs. físico

Depois de compreender cada camada individualmente, a maneira mais fácil de reter as diferenças é compará-las lado a lado. A tabela abaixo resume o foco, os responsáveis ​​e o nível de detalhe em cada etapa.

Aspecto	Conceitual	lógico	Físico
Propósito	Defina O QUE o sistema contém.	Defina COMO o sistema deve funcionar, independentemente do SGBD.	Defina COMO o sistema é implementado em um SGBD específico.
Público	Partes interessadas do negócio, arquitetos de dados	Arquitetos de dados, analistas de negócios	DBAs, desenvolvedores
Nível de detalhe	Entidades de alto nível, atributos, relacionamentos	Tipos de dados, normalização, atributos	Tabelas, colunas, chaves, índices, gatilhos
Chaves definidas	nenhum	Chaves primárias e estrangeiras conceituais	Chaves primárias, estrangeiras e substitutas concretas
Dependência de SGBD	Independente	Independente	Vinculado a um SGBD específico

Vantagens e desvantagens do modelo de dados

Vantagens de um Modelo de Dados:

• O principal objetivo de um modelo de dados é garantir que os objetos de dados fornecidos pela equipe funcional sejam representados com precisão.
• O modelo de dados é suficientemente detalhado para ser usado como projeto para a construção do banco de dados físico.
• As informações no modelo de dados podem ser usadas para definir os relacionamentos entre tabelas, chaves primárias e estrangeiras e procedimentos armazenados.
• Um modelo de dados ajuda a empresa a se comunicar de forma consistente dentro e entre as organizações.
• Um modelo de dados ajuda a documentar o mapa de dados.pings no processo ETL.
• Isso ajuda a identificar as fontes de dados corretas para alimentar o modelo.

Desvantagens de um modelo de dados:

• Para desenvolver um modelo de dados, é preciso compreender as características físicas dos dados armazenados.
• Sistemas de navegação construídos sobre um modelo de dados podem gerar trabalhos complexos de desenvolvimento e gerenciamento de aplicações, que exigem profundo conhecimento da área.
• Mesmo uma pequena alteração na estrutura pode exigir modificações em toda a aplicação.
• Não existe uma linguagem universal de manipulação de dados que seja aplicável a todos os casos. DBMSPortanto, os modelos muitas vezes precisam ser adaptados para cada plataforma.

Perguntas Frequentes