Modelo de dados relacionais em SGBD | Conceitos e exemplos de banco de dados

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 da 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 forma como os dados são organizados logicamente.

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

  • Servidor Dinâmico DB2 e Informix – IBM
  • Oracle e RDB – Oracle
  • SQL Server e Acesso – Microsoft

Conceitos de modelo relacional em SGBD

  1. Atributo: Cada coluna em uma tabela. Atributos são as propriedades que definem uma relação. por exemplo, Student_Rollno, NOME, etc.
  2. Tabelas – 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. As linhas representam registros e as colunas representam atributos.
  3. Tupla – Nada mais é do que 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 chamado de 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 possuem 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

Conceitos de modelo relacional

Restrições de integridade relacional

As restrições de integridade relacional no SGBD referem-se a condições que devem estar presentes para uma relação válida. Essas restrições relacionais no SGBD são derivadas das regras do minimundo que o banco de dados representa.

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

  1. Restrições de domínio
  2. Restrições principais
  3. Restrições de Integridade Referencial

Restrições de domínio

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

As restrições de domínio especificam isso dentro de 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 tal que CustomerName não seja NULL

Restrições principais

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 Customer. É mais provável que haja uma única chave para um cliente, CustomerID =1 é apenas para CustomerName =”Google”.

Identificação do Cliente Nome do cliente Status
1 Google Ativo
2 Amazon Ativo
3 Apple Inativo

Restrições de Integridade Referencial

As restrições de integridade referencial em SGBD são baseadas no conceito de chaves estrangeiras. Uma chave estrangeira é um atributo importante de uma relação que deve ser referida 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:

Restrições de integridade relacional

In the above example, we have 2 relations, Customer and Billing.

Tuple for CustomerID =1 is referenced twice in the relation Billing. So we know CustomerName=Google has billing amount $300

Operações no Modelo Relacional

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

Inserir, atualizar, excluir e selecionar.

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

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

Inserir operação

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

Inserir Operação no Modelo Relacional

Operação de atualização

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

Operação de atualização no modelo relacional

Excluir operação

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

Excluir operação no modelo relacional

No exemplo dado 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 na mesma banco de dados.

Selecione a operação

Selecione Operação no Modelo Relacional

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 instâncias de uma entidade
  • As colunas devem conter dados sobre atributos da entidade
  • As células da tabela devem conter um único valor
  • Cada coluna deve receber um nome exclusivo
  • Não há duas linhas que possam ser idênticas
  • Os valores de um atributo devem ser do mesmo domínio

Vantagens do modelo de banco de dados relacional

  • Simplicidade: A Relational data model in DBMS is simpler than the hierarchical and network model.
  • Independência Estrutural: O banco de dados relacional se preocupa apenas com dados e não com uma estrutura. Isso pode melhorar o desempenho do modelo.
  • Fácil de usar: O modelo relacional em SGBD é fácil, pois as tabelas que consistem em linhas e colunas são bastante naturais e simples de entender
  • Capacidade de consulta: Torna possível uma linguagem de consulta de alto nível como SQL para evitar complex navegação no banco de dados.
  • Independência de dados: A estrutura do banco de dados relacional pode ser alterada sem a necessidade de alterar nenhuma aplicação.
  • Escalável: Em relação ao número de registros, ou linhas, e ao número de campos, um banco de dados deve ser ampliado para melhorar sua usabilidade.

Desvantagens do modelo relacional

  • Poucos bancos de dados relacionais têm limites de comprimento de campo que não podem ser excedidos.
  • Os bancos de dados relacionais às vezes podem se tornar comunsplex à medida que a quantidade de dados aumenta e as relações entre os dados se tornam mais complicadas.
  • Complex os sistemas 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
  • As restrições de integridade relacional referem-se a condições que devem estar presentes para uma abordagem de relação válida no SGBD
  • As restrições de domínio podem ser violadas se um valor de atributo não aparecer no domínio correspondente ou 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 se preocupa apenas com os dados e não com uma estrutura que possa melhorar o desempenho do modelo
  • Vantagens de 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 comprimento de campo que não podem ser excedidos.