Os diagramas de entidade-relacionamento mostram a relação entre diferentes entidades em um sistema. Esses diagramas são especialmente úteis para fornecer uma visão rápida de quais informações existem em um sistema e como elas se conectam. Eles também ajudam as equipes a pensar em como os usuários, softwares e bancos de dados interagem em cenários reais.
Saiba mais sobre os diagramas de entidade-relacionamento, incluindo suas origens, usos, exemplos, componentes e como desenhá-los usando nossa ferramenta de diagrama DER.
O que é um diagrama DER?
Um diagrama de entidade-relacionamento (ER ou DER) é um tipo de fluxograma que ilustra como entidades como pessoas, objetos ou conceitos se relacionam entre si dentro de um sistema. Os diagramas DER são mais frequentemente usados para projetar ou depurar bancos de dados relacionais nas áreas de engenharia de software, sistemas de informação empresarial, educação e pesquisa. Também conhecidos como DERs ou modelos ER, eles usam um conjunto definido de símbolos, como retângulos, losangos, ovais e linhas de conexão para representar a interconexão de entidades, relacionamentos e seus atributos. Eles espelham a estrutura gramatical, com entidades como substantivos e relacionamentos como verbos.
Os diagramas DER estão relacionados aos diagramas de estrutura de dados (DSDs), que se concentram nos relacionamentos de elementos dentro das entidades, em vez dos relacionamentos entre as próprias entidades. Os diagramas DER também são usados em conjunto com diagramas de fluxo de dados (DFDs), que mapeiam o fluxo de informações para processos ou sistemas.
História dos modelos ER
Peter Chen, cientista da computação e mathematician aplicado, recebeu o crédito pelo desenvolvimento da modelagem ER para o design de bancos de dados na década de 1970. Antes de o campo da ciência da computação existir, a representação da interconexão das coisas remontava à Grécia Antiga com as obras de Aristóteles, Sócrates e Platão. Isso foi visto mais recentemente nas obras dos séculos XIX e XX de filósofos-lógicos como Charles Sanders Peirce e Gottlob Frege.
Nas décadas de 1960 e 1970, Charles Bachman e A.P.G. Brown estavam desenvolvendo os predecessores da abordagem de Chen. Bachman desenvolveu um tipo de diagrama de estrutura de dados chamado Diagrama de Bachman. Brown publicou trabalhos sobre modelagem de sistemas do mundo real. James Martin adicionou refinamentos ao DER. O trabalho de Chen, Bachman, Brown, Martin e outros também contribuiu para o desenvolvimento da Unified Modeling Language (UML), amplamente utilizada no design de software.
Usos de diagramas de entidade-relacionamento
Design de banco de dados
Os diagramas DER são usados para modelar e projetar bancos de dados relacionais. O modelo de dados lógico é usado para lógica e regras de negócios, e o modelo de dados físico é usado para a implementação da tecnologia. Na engenharia de software, um diagrama DER costuma ser uma etapa inicial na determinação dos requisitos de um projeto de sistemas de informação. Posteriormente, ele também é usado para modelar um ou mais bancos de dados específicos. Um banco de dados relacional tem uma tabela relacional equivalente e é expresso dessa forma conforme necessário.
Os DERs são frequentemente usados no início de um novo projeto de banco de dados para esboçar os requisitos e ajudar a equipe a criar um modelo que expresse os fluxos de informações entre o usuário, o software, o banco de dados e outras entidades. Como tornam as suposições e dependências visíveis desde o início, os DERs melhoram o planejamento e a tomada de decisões antes do início da implementação.
Os benefícios comuns do estágio inicial incluem identificar problemas mais cedo, eliminar a confusão sobre sistemas complexos e mitigar riscos.
Solução de problemas em bancos de dados
Os diagramas DER são usados para analisar bancos de dados existentes para encontrar e resolver problemas de lógica ou implementação. Desenhar o diagrama ajuda a revelar o que está dando errado.
Sistemas de informação empresarial
Os diagramas são usados para projetar ou analisar bancos de dados relacionais para processos de negócios. Qualquer processo de negócios que utilize dados categorizados envolvendo entidades, ações e interações se beneficia de um banco de dados relacional. Ele otimiza processos, permite descobrir informações mais facilmente e melhora os resultados.
Reengenharia de processos de negócios (BPR)
Os diagramas DER ajudam na análise de bancos de dados usados na reengenharia de processos de negócios e na modelagem de uma nova configuração de banco de dados.
Educação
Os bancos de dados são o método atual de armazenamento de informações relacionais para fins educacionais e recuperação posterior, portanto, os diagramas DER são valiosos no planejamento dessas estruturas de dados.
Pesquisa
Como grande parte da pesquisa se concentra em dados estruturados, os diagramas DER desempenham um papel fundamental na configuração de bancos de dados úteis para analisar os dados.
Os componentes e recursos de um diagrama DER
Os diagramas DER são compostos de entidades, relacionamentos e atributos. Eles também representam a cardinalidade, que define os relacionamentos em termos numéricos. Aqui está um glossário:
Entidade
Uma entidade é qualquer tipo de objeto de dados. Esses objetos podem ser computadores, impressoras, funcionários, clientes, lugares, eventos, conceitos e assim por diante.
Tipo de entidade: Um tipo de entidade é um group de coisas definíveis, como clientes ou produtos, enquanto a entidade seria o cliente ou produto específico.
Conjunto de entidades: Um conjunto de entidades é o mesmo que um tipo de entidade, mas é definido em um momento específico, como clientes que compraram no mês passado. Um termo relacionado é instância, no qual um cliente específico seria uma instância do conjunto de entidades.
Categorias de entidades: As categorias de entidades incluem fortes, fracas e associativas. Uma entidade forte pode ser definida unicamente por seus próprios atributos, enquanto uma entidade fraca não pode. Uma entidade associativa conecta entidades (ou elementos) dentro de um conjunto de entidades.
Chaves de entidade: Uma chave de entidade é um atributo que define exclusivamente uma entidade em um conjunto de entidades. As chaves de entidade podem ser superchaves, chaves candidatas ou chaves primárias. Uma superchave é um conjunto de atributos (um ou mais) que juntos definem uma entidade em um conjunto de entidades. Uma chave candidata é uma superchave mínima, o que significa que ela tem o menor número possível de atributos para ainda ser uma superchave. Um conjunto de entidades pode ter mais de uma chave candidata. Uma chave primária é uma chave candidata escolhida pelo designer do banco de dados para identificar exclusivamente o conjunto de entidades.
Relacionamento
Os relacionamentos definem como as entidades agem umas sobre as outras ou como estão associadas entre si. Pense nos relacionamentos como verbos. For exemplo, um cliente específico pode comprar um produto. As duas entidades seriam o cliente e o produto, e o relacionamento representado é o ato de comprar, conectando as duas entidades dessa forma. Os relacionamentos são normalmente mostrados como losangos ou rótulos diretamente nas linhas de conexão.
Relacionamento recursivo: Em um relacionamento recursivo, a mesma entidade participa mais de uma vez no relacionamento.
Atributo
Os atributos são o que define as propriedades das entidades no seu banco de dados. Você pode tel um conjunto de entidades de clientes com valores diferentes para nome, endereço, informações de pagamento e assim por diante.
Atributo descritivo: Um atributo descritivo é uma propriedade ou característica de um relacionamento (em oposição a uma entidade).
Categorias de atributos: As categorias de atributos incluem simples, compostos, derivados, bem como de valor único ou multivalorados. Um atributo simples é atômico e não pode ser dividido, como um número de telefone. Um atributo composto é um subatributo que se origina de um atributo. Um atributo derivado é calculado ou obtido de outro atributo, como a idade a partir da data de nascimento. Um atributo multivalorado é um valor para mais de um atributo, como vários números de telefone para uma pessoa. Um atributo de valor único possui apenas um valor de atributo. Os tipos podem ser combinados, como atributos simples de valor único ou atributos compostos multivalorados.
Cardinalidade
A cardinalidade define os atributos numéricos do relacionamento entre duas entidades ou conjuntos de entidades. Os três principais relacionamentos cardinais são um para um, um para muitos e muitos para muitos. Um exemplo de um para um seria um cliente associado a um endereço de correspondência. Um exemplo de um para muitos (ou muitos para um, dependendo da direção do relacionamento) seria um cliente comprando vários produtos, mas todos esses produtos têm uma única linha de retorno para esse cliente. Em um exemplo de muitos para muitos, os clientes como um grupo são associados a vários produtos e os produtos, por sua vez, são associados a vários clientes.
Visões de cardinalidade: As visões de cardinalidade podem ser mostradas como do lado oposto ou do mesmo lado, dependendo de onde os símbolos são exibidos.
Restrições de cardinalidade: As restrições de cardinalidade são os números mínimos ou máximos que se aplicam a um relacionamento.
Mapeamento de linguagem natural
Os componentes ER podem ser comparados a partes do discurso. Isso mostra como um diagrama DER se compara a um diagrama gramatical:
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Substantivo comum - Exemplo de tipo de entidade: cliente
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Substantivo próprio - Exemplo de entidade: Sally Smith
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Verbo - Exemplo de tipo de relacionamento: compra
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Adjetivo - Exemplo de atributo para entidade: novo
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Advérbio - Exemplo de atributo para relacionamento: digitalmente
A linguagem de consulta de banco de dados ERROL na verdade imita construções de linguagem natural. O ERROL é baseado em álgebra relacional remodelada (RRA) e funciona com modelos ER, capturando seus aspectos linguísticos.
Símbolos e notações de DER
As imagens a seguir mostram vários sistemas de notação de DER. Confira a página de símbolos e notação de DER para obter mais informações.
Estilo de notação de Chen
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Estilo Pé de Galinha/Martin/Engenharia de Informação
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Estilo Bachman
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Estilo IDEF1X
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Estilo Barker
Algumas equipes também aplicam a notação UML quando desejam que os relacionamentos no estilo ER sejam expressos com convenções orientadas a objetos. Isso não significa que o DER se torne um tipo de diagrama UML. Em vez disso, significa apenas que a notação UML é usada para descrever relacionamentos de entidades e cardinalidade. Com a notação UML, os relacionamentos são mostrados como uma linha sólida que conecta duas entidades. As cardinalidades são indicadas na linha (por exemplo, 1..1 indica um para um, ou 1..* para um para muitos) e você pode adicionar locuções verbais (como “feito por” ou “encomendado por”) para definir a relação entre as entidades.
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Exemplos
A seguir estão exemplos de diagramas DER feitos em cada sistema.
Modelos de dados conceituais, lógicos e físicos
Os modelos ER e os modelos de dados são normalmente desenhados em até três níveis de detalhe:
Modelo de dados conceitual
Este modelo mostra a visão de nível mais alto, contendo o menor nível de detalhes. Seu valor está em capturar o escopo geral do modelo e retratar a arquitetura do sistema. Para um sistema de escopo menor, você pode começar com o modelo lógico.
Modelo de dados lógico
Este modelo mostra mais detalhes do que um modelo conceitual e define entidades operacionais e transacionais. O modelo lógico é independente da tecnologia na qual será implementado.
Modelo de dados físico
Um ou mais modelos físicos podem ser desenvolvidos a partir de cada modelo lógico. Os modelos físicos devem mostrar detalhes tecnológicos suficientes para produzir e implementar o banco de dados real.
À medida que os sistemas crescem, pode ser difícil capture todos os detalhes operacionais em um único visual legível. Se necessário, você pode usar mais de um gráfico e criar diferentes níveis de DERs conforme necessário. Sistemas menores, por outro lado, muitas vezes podem ser representados facilmente.
Limitações dos diagramas e modelos ER
Os diagramas e modelos ER não são a melhor opção para todos os tipos de banco de dados. Aqui estão vários motivos pelos quais eles podem não ser o visual ideal para o seu caso de uso:
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Apenas para dados relacionais: O único propósito dos diagramas ER é mostrar relacionamentos entre entidades, portanto eles não são a escolha certa para o design de bancos de dados não relacionais.
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Não serve para dados não estruturados: A menos que os dados estejam claramente delineados em diferentes campos, linhas ou colunas, os diagramas ER terão utilidade limitada. O mesmo se aplica a dados semiestruturados, pois apenas parte dos dados será útil.
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Dificuldade de integração com um banco de dados existente: Usar modelos ER para integração com um banco de dados existente pode ser um desafio devido às diferentes arquiteturas.
Da mesma forma, se a sua camada de persistência primária for não relacional, você precisará de uma abordagem de modelagem diferente de um DER clássico.
Como criar um diagrama DER básico
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Objetivo e escopo: Defina o objetivo e o escopo do que você está analisando ou modelando.
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Entidades: Identifique as entidades envolvidas. Quando estiver tudo pronto, comece a desenhá-las em retângulos (ou no formato de escolha do seu sistema) e rotulando-as como substantivos.
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Relacionamentos: Determine como todas as entidades estão relacionadas. Desenhe linhas entre elas para indicar os relacionamentos e rotule-as. Algumas entidades podem não estar relacionadas, e tudo bem. Em diferentes sistemas de notação, o relacionamento pode ser rotulado em um losango, um retângulo ou diretamente no topo da linha de conexão.
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Atributos: Adicione mais detalhes incluindo atributos-chave das entidades. Os atributos costumam ser mostrados como ovais.
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Cardinalidade: Mostre se o relacionamento é um para um, um para muitos ou muitos para muitos.
Se você estiver diagramando um sistema grande, considere dividir o trabalho em múltiplos diagramas (por exemplo, uma visão geral conceitual e um ou mais modelos físicos) para manter cada visual legível.
Como criar um diagrama DER no Lucidchart
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Abra um novo documento do Lucidchart
Crie seu diagrama do zero ou economize tempo começando com um dos modelos de diagrama DER prontos do Lucidchart. O importante é mostrar o nível de detalhe necessário para o seu propósito. Você pode desenhar um modelo conceitual, lógico ou físico, dependendo do detalhe necessário.
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Ative as bibliotecas de formas de DER
Clique em Mais formas no lado esquerdo do editor e certifique-se de que a caixa Entidade-relacionamento esteja marcada na lista de bibliotecas de formas.
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Arraste e solte formas
Comece a adicionar formas à tela para representar todas as suas entidades e relacionamentos clicando na forma desejada e soltando-a onde quiser. Certifique-se de que todas as suas entidades e relacionamentos estejam rotulados e que seu diagrama suporte todos os dados que você precisa armazenar.
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Conecte formas
Clique em qualquer forma e arraste uma linha para fora de um dos círculos que aparecem para conectá-la a qualquer outra forma, permitindo mostrar o relacionamento entre as entidades. Fique atento a entidades ou relacionamentos redundantes. E, se estiver solucionando um problema de banco de dados, verifique se há lacunas nos relacionamentos ou falta de entidades ou atributos.
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Compartilhe seu diagrama DER
Como os DERs são visuais e padronizados, eles também servem como um artefato de colaboração que as equipes revisam e refinam juntas. Você pode compartilhar facilmente seu diagrama de rede com outras pessoas via e-mail, Slack ou link compartilhável. Clique em Compartilhar no canto superior direito da tela e um pop-up será exibido. Escolha como gostaria de compartilhar seu diagrama e defina o nível apropriado de permissões.
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