Modelo relacional de bases de dados

Apresentação

UC00602 (25h · 2,25 pts) introduz o modelo relacional. Aprende-se a modelar dados a partir de requisitos do mundo real, desenhar diagramas entidade-relação, aplicar normalização até à 3FN e definir chaves e restrições.

Do real ao relacional

Programar sem um bom modelo de dados é construir uma casa sem fundações. A maioria dos bugs e da dor em projectos vem de modelos mal pensados no início.

Conceitos

• Entidade — "coisa" do mundo real que queremos representar: Aluno, Curso, Encomenda.
• Atributo — propriedade da entidade: nome do aluno, preço do produto.
• Instância — ocorrência concreta: o aluno "João Silva" com id 42.
• Relação — associação entre entidades: Aluno inscreve-se em Curso.
• Cardinalidade — quantas instâncias se relacionam: um, muitos.
• Chave primária (PK) — coluna(s) que identifica unicamente cada linha.
• Chave estrangeira (FK) — coluna que aponta para a PK de outra tabela.

Cardinalidades

1:1 — um-para-um Cada instância de A liga-se a no máximo uma de B, e vice-versa. Exemplo: Pessoa ↔ Cartão Cidadão.

1:N — um-para-muitos Cada A pode ligar-se a várias B; cada B liga-se a apenas um A. Exemplo: Cliente → Encomendas. Implementa-se com FK na "muitos" (Encomenda.cliente_id).

N:M — muitos-para-muitos A pode ligar-se a várias B e vice-versa. Exemplo: Aluno ↔ Curso. Resolve-se sempre com tabela de associação (Inscricao) com FK para os dois lados.

Diagramas ER

Notações

Chen — académica. Rectângulos para entidades, losangos para relações, óvalos para atributos. Verbosa mas didática.

Crow's Foot / Information Engineering — a mais usada em 2026. Rectângulos com lista de colunas; linhas entre rectângulos com "pés de galinha" (representam o lado "muitos"). Compacta.

UML — class diagrams adaptados. Comum em ambientes onde já se usa UML para outras coisas.

Ferramentas

• dbdiagram.io — gratuito, DSL simples, exporta SQL.
• drawSQL.app — interface visual moderna.
• MySQL Workbench — editor visual + sincronização com BD real.
• DBeaver — cliente BD que também desenha modelos.
• DataGrip (pago, JetBrains) — excelente para projectos sérios.
• Lucidchart, diagrams.net — uso geral, suporta ER.

Exemplo dbdiagram.io

Table Cliente {
  id int [pk, increment]
  nome varchar
  email varchar [unique]
}

Table Encomenda {
  id int [pk, increment]
  data datetime
  cliente_id int [ref: > Cliente.id]
}

A sintaxe [ref: > Cliente.id] cria FK de Encomenda.cliente_id para Cliente.id em relação N:1.

Normalização

Conjunto de regras que reduzem redundância e anomalias de actualização. Foi descrita por Codd nos anos 70.

1FN · Primeira Forma Normal

Cada célula contém um valor atómico. Não há listas, conjuntos ou estruturas dentro de uma célula.

Errado: | id | aluno | telefones | |---|---|---| | 1 | João | 919..., 933... |

Correcto: tabela Telefone separada com FK aluno_id.

2FN · Segunda Forma Normal

1FN + cada atributo não-chave depende da chave inteira (relevante só com chaves compostas).

Errado:

nome_produto depende só de produto_id, não da chave composta. Mover nome_produto para a tabela Produto.

3FN · Terceira Forma Normal

2FN + sem dependências transitivas (atributos não-chave que dependem de outros atributos não-chave).

Errado:

cidade depende de cod_postal, não directamente do aluno. Mover para tabela CodigoPostal.

BCNF, 4FN, 5FN

Formas mais avançadas. Na maioria dos projectos práticos, parar na 3FN é suficiente.

Desnormalização

Em sistemas de leitura intensiva (relatórios, dashboards, BI), desnormalizar pode melhorar performance — duplica-se dado para evitar JOINs em queries massivas. Exemplo: relatório mensal de vendas com nome do cliente já replicado no extracto.

Regra: normalizar primeiro; desnormalizar com medição e motivo claro.

Restrições

Tipos

Acções referenciais

Quando se altera ou apaga uma linha "pai" que tem filhos referenciando-a:

• CASCADE — propaga a operação aos filhos. Exemplo: apagar Encomenda apaga EncomendaItem em cascata.
• SET NULL — coloca a FK a NULL nos filhos. Exemplo: apagar Departamento → FuncionarioId.depto_id = NULL.
• RESTRICT ou NO ACTION — impede a operação se houver filhos.
• SET DEFAULT — coloca valor por defeito.

CREATE TABLE EncomendaItem (
  encomenda_id INT,
  produto_id INT,
  qty INT,
  PRIMARY KEY (encomenda_id, produto_id),
  FOREIGN KEY (encomenda_id) REFERENCES Encomenda(id) ON DELETE CASCADE,
  FOREIGN KEY (produto_id) REFERENCES Produto(id) ON DELETE RESTRICT
);

Tipos de dados

Numéricos

• INT / BIGINT — inteiros.
• DECIMAL(p,s) / NUMERIC(p,s) — preço, valores exactos.
• FLOAT / DOUBLE — aproximados (não usar para dinheiro).

Texto

• CHAR(n) — comprimento fixo.
• VARCHAR(n) — comprimento variável até n.
• TEXT — texto longo sem limite definido.

Data e tempo

• DATE — só data (2026-05-19).
• TIME — só hora.
• DATETIME / TIMESTAMP — data e hora.

TIMESTAMP em MySQL tem tratamento de timezone automático e limite até 2038.

Outros

• BOOLEAN — true/false (mapeado para TINYINT(1) em MySQL).
• JSON — objectos JSON (MySQL 5.7+, PostgreSQL).
• BLOB — binário (raramente usado; preferível guardar ficheiros em filesystem).

Caso prático · loja online

Requisitos

Pretende-se modelar uma loja online com: - Clientes com nome, email, morada. - Produtos com categoria, preço, stock. - Encomendas que incluem vários produtos em quantidades variáveis.

Modelo

CREATE TABLE Cliente (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  nome VARCHAR(150) NOT NULL,
  email VARCHAR(150) UNIQUE NOT NULL,
  telefone VARCHAR(20),
  morada TEXT
);

CREATE TABLE Categoria (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  nome VARCHAR(80) UNIQUE NOT NULL
);

CREATE TABLE Produto (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  nome VARCHAR(150) NOT NULL,
  descricao TEXT,
  preco DECIMAL(10,2) NOT NULL CHECK (preco >= 0),
  stock INT NOT NULL DEFAULT 0,
  categoria_id INT,
  FOREIGN KEY (categoria_id) REFERENCES Categoria(id)
);

CREATE TABLE Encomenda (
  id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  data DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  cliente_id INT NOT NULL,
  estado ENUM('pendente','pago','enviado','entregue','cancelado') DEFAULT 'pendente',
  FOREIGN KEY (cliente_id) REFERENCES Cliente(id)
);

CREATE TABLE EncomendaItem (
  encomenda_id INT,
  produto_id INT,
  qty INT NOT NULL CHECK (qty > 0),
  preco_unit DECIMAL(10,2) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (encomenda_id, produto_id),
  FOREIGN KEY (encomenda_id) REFERENCES Encomenda(id) ON DELETE CASCADE,
  FOREIGN KEY (produto_id) REFERENCES Produto(id) ON DELETE RESTRICT
);

Notas: - preco_unit em EncomendaItem regista o preço no momento da compra — não vai buscá-lo a Produto, porque o preço pode mudar depois. - ENUM no estado da Encomenda restringe valores permitidos. - CASCADE em itens (faz sentido apagar conjunto), RESTRICT em produto (não permitir apagar produto que está em encomendas históricas).

Apêndices

A · Cheatsheet PK / FK

-- PK simples
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT

-- PK composta
PRIMARY KEY (col1, col2)

-- FK inline
cliente_id INT REFERENCES Cliente(id)

-- FK separada
FOREIGN KEY (cliente_id) REFERENCES Cliente(id)
  ON DELETE CASCADE
  ON UPDATE CASCADE

B · Glossário

Anomalia de actualização. Modelo mal normalizado obriga a actualizar várias linhas para mudar um dado, com risco de inconsistência. BCNF. Boyce-Codd Normal Form — versão mais estrita da 3FN. Cardinalidade. Quantos elementos participam numa relação. ER. Entity-Relationship. FK. Foreign Key — chave estrangeira. PK. Primary Key — chave primária.

C · Recursos

• dbdiagram.io — diagramas online gratuitos.
• Use The Index, Luke · use-the-index-luke.com — explica índices.
• SQLBolt · interactive tutorials.
• Livro: Database Design for Mere Mortals (Hernandez).