Banco de Dados Distribuídos - Faculdade de...

GBC043 – Sistemas de Banco de DadosModelo de Entidade-Relacionamento (ER)

Ilmério Reis da Silvailmerio arroba ufu.brwww.facom.ufu.br/~ilmerio/GBC043MS Teams: GBC043.2020/3.T1UFU/FACOM

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Projeto de BD – Uma Visão Panorâmica

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Projeto Conceitual

• Modelagem de dados em alto nível com foco no domínio do problema e não na solução

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Projeto Conceitual

• Modelagem de dados em alto nível com foco no domínio do problema e não na solução

• Elementos básicos

Modelar os conceitos do mundo real

Modelar as características dos conceitos

Modelar os relacionamentos entre conceitos

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Modelo de Entidade-Relacionamento (MER)

• O MER, ou simplesmente ER, foi desenvolvido com o objetivo de facilitar o projeto de banco de dados por meio de um modelo independente de implementação e de fácil compreensão por parte do usuário

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• Conceitos básicos:

– Entidade, Tipo Entidade e Conjunto de Entidades

– Relacionamento e Conjunto de Relacionamentos– Atributos

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• Conceitos básicos:

– Entidade, Tipo Entidade e Conjunto de Entidades

– Relacionamento e Conjunto de Relacionamentos– Atributos

• Def. O Diagrama ER-DER é uma representação gráfica de Entidades, Atributos e Relacionamentos que modelam um Esquema de Banco de Dados

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DER – Um exemplo – Company Database

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ER - Entidade

Def. ENTIDADE é um conceito do mundo real com existência independente.

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ER - Entidade

Def ENTIDADE é um conceito do mundo real com existência independente.

Exemplo: empregado, projeto, curso

Obs: empregado é um conceito físico;

curso é um conceito abstrato

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ER - Entidade

Def ENTIDADE é um conceito do mundo real com existência independente.

Exemplo: empregado, projeto, curso

Obs: empregado é um conceito físico;

curso é um conceito abstrato

• o retângulo representa Tipo Entidade

• O tipo Empregado representa um Conjunto de Entidades, ou seja, todas as instâncias no BD

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ER - Atributo

Def. ATRIBUTO é uma propriedade da entidade• Exemplo: código, nome, créditos

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ER - Atributo

Def. ATRIBUTO é uma propriedade da entidade• Exemplo: código, nome, créditos

Um atributo no DER é representado por uma elipse ligada ao Tipo Entidade.

Existem vários tipos de atributos...

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ER – Atributo Simples

Def. ATRIBUTO SIMPLES ou ATÔMICO é um atributo básico e indivisível.

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ER – Atributo Simples

Def. ATRIBUTO SIMPLES ou ATÔMICO é um atributo básico e indivisível.

• Exemplos: sexo, cpf

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ER – Atributo Composto

Def. ATRIBUTO COMPOSTO é um atributo que pode ser dividido em partes com significados diferentes

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ER – Atributo Composto

Def. ATRIBUTO COMPOSTO é um atributo que pode ser dividido em partes com significados diferentes

Exemplo: employee.name, pessoa.endereço

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ER – Hierarquia de Atributos

Um Atributo Composto pode formar uma hierarquia

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ER – Atributo Multivalorado e Monovalorado

Def. ATRIBUTO MULTIVALORADO é um atributo que possui um conjunto de valores para uma mesma entidade

Exemplo: empresa.telefone

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Def.

ATRIBUTO MONOVALORADO é um atributo que possui um único valor para uma mesma entidade

Exemplo: empresa.nome


Exemplo: empresa.telefone

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Def.

ATRIBUTO MONOVALORADO é um atributo que possui um único valor para uma mesma entidade

Exemplo: nome


Exemplo: telefone

OBS: no DER um Atributo Multivalorado é representado por uma elipse com contorno em linha dupla

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ER – Atributo Chave

Def. ATRIBUTO CHAVE é um atributo cujos valores são distintos p/ instâncias distintas de um Conjunto Entidades

Exemplos: disciplina.código, turma.sigla, turma.codigo

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ER – Atributo Chave

Def. ATRIBUTO CHAVE é um atributo cujos valores são distintos p/ instâncias distintas de um Conjunto Entidades

Exemplos: disciplina.código, turma.sigla, turma.codigo

OBS: no DER um Atributo Chave é representado por um sublinhado em seu nome. Observe que uma entidade pode ter mais de um atributo chave.

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ER – Atributo Derivado e Armazenado

Def. ATRIBUTO DERIVADO é um tipo de atributo cujo valor pode ser obtido de outros atributos ou relacionamentos. Diante disso não precisa ser armazenado.

Ex: pessoa.idade, departamento.numerodeempregados

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ER – Atributo Derivado e Armazenado

Def. ATRIBUTO DERIVADO é um tipo de atributo cujo valor pode ser obtido de outros atributos ou relacionamentos. Diante disso não precisa ser armazenado.

Ex: pessoa.idade, departamento.numerodeempregados

OBS: no DER um Atributo Derivado é representado por uma elipse com contorno em linha tracejada. O ATRIBUTO ARMAZENADO é aquele cujo valor será fisicamente no BD.

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ER – Relacionamento

Def. RELACIONAMENTO é uma associação entre entidades que deve ser definido quando um tipo entidade se refere a outro tipo entidade.

Exemplo: lotação de empregado em departamento

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ER – Relacionamento

Def. RELACIONAMENTO é uma associação entre entidades que deve ser definido quando um tipo entidade se refere a outro tipo entidade.

Exemplo: lotação de empregado em departamento

Um relacionamento no DER é representado por um losango ligado às entidades.

Existem vários tipos de relacionamentos

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ER – Papéis em relacionamentos

Def. PAPEL em um relacionamento define como a entidade participa do mesmo

Exemplo: empregado está lotado em departamento

departamento tem lotação de empregados

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ER – Papéis em relacionamentos

Def. PAPEL em um relacionamento define como a entidade participa do mesmo

Exemplo: empregado está lotado em departamento

departamento tem lotação de empregados

Muitas vezes o papel está implícito no relacionamento e não é representado no diagrama ER

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ER – Auto-relacionamentos e papéis

Def. Auto-relacionamentos associam instâncias de uma mesma entidade

Exemplo:

supervisão de empregados

Papéis:

empregado é supervisor de empregado

empregado é supervisionado por empregado

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ER – Auto-relacionamentos e papéis

Def. Auto-relacionamentos associam instâncias de uma mesma entidade

Exemplo:

supervisão de empregados

Papéis:

empregado é supervisor de empregado

empregado é supervisionado por empregado

Em autorelacionametnos é necessário indicar os papéis, que são denotados por rótulos nas linhas que modelam o relacionamento

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ER – Cardinalidade em Relacionamentos

Def. CARDINALIDADE de relacionamento é uma restrição na quantidade máxima de instâncias de uma entidade que podem estar associadas a uma instância de outra entidade

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ER – Cardinalidade em Relacionamentos

Def. CARDINALIDADE de relacionamento é uma restrição na quantidade máxima de instâncias de uma entidade que podem estar associadas a uma instância de outra entidade

No DER definimos a cardinalidade como N ou 1, neste caso, indicando que uma instância de funcionário pode estar associadas a, no máximo, uma instância de departamento.

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ER – Partitipação em Relacionamentos

Def. PARTICIPAÇÃO TOTAL de uma entidade em um relacionamento é uma restrição que indica a necessidade de que qualquer instância da entidade, estar associada a, no mínimo, um instância no relacionamento

Exemplo: toda instância de PROJECT necessariamente está associado a um departamento no relacionamento CONTROLS

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ER – Partitipação em Relacionamentos

Def. PARTICIPAÇÃO TOTAL de uma entidade em um relacionamento é uma restrição que indica a necessidade de que qualquer instância da entidade, estar associada a, no mínimo, um instância no relacionamento

Exemplo: toda instância de PROJECT necessariamente está associado a um departamento no relacionamento CONTROLS

No DER um relacionamento com participação total é indicado por meio de uma linha dupla. Quando não é total, chamamos de Partcipação Parcial

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ER – Entidade Fraca

Def. ENTIDADE FRACA é aquela que não possui atributo chave e é identificada por meio de um relacionamento total com pelo menos um tipo Entidade Forte.

Ex: Dependente/Entidade Fraca; Funcionário/Entidade Forte

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ER – Entidade Fraca

No DER, um Tipo Entidade Fraca é representado por meio de retângulo com contorno em linha dupla. O relacionamento total com pelo menos uma entidade forte é denotado por um losângulo com contorno em linha dupla. A “chave local” é denotada por sublinhado pontilhado. A chave de uma instância de uma entidade fraca é um atributo composto pela chave da entidade forte mais a sua “chave local”

Def. ENTIDADE FRACA é aquela que não possui atributo chave e é identificada por meio de um relacionamento total com pelo menos um tipo Entidade Forte.

Ex: Dependente/Entidade Fraca; Funcionário/Entidade Forte

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Especificação do Exemplo BD Empresa

Elabore um diagrama ER para o BD Empresa que deve armazenar dados de funcionários, departamentos e projetos de uma empresa. Cada departamento tem um nome exclusivo, um número exclusivo e um funcionário que o gerencia a partir de uma data. Um departamento pode estar em vários locais e controla uma série de projetos. Cada projeto tem um nome exclusivo, um número exclusivo e um local. O funcionário tem um nome, CPF, endereço, salário, sexo, data de nascimento, está lotado em um departamento e trabalha em pelo menos um projeto. Registraremos o número de horas que o funcionário trabalha em um determinado projeto. Registraremos também o supervisor do funcionário, se houver. O supervisor é outro funcionário. Os dependentes dos funcionários serão registrados com nome, sexo, data de nascimento e parentesco com o funcionário. O funcionário não pode ter dois ou mais dependentes com o mesmo nome.

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ER - Exemplo

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Exercícios ER

• Desenhe um diagrama ER para o SEE descrito no item II.7 de L2_ER.pdf

• [EN] Exercícios do Capítulo 7

• [RG] Exercícios do Capítulo 2

• [SK]Exercícios do Capítulo 7

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ER:

RESUMO DA

NOTAÇÃO

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ER – Notação alternativa (min, max)

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ER – Grau de Tipo-Relacionamentos

Def. GRAU DE UM TIPO-RELACIONAMENTO é o número de tipos de entidade que participam.

Ex: relacionamentos de grau 3 (ternário) ligam 3 entidades, por exemplo: relacionamento entre agencia, cliente e conta

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ER – Grau de Tipo-Relacionamentos

Um tipo-relacionamento de grau n tem n arcos no diagrama

Def. GRAU DE UM TIPO-RELACIONAMENTO é o número de tipos de entidade que participam.

Ex: relacionamentos de grau 3 (ternário) ligam 3 entidades, por exemplo: relacionamento entre agencia, cliente e conta

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Diferença entre um relacionamento ternário é três relacionamentos binários (Figura (a) e (b))....

ER – Relacionamentos binário/ternário

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... , mas uma alternativa à representação ternária é usar uma entidade fraca e três relacionamentos binários Figura (c)

ER – Alternativa para relacionamento ternário

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ER Estendido (EER)

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ER Estendido (EER)

• Introduz semântica adicional ao ER

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ER Estendido (EER)


• Entidades do ER podem representar:

CLASSE

SUBCLASSE

SUPERCLASSE

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ER Estendido (EER)


• Entidades do ER podem representar:

CLASSE

SUBCLASSE

SUPERCLASSE• HERANÇA:

subclasses herdam atributos da superclasse

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EER – Especialização/ Generalização

• ESPECIALIZAÇÃO:

definir sub-classes à partir da super-classe

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definir sub-classes à partir da super-classe• GENERALIZAÇÃO:

definir super-classe à partir de sub-classes

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definir sub-classes à partir da super-classe• GENERALIZAÇÃO:

definir super-classe à partir de sub-classes

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EER – Especialização/ GeneralizaçãoExemplo

• Cada entidade do Conjunto de Entidades das subclasses também é um Empregado

• OBS: a notação será discutida em seguida

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EER – Herança de Relacionamentos

• Além dos atributos, as subclasses herdam os relacionamentos das superclasses

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EER – Herança de Relacionamentos

• Além dos atributos, as subclasses herdam os relacionamentos das superclasses

• Uma instância da superclasse pode ser instância de zero, uma ou mais subclasses, dependendo do critério de especialização/generalização

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EER – Especialização/GeneralizaçãoNotação

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EER – Subclassses mutuamente exclusivas

Critério de Especialização/Generalização

Disjunto: este critério modela uma restrição tal que as subclasses são mutuamente exclusivas, ou seja, uma instância da superclasse pode ser, no máximo, a instância de uma das subclasses

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EER – Subclassses mutuamente exclusivas

No DER o critério disjunto é indicado pela letra “d” no relacionamento superclasse/subclasses;

Critério de Especialização/Generalização

Disjunto: este critério modela uma restrição tal que as subclasses são mutuamente exclusivas, ou seja, uma instância da superclasse pode ser, no máximo, a instância de uma das subclasses

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EER – Exemplo subclassses disjuntas

Uma instância de disciplina não pode ser de graduação e pós graduação

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EER – Subclasses sobrepostas

Critérios de Especialização/Generalização

Sobreposto: subclasses se sobrepõesm, ou seja, uma instância da superclasse pode ser instância de mais de uma subclasse

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EER – Subclasses sobrepostas

Critérios de Especialização/Generalização

Sobreposto: subclasses se sobrepõesm, ou seja, uma instância da superclasse pode ser instância de mais de uma subclasse

No DER o critério sobreposto é o default ou pode ser explicitado pela letra “o”

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EER – Exemplo de subclasses sobrepostas

Uma instância de pessoa pode praticar mais de um tipo de esporte

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EER – Exemplo de Especialização

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EER – Exemplo de Generalização

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EER – Especialização definida com atributo

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EER – Especialização com sobreposição

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EER – Herança múltipla em subclasses

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EER – Herança Múltipla

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EER - Categoria

“UNION TYPE” ou CATEGORIA

• União de entidades (superclasses) formando categorias (ou clusters), onde a instância de uma subclasse da categoria tem que ser instância de pelo menos uma das superclasses

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EER - Categoria



• A categoria é modelada por meio de um relacionamento (União) da subclasse com mais de uma superclasse e a subclasse representa um subconjunto da união de todas as superclasses

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EER - Categoria



• A categoria é modelada por meio de um relacionamento (União) da subclasse com mais de uma superclasse e a subclasse representa um subconjunto da união de todas as superclasses

No DER denotamos a união com a letra “U” no relacionamento das superclasses com a subclasse

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EER - Agregação

Def. AGREGAÇÃO é um conceito de abstração para a criação de objetos compostos com base em componentes (três casos)

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EER - Agregação


1) Entidade que agrega atributos de objetos para representar um objeto mais complexo (Exemplo: COMPA agrega CNa e Caddr)

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EER - Agregação



2) Relacionamento que agrega atributos (Exemplo: INTERVIE agrega ContactNa e ContactPho)

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EER - Agregação



2) Relacionamento que agrega atributos (Exemplo: INTERVIE agrega ContactNa e ContactPho)

3) Entidade que representa objeto agregado a partir do relacionamento de outros objetos (Não é natural no ER. Como resolver isso?)

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EER – Agregação – o problema

Como relacionar Entrevista a outra entidade chamada Oferta_de_Emprego?

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EER –Agregação – 1a abordagem equivocada

Nem toda Entrevista gera uma Oferta_de_Emprego. Logo não é correto modelar entrevista como um relacionamento.

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EER– Agregação – 2a abordagem equivocada

O ER não permite relacionamento entre relacionamentos (alguna autores definem diagramas ER que permitem)

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EER – Abordagem baseada em Agregação

Define-se então um objeto composto, ou Entidade Agregada, mas esta última também não é usual em ER

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EER – Abordagem com Entidade_Fraca

Esta é abordagem recomendade por [EN]

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Um Exemplo de EER

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Projeto Conceitual - UML

Diagrama de classes da UML como alternativa de modelagem conceitual

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UML – Um Exemplo

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UML - Especialização/Generalização

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Resumo de Projeto Conceitual com ER e EER

• Entidades (fraca)• Atributos (atômico, composto, multivalorado, derivado,

chave) e domínios

• Relacionamentos

participação total e parcial

Cardinalidades (1:1, 1:N, N:M) ou (min, max)• Especialização e Generalização

Total e parcial

Disjunta e sobreposta

União ou Categoria

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Projeto Conceitual – Alternativas de Notação

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Bibliografia/Exercícios de EER

• Lista de Exercícios: L2_ER

• [EN] Capítulo 7 e 8

• [RG] Capítulo 2

• [SK] Capítulo 7

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FIM – ER e EER

FIM – ER e EER

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