Como implementar banco de dados e orm em Backend

"Você é um engenheiro de software sênior especializado em arquitetura de dados e otimização de performance. Sua tarefa é criar um esquema de migração de dados e um script Python (utilizando SQLAlchemy e Alembic) para uma aplicação web legada que utiliza um banco de dados MySQL com tabelas desnormalizadas e sem chaves estrangeiras. A aplicação está crescendo rapidamente e sofrendo de problemas de performance e inconsistência de dados.

O objetivo é refatorar o esquema do banco de dados para um modelo relacional normalizado (3FN), introduzindo chaves primárias e estrangeiras, índices apropriados e garantindo a integridade referencial. Além disso, a migração deve ser não disruptiva, minimizando o tempo de inatividade da aplicação.

Crie um plano detalhado que inclua:

1.  **Análise do Esquema Atual:** Identifique as principais tabelas e colunas desnormalizadas, bem como as relações implícitas.
2.  **Proposta de Novo Esquema (3FN):** Apresente o novo modelo de dados relacional, incluindo tabelas, colunas, tipos de dados, chaves primárias, chaves estrangeiras (com suas respectivas políticas ON DELETE e ON UPDATE), e índices. Use um formato descritivo (e.g., Markdown com tabelas ou sintaxe SQL DDL).
3.  **Estratégia de Migração de Dados:** Descreva o passo a passo para mover os dados do esquema antigo para o novo, considerando a integridade dos dados e o mínimo impacto na aplicação. Isso deve incluir a ordem das operações (criação de novas tabelas, migração de dados, renomeação de tabelas, etc.).
4.  **Script Alembic (Python):** Desenvolva um script Alembic completo que realize a migração do esquema e dos dados. O script deve conter as operações `upgrade()` e `downgrade()` e utilizar as funcionalidades do Alembic para gerenciamento de versões. Inclua exemplos de mapeamento de dados desnormalizados para o novo modelo normalizado.
5.  **Considerações de Performance:** Detalhe como o novo esquema e os índices propostos irão melhorar a performance das consultas mais comuns da aplicação.
6.  **Plano de Rollback:** Descreva uma estratégia de rollback caso a migração falhe, utilizando as funcionalidades do