una introduccion a base de datos, el modelo entidad relacion

Ing. Yim Isaias Apestegui Florentino
Base de Datos
UNA INTRODUCCION A BASE
DE DATOS,
EL MODELO ENTIDAD
RELACION
ING. YIM ISAIAS APESTEGUI FLORENTINO
Fuente:
Caselli Gismondi Hugo,Manual de Base de Datos 2009
Elmasri y Navathe: “Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos” 3ª edición,
Dr. Carlos Castillo de UPF: Modelo Entidad Relación
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Ing. Yim Isaias Apestegui Florentino
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INTRODUCCION:
• Las bases de datos no son
una mera colección de
archivos.
• Más bien, es una fuente
central de datos significativos.
• Usuarios, aplicaciones,
compartimiento.
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• El
soporte de una base de
datos es el (DBMS: Database
Management System), el cual
permite
la
creación,
modificación y actualización
de la base de datos, la
recuperación de los datos y la
emisión de reportes.
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Nivel Físico: El nivel más bajo de
abstracción describe como se almacenan
realmente los datos. En el nivel físico, se
describen en detalle las estructuras de
datos complejas de bajo nivel.
Nivel Conceptual: El siguiente nivel de
abstracción describe qué datos son
realmente almacenados en la base de datos
y las relaciones que existen entre los datos.
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Aquí se describe la base de datos completa
en términos de un número pequeño de
estructuras relativamente sencillas las que
pueden implicar estructuras complejas en el
nivel físico. El nivel conceptual lo usan los
administradores de base de datos, quienes
deben decidir qué información se va a
guardar en la base de datos.
Nivel de Visión: El nivel más alto de
abstracción describe sólo partes de la base
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de datos completa. Muchos usuarios de la
base de datos, no necesitan conocer toda la
información. En cambio, dichos usuarios sólo
necesitan conocer una parte de la base de
datos.
Diseño conceptual. El propósito es describir
el contenido de la información de la base de
datos, más que las estructuras de
almacenamiento que se necesitan para
manejar esta información.
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Esta fase parte de la especificación de
requerimientos y su resultado es un esquema
conceptual. El esquema conceptual es una
descripción de alto nivel de la estructura de la
base de datos, independiente del SMBD que
se use para manipularla.
Diseño lógico. Tiene como fin obtener el
esquema lógico, que es una descripción
de la estructura de la base de datos que
puede procesar el software del SMBD.
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Para especificar el esquema lógico se usa el
modelo lógico (jerárquico, de redes, o
Relacional, que es actualmente el mas
usado).
Diseño físico. El objetivo es obtener el
esquema físico, el cual es una descripción
de la implantación de una base de datos en la
memoria secundaria, describe las estructuras
de almacenamiento y los métodos usados
para tener acceso efectivo a los datos.
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Hay una retroalimentación entre el diseño
físico y lógico, porque las decisiones tomadas
durante el diseño físico para mejorar el
rendimiento, pueden afectar la estructura del
esquema lógico.
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Modelos Conceptuales.
Son instrumentos para representar la
realidad a un alto nivel de abstracción.
Con su uso se puede construir una
descripción de la realidad, fácil de
entender e interpretar.
Se caracterizan por el hecho de que
proporcionan capacidad de estructuración
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bastante flexible y permiten especificar
restricciones de datos explícitamente.
Hay modelos diferentes; algunos de los
más extensamente conocidos son:
o El modelo entidad-relación.
o El modelo orientado a objetos.
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Modelos Lógicos.
Apoyados por los sistemas de manejo de
base de datos (SMBD). Describen los
datos procesables en un computador. Los
tres modelos de datos más ampliamente
aceptados son los modelos relacional, de
red y jerárquico.
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Modelo relacional
El modelo relacional representa
los datos y las relaciones entre
los
datos
mediante
una
colección de tablas, cada una de
las cuales tiene un número de
columnas con nombres únicos.
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Modelo de red
Los datos en el modelo de red se
representan mediante colecciones de
registros y las relaciones entre los datos
se representan mediante enlaces, los
cuales pueden verse como punteros. Se
enlazan a nivel de grafos arbitrarios.
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Modelo jerárquico
El modelo jerárquico es similar al
modelo de red en el sentido de
que los datos y las relaciones
entre los datos se representan
mediante registros y enlaces,
respectivamente.
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Se diferencia del modelo de red
en que los registros están
organizados como colecciones
de árboles en vez de grafos
arbitrarios.
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M O DE L O
EN T I D A D
RE L ACI O N
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Los conceptos básicos
previstos por el modelo
ER son:
Entidades,
Relaciones y
Atributos.
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ENTIDADES: representan clases de objetos.
Una entidad es un objeto que es distinguible
de otros objetos por medio de un conjunto
específico de atributos. Una entidad puede ser
concreta, tal como una actor, película o
estudio, una persona o un libro, o puede ser
abstracta, como un día festivo o un concepto.
PELICULA, ACTOR Y ESTUDIO, son
ejemplos de entidades para una base de datos
de movies. Las entidades se representan
gráficamente por medio de rectángulos.
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ATRIBUTOS: representan las propiedades
básicas de las entidades o relaciones. Un
atributo es una función que asigna un conjunto
de entidades a un dominio. Así, cada entidad
se describe por medio de un conjunto de pares
(atributo, valor del dato), un par para cada
atributo del conjunto de entidades. Por
ejemplo, los atributos de PERSONA podrían
ser:
Nombre <Valor>,
Apellido<Valor>,
DNI<Valor> y Profesión<Valor>.
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RELACIONES: Las
relaciones representan
agregaciones de dos o
más entidades.
Tipos de relaciones: 1-1,1-N,N-N
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Por ejemplo:
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Entidades
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Atributos
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Relaciones
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Tipos de Atributos
Atómicos-Compuestos
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Tipos de atributo
Valores
Monovaluados (ej.: edad)
Multivaluados (ej.: teléfonos)
Almacenados o derivados
Ej.: la edad de una persona es casi siempre un
atributo derivado de la fecha de nacimiento
Posiblemente nulos
Cuando un atributo se puede dejar “en blanco”
Claves
Permiten localizar una entidad, son únicos
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CLAVES
Relaciones
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Tipo de relación
Ejemplo: es jefe de, participar en curso
Instancia de relación
Juan es jefe de Pedro
Grado de una relación
Número de entidades que participan
Binario, terciario, etc.
Cardinalidades
Número de instancias de cada entidad
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Cobertura de las Generalizaciones
Consideremos el caso de una empresa
cualquiera y diferentes políticas respecto a
las personas a considerar, en su calidad
de empleados y clientes.
Cobertura total y exclusiva: Todas las
personas están clasificadas como
empleados o clientes (cobertura total); Sí una
persona se clasifica como empleado, no
puede clasificarse como cliente y al contrario
ocurre lo mismo (cobertura exclusiva).
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Cobertura total y superpuesta: Todas las
personas son empleados o clientes
(cobertura total), permitiéndose que un
empleado sea a su vez cliente (cobertura
superpuesta).
El esquema es similar al anterior.
Sólo que en vez de poner la indicación (t, e)
se pondrá (t, s).
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Cobertura parcial y exclusiva: No todas las
personas están clasificadas como empleados
o clientes (cobertura parcial); Si una persona
se clasifica como empleado, no puede
clasificarse como cliente y al contrario ocurre
lo mismo (cobertura exclusiva). El esquema
sigue siendo el mismo, pero con la
Indicación (p, e).
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Cobertura parcial y superpuesta: No todas
las personas están clasificadas como
empleados o clientes (cobertura parcial); Si
una persona se clasifica como empleado
también puede clasificarse como cliente
(cobertura superpuesta). El esquema llevaría
la indicación (p, s).
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CLAVES DE UNA RELACIÓN (DE UNA
TABLA).
En el modelo relacional se habla de claves en
vez de identificadores, existiendo
comúnmente las siguientes definiciones:
Clave candidata de una relación (tabla) es
un conjunto no vacío de atributos que
identifican unívoca y mínimamente cada tupla
(registro).
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Clave primaria: Es aquella clave candidata
que el usuario elegirá, por
consideraciones ajenas al modelo relacional,
para identificar las tuplas de la
relación.
Clave alternativas: Son aquellas claves
candidatas que no han sido escogidas
como claves primarias.
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Clave ajena o foránea: de una relación R2
es un conjunto no vacío de atributos cuyos
valores han de coincidir con los valores de la
clave primaria de una relación R1 (R1 y R2
no son necesariamente distintas). Notar que
la clave ajena y la correspondiente clave
primaria han de estar definidas sobre los
mismos dominios.
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También:…
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Relaciones como atributos
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Relaciones Con Atributos
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Relaciones Ternarias
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Disminuir Grado
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Reemplazar por Una Binaria y una Entidad
Extra
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ENTIDADES DÉBILES Y FUERTES
Entidad débil
No tienen atributos clave propios
Necesitan
otra
entidad
para
ser
identificados
Entidad fuerte
Si tienen clave propia
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Ejercicios Propuestos.
CASO-1 Sea una empresa dedicada al alquiler de CD-ROMs de
audio. Dicha empresa tiene un local de atención al público donde
están expuestas las carátulas de los CDs más demandados y las
últimas novedades, aunque también existen listados en papel de
todos los títulos que se podrían alquilar. Cuando un cliente solicita en
alquiler un título, se comprueba si hay ejemplares disponibles y si el
cliente no tiene problemas por ejemplares no devueltos, quedando
constancia de la fecha de alquiler y la fecha máxima de entrega; de
forma que cuando el cliente devuelva el ejemplar se podrá comprobar
s i s e l e t i e n e q u e i m p o n e r u n a s a n c i ó n . Ca d a c l i e n t e p u e d e s o l i c i t a r
una relación de los CDs que ha alquilado previamente.
Ca d a e j e m p l a r d e c a d a t í t u l o d e b e q u e d a r p l e n a m e n t e i d e n t i f i c a d o
(incluyendo la información necesaria para su rápida localización
física). Se pide realizar la parte del ERD que recoge la información de
l o s CDs .
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Caso-2.Realizar el ER correspondiente al siguiente supuesto: Se
tienen CLIENTES de los que se guarda un número de cliente,
nombre, apellidos, lista de teléfonos, fax y correo electrónico. Los
clientes realizan PEDIDOS. (Un pedido no puede ser realizado por
dos clientes simultáneamente). Cada pedido tiene un número de
pedido, una fecha asociada y una persona de contacto. Cada pedido
aglutina varias LÍNEAS DE DETALLE, cada una con una cantidad y
una referencia a un artículo. Los ARTÍCULOS tienen un descriptor,
un identificador de familia y un identificador de modelo. Varias líneas
de detalle correspondientes a uno o varios pedidos (bien en su
totalidad, bien en parte) constituyen un ALBARÁN. Los albaranes
contienen una fecha de entrega, una dirección de entrega y el
nombre y apellido del receptor. Varias líneas de detalle
correspondientes a uno o varios albaranes (bien en su totalidad, bien
en parte) constituyen una FACTURA, la cual contiene un número de
factura, una fecha de cobro y un modo de pago.
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Caso 3 Construir el ER correspondiente al siguiente enunciado:
Un centro de instalaciones deportivas quiere hacer una
aplicación de reservas. En el centro existen instalaciones
deportivas (piscinas, gimnasios, frontones, etc.). El centro en
cuestión tiene socios, de los cuales se almacenan su dirección,
ciudad, provincia, teléfono, nombre y estado. Existen una serie
de artículos que se pueden alquilar junto con las reservas
(balones, redes, raquetas, etc.). Cada instalación es reservada
por un socio en una fecha dada desde una hora de inicio hasta
una hora de fin siempre y cuando este al día en sus cuotas.
Cada reserva puede tener asociada uno o varios artículos
deportivos que se alquilan a parte. Por ejemplo si yo quiero
hacer una reserva para jugar a voleibol tengo que reservar una
instalación polideportivo más un artículo red, más un artículo
balón.
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Caso 4.Una empresa avícola desea llevar el control de la
alimentación diaria de las aves en cada una de las etapas
básicas de crecimiento (bebe, joven y consumo). Cada ración
de alimento tiene una composición en base a tres elementos,
la cual es diferente en cada una de las etapas. Cada etapa
tiene definido un periodo de tiempo. Todo empieza con la
fecha de nacimiento del ave bebe y finaliza con la fecha de
venta del ave de consumo. Las aves se identifican desde su
nacimiento y en base al número de lote de incubación. Cada
lote posee un tamaño de población y una fecha de entrega
para el inicio de crianza. El control de alimentación de cada
población de un lote de crianza a lo largo de cada etapa
incluye la cantidad total de la ración de alimento que se
coloca, la población de aves al inicio del día y el control de la
merma en base al número de aves que mueren el día
anterior.
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