Conceptos Esenciales de Bases de Datos Relacionales y Lenguajes de Consulta (SQL)

Objetivos del Modelo Relacional

Los objetivos fundamentales del modelo relacional son lograr la independencia física y lógica, la flexibilidad, la uniformidad y la sencillez.

Estructura y Componentes de una Relación

Definiciones Estructurales

• Cardinalidad: Es el número de filas (o tuplas) de una relación.
• Grado: Es el número de columnas (o atributos) de la relación.

Elementos Fundamentales

• Características de la Tabla Plana: No hay filas duplicadas, y el orden de las filas es irrelevante.
• Dominio: Conjunto finito de valores atómicos y homogéneos, caracterizados por un nombre. Son homogéneos porque son del mismo tipo y atómicos porque son indivisibles. Por ejemplo: colores, números, edad.
• Atributo: Es el papel que tiene un determinado dominio en una relación.
• Dominio Compuesto: Es una combinación de dominios simples que tiene un nombre y a la que se pueden aplicar ciertas restricciones de integridad.
• Relación: Es un subconjunto del producto cartesiano de una lista de dominios. Cada elemento de la relación, denominado tupla, es una serie de n valores ordenados.

Intención y Extensión

Se distinguen dos aspectos de la relación:

• Intención o Esquema de Relación: Conjunto de n pares atributo-dominio subyacente.
• Extensión u Ocurrencia: Conjunto de m tuplas, donde cada tupla es un conjunto de n pares atributo-valor.

Claves y Restricciones

• Clave Candidata: Es un conjunto no vacío de atributos que identifican unívoca y mínimamente cada tupla. Una relación puede tener más de una clave (Clave Primaria y Clave Alternativa).
• Clave Ajena (Foreign Key): En una relación R2, es un conjunto no vacío de atributos cuyos valores deben coincidir con los valores de la clave primaria de otra relación R1.
• Restricciones: Estructuras u ocurrencias no permitidas. Hay restricciones inherentes y de usuario:
  • Operación restringida.
  • Con transmisión en cascada.
  • Con puesta a nulos.
  • Con puesta a valor por defecto.
  • Que desencadena un procedimiento de usuario.

Dinámica del Modelo Relacional

La dinámica del modelo se aborda mediante dos tipos de enfoques:

• Algebraicos: Los cambios de estado se especifican mediante operaciones cuyos operandos son relaciones y cuyo resultado es otra relación.
• Predicativos (Cálculo Relacional): Los cambios de estado se especifican mediante predicados que definen el estado objetivo sin indicar las operaciones que hay que realizar para llegar al mismo. Se seleccionan conjuntos de tuplas.

Álgebra Relacional

Son cinco los operadores que podríamos llamar primitivos:

1. Los tradicionales de la Teoría de Conjuntos: Unión, Diferencia y Producto Cartesiano.
2. Los introducidos por Codd: Restricción (Selección) y Proyección.

Clasificación de Operadores

• Operadores Primitivos:
  • Unarios: Restricción o Selección, Proyección.
  • Binarios: Unión, Diferencia, Producto Cartesiano.
• Operadores Derivados: Combinación o Join, Intersección, División.

Cálculo Relacional

Cálculo Relacional Orientado a la Tupla

Las variables se asocian a tuplas, las constantes se asocian a variables de dominio, y los operadores son los de comparación.

Componentes de una Consulta

• Operador: Determina la acción que hay que realizar con los datos seleccionados.
• Objetivo: Especifica qué atributos y de qué relaciones se desea recuperar.
• Predicado: Especifica la condición que deben verificar las tuplas a fin de ser seleccionadas.

SQL (Structured Query Language)

SQL es una evolución del lenguaje SEQUEL, desarrollado en IBM.

Estructura de SQL

SQL se compone de tres sublenguajes principales:

• DDL (Data Definition Language): Permite la descripción de la estructura de la Base de Datos (BD).
• DML (Data Manipulation Language): Permite el manejo de las tablas y las vistas mediante sus cuatro verbos (SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE).
• DCL (Data Control Language): Contiene los operadores para la gestión de transacciones y privilegios de acceso a los datos.

Características de SQL

SQL presenta las siguientes características:

• Es manejable bajo dos modalidades: con módulo interactivo y como lenguaje huésped de un lenguaje anfitrión.
• Garantiza una seguridad total de acceso a los datos.
• Garantiza la independencia entre el nivel conceptual y el nivel interno.
• Permite la gestión multiusuario de los datos.
• Independencia de los vendedores (portabilidad).
• Respeta la independencia entre el nivel conceptual y las aplicaciones.