Llaves, integridad referencial y formas normales en bases de datos relacionales

Resumen

Este documento explica los fundamentos de las bases de datos relacionales: los tipos de llaves (superllave, candidata, primaria, alternativa y extranjera), las reglas de integridad de entidades y referencial, y las tres primeras formas normales (1FN, 2FN y 3FN). También recoge cómo transformar el modelo relacional en un modelo físico de tablas, campos y tipos de datos.

Puntos clave

Superllave: uno o más atributos que identifican de forma única una entidad; la llave candidata es la superllave mínima.
La llave primaria es la candidata elegida para identificar los registros; las demás candidatas son llaves alternativas.
Una llave extranjera toma las llaves primarias de las entidades que relaciona al convertir el modelo E-R en relacional.
Integridad de entidades: los atributos de la llave primaria no pueden tomar valores nulos.
Integridad referencial: los valores de una llave extranjera deben ser consistentes con los de la llave primaria referenciada.
1FN exige que todos los atributos sean simples o atómicos; 2FN exige dependencia funcional plena de la llave primaria; 3FN exige que los atributos no llave dependan solo de la llave.
Cada relación se convierte en una tabla, cada atributo en un campo y cada dominio en un tipo de dato.

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Llaves o Identificadores

Superllave: Uno o más atributos que juntos permiten identificar de forma única una entidad.
Llave candidata: La superllave mínima.
Llave primaria: La llave candidata elegida para identificar los registros.
Llave alternativa: Las restantes candidatas que no han sido elegidas como primaria.
Llave extranjera: Conjunto de atributos de una relación que son, a la vez, llave primaria de otra relación. Cuando una relación del modelo E-R se convierte en relación del modelo relacional, toma las llaves primarias de las entidades que relaciona.

Integridad Referencial

Regla de Integridad de Entidades

Los atributos que forman la llave primaria de una relación no pueden tomar valores nulos.

Regla de Integridad Referencial

La base de datos no puede contener valores en una llave extranjera que sean inconsistentes con los valores de la llave primaria a la que hacen referencia.

Reglas para las Llaves Extranjeras

¿Puede contener valores nulos o NULL?

¿Qué hacer si se intenta eliminar la llave primaria referenciada por una llave extranjera?

No permitirlo.
Eliminar en cascada.
Asignarle un valor NULL.

¿Qué hacer si se intenta modificar la llave primaria referenciada por una llave extranjera?

No permitirlo.
Modificar en cascada.
Asignarle un valor NULL.

Formas Normales

Primera Forma Normal (1FN)

Una relación está en 1FN si y solo si:

Todos los dominios sobre los que están definidos los atributos son simples o atómicos.

Segunda Forma Normal (2FN)

Una relación está en 2FN si y solo si:

Está en 1FN.
Todo atributo que no forma parte de la llave primaria depende funcionalmente de toda la llave primaria (Dependencia funcional plena).

Tercera Forma Normal (3FN)

Una relación está en 3FN si y solo si:

Está en 2FN.
Todo atributo que no forma parte de la llave primaria no depende funcionalmente de ningún otro atributo que no sea llave (cada atributo no llave depende solamente de la llave).

Modelo Físico

Regla 1ª

Toda relación del modelo relacional se convierte en una tabla del modelo físico.

Regla 2ª

Cada atributo de una relación del modelo relacional se convierte en un campo de una tabla del modelo físico.

Regla 3ª

Cada dominio de los atributos de una relación del modelo relacional define el tipo de dato del campo de una tabla.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre llave candidata y llave primaria?

La llave candidata es una superllave mínima que puede identificar los registros. La llave primaria es la candidata elegida para identificarlos, y las no elegidas pasan a ser llaves alternativas.

¿Qué significa la integridad referencial?

Significa que la base de datos no puede contener valores en una llave extranjera que no coincidan con los valores de la llave primaria a la que hacen referencia.

¿Qué exige la tercera forma normal (3FN)?

Exige que la relación esté en 2FN y que ningún atributo no llave dependa funcionalmente de otro atributo que tampoco sea llave; cada atributo no llave depende solo de la llave.