Fundamentos Esenciales del Modelo Relacional: Definiciones, Reglas de Codd y Restricciones de Integridad

1. Definición y Objetivos del Modelo de Datos

Un modelo de datos es un conjunto de herramientas conceptuales que permiten describir los datos, sus relaciones y la terminología a emplear.

Objetivos en Modelos Físicos y Lógicos

• Modelos Lógicos: Describen los datos como deben ser mostrados a los usuarios. Se centran en la estructura conceptual.
• Modelos Físicos: Describen los datos como deben ser almacenados y gestionados por el Sistema Gestor de Bases de Datos (SGBD). Se centran en la implementación.

2. Las 12 Reglas de Codd para Bases de Datos Relacionales

Estas reglas definen los requisitos mínimos que debe cumplir un SGBD para ser considerado relacional:

1. Regla de Información.
2. Regla de Acceso Garantizado.
3. Tratamiento Sistemático de Valores Nulos.
4. Catálogo en Línea Dinámico Basado en el Modelo Relacional.
5. Regla de Sublenguaje Completo de Datos.
6. Regla de Actualización de Vistas.
7. Inserción, Actualización y Supresión de Alto Nivel.
8. Independencia Física de los Datos.
9. Independencia Lógica de los Datos.
10. Independencia de la Integridad.
11. Independencia de la Distribución.
12. Regla de No Subversión.

3. Ventajas Clave del Modelo Relacional

El modelo relacional ofrece múltiples beneficios, principalmente relacionados con la independencia y la consistencia de los datos:

Independencia de los Datos

Los datos son independientes de:

• Las aplicaciones.
• Los dispositivos de almacenamiento empleados.
• El crecimiento o tamaño de la base de datos.
• El tipo de organización interna de los datos.
• Los lenguajes de programación utilizados.
• Las máquinas que alberguen la Base de Datos (BD).

Consistencia y Simplificación

• Eliminación de la Inconsistencia de los Datos: Aislamiento e incoherencia controlados.
• Eliminación de la Redundancia.
• Simplifica la forma de mostrar los datos a los usuarios.
• Permite el uso de un lenguaje de datos universal basado en el cálculo relacional (como SQL).

4. Definición de Restricciones Generales en Bases de Datos

Las restricciones aseguran la validez y la integridad de los datos almacenados en las relaciones:

Restricciones de Estructura

• Ausencia de tuplas (registros) repetidas (no hay dos tuplas iguales).
• Irrelevancia del orden de las tuplas.
• Irrelevancia del orden de los atributos (campos).
• Cada atributo solo puede tomar un único valor del dominio al que pertenece.

Restricciones de Integridad Específicas

Restricciones de Integridad Referencial

Consiste en que no puede haber un valor en una clave ajena (Foreign Key) de una tabla, si antes no existe en la clave primaria de la tabla a la que hace referencia. Se permiten valores nulos en las claves ajenas, siempre que no formen parte de la clave primaria de su propia tabla.

Restricciones de Verificación

Comprueban, durante una actualización, si se cumplen o no las condiciones exigidas en una restricción de las anteriores antes de realizar la modificación.

5. Características de una Tabla en el Modelo Relacional

Una tabla, también conocida como matriz, array, entidad o relación, se define como un conjunto de atributos, cada uno de los cuales pertenece a un dominio, y que posee un nombre que identifica la relación.

Estructura y Propiedades

• Es una estructura en forma de filas (tuplas) y columnas (atributos) que sirven para almacenar los datos de una entidad (que es la imagen de una realidad).
• El número de columnas por tabla es fijo, aunque puede modificarse en el transcurso de la vida de la BD.
• No admite filas duplicadas.
• Las tablas tienen un solo tipo de fila.

6. Dominio de Datos: Tipos y Ejemplos

El dominio es el conjunto de los valores permitidos para cada una de las columnas (ej. cadena de caracteres, números enteros, SI/NO, etc.).

Tipos de Dominio

Dominios Continuos

Contienen todos los valores posibles entre dos límites de datos, un máximo y un mínimo. Ejemplo: campo sueldo o código postal.

Dominios Discretos

Contienen determinados valores seleccionados. Ejemplo: campo sexo (M/F).

7. Clave Primaria: Definición, Características y Nombres

Cuando un dominio (campo) o combinación de dominios de una relación poseen un conjunto de valores que identifican únicamente a cada elemento de la relación, se les denomina clave primaria.

Características Esenciales de la Clave Primaria

• Es única.
• Es mínima (no contiene atributos redundantes).
• No es nula (no se permiten valores nulos en ninguno de sus campos).
• No se permiten claves primarias redundantes (repetidas).
• Los campos que forman parte de la clave primaria se denominan primos.
• Existen tablas con uno o más campos o grupos de campos que poseen características de clave primaria (candidatas).