Fundamentos del Modelo Entidad-Relación y Modelo Relacional en Bases de Datos

El Modelo Entidad-Relación

3.1. Conceptos Básicos

• Entidad: Es un objeto en el mundo real que es distinguible de todos los demás. Una entidad tiene un conjunto de propiedades (atributos) y un subconjunto de estas cuyos valores van a determinar de forma única a una entidad.
• Atributo: Propiedad o característica de las entidades y de las relaciones. Cada atributo tiene un conjunto de valores permitidos, y a ese conjunto se le denomina dominio (conjunto de valores permitidos para un atributo).

Tipos de Atributos

• Simples: Es aquel cuyo valor no se puede descomponer en partes más pequeñas.
• Compuesto: Permite descomponerse en otros atributos, formando lo que se denomina una jerarquía.
• Univaluado: Solo puede tomar un valor para una entidad específica.
• Multivaluado: Aquellos que pueden tomar más de un valor para una entidad específica.
• Nulo: Indica que, para una determinada entidad, este atributo no tiene ningún valor asignado.
• Derivado: El valor de este atributo se puede calcular a partir de los valores de otros atributos relacionados.

• Ocurrencia de Entidad: Cada una de las instancias específicas que se pueden almacenar para un tipo de entidad.
• Relación: Una asociación entre diferentes entidades.
• Papel de una Entidad: La función que desempeña una entidad en una relación específica.

3.2. Cuestiones de Diseño

La decisión sobre si usar entidades o atributos depende del contexto del mundo real que se esté modelando y de la semántica asociada al problema en cuestión.

Se utiliza una relación para describir una acción o asociación entre entidades, en lugar de modelarlo como una entidad separada, a menos que la relación misma tenga atributos o participe en otras relaciones.

3.3. Restricciones de Correspondencia

• Correspondencia de Cardinalidades: Indica el número de ocurrencias de una entidad que pueden relacionarse con un número de ocurrencias de otra entidad a través de una relación específica. Las cardinalidades comunes son uno a uno (1:1), uno a muchos (1:N) y muchos a muchos (N:M). [Nota: Revisar detalles específicos en apuntes]

Notas Adicionales:

1. Una relación también puede tener atributos propios.
2. Grado de una Relación: Es el número de tipos de entidad que participan en la relación. Si son dos, es binaria; si son tres, es ternaria; si son cuatro, es cuaternaria, etc.

3.6. Entidades Débiles

Una entidad débil es aquella cuya existencia depende de la existencia de otra entidad, llamada entidad identificadora o propietaria.

Cuando una entidad no tiene suficientes atributos para formar una clave primaria por sí misma, se considera una entidad débil. La entidad de la que depende (y que tiene su propia clave primaria) se denomina entidad fuerte (o dominante), mientras que la entidad débil es la subordinada.

Se llama discriminante (o clave parcial) al conjunto de atributos de la entidad débil que, combinados con la clave primaria de la entidad fuerte propietaria, permiten identificar unívocamente las ocurrencias de la entidad débil.

La clave primaria de una entidad débil se forma mediante la clave primaria de la entidad fuerte más el discriminante de la entidad débil.

Modelo Relacional

4.1. Estructura de Datos Relacional

Una base de datos relacional se representa mediante un conjunto de tablas (o relaciones), a cada una de las cuales se le asigna un nombre exclusivo. Cada tabla está formada por filas y columnas, y en ellas se almacenan los datos.

A cada columna se le asigna un nombre (atributo) y todos los datos que aparecen en una misma columna deben pertenecer al mismo dominio (conjunto de valores permitidos).

Dado que las tablas son esencialmente relaciones matemáticas en el Modelo Relacional, se utilizan los términos técnicos:

• Relación: En lugar de tabla.
• Tupla: En lugar de fila o registro.
• Atributo: En lugar de columna o campo.

4.2. Elementos del Modelo Relacional

4.2.1. Componentes del Modelo

• Componente Estructural: Se encarga de definir la estructura de datos que utiliza el modelo. La estructura básica es la relación (tabla), que se define formalmente como un subconjunto del producto cartesiano de los dominios de sus atributos.
• Componente de Integridad (Semántica): Define las restricciones para mantener la consistencia y corrección de los datos. Está formado principalmente por dos reglas de integridad: la regla de integridad de entidad (relacionada con claves primarias) y la regla de integridad referencial (relacionada con claves ajenas).
• Componente de Manipulación: Proporciona los operadores necesarios para trabajar con los datos del modelo (consultar, insertar, modificar, eliminar). Incluye lenguajes formales como el álgebra relacional y el cálculo relacional, que son la base de lenguajes de consulta como SQL.