Metadatos, Normalización y Diseño de Bases de Datos: Conceptos Clave

Diccionario de Datos

Un diccionario de datos es un conjunto de metadatos que describe las características lógicas de los datos que se van a utilizar. Almacena definiciones y propiedades de los objetos que componen la base de datos. Funciona como una tabla que contiene el nombre de cada tabla, sus campos y el tipo de datos; a esta fase se le llama metadatos.

• Se utiliza para documentar las características y servir como fuente común de información.
• Permite localizar rápidamente todos los elementos.
• Ayuda a encontrar errores y omisiones.

Normalización

Un diseño poco meditado de una base de datos puede generar problemas en el futuro. La normalización es el proceso que evita estos problemas, convirtiendo una relación en una forma estándar. Existen tres formas principales:

Primera Forma Normal (1FN)

En ninguna fila puede haber dos atributos con valores múltiples.

Dependencia funcional: Cuando un atributo B determina el valor de A unívocamente. Si dos filas tienen el mismo valor para A, deben tener el mismo valor para B.

Segunda Forma Normal (2FN)

Los atributos que no son clave no deben depender funcionalmente de una parte de una clave compuesta. Si una relación está en 1FN y su clave es simple, automáticamente cumple la 2FN.

• Se crea una nueva relación con los atributos causantes de la dependencia funcional.
• Los atributos dependientes (lado derecho de la dependencia) se eliminan de la relación original.

Tercera Forma Normal (3FN)

No pueden existir dependencias funcionales transitivas entre atributos que no formen parte de la clave. Todos los determinantes deben ser clave candidata.

• Se buscan las dependencias funcionales transitivas.
• Se eliminan los atributos dependientes (lado derecho de la dependencia).
• Se crea una nueva relación con los atributos involucrados en la dependencia transitiva.
• Una vez alcanzada la 3FN, la base de datos se considera eficiente.

Desnormalización

En una base de datos excesivamente normalizada, pueden surgir problemas de rendimiento o una mayor dificultad para realizar consultas. La desnormalización es el proceso inverso, que introduce redundancia controlada para mejorar el rendimiento.

Anomalías

Las anomalías son problemas que surgen en bases de datos mal diseñadas:

• Anomalías de actualización: Inconsistencias que aparecen como consecuencia de datos redundantes y actualizaciones parciales.
• Anomalías de borrado: Pérdida no deseada de datos al eliminar otros datos relacionados.
• Anomalías de inserción: Imposibilidad de añadir nuevos datos debido a la ausencia de otros datos relacionados.

Estos problemas se resuelven mediante la normalización.

Fases del Diseño de una Base de Datos

1. Diseño conceptual:
   • Propósito: Descubrir el contenido de información de la base de datos.
   • Esquema conceptual: Descripción de alto nivel de la estructura, independiente del Sistema Gestor de Bases de Datos (SGBD).
2. Esquema conceptual
3. Diseño lógico:
   • Esquema lógico: Descripción de la base de datos adaptada al SGBD que se va a utilizar.
   • Modelo lógico: Lenguaje utilizado para especificar el esquema lógico (relacional, de red, jerárquico, etc.).
4. Esquema físico