Modelo E/R y Modelo Relacional

Estática del Modelo E/R: Entidades, Interrelaciones y Atributos

2.1 Entidad

• Representa personas, lugares, conceptos, etc., de interés en el modelo.
• Tipo de entidad (genérico) y ocurrencia (valores) se representan en un rectángulo.

2.1.1 Clases de Tipos de Entidad

• Regulares o Fuertes: Ocurrencias existen por sí mismas.
• Débiles: Dependencia de entidad regular; desaparición de la regular implica la débil. Relación 1:N entre regular y débil.

2.2 Interrelaciones

• Características: Nombre identificador dentro del rombo.
• Grado: 1 (unarias), 2 (binarias), 3 (ternarias), N.
• Tipo de correspondencia (1:1, 1:n, n:n).

2.3 Atributos

• Propiedades de entidad o interrelación.
• Representados con un óvalo unido y nombre dentro; alternativamente, al lado de un círculo conectado.
• Campos clave: atributos que identifican de forma única las ocurrencias (clave principal y alternativa).

Tipos

• Atributos atómicos: datos simples (edad, nota, peso); Compuestos: divididos en atómicos (dirección, fecha).
• Monovaluados: un solo valor; multivaluados: más de uno. Repetición de atributos o agrupación de valores.

2.4 Restricciones del Modelo E/R

• Semánticas: integridad de valores y correspondencias.
• Inherentes: propias del modelo (entidades deben tener clave principal, interrelaciones entre entidades, conexión directa o indirecta).

3.1 Cardinalidad de un tipo de entidad.

La cardinalidad máxima y mínima de los tipos de entidad implicadas en una interrelación serán el número máximo y mínimo de ocurrencias de un tipo de entidad que pueden estar interrelacionadas con una ocurrencia del otro. Serán del tipo (0,1), (!,1), (0,n), (1,n).

3.2 Tipos de Interrelación

• Regulares: Asocian 2 entidades regulares.
• Fuertes: Asocian una entidad débil con la regular de la que dependen. Requiere cardinalidad (1,1).

3.2.1 Tipos de Interrelaciones Débiles

• Dependencia en Existencia: La ocurrencia de entidad débil no puede existir sin la entidad regular asociada (representada con "E" en el rombo).
• Dependencia en Identificación: Además de la dependencia en existencia, la entidad débil no se identifica por su propio atributo, requiere la clave de la entidad regular (representada con "ID" en el rombo).

4. Generalización y Herencia

La generalización es una interrelación especial entre un supertipo y uno o varios subtipos.

Representada por un triángulo con la etiqueta "ES UN". La cardinalidad es (1,1) en el supertipo y (0,1) o (1,1) en los subtipos.

Herencia: Los subtipos heredan atributos del supertipo, agrupándolos en este; mantienen atributos específicos.

Interrelaciones pueden afectar a todos los subtipos (agrupadas en el supertipo) o solo a subtipos.

tipos de generalización:

• Total: Ocurrencias del supertipo pertenecen obligatoriamente a algún subtipo (representado con un círculo).
• Parcial: Ocurrencias del supertipo pueden no pertenecer a subtipos (sin círculo).
• Exclusiva: Ocurrencias del supertipo solo pueden pertenecer a un subtipo (arco cruzando líneas).
• Solapada: Ocurrencias del supertipo pueden pertenecer a varios subtipos (sin arco, líneas directas).

Cardinalidades:

• En el supertipo: (1,1)
• Jerarquía exclusiva en subtipos: (0,1)
• Jerarquías parciales en subtipos: (0,1)

Modelo Relacional

Historia

• Ideado por Edgard Frank Codd, propone representación en tablas bidimensionales.
• Oracle (1979): Primer sistema de datos relacionales.

Características del modelo

• Independencia física: Almacenamiento independiente de manipulación lógica.
• Independencia lógica: Modificación no afecta programas o usuarios.
• Flexibilidad: Ofrece datos según necesidades.
• Uniformidad: Datos presentados y guardados en tablas.

Elementos del modelo

Relaciones o tablas:

• Compuesta por:
• Nombre: Identifica la relación o tabla de manera única en el modelo.
• Atributos: Propiedades de la tabla, formando las columnas y proporcionando el significado de los datos. Cada atributo tiene un nombre único dentro de la tabla.
• Tuplas o Filas de la Tabla: Representan las ocurrencias y contienen los valores específicos que toma cada atributo para cada instancia. Estas tuplas constituyen los datos reales.

Conceptos Derivados de las Tablas:

• Grado: Número de atributos en la tabla.
• Cardinalidad: Número de tuplas en la tabla.
• Valor: Resultado del cruce entre una fila y una columna. Puede haber valores nulos.

Estructura de la Tabla: La tabla consta de una cabecera que define su estructura, especificando los atributos y sus nombres.

El cuerpo de la tabla está formado por el conjunto de tuplas que varían a lo largo del tiempo, representando los datos en sí mismos.

Dominios

Definición: Conjunto de posibles valores de un atributo y el Atributo otorga semántica al dominio.

Distinción Atributo vs. Dominio: Atributo: Representa una propiedad específica de la tabla. Dominio: Conjunto homogéneo de valores definido independientemente.

Dominio Compuesto: Combinación de dominios simples. Permite aplicar restricciones de integridad.

Tipos de Dominios: Intención o Generales: Define un rango de valores (ejemplo: edad laboral entre 16 y 67).- Extensión o Restringido: Enumera todos los posibles valores uno a uno.

En Relaciones: Necesidad de atributos únicos para cada tupla. Claves Candidatas: Atributos que identifican de manera única las tuplas.

Clave Primaria: Seleccionada de las claves candidatas.

Claves Alternativas: Otras claves candidatas subrayadas con trazos discontinuos.

Claves Ajenas o Externas: Establecen relaciones entre tablas mediante atributos del mismo dominio.

Nota: Los valores nulos pueden ser aceptados en algunos dominios, y las claves ajenas conectan tablas relacionando atributos sobre el mismo dominio.

Tipos de Relaciones de Tablas

Base: Reales, almacenadas en la base de datos. Forman el esquema, son las tablas reales.

Vistas de Relaciones Básicas: Solo se guarda la definición. Compuestas por contenido parcial de 1 o varias tablas. Utilizadas como tablas virtuales de lectura o escritura condicional.

Instantáneas: Listado de resultados puntual. No existen físicamente; se pueden redireccionar a una tabla base.

Temporales: Listas de resultados intermedios. Utilizadas para obtener relaciones instantáneas.

Interrelaciones: Líneas que vinculan tablas, convirtiéndose en reglas de integridad referencial. Permiten exigir coherencia entre datos en relaciones. Acciones de borrado o modificación en tuplas referenciadas. Operación Restringida (No Action). Operación con Transmisión en Cascada (Cascada). Operación Compuesta a Nulos (Set Null). Operación Compuesta a Valor por Defecto (Set Default).

Restricciones:

Inherentes: No hay dos tuplas iguales. El orden no importa (tuplas y atributos). Cada atributo toma valores de su dominio. Regla de Integridad de Entidad: Clave primaria no puede ser nula.

Semánticas o de Usuario: Clave Primaria (Primary Key). Unicidad (Unique). Obligatoriedad (Not Null). Integridad Referencial (Foreign Key). Operación de Verificación (Check). Valor por Defecto (Default).

Procedimientos: Operaciones almacenadas con nombre. Ejecutables en cualquier momento. Útiles para tareas repetitivas.

Disparadores: Procedimientos automáticos ante eventos previstos. Se activan al ocurrir ciertos eventos, como inserción de datos.

Transacción: Grupo de operaciones que deben realizarse todas en conjunto. Si una operación falla, se deshacen todas, dejando la base de datos como estaba antes de la transacción.

Etapas de una Metodología de Diseño

Diseño Conceptual: Representación independiente de usuarios, aplicaciones y hardware. Obtención del modelo o esquema conceptual.

Diseño Lógico: Transformación del diseño conceptual a un modelo de datos para un SGBD específico. Obtención del sistema o modelo lógico.

Diseño Físico: Instrumentación eficiente para la máquina utilizada. Obtención del modelo o esquema físico. El modelo conceptual recoge más semántica que el modelo lógico.

Reglas de Transformación: Todo tipo de entidad se convierte en una relación o tabla. Atributos de cada tipo de entidad se añaden como campos de la relación. Claves se trazan con trazo continuo. Claves alternativas se subrayan con trazo discontinuo. Flechas desde claves ajenas de relaciones a entidades a las que dependen. Atributos no nulos se indican con NN. Atributos con valores únicos se indican con U. Atributos con condiciones se indican con check condición. Atributos con valores por defecto se indican con default valor. Respecto a las interrelaciones, las Relaciones 1,1 pueden unirse o propagarse según conveniencia. Consideraciones para cardinalidades 0,1 en ambas relaciones. Unión de Entidades en Interrelaciones: Atributos de entidades se integran en la entidad resultante al unirlas. En caso de unión, la 1,1 prevalece o se propaga el nombre de la 1,1 al 0,1 si no se unen.

Reglas para Interrelaciones Reflexivas

En interrelaciones reflexivas, aplicar las reglas considerando la entidad como diferente de sí misma. Tratarlas como relaciones binarias con un solo tipo de entidad.

Caso 1 (1,1): sol: Repetir la clave de la entidad. Una copia funciona como clave de entidad y la otra como clave ajena de sí misma.

Caso 2 (1,N): sol: Propagar la clave o crear una tabla intermedia. Si se propaga, seguir reglas del Caso 1. Si se crea tabla intermedia, aplicar principios binarios.

Caso 3 (N,M): sol: Tratar como relaciones N:M. Considerar la creación de una entidad nueva para almacenar el concepto de la interrelación.

Interrelaciones Jerárquicas y Transformación al Modelo Relacional

Reglas Generales

Propagación de Claves: En interrelaciones jerárquicas, la clave del supertipo se propaga a todos los subtipos. Las claves de los subtipos también son claves ajenas que enlazan con el supertipo.

Modelo Relacional: El modelo relacional no maneja relaciones jerárquicas directamente, por lo que se deben eliminar. Consideraciones: especialización total o parcial, exclusiva o solapada.

Pasar operaciones Jerárquicas al Modelo Relacional:

Integración de Todas las Entidades: Unir toda la jerarquía en una sola entidad (supertipo). Ventaja: integridad. Desventaja: posibles valores nulos en atributos específicos.

Eliminación del Supertipo: Transferir atributos y claves del supertipo a los subtipos. Aplicable a jerarquías totales interrelativas. Puede generar redundancias y duplicar interrelaciones.

Imputar Relaciones 1:1: Establecer relaciones 1:1 entre cada subtipo y el supertipo. Uso común para imputar atributos e interrelaciones. La clave del supertipo se convierte en clave del subtipo.

Propagación de Claves en Cardinalidad Máxima N: Propagar claves de todas las tablas hasta la cardinalidad máxima (N). Opción desaconsejada si la cardinalidad máxima es N.