Principios de Diseño de Bases de Datos: Normalización y Jerarquías de Entidades

Normalización de Bases de Datos

La normalización es una técnica fundamental utilizada para crear relaciones lógicas apropiadas entre las tablas de una base de datos. Su objetivo principal es prevenir errores lógicos en la manipulación de datos y evitar la redundancia.

Existen varios niveles de normalización, cada uno de los cuales nos acerca más a la creación de una base de datos verdaderamente relacional:

• Primera Forma Normal (1FN)
• Segunda Forma Normal (2FN)
• Tercera Forma Normal (3FN)
• Y formas superiores como BCNF, 4FN, 5FN, etc.

Por otro lado, la desnormalización es el proceso de optimizar el desempeño de una base de datos mediante la adición intencional de datos redundantes. Un verdadero Sistema Gestor de Bases de Datos (SGBD) relacional debe permitir una base de datos completamente normalizada a nivel lógico, al mismo tiempo que proporciona un almacenamiento físico de los datos afinado para lograr un alto rendimiento.

Especialización y Generalización en Modelos de Datos

Generalización

La generalización es el resultado de la unión de dos o más conjuntos de entidades de bajo nivel para producir un conjunto de entidades de más alto nivel. Se utiliza para resaltar las similitudes entre tipos de entidades de nivel inferior y ocultar sus diferencias.

Especialización

La especialización es el proceso inverso: consiste en tomar un subconjunto de entidades de alto nivel para formar uno o varios conjuntos de entidades de más bajo nivel. Se representa comúnmente mediante un triángulo etiquetado como "ISA" (Is A, Es Un), y se distingue de la generalización por el grosor de las líneas que conectan el triángulo con las entidades. Este concepto denota la diferencia entre los conjuntos de entidades de alto y bajo nivel.

Especialización Exclusiva o Disjunta

Una especialización se considera exclusiva o disjunta cuando una entidad es miembro de una única subclase dentro de la especialización.

Opciones para el Paso a Modelo Relacional

Existen cuatro opciones principales para transformar un modelo de especialización/generalización a un modelo relacional:

Opción A

Crear una relación para la superclase con sus atributos correspondientes, y una relación separada para cada subclase, incluyendo sus atributos propios más la clave primaria de la superclase. Esta opción es válida para especializaciones parciales o totales, y con restricciones de desunión o solapamiento.

Opción B

Crear una relación para cada subclase que contenga tanto los atributos de la superclase como los atributos propios de la subclase. La clave primaria de esta relación será la de la superclase. Esta opción solo es válida para especializaciones con restricción de totalidad y desunión.

Opción C

Crear una sola relación que incluya todos los atributos de la superclase y de todas las subclases, además de un atributo discriminador (T) que indique a qué subclase pertenece cada tupla.

Opción D

Crear una sola tabla con todos los atributos de la superclase y de las subclases, más varios atributos booleanos (Ti) cuyo valor lógico indicará a qué subclase pertenece la tupla.