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Bases de Datos Especializadas
BASES DE DATOS ESPECIALIZADAS
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Sesión No. 3
Nombre: Modelado de datos
Objetivo :
Al término de la sesión, el alumno identificará elementos del modelado de datos.
Contextualización
El lenguaje unificado de modelado, cuyas siglas en inglés son UML (Unified
Modeling Language), es un lenguaje que tiene entre sus objetivos principales, la
representación gráfica de un sistema informático para una empresa u
organización. Es una herramienta auxiliar en el análisis y diseño de sistemas.
Resulta de gran utilidad para el análisis inicial en el desarrollo de una base de
datos, particularmente, para la conformación del discurso y su universo, del
cual se desprende el modelo entidad relación.
El UML se asocia al diseño conceptual de una base de datos cuya expresión
gráfica se conoce como diagrama entidad-relación. El siguiente nivel de
abstracción implica la transformación, de cada elemento del diagrama entidad
relación hacia una estructura de base de datos organizada en tablas,
preservando las relaciones definidas inicialmente en el diseño conceptual. A
dicha transformación del modelo entidad-relación, se le denomina mapeo al
modelo relacional. Este modelo corresponde al diseño lógico de la base de datos.
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Introducción al Tema
En esta sesión se presenta una relación de los distintos tipos de diagramas UML, que
en lo general, permiten una modelación gráfica de organizaciones del mundo real. Se
explica como el UML permite modelar de forma gráfica los elementos, relaciones y
acciones de los componentes de una organización y cómo pueden aplicarse en la
definición del discurso y universo de una base de datos.
Asimismo se expone el mapeo al modelo relacional mediante transformaciones de las
entidades en tablas e instancias en campos, preservando siempre las relaciones
definidas en el modelo entidad-relación. Se comentan además algunos programas de
cómputo tanto comerciales como gratuitos para la construcción de diagramas UML y
entidad relación, útiles en el diseño y desarrollo de bases de datos corporativas.
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Explicación
Diagramas UML
El UML está constituido por diversos elementos gráficos, los que se combinan
para conformar diagramas. Dado que UML es un lenguaje, dispone de reglas
para combinar dichos elementos. Los principales tipos de diagramas UML se
enlistan a continuación:
• Diagrama de clases
• Diagrama de objetos
• Diagrama de casos de uso
• Diagrama de estados
• Diagrama de secuencias
• Diagrama de actividades
• Diagrama de colaboraciones
• Diagrama de componentes
• Diagramas de distribución
Por ejemplo, para el primer tipo de diagrama, es posible concebir cualquier
sistema del mundo real bajo la perspectiva de clases. Una clase es una
categoría o conjunto de elementos que se agrupan de acuerdo a las
características que tienen en común.
Una clase puede construirse de acuerdo a dos condiciones de los elementos que
pertenecen a la misma: Los atributos o características que describen a los
elementos de la clase y las tareas que pueden llevar a cabo los elementos de la
clase. Por ejemplo, en la vida cotidiana, podemos agrupar diversos objetos y
personas en clases, tales como la clase automóviles, la clase policía y la clase
edificios, entre otros muchos ejemplos.
Para ilustrar la respectiva nomenclatura para un diagrama de clases, pensemos
en una clase denominada automóvil. Sobre ésta podemos definir atributos tales
como marca, submarca, modelo, número de serie y capacidad.
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Asimismo, podemos establecer sobre esta clase un conjunto de acciones, como
son: encender, acelerar, frenar y apagar. El símbolo en UML para representar la
clase mencionada se muestra a continuación:
Automóvil
marca submarca modelo número de serie capacidad
encender( ) acelerar( ) frenar( ) apagar( )
El diagrama se divide en tres secciones. La superior hace referencia al nombre
de la clase. La sección media agrupa a los atributos que describen a los
elementos que pertenecerán a la clase, y finalmente, la tercera sección, contiene
a las tareas o acciones que pueden llevar a cabo los elementos que
pertenecerán a la clase. Nótese que las acciones que pueden realizar los
elementos que pertenecen a una clase, deben incorporar a su derecha unos
paréntesis vacíos. Un diagrama UML permite una representación inicial de una
base de datos, por ejemplo al aplicarlos en la definición del discurso y su
universo.
Herramientas para el modelado
Existen diferentes herramientas computacionales para el modelado de datos a
través de UML y para el modelo entidad relación. Estas herramientas conocidas
como CASE (Computer Aided Software Engineering es decir, Ingeniería de
Software Asistida por Computadora), se encuentran disponibles en sus
versiones comerciales y gratuitas. En lo relativo a software propietario pueden
mencionarse programas tales como Visio, SmartDraw y Express UML Tool, entre
otros. Por otra parte, en materia de software libre se dispone de programas
como ArgoUML, DIA y DB Designer Fork principalmente.
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Mapeo al modelo relacional
El diagrama entidad-relación constituye el producto final de la etapa del diseño
conceptual. La siguiente fase, se dirige a la adaptación de este modelo a la
estructura de una base de datos. Para ello, se procede a llevar a cabo una serie
de transformaciones sobre las entidades, instancias y relaciones del modelo de
la etapa anterior a una nueva forma, a saber: las entidades se transforman en
tablas y las instancias en campos, todo lo anterior, respetando las relaciones
establecidas en la fase anterior, así como su cardinalidad.
Para nuestro ejemplo, la transformación de la entidad AUTORES a forma de tabla,
se da de la siguiente manera:
La transformación de la entidad EDITORIALES a estructura de tabla, tiene la
siguiente forma:
Y, en consecuencia, la transformación de las entidades LIBROS, TEMAS y ALUMNOS
a tablas, se da de la siguiente manera respectivamente:
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La red semántica obtenida en el diseño conceptual, puede ahora visualizarse en
términos de modelo relacional, bajo el siguiente esquema:
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Conclusión
El UML permite modelar gráficamente los elementos, relaciones y acciones de los
componentes de una organización y con ello aplicar la definición del discurso y universo
de una base de datos. El resultado facilita el mapeo al modelo relacional mediante el
cambio de las entidades en tablas y de las instancias en campos, conservando en todo
momento las relaciones definidas en el modelo entidad-relación.
Existen algunos programas de cómputo, comerciales o gratuitos que funcionan como
auxiliares para la construcción de diagramas UML y entidad relación, cuya elaboración
repercute en el diseño y desarrollo de bases de datos.
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Para aprender más
A continuación encontrarás un par de hipervínculos para conocer y profundizar más
sobre el tema del modelo entidad relación.
Página que contiene la presentación El modelo relacional. (En español)
http://brd.unid.edu.mx/el-modelo-relacional-2/
Página para descargar el programa de modelado de información ArgoUML
(Software libre en inglés)
http://argouml.tigris.org/
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Actividad de Aprendizaje
Objetivo de la actividad de aprendizaje de la sesión:
El alumno elaborará modelos relacionales a partir un ejemplo del modelo entidad-relación con alguna herramienta de software.
Instrucciones:
Con la finalidad de reforzar los conocimientos adquiridos a lo largo de esta
sesión, a partir de un ejemplo de modelo entidad-relación realizarás el mapeo al
modelo relacional, comentando cada paso de tu proceso.
¿Qué vas a hacer?
Con la finalidad de reforzar los conocimientos adquiridos a lo largo de esta
sesión buscarás y describirás un ejemplo del modelo entidad-relación, para ello:
1. Elabora un modelo entidad-relación de tema libre. Explica las condiciones
detectadas que busca atender en la organización o empresa del ejemplo
en un párrafo.
2. Enseguida avanza del modelo entidad-relación hacia la construcción del
respectivo mapeo. Explica cada paso al elaborar el modelo relacional.
3. Elabora tus ejemplos en la herramienta que desees e incorpóralos en un
archivo en Word, de entre 3 y 5 páginas. Nombra tu archivo de la
siguiente forma: S03TuNombreTuApellido.doc.
Recuerda que esta actividad te ayudará a identificar y apropiarte del concepto
del modelado de datos.
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Material: Como material inicial de consulta puedes usar la lectura de la sesión,
además de aquellas publicaciones especializadas, libros, artículos, materiales
universitarios y detalles técnicos de productos que sean pertinentes.
¿Cuál es la forma de entrega?
Una vez que tengas listo tu archivo, ingresa al foro de la sesión de la
plataforma de aprendizaje y realiza lo siguiente:
1. Haz clic en Responder en el mensaje inicial de tu profesor(a) y participa
presentando tu propuesta y anexando tu archivo. El profesor(a) evaluará
tu participación.
2. Revisa la participación de al menos un compañero(a) y comenta su
propuesta.
¿Cómo serás evaluado?
En esta actividad se tomará en cuenta lo siguiente:
Forma Ponderación
Portada con datos generales: Universidad, maestría, asignatura, alumno y fecha.
Requisito
Referencias bibliográficas completas y pertinentes.
7 puntos
Ortografía y redacción adecuada. 10 puntos
Contenido
Título adecuado del ejemplo. 3 puntos
Contenido completo y correcto (explicación concreta de especificaciones y de cada paso).
40 puntos
Representación gráfica clara. 40 puntos
Originalidad del ejemplo. Requisito para evaluación
Total 100 puntos
Esta actividad representa el 5% de tu calificación final.
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¡Adelante con tu actividad!
Bibliografía
Abelló, A., Rollón, E., & Rodriguez, M. E. (2006). Diseño y administración
de bases de datos. Barcelona: UPC.
Bengoechea, J. (2012). Microsoft Access: Diseño de aplicaciones
sencillas de bases de datos. España: Vigo Ideaspropias.
Coronel, C. & Steven, M. (2013). Database Systems: Design,
Implementation, and Management. Boston: Cengage Learning.
López Gaona, A. (2012) El modelo relacional. Fac. Ciencias, UNAM.
Consultado en abril de 2013 de http://hp.fciencias.unam.mx/~alg/bd/mr.pdf
Naiburg, E. & Maksimchuck, R. (2001). UML for Database Design. Boston:
Addison-Wesley.
Nevado, M. (2010). Introducción a las bases de datos relacionales. Madrid:
Visión Libros.
Pratt, P. & Adamski, J. (2012). Concepts of database management.
Boston: Cengage Learning.
Rob, P. & Coronel, C. (2004). Sistemas de bases de datos: Diseño,
implementación y administración. México, D.F: Cengage Learning.