FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS

Unidad II: Diseño de Base de Datos y el Modelo Entidad-Relación

Este material está desarrollado para la asignatura Fundamentos de Base de Datos, de la carrera de Ingeniería en Sistemas Computacionales, plan de estudios ISIC-2010-224.

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CompetenciaAnalizar y aplicar el modelo R-R para el diseño conceptual de base de datos y los posibles tipos de asociaciones entre tablas y sus instrumentos.

Competencia Específica de la Unidad• Analizar y aplicar el modelo E-R para el diseño conceptual de bases de

datos y los posibles tipos de asociaciones entre tablas y su instrumentación.

Desarrollo de la Unidad• En la unidad dos, se revisa el modelo Entidad-Relación como una

herramienta que permite el modelado de los esquemas de bases de datos en una forma consistente y adecuada.

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EL PROCESO DE DISEÑO

• El diseño de una base de datos consiste en definir la estructura de los datos que debe tener la base de datos de un sistema de información determinado. En el caso relacional, esta estructura será un conjunto de esquemas de relación con sus atributos, dominios de atributos, claves primarias, claves foráneas, etc.

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DC Costa, 2013

FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS• El diseño de una base de datos no es un proceso sencillo.

Habitualmente, la complejidad de la información y la cantidad de requisitos de los sistemas de información hacen que sea complicado.• Conviene descomponer el proceso del diseño en varias etapas; en

cada una se obtiene un resultado intermedio que sirve de punto de partida de la etapa siguiente, y en la última etapa se obtiene el resultado deseado. De este modo no hace falta resolver de golpe toda la problemática que plantea el diseño, sino que en cada etapa se afronta un solo tipo de sub-problema.

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Etapas del Diseño1. Etapa del diseño conceptual: en esta etapa se obtiene una

estructura de la información de la futura BD independiente de la tecnología que hay que emplear.

• No se tiene en cuenta todavía qué tipo de base de datos se utilizará –relacional, orientada a objetos, jerárquica, etc. En consecuencia, tampoco se tiene en cuenta con qué SGBD ni con qué lenguaje concreto se implementará la base de datos.

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS• La etapa del diseño conceptual nos permite concentrarnos

únicamente en la problemática de la estructuración de la información, sin tener que preocuparnos al mismo tiempo de resolver cuestiones tecnológicas.

• El resultado de la etapa del diseño conceptual se expresa mediante algún modelo de datos de alto nivel. Uno de los más empleados es el modelo Entidad-Relación (entity-relationship), que abreviaremos con la sigla ER.

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS2. Etapa del diseño lógico: en esta etapa se parte del resultado del

diseño conceptual, que se transforma de forma que se adapte a la tecnología que se debe emplear. Más concretamente, es preciso que se ajuste al modelo del SGBD con el que se desea implementar la base de datos. Por ejemplo, si se trata de un SGBD relacional, esta etapa obtendrá un conjunto de relaciones con sus atributos, claves primarias y claves foráneas.

Esta etapa parte del hecho de que ya se ha resuelto la problemática de la estructuración de la información en un ámbito conceptual, y permite concentrarnos en las cuestiones tecnológicas relacionadas con el modelo de base de datos.

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS3. Etapa del Diseño Físico: en esta etapa se transforma la estructura

obtenida en la etapa del diseño lógico, con el objetivo de conseguir una mayor eficiencia; además, se completa con aspectos de implementación física que dependerán del SGBD.En la etapa del diseño físico –con el objetivo de conseguir un buen rendimiento de la base de datos–, se deben tener en cuenta las características de los procesos que consultan y actualizan la base de datos, como por ejemplo los caminos de acceso que utilizan y las frecuencias de ejecución. También es necesario considerar los volúmenes que se espera tener de los diferentes datos que se quieren almacenar.

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Modelo Entidad-Relación• Construcciones básicas; entidades, atributos y relaciones: • Por entidad entendemos un objeto del mundo real que podemos

distinguir del resto de objetos y del que nos interesan algunas propiedades. • Las propiedades de los objetos que nos interesan se denominan

atributos. • Aunado a esto, se define relación como la asociación que existe entre

varias entidades.

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOSFiguras del Modelo ER:

Entidad

Relación

Atributo Identificador

FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOSRepresentación de atributos.• Un atributo se verá en un E-R como una elipse unida a una entidad

mediante un arco.• En función de los distintos tipos de atributos que nos podemos

encontrar, variará el tipo de representación:Atributo identificador (campo llave): son aquellos que identifican las ocurrencias de la entidad. Se representan mediante el subrayado del nombre del

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS• Atributo descriptor: atributo no identificador.

Si atendemos a su posible estructura:• Atributo simple o escalar.• Atributo compuesto o estructurado: el nombre del atributo

compuesto es la etiqueta de un arco que se subdividirá en tantos atributos simples como forme la estructura.

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS• Atributo multivaluado: se indica mediante la etiqueta n sobre el arco.

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOSREPRESENTACIÓN DE RELACIONES• Las relaciones entre entidades se representan mediante un polígono

de tantos lados como entidades se asocian, salvo en el caso de las binarias (relaciones que asocian dos entidades o una consigo misma) que utilizan un rombo, unido a las entidades mediante arcos. Este polígono irá etiquetado con el nombre de la relación. Asimismo, se pueden etiquetar los arcos para realzar el papel que juega dicho objeto dentro de la relación.

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOSREPRESENTACIÓN DE RESTRICCIONES• Restricciones sobre atributos: Las restricciones de

valor se pueden indicar colocando al lado del atributo el dominio sobre el que se define el mismo. Si un atributo no puede tomar valores nulos lo representaremos como sigue:

• A veces es conveniente añadir información sobre el dominio de un atributo, los dominios se representan mediante hexágonos, con la descripción del dominio en su interior:

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• Restricciones sobre entidades: Toda entidad debe tener su conjunto de atributos identificador.

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PASOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL DIAGRAMA ENTIDAD-RELACIÓN

1.Identificar las entidades 2.Describir los atributos de las entidades 3.Determinar las claves primarias 4.Establecer relaciones entre las entidades 5.Dibujar el modelo de datos 6.Realizar comprobaciones

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• Ejercicio: hacer el diagrama E-R de una cuenta bancaria. Determinar Entidades, atributos y restricciones

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FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOSEjercicio: Nos enfrentamos al siguiente problema que debemos modelar.• Se trata de una base de datos que debe almacenar la información

sobre varias estaciones meteorológicas, en una zona determinada. De cada una de ellas recibiremos y almacenaremos un conjunto de datos cada día: temperatura máxima y mínima, precipitaciones en litros/m2, velocidad del viento máxima y mínima, y humedad máxima y mínima.• El sistema debe ser capaz de seleccionar, añadir o eliminar estaciones.

Para cada una almacenaremos su situación geográfica (latitud y longitud), identificador y altitud.

FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOSEjercicio: Artículos y pedidos: Una base de datos para una pequeña empresa debe contener información acerca de clientes, artículos y pedidos. Hasta el momento se registran los siguientes datos en documentos varios: • Para cada cliente: Número de cliente (único), Direcciones de envío (varias por cliente), Saldo, Límite de

crédito (depende del cliente, pero en ningún caso debe superar los $50.000.00), Descuento. • Para cada artículo: Número de artículo (único), proveedor que lo distribuye, Existencias de ese artículo,

Descripción del artículo. • Para cada pedido: Cada pedido tiene una cabecera y el cuerpo del pedido. La cabecera está formada por

el número de cliente, dirección de envío y fecha del pedido. • El cuerpo del pedido son varias líneas, en cada línea se especifican el número del artículo pedido y la

cantidad. • Además, se ha determinado que se debe almacenar la información de los proveedores, se usará: Número

de proveedor (único) y Teléfono de contacto. Y se desean ver cuántos artículos (en total) entrega el proveedor.

• También, por información estratégica, se podría incluir información de fábricas alternativas respecto de las que ya fabrican artículos para esta empresa. Nota: Una dirección se entenderá como Nº, Calle, CP y Ciudad. Una fecha incluye hora. Se pide hacer el diagrama ER para la base de datos que represente esta información.

Bibliografía• Fundamentos de bases de datos. Cuarta edición. Abraham

Silberschatz et al. McGraw Hill. Madrid. Ebook. 2002.

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