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1Tema 3. Modelo Entidad-Relación

Objetivos:– Conocer los conceptos y notación del modelo

conceptual de datos entidad-relación extendido.– Comprender los significados del concepto de

“nulo” en el modelo entidad-relación extendido.

Contenidos:1. Introducción e historia del modelo

2. Conceptos básicos del modelo

3. Extensiones del modelo

II. Bases de datos relacionales: fundamentos y diseño

3. Modelo Entidad-Relación


Bibliografía

[EN 2002] Elmasri, R.; Navathe, S.B. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. 3ª ed. Addison-Wesley, (Cap. 3 y 4)

[MPM 1999] De Miguel, A.; Piattini, M.; Marcos, E. Diseño de bases de datos relacionales. Ra-Ma. (Cap. 2)

[CBS 1998] Connolly, T.; Begg C.; Strachan, A. DatabaseSystems: A Practical Approach to Design, Implementationand Management. 2nd ed. Addison-Wesley. (Cap. 5)

[SKS 1998] Silberschatz, A;Korth, H; Sudarshan, S. Fundamentos de Bases de Datos. 3ª edición. Madrid: McGraw-Hill. (Cap. 2)

3. Modelo Entidad-Relación

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n Modelo de datos conceptual de alto niveln Propuesto por Peter P. Chen en 1976

– Extensiones/aportaciones de muchos otros autores» No existe un único MER, sino una FAMILIA DE MODELOS

n Describe el “mundo real” como un conjunto de ENTIDADES y de RELACIONES entre ellas

n Gran difusión– Muy extendido en los métodos de diseño de bases de datos– Soportado por herramientas software de diseño (CASE)

3.1. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación


En el proceso de diseño...

DISEÑO CONCEPTUAL

Requisitos de datos

EsquemaConceptual MER


3


n Descripción concisa de los requisitos de información de los usuarios– Descripciones detalladas de

• TIPOS DE DATOS• RELACIONES ENTRE DATOS• RESTRICCIONES que los DATOS deben cumplir

n Sin detalles de implementación– Más fácil de entender– Comunicación con el usuario no técnico

Esquema conceptual



3.2. Conceptos básicos del modelo

n Entidad ( entity )n Atributo ( attribute )n Dominio ( values set )n Relación ( relationship )

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ENTIDAD

n Cosa u objeto del mundo real con existencia propia y distinguible del resto

n Objeto con existencia...– física o real (una persona, un libro, un empleado)– abstracta o conceptual (una asignatura, un viaje)

n “Persona, lugar, cosa, concepto o suceso, real o abstracto, de interés para la empresa” (ANSI, 1977)



ATRIBUTO

n Propiedad o característica de una entidadn Una entidad particular es descrita por los

valores de sus atributos:titulo = El alquimista impacientegenero = Thrillernacionalidad = Españaañoestreno = 2002

p1

...

nss = 1122334455dni = 87654321

nombre = Cristina Aliaga Gilnacionalidad = España

e1

...


5


TIPO DE ENTIDAD (entity set)

n Define un conjunto de entidades que poseen los mismos atributosPELICULA: titulo, genero, nacionalidad, añoestreno,numcopiasEMPLEADO: dni, nss, nombre, fechanacim, direccion, telefono,

altura, nacionalidad, edad

n Notación

EMPLEADO

LOCALVIDEOCLUB

PELICULA DIRECTOR

ACTORCLIENTE



Instancia de un tipo de entidad

n También...– Ocurrencia – Realización– Ejemplar– Entidad concreta

o individual

PELICULA

titulo = El señor de los anillosgenero = Fantasíanacionalidad = EEUUañoestreno = 2001

p2

...

titulo = Ameliegenero = Comedianacionalidad = Franciaañoestreno = 2001

p4

...

titulo = Amores perrosgenero = Dramanacionalidad = Méjicoañoestreno = 1999

p3

...


6


Intensión y Extensiónn Un tipo de entidad describe el esquema o

intensión para un conjunto de entidades que poseen la misma estructuraEMPLEADO: dni, nss, nombre, dirección, telefono, altura,

fechanacim, nacionalidad, edadn Las instancias del tipo de entidad se agrupan

en un conjunto de entidades o extensión

e1 • (87654321, 1122334455, “Cristina Aliaga Gil”, “Libertad, 2. Yecla. Murcia. 30510”, 968100200, 1’60, 28/07/1979, España, 23)

e2 • (12345678, 6677889900, “Antonio Gil Sánchez”, “Paz, 5. Murcia. Murcia.30012”, 968111222, 1’76, 14/04/1944, España, 58)

e3 • (11223344, 1234567890, “Julia Sauce”, “Justicia, 20. Yecla. Murcia. 30510”, 968000222, 23/05/1947, 1’59, España, 55)

...



Tipos de atributos

n Simples o Compuestosn Almacenados o DerivadosnMonovalorados o Multivalorados n Opcionales


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Atributos Simples o Compuestos

n Atributos compuestos– Pueden dividirse en otros con significado propio

– Valor compuesto = concatenación de valores de componentes

n Atributos simples– No divisibles. Atómicos

fechanacim

dia mes año

direccion

calle ciudad provincia codpostal

genero



Atributos Almacenados o Derivados

n Atributos derivados– Valor calculado a partir de otra información ya

existente (atributos, entidades relacionadas)– Son información redundante...

edad [de EMPLEADO], cálculo a partir de fechanacim» atributo derivado del valor de otro atributo

numcopias [de una PELICULA], cuenta del nº de entidades copia relacionadas con cada película concreta

» atributo derivado de entidades relacionadas

n Atributos almacenadosnacionalidad [de una PELICULA]

fechanacim [de un EMPLEADO]


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Atributos Monovalorados o Multivalorados

n Atributos monovalorados (monovaluados)– sólo un valor para cada entidad

fechanacim [de un EMPLEADO particular]

añoestreno [de una PELICULA concreta]

n Atributos multivalorados (multivaluados)– más de un valor para la misma entidad

nacionalidad [ PELICULA coproducida por varios países ]

telefono [ EMPLEADO con varios teléfonos de contacto]

– Pueden tener límites superior e inferiordel nº de valores por entidad

nacionalidad (1-2)telefono (0-3)



Atributos Opcionales (nulos)

n El nulo (null value) es usado cuando...

– Se desconoce el valor de un atributo para cierta entidad

• El valor existe pero faltaaltura [de un EMPLEADO]

• No se sabe si el valor existe o no numteléfono [de un EMPLEADO]

– La entidad no tiene ningún valor aplicable para el atributo:

fechaalquiler [PELICULA sólo en vídeo-venta (no alquiler)]


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Notación para atributos

[EN2002] [MPM1999]

fechanacimdirección

telefono

calle provinciaciudadcodpostal

dni edad

altura

(0,3)

Dnss

nombre

nacionalidad

(1,2)

EMPLEADO(0,3)

dirección

(1,2)

(0,1)EMPLEADOnombre

fechanacim telefono

calleprovinciaciudad

codpostal

edadnss

dni

altura

nacionalidad



Atributos Clave

n Atributo con valor distinto para cada instancia de un tipo de entidaddni en EMPLEADO

n Una clave identifica de forma única cada entidad concreta ð atributo identificador

n NotaciónEMPLEADO

[EN2002]

EMPLEADO

dni

[MPM1999]

dni


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Atributos Clave (ii)

n Una clave puede estar formada porvarios atributos ð clave compuesta– Combinación de valores distinta para cada

instancia(nombre, fechanacim) en el tipo de entidad EMPLEADO

– Una clave compuesta debe ser mínima

n Un tipo de entidad puede tener más de una clave ð claves candidatasClaves o Identificadores Candidatos de EMPLEADO:– dni– nss– (nombre, fechanacim)



Atributos Clave (iii)

n Atributo identificador principal (IP) – Clave Principal– Elegido (por el diseñador) de entre los

identificadores candidatos (IC), para ser el medio principal de identificación de las instancias del tipo de entidad

– dni en EMPLEADO

n Atributos identificadores alternativos (IA)– Claves Alternativas – El resto de IC’s– nss y (nombre, fechanacim) en EMPLEADO


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Notación para atributos clave

[EN2002] [MPM1999]

n Es obligatorio que todo tipo de entidad tenga un identificador

nombre

fechanacim

EMPLEADO

dirección

telefono

calle provinciaciudadcodpostal

dni edad

altura

(0,3)

D

nss nacionalidad

(1,2)n-f

(0,3)

(1,2)

(0,1)EMPLEADO

nombre

fechanacim telefono

calleprovinciaciudad

codpostal

edadnss

dni

altura

nacionalidad

n-f

dirección

IP



n No suele representarse, aunque una forma de hacerlo sería:[MPM1999]

DOMINIO (values set)n Conjunto de valoresn Cada atributo simple está asociado a un

dominio, que especifica sus valores válidos

.........

números reales entre 0 y 2’5 (metros)

cadenas de caracteres numéricos, de hasta 9 caracteres

cadenas de caracteres alfabéticos, separadas por espacios

Descripción Dominio

MEDIDASaltura

TELEFONOStelefono

NOMBRESnombre

DominioAtributo

TELEFONOS

NOMBRES

telefono

nombre

MEDIDASaltura

EMPLEADO


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RELACIÓN (relationship)

n También “interrelación”n Asociación, vínculo o correspondencia

entre instancias de entidades relacionadas de alguna manera en el “mundo real”– el director “Julio Médem” ha rodado la película

“Tierra”– el empleado 87654321 trabaja en el local de

videoclub “principal”– la película “El imperio contraataca” es una

continuación de la película “La guerra de las galaxias”



DIRECTOR HA_RODADO PELICULA

J. Médem n

C. Saura n

F. Trueba n

S. Segura n

A. Amenábar n

n

n

n

n

n

n

n

n Vacas

n Tesis

n Belle Epoque

n Torrente

n Tierra

n Abre los ojos

n Los otros

Tipo de Relación: conjunto de instancias

Tipo de Entidad: conjunto de instancias

Instancia del tipo de

relación

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TIPO DE RELACIÓN (relationship set)

n Estructura genérica o abstracción delconjunto de relaciones existentes entredos o más tipos de entidadun DIRECTOR ha rodado PELICULA’s

n Notación

DIRECTOR PELICULAHA_RODADO



ACTOR PELICULAACTUA_EN

CLIENTE PELICULA

LOCAL_VIDEOCLUB

ALQUILA

Grado de un tipo de relación

n Número de tipos de entidad que participan en el tipo de relación– Binaria: grado 2 (el más frecuente)– Ternaria: grado 3– Reflexiva (o recursiva): grado 1

PELICULACONTINUACIONDE


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Nombres de Rol (papel)

n Todo tipo de entidad que participa en un tipo de relación juega un papel específico en la relación

n Es en los tipos de relación reflexivos donde se deben usar los roles

original

versiónPELICULAVERSION_DE

DIRECTOR PELICULAHA_RODADOrealizador film



Restricciones estructurales sobre tipos de relaciónn Limitan las posibles combinaciones de

entidades que pueden participar en las relaciones

n Extraídas de la situación real que se modela“Una película debe haber sido dirigida por uno y sólo un

director”“Un director ha dirigido al menos una película y puede haber

dirigido muchas”n Clases de restricciones estructurales:

– Razón de cardinalidad (o tipo de correspondencia)– Razón de participación


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Razón de Cardinalidad[EN2002]

n Número máximo de instancias de tipo derelación en las que puede participar unamisma instancia de tipo de entidad– la cardinalidad de HA_RODADO es “1 a N”– HA_RODADO es de tipo “1 a N”

n Notación– etiqueta en la línea que

une entidad y relación– Ojo: da la sensación de

que se representa “al revés”

1

N

DIRECTOR

PELICULA

HA_RODADO



n Razones de cardinalidad más comunes:– 1:1 (“uno a uno”)– 1:N (“uno a muchos”)– M:N (“muchos a muchos”)

Razón de Cardinalidad (ii)[EN2002]

ACTOR

PELICULA

personaje

film

M

ACTUA_EN

N

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB

encargado

sucursal

1

trabajador

lugar trabajo

1

TRABAJA_EN SUPERVISA

N1


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Razón de Cardinalidad (iii)[MPM1999]

n Número máximo de instancias de un tipode entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad

n Notación– etiqueta o flecha en sentido “... a N”

ACTOR

PELICULA

M:N ACTUA_EN

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB

encargado

sucursal

trabajador

lugar trabajo

TRABAJA_EN SUPERVISA1:N1:1



Razón de Cardinalidad (iv)[SKS1998]n Número máximo de instancias de un tipo de

entidad a las que otra instancia puede estar asociada, vía un conjunto de relaciones

n Notación– flecha en el sentido “... a 1”

ACTOR

PELICULA

ACTUA_EN

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB

encargado

sucursal

trabajador

lugar trabajo



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Razón de Participación[EN2002]

n Especifica si toda la extensión de un tipo de entidad participa en un tipo de relación, o sólo parte de la extensión

n Indica si hay dependencia en existencia de un tipo de entidad respecto de un tipo de relación

n Clases de participación:– Participación total (dependencia en existencia)– Participación parcial



Razón de Participación (ii) [EN2002]

n Notación– Líneas

dobles o simples

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB

encargado

sucursal

1

trabajador

lugar trabajo

1


N1

DIRECTOR

PELICULA

HA_ RODADO

1

N

PELICULA

personaje

film

M

ACTUA_EN

N

ACTOR


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Cardinalidad de tipo de entidad

n Otra forma de expresar las razones decardinalidad y participación

POSEE

PERSONA USA EDIFICIO

PERSONA EDIFICIO

p1 n

p2 n

p3 n

n e1

n e2

n e3

n e4

USAp1 n

p2 n

p3 n

n e1

n e2

n e3

n e4

POSEEPERSONA EDIFICIO



Cardinalidad de tipo de entidad (ii)[EN2002]

n Números mínimo y máximo de instanciasdel tipo de relación en las que puede intervenir una instancia del tipo de entidad

n Notación– (min, max) en la línea que une entidad y relación

POSEE

PERSONA

N

M

1

NUSA EDIFICIO

(1,n) (0,m)

(1,1)(0,n)


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Cardinalidad de tipo de entidad (iii) [EN2002]

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB

11


N1

(0,n)

(1,1)

(1,1)

(1,1)

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB


PELICULA

M

ACTUA_EN

N

ACTOR

PELICULA

(1,n)

ACTUA_EN

(0,m)

ACTOR



Cardinalidad de tipo de entidad (iv) [MPM1999]

n Números mínimo y máximo de instanciasde un tipo de entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad

n Notación– (min, max) en la línea que une entidad y relación

POSEE

PERSONA

M:N

1:N

USA EDIFICIO(0,m) (1,n)

(0,n)(1,1)


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POSEE ( PERSONA(0,n) : EDIFICIO(1,1) )

POSEE( PERSONA(1,1) : EDIFICIO(0,n) )

Cardinalidad de tipo de entidad (v)

n Comparación de notaciones

PERSONA POSEE EDIFICIO(0,n) (1,1)

p1 n

p2 n

p3 n

n e1

n e2

n e3

n e4

POSEEPERSONA EDIFICIO

PERSONA POSEE EDIFICIO(1,1) (0,n)

1:N

[EN2002]

[MPM1999]



EMPLEADOLOCAL

VIDEOCLUBSUPERVISA1 N

[EN2002]

[MPM1999] EMPLEADO LOCALVIDEOCLUB

1:N

SUPERVISA(1,1) (0,n)

EMPLEADOLOCAL

VIDEOCLUBSUPERVISA[SKS1998]

Cardinalidad de tipo de entidad (vi)

n Comparación de notaciones


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Atributos de tipos de relación

n Similares a los atributos de tipos de entidad

[EN2002]

[MPM1999]

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB

11


N1

horas fechainicio

PELICULA(0,m)

ACTUA_EN(1,n)

ACTOR

salariopapel

M:N



Atributos de tipos de relación (ii)

n Conceptualmente pertenecen a la relación– Un atributo de una M:N es propio de la relación– Un atributo de una 1:1 o 1:N “se puede llevar” a

uno de los tipos de entidad participantes

horas fechainicio

[EN2002]

horas

horas

fechainicio

EMPLEADO11


N1

LOCAL_VIDEOCLUB


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Tipo de Entidad Débil [EN2002]

n No tiene atributos clave propiosn Una instancia se identifica por su relación

con una instancia de otro tipo de entidad– Tipo de relación identificador

• Relaciona un tipo de entidad débil y un tipo de entidad regular (fuerte, dominante, padre, propietaria)

– Clave parcial (o discriminante)• Atributos de la entidad débil, que identifican de forma

única cada instancia, siempre que esté relacionada con una instancia del tipo de entidad regular

– Clave = (clave_entidad_regular,clave_parcial)

n NotaciónCOPIA



Tipo de entidad débil (ii) [EN2002]

PELICULA

numcopia

titulo

1

N

COPIA

TIENE

PACIENTE

VISITA_MEDICA diahora

1nss

N

MEDICO ncolegiado

nombre

N

1

especialidad

ACUDE

ASISTIDAPOR

Tipo de Relación

Identificador

Clave parcial oDiscriminante

Tipo de EntidadRegular


Dependenciaen existencia

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EMPLEADO

numlicencia

dni

1

N

PERMISOCONDUCCION

POSEE

tipo

Tipo de entidad débil (iii) [EN2002]

n No toda participación total (o dependencia en existencia) implica un tipo de entidad débil

PERMISO_CONDUCCIÓN no es débil: depende en existencia de EMPLEADO, pero tiene clave primaria propia



Tipo de entidad débil (iv) [MPM1999]

N Definición distinta de tipo de entidad débil

n La existencia de una instancia del tipo de entidad débil depende de la existencia de una instancia del tipo de entidad regular– Tipo de relación débil (o dependencia)

• Relaciona un tipo de entidad débil y otro regular

– Clases de dependencia:• En existencia• En identificación


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Tipo de entidad débil (v) [MPM1999]

n Dependencia en existencia (N entre entidades)– Si desaparece una instancia del tipo de entidad

regular deben desaparecer las instancias de la entidad débil que dependen de ella

– Etiqueta “E” en el tipo de relación débil

n Dependencia en identificación– Además de la dependencia en existencia...– Una instancia del tipo de entidad débil no se puede

identificar por sí misma– Su clave es (clave_entidad_regular, clave_parcial)– Etiqueta “ID” en el tipo de relación débil



PERMISO_CONDUCCION es débil, pues depende en existencia de EMPLEADO, pero no depende en identificación

COPIA es débil, pues depende en existencia de PELICULA, y también depende en identificación

Tipo de entidad débil (vi) [MPM1999]

numcopia

titulo

COPIA

1:NTIENE

ID

PELICULA

idcopia

numlicencia

EMPLEADO

PERMISOCONDUCCION

POSEE1:NE

dni

tipo

Tipo de Relación

Débil


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Tipo de entidad débil (vii)

n Comparación de conceptos y notación

CLIENTE

numprestamo

dni

1

N

PRESTAMO

POSEE

numprestamo

CLIENTE

PRESTAMO

POSEE 1:NE

dni

(1,1)

(0,n)

[EN2002] [MPM1999]

n Dependencia en existencia



Tipo de entidad débil (viii)

n Comparación de conceptos y notación (ii)

[EN2002] [MPM1999]

numpago

PRESTAMO

PAGO

TIENE1:1ID

numprestamo

(1,1)

(0,n)

idpago

PRESTAMO

numpago

numprestamo

1

N

PAGO

TIENE

n Dependencia en identificación


Entidad Débil de otra entidad débil

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Tipo de entidad débil (ix)

n Comparación de conceptos y notación (iii)

ACTOR

titulo

nombre

M

N

PELICULA

ACTUA_EN

[EN2002] [MPM1999]

titulo

ACTOR

PELICULA

M:N

nombre

(0,m)

(1,n)

ACTUA_EN

n Participación total



Tipos de relación con grado superior a dos

n Tipo de relación ternaria

[EN2002] [MPM1999]

CLIENTE

CINTAVIDEO

LOCALVIDEOCLUB

ALQUILA

(1,1)(1,n)

(1,1)

CLIENTE

CINTAVIDEO

LOCALVIDEOCLUB

ALQUILA(0,1)

(0,n)

(0,m)

n Cardinalidad de los tipos de entidad

fechafecha


27


Tipos de relación con grado superior a dos (ii)

n Equivalencia ternaria – varias binarias

[EN2002]

CLIENTE

CINTAVIDEO

LOCALVIDEOCLUB

ALQUILA(0,1)

(0,n)

(0,m)fecha

LOCALVIDEOCLUB

ALQUILA

(1,m) (0,1)

(1,n)

(0,n)

(1,1)

(1,n)CONTIENE

fecha

ALQUILA_EN CINTAVIDEO

CLIENTE



Tipos de relación con grado superior a dos (iii)

n Ternaria no equivalente a varias binarias

[EN2002]

TIENDA

(1,m) (1,m)

(1,n)

(1,n)

(0,n)

(1,m)VENDE

PROVEE

PUEDESUMINISTRAR

PRODUCTO

PROVEEDOR

PRODUCTO

TIENDA

(0,m)(1,n)

(1,p)

SUMINISTRA

idprov

codpr

nombre

cantidad

fecha

PROVEEDOR

n Pérdida de semántica...


28


Tipos de relación con grado superior a dos (iv)

n ... coexistencia ternaria / binarias

[EN2002]

PROVEEDOR

PRODUCTO

TIENDA

(0,m)(1,n)

(1,p)

SUMINISTRA

(1,m)

(1,n) (0,n)

(1,m)VENDE

PROVEE

(1,m)

(1,n) PUEDESUMINISTRAR

idprov

codpr

nombre

cantidadfecha



Tipos de relación con grado superior a dos (v)

n ... relación ternaria como entidad débil

[EN2002]

PROVEEDOR PRODUCTO

TIENDA

(1,1)

(1,1)

RECIBE

(1,n)

(1,n) REALIZA

(1,1)

(0,n)CONTIENE

cantidad fecha

nombre

idprov codpr

SUMINISTRO


29


Tipos de relación con grado superior a dos (vi)

n Relaciones ternarias “falsas”

[EN2002]

n Tipo de entidad débil de más de un tipo de entidad

EMPRESA

OFERTAEMPLEO

(1,1)

(0,m)CANDIDATO

(0,n)REALIZA

(0,1) (1,1)GENERA

fecha

idemp

idoferta

dni

numENTREVISTA


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