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Modelo Entidad-Relación

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Presentación del tema: "Modelo Entidad-Relación"— Transcripción de la presentación:

1 Modelo Entidad-Relación
Diseño de Bases de Datos 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 El objetivo principal de este tema es trasladar a los alumnos los conceptos del modelo entidad-relación extendido, y mostrar cómo representarlos gráficamente a través de varias notaciones. Tras introducir brevemente el modelo entidad-relación, describiremos algunos de los conceptos de modelado básicos que ofrece. Después, abordaremos algunas de las extensiones propuestas para el MER que permiten el modelado de requisitos de datos más complejos.

2 2.1. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación
Modelo de datos conceptual de alto nivel Propuesto por Peter P. Chen en 1976 Extensiones/aportaciones de muchos otros autores No existe un único MER, sino una FAMILIA DE MODELOS Describe el “mundo real” como un conjunto de ENTIDADES y de RELACIONES entre ellas Gran difusión Muy extendido en los métodos de diseño de bases de datos Soportado por herramientas software de diseño (CASE)

3 MER En el proceso de diseño...
2.1. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación En el proceso de diseño... Requisitos de datos DISEÑO CONCEPTUAL ... En este tema veremos los diferentes conceptos que proporciona el MER para describir esquemas conceptuales de bases de datos. Esquema Conceptual MER

4 2.1. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación
Esquema conceptual 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 Sin detalles de implementación Más fácil de entender Comunicación con el usuario no técnico Vehículo de comunicación adecuado entre los analistas/diseñadores y el usuario no técnico

5 2.2. Conceptos básicos del modelo
Entidad Atributo Dominio Relación El término “Relationship” suele traducirse también por “Interrelación”

6 ENTIDAD 2.2. Conceptos básicos del modelo
Cosa u objeto del mundo real con existencia propia y distinguible del resto Objeto con existencia... física o real (una persona, un libro, un empleado) abstracta o conceptual (una asignatura, un viaje) “Persona, lugar, cosa, concepto o suceso, real o abstracto, de interés para la empresa” (ANSI, 1977) El término OBJETO se utiliza en el sentido que tiene en el lenguaje común, y no con el que suele darse en el paradigma de la Orientación a Objetos. ANSI = American National Standards Institute, <http://www.ansi.org/> Instituto de estándares Americano ANSI (1977): The ANSI/X3/SPARC DBMS Framework. Report on the Study Group on Database Management Systems. D. Tsichiritzis y A. Klug (eds). Montvalle, N.J.: AFIP Press, 1977.

7 ATRIBUTO 2.2. Conceptos básicos del modelo
Propiedad o característica de una entidad Una entidad particular es descrita por los valores de sus atributos: titulo = El alquimista impaciente genero = Thriller Película nacionalidad = España aniooestreno = 2002 ... Los valores de los atributos q describen cada entidad son una parte importante de los datos almacenados en la base de datos. dni = nss = Empleado nombre = Cristina Aliaga Gil nacionalidad = España ...

8 2.2. Conceptos básicos del modelo
TIPO DE ENTIDAD Define un conjunto de entidades que poseen los mismos atributos PELICULAS: titulo, genero, nacionalidad, añoestreno,numcopias EMPLEADOS: dni, nss, nombre, fechanacim, direccion, telefono, altura, nacionalidad, edad Notación EMPLEADOS PELICULAS DIRECTORES Cada tipo de entidad es descrito por su nombre y la lista de nombres de sus atributos LOCALES VIDEOCLUB ACTORES CLIENTES

9 Instancia de un tipo de entidad
2.2. Conceptos básicos del modelo Instancia de un tipo de entidad También... Ocurrencia Realización Ejemplar Entidad concreta o individual PELICULAS titulo = El señor de los anillos genero = Fantasía nacionalidad = EEUU añoestreno = 2001 p2 ... titulo = Amores perros genero = Drama nacionalidad = Méjico añoestreno = 1999 p3 ... titulo = Amelie genero = Comedia nacionalidad = Francia añoestreno = 2001 p4 ... En realidad, utilizaremos el término ENTIDAD como sinónimo de TIPO DE ENTIDAD

10 Intensión y Extensión 2.2. Conceptos básicos del modelo
Un tipo de entidad describe el esquema o intensión para un conjunto de entidades que poseen la misma estructura EMPLEADO: dni, nss, nombre, dirección, telefono, altura, fechanacim, nacionalidad, edad Las instancias del tipo de entidad se agrupan en un conjunto de entidades o extensión e1  ( , , “Cristina Aliaga Gil”, “Libertad, 2. Yecla. Murcia ”, , 1’60, 28/07/1979, España, 23) e2  ( , , “Antonio Gil Sánchez”, “Paz, 5. Murcia. Murcia.30012”, , 1’76, 14/04/1944, España, 58) e3  ( , , “Julia Sauce”, “Justicia, 20. Yecla. Murcia ”, , 1’59, 23/05/1947, España, 55) ...

11 Tipos de atributos 2.2. Conceptos básicos del modelo
Simples o Compuestos Almacenados o Derivados Monovalorados o Multivalorados Opcionales Los valores de los atributos q describen cada entidad son una parte importante de los datos almacenados en la base de datos.

12 Atributos Simples o Compuestos
2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Simples o Compuestos Atributos compuestos Pueden dividirse en otros con significado propio Valor compuesto = concatenación de valores de componentes Atributos simples No divisibles. Atómicos fechanacim dia mes año direccion calle ciudad provincia codpostal No explicar cuándo utilizar un atributo compuesto o bien varios atributos simples, pues esta norma de diseño se estudiará en el “Tema 4.- Diseño Conceptual” genero

13 Atributos Derivados 2.2. Conceptos básicos del modelo
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 número de entidades COPIA relacionadas con cada película concreta atributo derivado de entidades relacionadas

14 Atributos Monovalorados o Multivalorados
2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Monovalorados o Multivalorados Atributos monovalorados (monovaluados) sólo un valor para cada entidad fechanacim [de un EMPLEADO particular] añoestreno [de cada PELICULA concreta] 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 inferior del número de valores por entidad nacionalidad (1-2) telefono (0-3)

15 Atributos Opcionales (nulos)
2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Opcionales (nulos) El nulo (null value) es usado cuando... Se desconoce el valor de un atributo para cierta entidad El valor existe pero falta altura [de un EMPLEADO] No se sabe si el valor existe o no telefono [de un EMPLEADO] La entidad no tiene ningún valor aplicable para el atributo: fechaalquiler [PELICULA sólo en vídeo-venta (no alquiler)] Nulo = Cardinalidad Mínima 0 Valor que existe, pero falta “fechanacim” [de un empleado] Valor no aplicable: “fechajubilacion” [de una persona que aún está en activo]

16 Notación para atributos
2.2. Conceptos básicos del modelo Notación para atributos (0,3) dirección (1,2) (0,1) EMPLEADO nombre fechanacim telefono calle provincia ciudad codpostal edad nss dni altura nacionalidad fechanacim dirección telefono calle provincia ciudad codpostal dni edad altura (0,3) D nss nombre nacionalidad (1,2) EMPLEADO Señalar que para representar gráficamente los conceptos de modelado que ofrece el MER vamos a emplear principalmente dos notaciones: la seguida en el libro [EN2002] y la empleada en el libro [MPM1999]. Indicar que la notación de [EN2002] es muy similar a la original definida por Chen en 1976. Las notaciones empleadas en las otras referencias: [CBS1998] y [SKS1998] coinciden con la de [EN2002], salvo que se indique otra cosa. A la vista de esta diapositiva, destacar: Atributos simples / compuestos Atributos monovalorados / multivalorados Atributos opcionales / obligatorios Atributos derivados / almacenados Los casos normales no se muestran en el diagrama: cardinalidad del atributo es (1,1) almacenado obligatorio CARDINALIDAD DE UN ATRIBUTO Nº mínimo y máximo de valores que puede tomar un atributo, en una instancia de un Tipo Entidad (o de Relación) Sean a atributo, E Tipo de Entidad card_min(a, E) = 0; a puede NO TOMAR VALOR; a PUEDE SER NULO. card_min(a, E) = 1; a DEBE TOMAR OBLIGATORIAMENTE UN VALOR. card_max(a, E) = 1; a TOMARÁ como mucho, UN VALOR individual a la vez. card_max(a, E) > 1; a puede TOMAR MÁS DE UN VALOR para la misma instancia de entidad (o de relación); a es MULTIVALUADO.

17 Atributos Clave 2.2. Conceptos básicos del modelo
Atributo con valor distinto para cada instancia de un tipo de entidad dni en EMPLEADO Una clave identifica de forma única cada entidad concreta  atributo identificador Notación EMPLEADO EMPLEADO La restricción de unicidad prohíbe que dos entidades tengan simultáneamente el mismo valor para el atributo clave. La notación [CBS1998] y [SKS1998] coincide con la de [EN2002]. dni dni

18 Atributos Clave (ii) 2.2. Conceptos básicos del modelo
Una clave puede estar formada por varios atributos  clave compuesta Combinación de valores distinta para cada instancia (nombre, fechanacim) en el tipo de entidad EMPLEADO Una clave compuesta debe ser mínima Un tipo de entidad puede tener más de una clave  claves candidatas Claves o Identificadores Candidatos de EMPLEADO: dni nss (nombre, fechanacim) Una clave compuesta debe ser MINIMA, es decir, no debe contener atributos superfluos = que podrían quitarse y el resto seguiría siendo clave Ejemplo: la clave compuesta (nombre, telefono, fechanacim) no es mínima, sobra “telefono”. Otros ejemplos de claves candidatas: PROFESOR: (nif), (nombre, despacho, facultad) ALUMNO: (nif), (numexpediente), (fechanacim, nombre, telefono) NO COMMENT: Según [EN2002] una entidad puede no tener clave, en ese caso, es una entidad débil

19 Atributos Clave (iii) 2.2. Conceptos básicos del modelo
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 Atributos identificadores alternativos (IA) Claves Alternativas El resto de IC’s nss y (nombre, fechanacim) en EMPLEADO

20 Notación para atributos clave
2.2. Conceptos básicos del modelo Notación para atributos clave [EN2002] [MPM1999] (0,3) (1,2) (0,1) EMPLEADO nombre fechanacim telefono calle provincia ciudad codpostal edad nss dni altura nacionalidad n-f dirección IP fechanacim EMPLEADO dirección telefono calle provincia ciudad codpostal dni edad altura (0,3) D nss nacionalidad (1,2) n-f nombre NO COMMENT: Lo de crear un nuevo atributo compuesto para la clave alternativa lo he sacado de [EN2002] p.47, lin. 7. NO COMMENT: lo de que sea obligatoria la clave lo he sacado de [MPM1999] p.56. Es una restricción inherente del MER. La notación [CBS1998] y [SKS1998] coincide con la de [EN2002]. En el MER es obligatorio que todo tipo de entidad tenga un identificador

21 2.2. Conceptos básicos del modelo
DOMINIO Conjunto de valores Cada atributo simple está asociado a un dominio, que especifica sus valores válidos Atributo Dominio Descripción Dominio nombre NOMBRES cadenas de hasta 30 caracteres alfabéticos telefono TELEFONOS cadenas de hasta 9 caracteres numéricos altura MEDIDAS números reales entre 0 y 2’5 (metros) ... TELEFONOS NOMBRES telefono nombre MEDIDAS altura EMPLEADO No suele representarse, aunque una forma de hacerlo sería:

22 RELACIÓN 2.2. Conceptos básicos del modelo También “interrelación”
Asociación, vínculo o correspondencia entre instancias de entidades relacionadas de alguna manera en el “mundo real” el director “Alejandro Amenábar” ha rodado la película “Mar adentro” el empleado trabaja en el local de videoclub “principal” la película “El imperio contraataca” es una continuación de la película “La guerra de las galaxias”

23 DIRECTOR HA_RODADO PELICULA
Instancia del tipo de relación  Vacas  Tesis  Belle Epoque  Torrente  Tierra Abre los ojos Los otros J. Médem  C. Saura  F. Trueba  S. Segura  A. Amenábar  Cada instancia de la relación es una asociación entre entidades, en la que participa exactamente una entidad de cada tipo. Representa el hecho de que las entidades están relacionadas entre sí de alguna manera en la situación correspondiente del “mundo real”. Tipo de Entidad: conjunto de instancias Tipo de Relación: conjunto de instancias

24 TIPO DE RELACIÓN 2.2. Conceptos básicos del modelo
Estructura genérica o abstracción del conjunto de relaciones existentes entre dos o más tipos de entidad un DIRECTOR ha rodado PELICULA’s Notación DIRECTOR PELICULA HA_RODADO Segunda restricción inherente al MER: sólo puede haber relaciones entre entidades. Es decir, está prohibido establecer una relación entre relaciones y entre una relación y una entidad.

25 Relaciones entre entidades
Una relación binaria es una correspondencia que se establece entre dos entidades. Las relaciones se representan gráficamente por rombos y se les asigna un nombre significativo.

26 Clases de relaciones Clase 1 a N
Una relación de clase de 1 a N o 1:N o de uno a muchos se puede ver en la siguiente figura, en donde se expresa que cada empleado trabaja en una única sección, o que en cada sección trabajan varios empleados. Se lee de la siguiente manera: 1 empleado trabaja en 1 sección y en 1 sección trabajan N empleados

27 Clase 1 a 1 Una relación de clase de 1 a 1 se puede ver en la siguiente figura, en donde se expresa que cada sección tiene un único empleado (jefe) a cargo.

28 Clase N a N Una relación de clase de N a N se puede ver en la siguiente figura, en donde se expresa que cada empleado puede estar asignado en varios secciones a la vez y que cada proyecto esta formado por varios empleados.

29 Clase c a N Se puede colocar una constante numérica en vez de la “N” cuando se desee expresar que hay ciertas restricciones de cardinalidad conocidas de antemano. Por ejemplo, si sabemos que un empleado no puede trabajar en mas de 3 secciones a la vez.

30 Relaciones totales Una restricción muy común e importante en el modelado de casos prácticos impone que todas las entidades de un conjunto de entidades E aparezcan obligatoriamente en un conjunto de relaciones R. En estos casos se dice que la relación R es total en E. Cuando una relación no es total se dice que es parcial. Un empleado trabaja en una sección, no puede haber empleados que no estén asignados a alguna sección.

31 Relaciones parciales El 0 indica que un cliente puede o no poseer tarjeta. Puede haber clientes que no tengan tarjeta.

32 Atributos de relaciones
En muchos casos prácticos se tienen atributos que no dependen de una única entidad sino de la relación existente entre conjuntos de entidades.

33 Relación recursiva (autorrelación)
Una relación recursiva es una relación binaria que conecta una entidad consigo misma. Para distinguir entre los dos papeles de la entidad en la relación, se asocian dos rótulos con la entidad. En el ejemplo los dos rótulos son Mandar y Es mandado.

34 Relación de grado mayor a 2
Son relaciones que conectan mas de dos entidades. La relación DICTA es una relación ternaria que une las entidades INSTRUCTOR, SEMESTRE y CURSOS.

35 Tipos de entidades Las entidades pueden ser de dos tipos:
Entidad fuerte: aquella sobre la que se puede definir la clave primaria dentro de sus propios atributos. Entidad débil: aquellas que no puede utilizar sus propios atributos como clave, al estar asociada a otra entidad.

36 Agregaciones Un banco trabaja con clientes que pueden tener varias cuentas corrientes. A pedido de los clientes y bajo ciertos requisitos, el banco les otorga tarjetas magnéticas para ser usadas en sus cajeros automáticos. Una primera aproximación del MER sería la siguiente: En este esquema establece que se emite una tarjeta por cada cuenta que tenga cada cliente

37 Agregaciones A tales efectos se debería considerar a las parejas (cliente, cuenta) como un conjunto de entidades que se vinculan con las entidades del conjunto de tarjetas. Para ello se encierra a los conjuntos Clientes, Cuentas y la relación entre ellos, en un nuevo rectángulo que se va a comportar como un nuevo conjunto de entidades. A esto se lo denomina Agregación. Los elementos de esta agregación se relacionan con las tarjetas.

38 Ejemplos Se desea modelar una base de datos de una empresa de insumos de computación, mediante MER. La realidad de la empresa es la siguiente: La empresa tiene clientes, cuyos datos son su número de cliente, nombre dirección y teléfonos. La dirección se forma de un domicilio, ciudad y código postal. Los clientes hacen pedidos de compra. Cada pedido de un cliente hace referencia a un conjunto de artículos en stock. Para cada artículo que hay en un pedido se indica la cantidad unitaria pedida. Los pedidos tienen un número identificatorio y una fecha de envío y una tasa de envío. Todos los pedidos tienen un monto total. Los artículos se identifican por un número y el código del fabricante, es decir, un mismo artículo puede ser producido por varios fabricantes. De cada artículo se tiene su descripción y su precio unitarios. Este precio depende el artículo en sí y del fabricante del mismo. Los fabricantes tienen un código y un nombre.


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