Tema 3. Diseño conceptual.

Tema 3. Diseño conceptual.

DISEÑO CONCEPTUAL ¿Por qué debe el EC ser independiente de la implementación? Meta del Diseño del EC: entendimiento completo del significado (semántica), la estructura, interrelaciones y restricciones de la BD  mejor si se consigue independientemente del SGBD, pues las peculiaridades de cada SGBD NO deben influir en el diseño del EC EC es una descripción del contenido de la BD (independiente de cómo, dónde, etc. se almacene).  Si es independiente del SGBD, no cambiará cuando cambien las decisiones de diseño o el SGBD elegido Un MD de Alto Nivel es más expresivo y general que un MD de implementación o de un SGBD particular EC vehículo de comunicación usuario/diseñador/analista. Un MD de alto nivel incluye conceptos más fáciles de entender

DISEÑO CONCEPTUAL DOS GRANDES ETAPAS A. Análisis de Requisitos
Etapa de percepción, identificación y descripción de los fenómenos del mundo real a analizar. ¿Qué representar?. Objetivo: dar a los requerimientos una estructura que facilite las actividades posteriores de modelado. Análisis sistemático de especificaciones de requisitos para identificar requisitos de información claros Se trata de... eliminar ambigüedades (descripciones imprecisas o incorrectas de la realidad), completar, entender el significado, estructurar ... los requisitos recopilados. Intención: producir descripciones claras (esquema descriptivo) como entradas de la fase de conceptualización.

ANÁLISIS DE REQUISITOS
Entradas de la fase de diseño conceptual: Lenguaje Natural: Entrevistas a usuarios de los diferentes niveles de la organización (proporcionan detalles de los datos), Reglas de empresa (marco para el análisis), normativas, otros documentos. Formularios: Recogida de datos e intercambio de información entre usuarios. Formatos de registros y pantallas: Si se desarrolla una BD a partir de un sistema de archivos tradicional. Esquemas de datos: Expresados en DDL, pe.; cambio de DBMS, modificación de una BD existente, fusión de varias BD. Resultado: esquema percibido o descriptivo (lenguaje natural) Especificación clara y precisa de requisitos de datos del sistema

Análisis de requisitos: LENGUAJE NATURAL
Problemas de ambigüedad y escaso formalismo. Los usuarios pueden establecer en sus propios términos los requisitos sin la intervención de formalismos. Solución de problemas de comunicación entre usuarios y analistas. Análisis de los requerimientos 1. Analizar los requerimientos y filtrar las ambigüedades 2. Dividir los enunciados en conjuntos homogéneos

Lenguaje Natural: FILTRO DE AMBIGÜEDADES
7 REGLAS EMPÍRICAS PARA FILTRAR AMBIGÜEDADES R1. Elegir un nivel apropiado de abstracción para los términos R2. Evitar el uso de “casos” en lugar de conceptos generales R3. Evitar expresiones vagas o indirectas R4. Elegir estilo estandarizado de enunciado R5. Verificar sinónimos y homónimos R6. Hacer explícitas las referencias entre términos R7. Utilizar un Glosario

1 En una base de datos de una universidad, se representan
2 datos sobre estudiantes y profesores. Para los estudiantes, 3 se representa el apellido, edad, sexo, ciudad y provincia de 4 nacimiento, ciudad y provincia de residencia de sus 5 familias, lugares y provincias donde vivieron antes 6 (con el lapso que vivieron en cada uno), cursos que han 7 aprobado, con nombre, código, profesor, nota y fecha. 8 Asimismo, se representan los cursos a los que asisten en 9 la actualidad y para cada uno, día, lugares y horas de 10 impartición de las clases (cada curso se imparte a lo sumo 11 una vez en un día). Para estudiantes graduados se 12 representa el nombre del tutor y el número total de 13 créditos en el último año. Para estudiantes de doctorado, 14 se representa el título y área de investigación de su tesis. 15 Para los maestros, se representa el apellido, la edad, el 16 lugar y provincia de nacimiento, nombre del departamento 17 al que pertenecen, número de teléfono, título, situación y 18 temas de investigación.

R1. Elegir nivel apropiado de abstracción para los términos Los términos abstractos se usan con frecuencia en enunciados, en casos en que los términos específicos serían más apropiados. Las categorías generales son comunes en el lenguaje natural porque producen una comunicación rápida y eficaz en la que, comúnmente, la ambigüedad se resuelve por el contexto. Sin embargo, en DC se debe utilizar términos en un nivel correcto de abstracción, especialmente si el diseñador no es un experto en el dominio de la aplicación. Términos Abstractos: (lín. 5) lugares (lín. 6) lapso (lín. 17) situación Términos Apropiados: ciudades número de años estado civil

R2. Evitar el uso de “casos” en lugar de conceptos generales Esta regla evita la fuente opuesta de ambigüedades; los usuarios de los sistemas de información adoptan, a veces, términos más específicos de lo necesario. Ejemplo, empresa de electrónica: «la cantidad en existencia de chips». El término chips no describe un concepto, sino más bien un caso del concepto correcto, componentes. R3. Evitar las expresiones vagas o indirectas. En el lenguaje natural se usa con frecuencia la repetición deliberada y las expresiones indirectas. «mira a la persona sentada en la taquilla», en vez de: «mira al taquillero» La segunda oración indica una clase específica de entidades (taquillero), mientras que la primera se refiere a la misma clase indicando una interrelación con otra clase de entidades (persona). Al usar rodeos se incurre en el riesgo expresar el significado de los conceptos en términos de referencias implícitas a otros conceptos, en lugar de referencias explícitas a los conceptos mismos.

R4. Elegir Estilo adecuado de enunciado En la libre conversación se usan muchos estilos sintácticos para lograr una comunicación más eficaz. Esta variedad de estilos debe evitarse en los textos que definen los requerimientos; el uso de categorías sintácticas simples permite un modelado directo (y único) de los requerimientos. Lo ideal: enunciados con un estilo ESTÁNDAR Formato de las Descripciones: <SUJETO><VERBO><ESPECIFICACIÓN> Formato para las Operaciones: <SI> <CONDICION> <ENTONCES> <ACCIÓN> <SI NO> <ACCIÓN>, o <CUANDO> <CONDICION> <HACER> <ACCIÓN> Diseñador debe seleccionar un estilo apropiado con EQUILIBRIO entre ESTANDARIZACIÓN y EXPRESIVIDAD

R5. Verificar SINÓNIMOS y HOMÓNIMOS Los requerimientos suelen resultar de las contribuciones de varios usuarios. Distintas personas pueden dar un mismo significado a diferentes palabras (sinónimos) o diferente significado a las mismas palabras (homónimos). Riesgo de homónimos mayor con vocabulario de términos es pequeño, Riesgo de sinónimos mayor con vocabulario de términos es rico. Si usuarios distintos adoptan vocabularios en diferentes niveles de abstracción Ejemplo: maestro, profesor y tutor ... son sinónimos lugares ... se usa dos veces con diferente significado (homónimos)

R6. Hacer explícitas las referencias entre términos Si no se especifica claramente las referencias entre los términos puede surgir ambigüedad número de teléfono ¿es una propiedad de los PROFESORES, o de los DEPARTAMENTOS? Los conceptos referidos pueden aparecer explícitamente en los requisitos u omitirse por completo * PROFESOR, DEPARTAMENTO sí aparecen en los requisitos * día ¿día de la semana o día del mes? SEMANA y MES no se mencionan en los requisitos

R7. Utilizar un Glosario de términos Entender significado de los términos y Eliminar ambigüedades de los requisitos 1º Crear el Glosario 2º Descripciones de requisitos usando sólo términos del glosario En el Glosario, para cada término debería aparecer: NOMBRE DEFINICIÓN CORTA POSIBLES SINÓNIMOS (área de equivalencia) POSIBLES PALABRAS CLAVE (área de influencia)

DISEÑO CONCEPTUAL B. Conceptualización
Refinamiento y estructuración sucesivos del Esquema Percibido hasta llegar al Esquema Conceptual de la BD Se responde a la pregunta ¿Cómo representar? Descripción del EC mediante un Modelo de Datos de Alto Nivel Así, el Esquema Conceptual ... INTENTA recoger TODA la SEMÁNTICA de los requerimientos El EC será INDEPENDIENTE de características de implementación Utilizaremos la terminología del Modelo Entidad/Interrelación Extendido (MEER)

CONCEPTUALIZACIÓN Dos enfoques en el PASO del Esquema Descriptivo o Percibido a un primer Esquema Conceptual: LINGÜÍSTICO (CHEN, 1983) 12 heurísticas (no reglas, posibles contraejemplos): estructura de las oraciones y atributos gramaticales de las palabras. Depender menos de la intuición de los diseñadores y más de métodos estructurados CATEGORIZACIÓN DE OBJETOS (STOREY / GOLDSTEIN) Reglas basadas en el papel desempeñado por un objeto de datos en el proceso de información

CONCEPTUALIZACIÓN: Enfoque LINGÜÍSTICO
Sustantivo Complemento Directo o Sujeto: TIPO de ENTIDAD o ATRIBUTO “Los socios piden prestados libros”  tipos entidad atributos SOCIO y LIBRO Nombre Propio: INSTANCIA (ocurrencia) de Tipo Entidad “...M. Ende...”  ocurrencia del tipo entidad AUTOR Verbo Transitivo o Frase Verbal, indica TIPO INTERRELACIÓN “Los socios piden prestados libros”  interrelación entre SOCIO y LIBRO Preposición o Frase Preposicional entre dos nombres, indica * TIPO INTERRELACIÓN entre Tipos Entidad o * ASOCIACIÓN entre Tipo Entidad y un atributo suyo “... la editorial del libro...”  - interrelación entre los tipos entidad EDITORIAL y LIBRO, o bien - asociación del atributo “editorial” al tipo entidad LIBRO

Enfoque CATEGORIZACIÓN de OBJETOS
Entidad: objeto de datos... con MÁS PROPIEDADES además de su NOMBRE, o bien OPERANDO en sentencia de SELECCIÓN | BORRADO | INSERCIÓN Libro, propiedades: título, idioma, número de copias...  Entidad LIBRO Si un socio deja de serlo, debe borrarse su ficha  Entidad SOCIO Atributo: objeto de datos... al que se asigna un VALOR, o bien OPERANDO en operación ARITMÉTICA | BOOLEANA | ”STRING” ¿Es el título de este libro “Momo” o no?  “título” es un atributo Interrelación: objeto de datos... Que hace posible la SELECCIÓN de una ENTIDAD, a través de una REFERENCIA a un ATRIBUTO de OTRA ENTIDAD “Seleccionar los libros escritos por un autor cuyo nombre es M. Ende”  Interrelación ESCRITO_POR

Los verbos SER y TENER “...ES UN...” Permite crear JERARQUÍAS DE ENTIDADES Corresponde al concepto de Especialización/Generalización “...tanto un libro como un artículo de nuestra biblioteca son documentos...” Supertipo: DOCUMENTO Subtipos: LIBRO, ARTICULO “...TIENE...” “Ocurrencia de” un libro tiene varios ejemplares... INTERRELACIÓN entre Tipos Entidad ...los libros pueden tener más de un autor... ASOCIACIÓN de un TIPO ENTIDAD y sus ATRIBUTOS ...los libros tienen un título, un año de publicación y un idioma determinado...

Uso del SINGULAR o PLURAL Permite deducir CARDINALIDADES y GRADOS de las INTERRELACIONES ...un libro es escrito por varios autores... ...un autor puede escribir varios libros.... » Interrelación ESCRIBIR es M:N y de GRADO 2 ...un libro puede ser escrito por un autor anónimo... » card_min(AUTOR, ESCRIBIR) = 0

Criterios de elección entre conceptos
Tipo de entidad o atributo simple ¿tiene otros atributos? Editorial (dirección, nacionalidad) ¿relacionado con otros tipos de entidades? Libro publicado por editorial ¿multivalorado? Idioma de libro Especialización/Generalización o atributo simple ¿alguna característica sólo para algún subtipo? Persona (sexo), queremos modelar número de embarazos Atributo compuesto o conjunto de atributos simples ¿nos referimos al atributo como un todo y por sus componentes? dirección (calle, número, ciudad)

DISEÑO DEL ESQUEMA CONCEPTUAL
ENFOQUES PARA EL DISEÑO DE ESQUEMAS CONCEPTUALES CENTRALIZADO Requisitos combinados en un ÚNICO CATÁLOGO ANTES del diseño Se diseña un ÚNICO Esquema Conceptual (para el cjto global de requisitos) Equipo del DBA ... Decide cómo combinar los requisitos, Diseña el Esquema Conceptual de la BD, y Especificar los Esquemas Externos para cada grupo de usuarios/aplicación INTEGRACIÓN DE VISTAS No se combinan los requisitos de los diferentes usuarios/aplicaciones Se diseña UN Esquema Conceptual para CADA grupo de usuarios -- VISTA Integra o combina los Esquemas Conceptuales (vistas), Obtiene y refina el Esquema Conceptual Global (integrado) de la BD, y Especificar los Esquemas Externos a partir de cada vista de usuario/aplicación

DIFERENCIAS ENTRE LOS ENFOQUES CENTRALIZADO QUÉ SE COMBINA: los requisitos recopilados CUÁNDO SE COMBINA: antes del diseño del esquema conceptual global QUIÉN COMBINA: el equipo del DBA CÓMO SE COMBINA: manualmente INTEGRACIÓN DE VISTAS QUÉ SE COMBINA: los esquemas conceptuales diseñados para cada grupo de usuario / aplicación CUÁNDO SE COMBINA: una vez obtenidos todos los esquemas conceptuales o vistas de cada grupo de usuarios/aplicación CÓMO SE COMBINA: manualmente o si la BD es grande, siguiendo un método y usando herramientas automatizadas de ayuda

Conclusión: hemos de diseñar un ESQUEMA CONCEPTUAL que satisfaga un conjunto de requisitos... ... de muchos (grupos de ) usuarios diferentes (centralizado), o bien ... de un único grupo de usuarios (integración de vistas) Seguiremos una ESTRATEGIA DE DISEÑO DE ESQUEMAS CONCEPTUALES Proceso incremental parte de un EC inicial (derivado de los requisitos) se refina, modifica y desarrolla aplicando TRANSFORMACIONES al EC LUGAR CIUDAD PROVINCIA EN

CARACTERÍSTICAS de una TRANSFORMACIÓN de ESQUEMA ESQUEMA INICIAL (E-Ini) Y ESQUEMA RESULTANTE (E-Res) La transformación se aplica al esquema inicial El efecto de la transformación es el esquema resultante CORRESPONDENCIA entre (nombres) CONCEPTOS del E-Ini y E-Res nombre LUGAR corresponde a los nombres CIUDAD, EN y PROVINCIA HERENCIA DE CONEXIONES LÓGICAS Los conceptos el E-Res heredan las INTERRELACIONES ATRIBUTOS GENERALIZACIONES/ESPECIALIZACIONES ... definidas para los conceptos correspondientes del E-Ini

LUGAR CIUDAD VIVE_EN VIVE_EN EN PERSONA PERSONA PROVINCIA PRIMITIVAS DE REFINAMIENTO Definidas para realizar transformaciones Se aplican a un E-Ini y producen un E-Res PRIMITIVAS ASCENDENTES y DESCENDENTES

PRIMITIVAS DE DISEÑO CONCEPTUAL
PRIMITIVAS DESCENDENTES Refinamientos Puros: aplicadas a un concepto y producen descripción más detallada del mismo Propiedades: ESTRUCTURA SIMPLE Se aplican a un ÚNICO concepto y dan un pequeño CONJUNTO de conceptos TODOS LOS NOMBRES SE REFINAN EN NUEVOS NOMBRES Descripción del concepto original a un nivel más bajo SÓLO UNO DE LOS CONCEPTOS DEL E-Res HEREDA CONEXIONES LÓGICAS

PRIMITIVAS DESCENDENTES DE DC
D1. ENTIDAD  ENTIDADES INTERRELACIONADAS LUGAR CIUDAD PROVINCIA EN D2. ENTIDAD  GENERALIZACIÓN/ESPECIALIZACIÓN PERSONA MUJER HOMBRE D3. ENTIDAD  ENTIDADES NO INTERRELACIONADAS PREMIO OSCAR NOBEL

D4. INTERRELACIÓN INTERRELACIONES PARALELAS PERSONA CIUDAD RELACIONADA_CON VIVE_EN NACIO_EN EMPLEADO DEPARTAMENTO TRABAJA_EN DIRECTOR TRABAJA_CON JEFE_DE D5. INTERRELACIÓN  ENTIDAD CON INTERRELACIONES

D6. DESARROLLO DE ATRIBUTOS D7. DESARROLLO DE ATRIBUTOS COMPUESTOS D8. REFINAMIENTO DE ATRIBUTOS

RESPETAR implícitamente ciertas RESTRICCIONES cardinalidades máxima y mínimas en D4, D5

PRIMITIVAS DE DISEÑO CONCEPTUAL
PRIMITIVAS ASCENDENTES Introducen conceptos nuevos y propiedades que NO aparecen en versiones anteriores del esquema, o modifican conceptos existentes Aplicadas... al descubrir rasgos del UoD no captados antes al fusionar esquemas (integración) para formar un esquema global

PRIMITIVAS ASCENDENTES DE DC
A1. GENERACIÓN DE ENTIDAD A2. GENERACIÓN DE INTERRELACIÓN A3. GENERACIÓN DE GENERALIZACIÓN DIRECTOR PERSONA EMPLEADO 

PRIMITIVAS ASCENDENTES DE DC
Ojo: REVISAR INTERRELACIONES Y ATRIBUTOS La aplicación de primitivas ascendentes obliga a los diseñadores a investigar las consecuencias de la transformación en el resto del esquema (A3) A4. AGREGACIÓN DE ATRIBUTOS A5. AGREGACIÓN DE ATRIBUTO COMPUESTO

ESTRATEGIAS para el DISEÑO DE ESQUEMAS
4 estrategias, según las primitivas que utilizan: Descendente, Ascendente, Centrífuga y Mixta ESTRATEGIA DESCENDENTE (top-down) Sólo aplica primitivas descendentes (c/u introduce nuevos detalles) Fin del proceso cuando TODO requisito de información está representado Estrategia descendente PURA: todos los conceptos representados en el esquema final, deben aparecer en cada plano de refinamiento

ESTRATEGIA DESCENDENTE para el DISEÑO DE ESQUEMAS
En la base de datos de un censo se consideran las siguientes propiedades de las personas: nombre, apellido, sexo, edad, lugar de nacimiento, lugar de residencia, años de residencia, situación militar de los hombres, apellido de soltera de las mujeres (*obviamente, hablamos de un censo no español*). Los lugares pueden ser estados extranjeros o ciudades nacionales. Cada uno tiene un nombre y número de habitantes (que representa la población total en el caso de los estados extranjeros) y los nombres de las regiones o ciudades. 1. 2.

3. NACIO _EN VIVE _EN PERSONA LUGAR HOMBRE MUJER PAIS EXTRANJERO LUGAR NACIONAL

4. HOMBRE MUJER NACIO _EN VIVE PAIS EXTRANJERO CIUDAD NACIONAL PERSONA LUGAR PROVINCIA EN EDAD ESTATURA APELLIDOS NOMBRE SITUACIÓN_MILITAR CONTINENTE APELLIDO_SOLTERA HABITANTES AÑOS (1,N) (1,1)

ESTRATEGIA ASCENDENTE para el DISEÑO DE ESQUEMAS
Estrategia down-top Sólo aplica primitivas ascendentes Parte de un esquema con conceptos/abstracciones elementales Construye conceptos más complejos, mediante combinación o adición de nuevas abstracciones  SENCILLEZ  NECESIDAD de REESTRUCTURAR el ESQUEMA (difícil si esquemas complejos) Visión estable de conceptos e interrelaciones SÓLO se ve al final del diseño permite ver con claridad los árboles, pero no el bosque 1.

ESTRATEGIA ASCENDENTE para el DISEÑO DE ESQUEMAS
2. HOMBRE PAIS EXTRANJERO PROVINCIA EDAD ESTATURA APELLIDOS NOMBRE SITUACIÓN_MILITAR CONTINENTE APELLIDO_SOLTERA HABITANTES MUJER CIUDAD NACIONAL 3. 4. (*ver el esquema final anterior*)

ESTRATEGIA CENTRÍFUGA para el DISEÑO DE ESQUEMAS
Estrategia de dentro a fuera  Ya NO se procede por niveles de abstracción

ESTRATEGIA MIXTA para el DISEÑO DE ESQUEMAS
Estrategia para dominio de aplicación muy complejo Estrategia Descendente para DIVIDIR los requisitos en subconjuntos Diseño Ascendente de un SUB-ESQUEMA para cada partición COMBINACIÓN de los subesquemas (esquema armazón)

ESTRATEGIA MIXTA para el DISEÑO DE ESQUEMAS
D) ESQUEMA INTEGRADO GLOBAL (VER ANTERIOR) RELACIONADO CON PERSONA LUGAR A) ESQUEMA ARMAZÓN C) ESQUEMA LUGAR B) ESQUEMA PERSONA LUGAR NOMBRE HABITANTES EDAD PERSONA ESTATURA APELLIDOS NOMBRE PAIS EXTRANJERO CIUDAD NACIONAL CONTINENTE EN HOMBRE MUJER SITUACIÓN_MILITAR APELLIDO_SOLTERA PROVINCIA NOMBRE

Enfoque centralizado:
INTEGRACIÓN DE VISTAS Enfoque centralizado: dificultad en conciliar las diferencias y conflictos entre los grupos de usuarios para establecer una definición clara de los requerimientos globales. Enfoque de Integración de vistas: Ventaja: vistas relativamente pequeñas  diseño simplificado Objetivo: Encontrar partes de los EC de entrada que se refieren a la misma porción de la realidad y UNIFICAR su representación Dificultad: descubrir diferencias y correspondencias entre Ecs  una misma parte de la realidad suele estar modelada de formas distintas en cada esquema

IV: DIFERENCIAS DE MODELADO
PROYECTO EMPLEADO DEPARTAMENTO Perspectivas diferentes: conceptos enfocados desde distintos niveles de abstracción o representados utilizando propiedades diferentes Equivalencia entre construcciones: modelos conceptuales  variedad de estructuras de representación  permiten distintas representaciones equivalentes de la misma realidad. Especificaciones de diseño incompatibles: errores durante el diseño de vistas relacionados con nombres, estructuras y restricciones de integridad pueden producir entradas erróneas para la actividad de integración  Detección de errores de diseño nombre título EDITOR editor LIBRO [ 1, 1 ] [ 1, N ] PROYECTO EMPLEADO

1. Identificación y Análisis de conflictos: de nombres y estructurales
INTEGRACIÓN DE VISTAS 1. Identificación y Análisis de conflictos: de nombres y estructurales 2. Resolución de conflictos 3. Fusión de esquemas 4. Reestructuración del Esquema Conceptual Integrado

Esquema 1. Centrado en publicaciones
título [ 0, n ] NomDepto código área-investigación [ 1, n ] PALABRA CLAVE PUBLICACIÓN TRATA Esquema 2. Centrado en informes dirección [ 1, n ] nombre título [ 0, n ] TRATA CONTRATISTA PUBLICA ESCRITO-POR [ 1, 1 ] INFORME TEMA DEPARTAMENTO

Conflictos de nombres (sinónimos y homónimos)
SEMEJANZA DE CONCEPTOS: conceptos con diferente nombre poseen propiedades y restricciones comunes  posibles SINÓNIMOS DISCREPANCIA ENTRE CONCEPTOS: conceptos con el mismo nombre poseen propiedades y restricciones diferentes  posibles HOMÓNIMOS

Conflictos de nombres (sinónimos y homónimos)
Detección: a todas las posibles modificaciones las llamamos guiones de modificación. Suponen cambiar el nombre del concepto, y pueden implicar la adición de alguna propiedad interesquemática (restricciones mutuas entre conceptos que aparecen en diferentes esquemas) Después de unificación de nombres, se supone que dos conceptos (atributos, entidades, interrelaciones) con el mismo nombre representan la misma realidad.

Conflictos estructurales
Durante análisis de conflictos estructurales, se comparan los conceptos con el mismo nombre en los esquemas de entrada para ver si pueden fusionarse. Se utilizan las siguientes categorías: Conceptos idénticos; Conceptos compatibles; diferentes estructuras de representación o propiedades vecinas no contradictorias. Conceptos incompatibles; poseen propiedades contradictorias. P.ej.: Cardinalidades diferentes para el mismo atributo o entidad. Identificadores diferentes Interrelaciones inversas de subconjuntos: la entidad A es subconjunto de la entidad B en un esquema, y B es subconjunto de A en el otro esquema. Posibles soluciones: selección de una representación y construcción de una representación común tal que todas las restricciones de los dos esquemas estén incluidas en el esquema integrado.

Resolución de conflictos
nombre [ 0, n ] TIENE [ 1, 1 ] DEPARTAMENTO Resolución de conflictos título [ 0, n ] código área-investigación [ 1, n ] PALABRA CLAVE PUBLICACIÓN TRATA INCLUYE TEMA NomDepto nombre dirección [ 1, n ] nombre título [ 0, n ] TRATA CONTRATISTA PUBLICA ESCRITO-POR [ 1, 1 ] INFORME TEMA DEPARTAMENTO

Fusión de Esquemas y reestructuración
Actúa sobre los esquemas de entrada y produce un esquema que incluye todos los conceptos representados en los esquemas de entrada. Se han resuelto todos los conflictos  fusión de esquemas = simple superposición de conceptos comunes. Las entidades que coinciden por completo se superponen de forma directa. Las entidades que corresponden a los mismos objetos, pero poseen diferentes atributos, se superponen tomando la unión de sus atributos; Se añaden jerarquías que se presenten como propiedades interesquemáticas. Las propiedades interesquemáticas pueden conducir a reestructuraciones, adiciones o supresiones de conceptos en el esquema resultante. Reestructuración: (opcional) el esquema global podrá analizarse y reestructurarse para eliminar cualquier redundancia o complejidad innecesaria. El esquema obtenido debe examinarse desde el punto de vista de cada una de las vistas parciales y, si no es aceptado por alguna de ellas debe modificarse repitiendo este proceso las veces que haga falta.

FUSIÓN título código área-investigación nombre título nombre dirección
TIENE FUSIÓN [ 1, 1 ] título [ 0, n ] código área-investigación nombre [ 1, n ] TEMA PUBLICACIÓN INCLUYE [ 0, n ] TRATA título [ 1, n ] ESCRITO-POR PUBLICA [ 1, 1 ] [ 1, n ] INFORME [ 0, n ] [ 0, n ] DEPARTAMENTO CONTRATISTA nombre dirección nombre dirección

Reorganización código título nombre dirección código nombre
TIENE PUBLICACIÓN INCLUYE [ 1, 1 ] [ 1, n ] [ 0, n ] [ 0, n ] DEPARTAMENTO [ 0, n ] PUBLICA TRATA [ 0, n ] TEMA [ 1, 1 ] [ 1, n ] nombre dirección código nombre INFORME área-investigación título [ 1, n ] ESCRITO-POR [ 0, n ] CONTRATISTA Reorganización nombre dirección

 d Propiedades interesquemáticas código título nombre dirección
TIENE PUBLICACIÓN INCLUYE [ 1, 1 ] [ 1, n ] d  [ 0, n ] [ 0, n ] DEPARTAMENTO [ 0, n ] PUBLICA TRATA [ 0, n ] TEMA [ 1, 1 ] [ 1, n ] nombre dirección código nombre INFORME área-investigación [ 1, n ] ESCRITO-POR [ 0, n ] CONTRATISTA Propiedades interesquemáticas nombre dirección

 d Eliminación de redundancia código título nombre dirección código
TIENE PUBLICACIÓN INCLUYE [ 1, 1 ] [ 1, n ] d  [ 0, n ] [ 0, n ] DEPARTAMENTO TEMA nombre dirección código nombre INFORME área-investigación [ 1, n ] ESCRITO-POR [ 0, n ] CONTRATISTA Eliminación de redundancia nombre dirección

ESTRATEGIAS de Fusión de Esquemas

CARACTERÍSTICAS DE UN ESQ. CONCEPTUAL
¿Qué es un BUEN esquema? 1. COMPLETO 2. CORRECTO 3. MÍNIMO 4. EXPRESIVO 5. LEGIBLE 6. AUTOEXPLICATIVO 7. EXTENSIBLE

COMPLETITUD y CORRECCIÓN
Representa TODA característica importante del UoD Completitud del esquema respecto a los requisitos Completitud de los requisitos respecto al esquema CORRECCIÓN Uso adecuado de los conceptos del MEE Corrección SINTÁCTICA Corrección SEMÁNTICA Errores semánticos frecuentes ATRIBUTO en lugar de TIPO ENTIDAD OLVIDAR GENERALIZACIÓN o la PROPIEDAD DE HERENCIA GRADO ERRÓNEO DE INTERRELACIONES ENTIDAD en lugar de INTERRELACIÓN OMITIR especificaciones de CARDINALIDAD MÍNIMA/MÁXIMA

Cada aspecto de los requisitos aparece SÓLO UNA VEZ
MINIMALIDAD Cada aspecto de los requisitos aparece SÓLO UNA VEZ No se puede borrar un concepto SIN perder información Un esquema NO MÍNIMO contiene REDUNDANCIA FUENTES DE REDUNDANCIA Ciclos de interrelaciones Atributos derivados

Ciclos de interrelaciones
MINIMALIDAD Ciclos de interrelaciones CIUDAD COMUNIDAD AUTONOMA PROVINCIA 1 N PERTENECE_A ESTA_EN ES_DE

Atributos derivados MINIMALIDAD nombre nombre edad edad código código
EMPLEADO EMPLEADO edad edad [ 1, N ] [ 1, N ] TRABAJA_EN TRABAJA_EN código código [ 1, N ] [ 1, N ] director director PROYECTO PROYECTO Número de empleados

Acciones de mejora de la expresividad
Representa los requisitos de forma natural, entendible, sin explicaciones adicionales Acciones de mejora de la expresividad CREACIÓN DE GENERALIZACIÓN ELIMINACIÓN DE SUBTIPOS DE ENTIDAD COLGANTES EN G/E ELIMINACIÓN DE TIPOS DE ENTIDAD COLGANTES [ 1, 1 ] NACIDA_EN nombre PERSONA [ 1, n ] CIUDAD NSS nombre apellido PERSONA ciudad_nacimiento NSS nombre apellido

    EXPRESIVIDAD OFRECE SEMINARIO PROFESOR OFRECE CALIFICA
ASISTENTE ENSEÑA CURSO INSTRUCTOR ENSEÑA PERSONAL ENSEÑANZA ENSEÑA OFERTAS     CALIFICA PROFESOR INSTRUCTOR SEMINARIO CURSO ASISTENTE

LEGIBILIDAD - Homogeneidad en los tamaños - Líneas rectas - Simetría - No cruces de líneas - Mínimo nº esquinas - Supertipos encima de subtipos y subtipos simétricos

EXTENSIBILIDAD - Fácil de adaptar a cambios en los requisitos
AUTOEXPLICACIÓN - Representa muchas propiedades usando construcciones del modelo - sin usar otros formalismos ESTUDIANTE [ 2, 2 ] POSEE TUTOR tipo [ 0, N ] PROFESOR [ 1, 1 ] [ 1, 1 ] ESTUDIANTE POSEE TUTOR MASTER POSEE TUTOR DOCTORADO EXTENSIBILIDAD - Fácil de adaptar a cambios en los requisitos PROFESOR [ 0, N ] [ 0, N ]

Metodología de diseño conceptual utilizando el modelo entidad/relación
Elmasri, R.; Navathe, S.B. Sistemas de bases de datos. Conceptos fundamentales. 2ª ed. Addison‑Wesley Iberoamericana, 1997. Obtención del diagrama entidad/relación Para obtener un diagrama adecuado y fiable a partir del análisis de la realidad y de los requerimientos de la organización, actividades: identificar tipos de entidad y atributos, identificar generalizaciones/especializaciones, identificar tipos de relación entre tipos de entidades, identificar tipos de entidad débiles, identificar agregaciones, y especificar restricciones de integridad. Estas actividades se realizan de forma iterativa hasta conseguir definir un diagrama Entidad/Relación lo más fiel posible a la realidad.

1. Identificar entidades y atributos
De la observación de la realidad: detectar el conjunto de "objetos” (físicos o conceptuales) de los que se quiere almacenar información, Uso de la clasificación (mecanismo de abstracción primario)  abstraer el conjunto de "clases de objetos” (o tipos de objetos) que son de interés para la organización. no prestar atención a las ocurrencias concretas sino al conjunto de ocurrencias.   CLASIFICACIÓN PERSONAS COCHES Mundo real Modelo de la realidad

1. Identificar entidades y atributos
Entidad: viene definida por un conjunto de atributos que representan la información que se desea conocer de cada tipo de objeto. Para cada atributo se debe: asociar un dominio o, si es derivado, especificar la fórmula de derivación, e indicar la cardinalidad de atributo en el caso de que el atributo tenga restricción de valor no nulo. Si es posible, se destacarán los atributos identificadores; si no existen estos atributos la entidad debe ser considerada débil y habrá que decidir, cuando se estudien las relaciones, sobre cuál o cuáles se apoya para identificarse. ycod provincia jefe PROYECTO nombre

EJEMPLO 2 No hay que pensar que antes de avanzar en el diseño hay que definir un conjunto de entidades que será fijo: éste puede cambiar a medida que se tomen ciertas decisiones de diseño. Por ejemplo es posible que algunos atributos inicialmente considerados desaparezcan fuego y se conviertan en entidades. Ejemplo 2. Sea una entidad con dos atributos entre los que se detectó una dependencia, el atributo provincia representa en qué provincia nació el jefe del proyecto: ycod provincia jefe PROYECTO nombre En el siguiente diagrama se decide considerar el atributo jefe corno una entidad, representado correctamente la dependencia anterior. ycod provincia nombre PROYECTO JEFE RESPON- SABLE 1 N

2. Identificar generalizaciones / especializaciones
La especialización es el proceso por el que se clasifica una clase de objetos en subclases más especializadas. La generalización es el proceso inverso por el que se generalizan varias clases para obtener una abstracto de más alto nivel que incluyo los objetos de todos estas clases. La especialización es un refinamiento conceptual mientras que la generalización es una síntesis conceptual. En el modelo entidad‑relación la especialización y la generalización se representan con el mismo concepto. Podemos pues distinguir tres procesos mentales que pueden conducir a definir una generalización / especialización.

Estrategia descendente (especialización)
En el conjunto de ocurrencias de una entidad, se pueden definir subconjuntos con propiedades estáticas (atributos) o de comportamiento (relaciones) distintas. DNI nombre CIF CLIENTE EMPRESA PERTENECE N 1 país guía EJEMPLO 3: contexto de una agencia de viajes: Más tarde se detecta que hay dos clases de clientes: los turistas, a los que siempre se asignará un guía y los viajantes de negocios, que siempre pertenecen a una empresa y de los que interesa conocer los países que suelen visitar DNI nombre CIF CLIENTE EMPRESA PERTENECE N 1 país guía TURISTA S U

Estrategia ascendente (generalización):
existe en el esquema un conjunto de entidades con algunas propiedades similares y que en la realidad se podrían clasificar en un objeto común. DNI nombre categoría idioma TÉCNICO SECRETARIO pulsaciones Ejemplo 4. En el diagrama se han definido dos entidades independientes con algunos atributos comunes.  Si, además, se observa que ambas entidades se refieren a trabajadores de la empresa que para algunos procesos conviene tener juntos, sería más correcto considerar una entidad general Empleado. DNI EMPLEADO nombre categoría idioma TÉCNICO SECRETARIO D U pulsaciones

3) Jerarquía (subconjunto).
Se detecta una relación jerárquica entre entidades previamente definidas. Ejemplo 5. En el contexto de una escuela universitaria, supóngase que se han definido dos entidades, alumno y proyectante. Pero si se tiene en cuenta que todo proyectante es también un alumno, la solución más adecuada sería mediante una jerarquía. exp nombre título director PROYECTANTE especiali. ALUMNO exp ALUMNO nombre título director PROYECTANTE U especiali.

atributo discriminador en la entidad general
La [generalización | especialización] no debe definirse por los nombres que puedan tener los atributos, sino cuando realmente exista entre los objetos la relación de subclase que implica este concepto. Por otra parte, una generalización / especialización en la que las entidades especializados no tienen propiedades distintivas (atributos o relaciones) no resulta muy útil pudiéndose representar la misma información y de forma más sencilla con un atributo discriminador en la entidad general (Ejemplo 6). cod LIBRO título NO-ESPAÑOL ESPAÑOL D U español español: dominio(sí / no)

3. Identificar relaciones entre entidades
Una vez definido un conjunto inicial de entidades que, como ya se ha comentado, podrá ser reconsiderado a lo largo de todo el diseño, hay que estudiar las relaciones (o vínculos) existentes entre ellos, ya que raramente existirán entidades sin conexiones con otras. Para definir una relación hay que especificar: entidades implicadas, cardinalidades máximas y mínimas y atributos propios de la relación (con sus restricciones sí las tienen). Ocho puntos: 3.1. Las cardinalidades máximas y mínimas que se puedan expresar se indicarán con las etiquetas 1 y N (las máximas) y con la definición de restricciones de existencia / participación (las mínimas).

3.2. relaciones redundantes
Deben ser eliminadas. Dos o más relaciones se consideran redundantes si representan el mismo concepto, sin embargo, hay que darse cuenta de que entre las mismos entidades se pueden definir más de una relación siempre que tengan significados diferentes. Ejemplo 7. Aunque con nombres diferentes, se han definido dos relaciones (vende, suministra) que representan la misma información por lo que una debería eliminarse. Sin embargo, pueden existir dos relaciones definidas sobre las mismos entidades pero con significados completamente distintos (despega, aterriza). dni color peso PROVEEDOR nombre PIEZA VENDE N código dirección SUMINISTRA nº vuelo país VUELO hora CIUDAD DESPEGA 1 ATERRIZA

3.3. dependencias transitivas
Eliminar la redundancia que se deriva de dependencias transitivas. Ejemplo 8: En el siguiente diagrama se han definido tres relaciones. La relación Está_en es redundante ya que sus ocurrencias se pueden derivar a partir de Pertenece y Es_de (una ciudad está en la comunidad a la que pertenece su provincia), por ello debería ser eliminada.. código dir-ayto nombre PROVINCIA CIUDAD ES_DE 1 N habitantes COMUNIDAD PERTENECE ESTÁ_EN

EJEMPLO 9 No siempre es posible eliminar la redundancia.
Ejemplo 9. El departamento al que pertenece un profesor puede derivarse a través del departamento al que está adscrita la asignatura de la que es responsable pero como puede darse el caso de que no sea responsable de ninguna asignatura no se puede eliminar. La mismo reflexión puede hacerse respecto a la relación adscrita. Dado que pese a existir cierta redundancia no es posible eliminar ninguno relación sin perder por ello información, este diagrama necesita una restricción de integridad que asegure que 'los profesores sólo son responsables de asignaturas de su departamento". código nombre PROFESOR ASIGNATURA RESPONSABLE 1 N teléfono DEPARTAMENTO PERTENECE ADSCRITA

EJEMPLO 10 No hay que pensar, sin embargo, que siempre que hay un ciclo entre entidades existe una dependencia transitiva. Ejemplo 10. Pese a existir un ciclo de las mismas características que en el Ejemplo 8 no existe redundancia ya que una persona no tiene por que haber nacido en la mismo provincia en la que está la ciudad en la que trabaja. dir-ayto nombre dni CIUDAD PERSONA TRABAJA 1 N PROVINCIA código PERTENECE NACIÓ

3.4. relaciones de grado mayor que dos
Hay que ser cuidadoso al elegir relaciones de grado mayor que dos. Ejemplo 11. Sea la siguiente relación ternaria entre las entidades Alumno, Asignatura y Profesor que representa la información referente a la impartición de asignaturas a alumnos por los profesores: Si se elige este diseño sólo se podrá saber quién imparte cada asignatura cuando haya alumnos matriculados, no antes. Tampoco se podrá saber a qué asignaturas va a asistir un alumno hasta que no se sepa quién va a impartir las clases. [En una ocurrencia de una relación n‑aria siempre participan n ocurrencias de entidad, una de cada una de las n entidades relacionadas]. exp nombre dni ALUMNO PROFESOR ASIGNATURA código DOCENCIA N 1

3.5. EJEMPLO 12 Sea una relación R entre las entidades E1,..., En. Supóngase que se quiere tener constancia de que las mismos ocurrencias de E1,.... En, se relacionan más de una vez a través de la misma relación. Ejemplo 12. Sea la relación Visitar entre la entidad Médico y la entidad Paciente. Si un médico puede visitar al mismo paciente en distintas ocasiones, realizando diagnósticos diferentes, entonces la solución propuesta no sirve ya que en ese esquema una ocurrencia de médico sólo se puede relacionar una vez con la misma ocurrencia de paciente. nº colegiado dni nombre MÉDICO PACIENTE VISITA N fecha diagnóstico

EJEMPLO 12 nº colegiado dni nombre fecha diagnóstico
Para contemplar esta situación se puede optar por : introducir una nueva entidad relacionada con las anteriores (esta entidad será débil) o especificar los atributos propios de la relación definida corno atributos multivaluados. Solución 1: Definir una nueva entidad Visita. Obsérvese que en la solución propuesta se asume que un paciente puede visitar en la misma fecha a distintos médicos pero que el mismo médico no puede visitar más de una vez al día al mismo paciente. Si se quiere prever esta situación habría que añadir otro atributo a la entidad Visita (como la hora o un contador de visitas diarias). nº colegiado dni nombre PACIENTE RECIBE N fecha diagnóstico VA MÉDICO VISITA 1

EJEMPLO 12 Solución 2: definir los atributos de la relación Visitar como atributos multivaluados. Hay que darse cuenta de que las dos soluciones no son equivalentes ya que en el último caso el mismo médico puede visitar en la misma fecha al mismo paciente más de una vez. La elección de una u otra solución depende del problema concreto. La segunda solución parece menos restrictiva y sencilla aunque hay otros casos donde la más natural es la primera. nº colegiado dni nombre MÉDICO PACIENTE VISITA N fecha diagnóstico visita

3.6. entidad con un identificador compuesto por varios atributos
Si se ha definido una entidad con un identificador compuesto por varios atributos y éstos a su vez son identificadores de otras entidades,  la entidad original está enmascarando una relación entre estas últimas. Ejemplo 13. Sean las tres entidades que se muestran: dni PROVEEDOR nombre dir código PIEZA descripción color PEDIDO Como puede observarse, los atributos identificadores de la entidad Pedido son a la vez identificadores de las entidades Proveedor y Pieza por lo que hay una relación oculta entre estas dos entidades: dni PROVEEDOR nombre dir código PIEZA descripción color PEDIDO N

3.7. una entidad con un atributo que es el identificador de otra entidad,
Este atributo debe eliminarse  relación entre ambas entidades. Ejemplo 14. En el diagrama se han definido dos entidades una de las cuales tiene entre sus atributos el atributo identificador de la otra con la intención de representar a qué departamento pertenece un profesor. dni PROFESOR nombre dir cód-dep DEPARTAMENTO teléfono La solución correcta es aquella que representa explícitamente la relación entre Profesor y Departamento. dni PROFESOR nombre dir cód-dep DEPARTAMENTO teléfono PERTENECE N 1 COMENTARIOS: En el MER no existen las claves ajenas (concepto propio del modelo relacional) de forma que nunca se debe incluir un atributo en una entidad con la intención de que represente una relación con otra entidad. Una relación nunca tiene atributos identificadores, aunque si puede tener atributos con restricción de unicidad.

3.8. Papel que cada entidad Especificar el papel que cada entidad juega en una relación cuando alguno entidad participa más de una vez en la relación. El caso más sencillo se presenta en las relaciones binarias en las que las dos entidades relacionadas son la misma (interrelaciones reflexivas o recursivas). ASIGNATURA JERARQUÍA N tiene_prerequisito es_prerequisito 1) Relación de prerrequisitos en el conjunto de las asignaturas de una carrera: "una asignatura puede ser prerrequisito de muchas asignaturas y tener también a muchas asignaturas como prerrequisito”. PIEZA COMPO- SICIÓN N Forma_parte_de Se_compone_de 2) Relación de composición entre piezas: "una pieza se compone de muchas piezas y a su vez puede formar parte de muchas piezas”. En general, hay que ser cuidadosos con las relaciones reflexivas ya que normalmente exigen que se especifiquen ciertas propiedades que no quedan contemplados en la definición de la relación.

3.8. Papel que cada entidad Por último, también hay que tener cuidado con la definición de restricciones de existencia en este tipo de relaciones ya que son muy infrecuentes (¿tiene sentido pensar que todos los ríos son afluentes de otro río o que todos los ríos tienen al menos un afluente?. RIO AFLUENCIA 1 N Es_afluente_de Tiene-como-afluentes 3) Relación entre los ríos por el hecho de que unos son afluentes de otros: "un río puede ser afluente de otro pero a su vez muchos ríos puede afluir a él”

4. Entidad débil Como ya debe saberse, una entidad sufre restricción de dependencia de identificación cuando no puede identificarse con sus propios atributos de manera que sus ocurrencias son distinguibles gracias a su relación con otras entidades. A este tipo de entidades se les denomina entidades débiles. Esta restricción implica siempre una restricción de existencia. a0 A an B R 1 ? ... b0 bn El hecho de que B sea una entidad débil supone que pueden existir varias ocurrencias con el mismo valor para el atributo b0, pero cada una de ellas se relaciona obligatoriamente con una ocurrencia de A distinta, que sirve para identificarla. Los interrogantes en el diagrama representan que los cardinalidades máxima y mínima de B pueden ser cualesquiera, 1 ó n para la máxima y 0 ó 1 para la mínima; es decir, se permite cualquiera de los dos casos que se ilustran a continuación.

EJEMPLO 16 caso n. En este caso, dado que una ocurrencia de A se puede relacionar con muchas ocurrencias de B, es necesario la existencia de un atributo "semi-identificador" (b0) que ayude a distinguir entre todas las ocurrencias de B que se relacionan con la misma ocurrencia de A. Ejemplo 16. La entidad Ciudad es débil ya que en la organización (información geográfica mundial) que estamos modelizando puede haber varias ciudades con el mismo nombre aunque evidentemente siempre en distintos países; entonces ¿cómo se distingue una ciudad de otra?. En primer lugar por el país al que pertenecen y en un mismo país por el atributo nombre (ciudad) necesario en este caso ya que en un país puede haber muchas ciudades. nombre PAIS renta CIUDAD ESTÁ EN 1 N ... alcalde

EJEMPLO 17 caso 1. En este caso, dado que una ocurrencia de A como mucho se relaciona con una de B, no es necesaria la existencia de un atributo "semi-identificador" ya que en realidad cada ocurrencia de B se identifica gracias a la ocurrencia de A con la que se relaciona. Ejemplo 17: "Una organización tiene informatizados los expedientes jurídicos de todos los pleitos en los que está involucrado; de cada pleito, entre otras informaciones, se conoce el nº de pleito y el resultado de la sentencia que puede ser favorable o desfavorable. En caso de ser desfavorable se puede presentar como mucho un recurso ante el mismo órgano jurisdiccional, cada recurso se identifica por el número de pleito al que atañe y entre otros atributos interesa saber en qué fecha se realiza". Dado que un pleito se puede recurrir como mucho una vez, para distinguir un recurso de otro sólo necesitamos saber qué pleito se está recurriendo no siendo necesario en este caso un atributo de la entidad recurso que ayude a distinguirlos. Nºpleito PLEITO resultado RECURSO TIENE 1 ... fecha

5. objetos agregados La definición de objetos agregados en el esquema puede producirse por dos circunstancias. En primer lugar, cuando en el análisis de la realidad, una relación se vea también con características de entidad; y en segundo, y más frecuentemente, cuando al estudiar las relaciones, se observe la necesidad de que una relación pase a ser entidad para poder participar en otras relaciones. edad dni HOMBRE nombre MUJER dir número teléfono JUZGADO MATRIMONIO CASADOS_EN Ejemplo 18. En este ejemplo se debe apreciar que el uso de una ternaria no sería una buena solución si se quiere contemplar la posibilidad de que no todas las parejas se han casado en un juzgado. COMENTARIOS: Una entidad agregada nunca es débil aunque sí puede tener restricciones de existencia respecto a otras relaciones.

6. Especificar restricciones de integridad
Todos aquellas propiedades de la realidad que no hayan quedado expresadas en el diagrama Entidad‑Relación deben especificarse. Pueden representarse en lenguaje natural o mediante fórmulas bien formadas del lenguaje lógico que se haya definido asociado al modelo entidad‑relación. Por ejemplo la restricción de integridad del Ejemplo 9 se podría expresarse con la siguiente fórmula: RX: Responsable, PX: Pertenece, AX: Adscrita  RX PX AX (Responsable(PX)  Pertenece(PX)  Adscrita(AX)  AX.Profesor = RX.Profesor  RX.Asignatura = AX.Asignatura  PX.Departamento  AX.Departamento) código nombre PROFESOR ASIGNATURA RESPONSABLE 1 N teléfono DEPARTAMENTO PERTENECE ADSCRITA

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