Unidad 2: Modelo de Datos

Modelos de Datos Modelos Lógicos basados en registros Un modelo de datos es la estructura subyacente de una base de datos. En esta unidad, se estudian los modelos lógicos basados en registros. Modelos Lógicos basados en registros Los modelos lógicos basados en registros son llamados así porque la base de datos es estructurada en torno a registros.

Los tres principales modelos basados en registros son: Relacional De red Jerárquico

El Modelo Relacional Una o más tablas representan datos y las relaciones entre diversos datos Una tabla es una colección de registros en una base de datos Una tabla tiene múltiples columnas Cada columna tiene un nombre único y contiene conjuntos de datos Cada conjunto se llama fila El valor de los datos se obtiene por la intersección de una fila y una columna

El Modelo Relacional... 2 Hospedaje Código- Disciplina 93PS274 James ID-Estudiante Nombre- Estudiante Hospedaje Código- Disciplina 93PS274 James Ram Bhawan A1 97PS087 Alice Meera Bhawan A2 RegistrosdeEstudiante Codigo-Disciplina Disciplina A1 Ingeniería Química A2 Ingeniería Civil CodigosdeDisciplina

Características del Modelo Relacional Colección de tablas que contienen los datos forman la base de RDBMS Es soportado por un modelo matemático formal Algebra Relacional Cálculo Relacional Soporta eficientes maneras de recuperación y administración de datos Operaciones relacionales: Seleccionar (Select) Proyectar (View) Unir (join) Operaciones de conjuntos: Unión Intersección Producto cartesiano Capacidad de hacer cumplir las restricciones de integridad de datos

El Modelo de Red Los datos se representan mediante una colección de registros Las relaciones entre los datos se representan por enlaces Los enlaces pueden ser vistos como punteros Los registros en la base de datos se organizan en una colección de grafos arbitrarios

El Modelo de Red… 2 93PS27 4 Jame s Ram Bhawan A1 97PS08 7 Alice Meera Bhawan A2 97PS08 6 Anith a 97PS08 5 Jose Ingeniería Química A 1 Ingeniería Civil A 2

El Modelo Jerárquico Similar al Modelo de Red Los datos se representan mediante una colección de registros Las relaciones entre los datos se representan por enlaces Los registros están organizados como una colección de árboles en vez de grafos arbitrarios

El Modelo Jerárquico… 2 93PS274 James Ram Bhawan A1 97PS087 Alice Meera Bhawan A2 97PS086 Anitha 97PS085 Jose Ingeniería Civil Ingeniería Química Ingeniería Civil

El Modelo Relacional vs Otros Los otros modelos están estrechamente ligados con la implantación subyacente de la base de datos El Modelo Relacional es superior porque soporta la independencia de datos El Modelo Relacional establece relaciones entre los registros según los valores que contienen Los otros usan punteros y enlaces complejos

Diseño de Base de Datos ¿Cómo se decide el número de tablas? ¿Qué datos se almacenan en una tabla particular? Se debe formular el diseño del contenido de las tablas que pueden almacenar los datos El proceso de formulación se denomina “proceso de diseño de base de datos” Notas de Instructor Mencionar que se plantean algunas interrogantes al momento de construir las estructuras que van a soportar la información, en nuestro caso como vamos a trabajar con tablas, requerimos de un proceso formar llamado diseño de base de datos el cual consiste de un conjunto de etapas. Frase de Transición A continuación se describen los pasos para el diseño de bases de datos

Pasos para el Diseño de una BD Diseño Lógico Recolección y Análisis de Requerimientos Diseño Conceptual Diseño Físico Notas de Instructor Explicar cada uno de los pasos brevemente Recolección y análisis de requerimientos: . Esta documentación servirá como entrada para el análisis necesario que se requiere para una comprensión conceptual completa del sistema. Diseño conceptual: El siguiente paso consiste en formar una descripción concisa de los requerimientos de datos usando un modelo de datos de alto nivel. Esta descripción será independiente de los requerimientos de almacenamiento, uso del E/R. Diseño lógico: La traducción de entidades y relaciones a tablas y otros objetos de la base de datos se hace a este nivel. Este proceso implica la normalización. Diseño físico: Algunos sistemas de base de datos permiten que el administrador de la base de datos tome decisiones sobre el almacenamiento físico Frase de Transición Del proceso de diseño de base de datos, a continuación hablaremos del modelo conceptual

El Modelo Conceptual Modelación de Datos Diagramas ER Entidades y Notas de Instructor El modelo conceptual es una modelación a alto nivel y en ella se usa el diagrama entidad relación E/R. El mundo real consiste de un conjunto de objetos llamados entidades. Estos objetos no existen aislados, es decir existen relaciones entre ellos. Un diagrama ER es una manera de modelar esta información. Este modelo permite tender un puente sobre la brecha que existe entre la representación del mundo real, y la manera como debe ser modelada en un sistema de computadora. Frase de Transición A continuación hablaremos de las entidades y relaciones en los diagramas E/R Entidades y Relaciones

Modelación de Datos El propósito principal de la identificación de entidades es la producción del diagrama Entidad- Relación (ER) que: Muestra la naturaleza de las relaciones significativas que existen entre los tipos de entidades Es una representación en la aplicación del ‘mundo real’ Notas de Instructor Mencionar que la modelación no es mas que la representación del mundo real, el propósito principal es la identificación de entidades y relaciones, para de esta forma generar un diagrama E/R. El uso del diagrama E/R es una buena practica para hacer diseño de base de datos. Frase de Transición Algunas de las ventajas que ofrece el diagrama E/R, se verán a continuación

Entidades y Relaciones Las entidades son objetos del mundo real que son relevantes al sistema de información Las propiedades de una entidad son sus Atributos que determinan los datos que deben ser almacenados Considere como ejemplo un tipo de entidad ‘carro’ con los atributos: Nro-Reg (número de registro del carro) Modelo Capacidad del motor Color Los datos reales se pueden describir como los valores de los atributos de las entidades Notas de Instructor Explicar los conceptos asociados a entidades los cuales están descritos en la lamina. Cada elemento individual (instancias) de una entidad: debe poder ser identificado individualmente, desempeña un papel necesario en el sistema a ser desarrollado y puede ser descrito por uno o más elementos de datos. Frase de Transición Siguiendo con los atributos

Entidades y Relaciones...2 Un atributo único de un tipo de entidad se llama clave o el identificador de la entidad. Dos o más atributos juntos designados como la clave forman una clave compuesta El identificador o clave debe identificar unívocamente un registro Las entidades son asociadas por relaciones En la sentencia, “un cliente ha pedido ciertas mercancías”, “ha pedido” es la relación Notas de Instructor Explicar los puntos de la lamina Frase de Transición A continuación hablaremos de una manera de representar la información, de la modelación de datos

¿Por qué Diagramas ER? La modelación ER es una buena ayuda para diseñar bases de datos Un modelo ER es una representación gráfica del sistema Es un modelo de datos conceptual de alto nivel Un modelo ER también soporta la percepción de los datos por un usuario Es independiente de la plataforma particular del DBMS y del hardware Notas de Instructor Describir cada uno de los puntos de la lamina. El instructor indicara algunas de las ventajas del uso del E/R, principalmente se enfocara en la notación gráfica, la independencia del E/R de la plataforma (tanto de DBMS como de hardware) a utilizar. Existen muchas notaciones para los diagramas E/R, en este curso estaremos usando la notación Chen. Frase de Transición A continuación se describe la notación del diagrama E/R

Componentes del Diagrama ER Entidad Relaciòn Notas de Instructor En todos los modelos, el sistema se divide en tres partes: Sus entidades. Los atributos o propiedades de estas entidades. Las relaciones entre estas entidades. Una entidad es representada por una caja rectangular, con el nombre de la entidad dentro del rectángulo. La forma de diamante representa la relación, las cuales permiten las conexiones entre entidades. Frase de Transición A continuación se describen algunas características particulares de las entidades

Entidades Nombre de Entidad Representa una colección de objetos Los miembros (instancias) tienen ciertas características como un objeto Pueden ser fácilmente identificados Juega un papel necesario Notas de Instructor Nombrar cada uno de los puntos de la lamina. Frase de Transición En la notación chen podemos catalogar las entidades como fuertes o débiles

Entidades Dos tipos de entidades: Entidad Fuerte Entidad Débil es dependiente de algún otro tipo de entidad para su existencia, son representadas por rectángulos de doble línea no depende su existencia de otra entidad, son representadas por rectángulos de línea sencilla Notas de Instructor Un tipo de entidad débil es dependiente de algún otro tipo de entidad para su existencia, son representadas por rectángulos de doble línea. Un tipo de entidad fuerte no depende su existencia de otra entidad, son representadas por rectángulos de línea sencilla. Frase de Transición A continuación se describen algunas características particulares de las relaciones

Relaciones Las entidades están conectadas unas a otras a través de relaciones Las relaciones representan un conjunto de conexiones entre objetos Nombre de Relación Notas de Instructor Una relación es una asociación significativa entre entidades En la notación de Chen, la forma de diamante representa la relación. Frase de Transición A continuación se muestra un ejemplo grafico de entidades relacionadas

Relación Entre Entidades Estudiante Escribe Examen Notas de Instructor La Figura muestra una relación entre las dos entidades, Estudiantes y Examen, la relación es llamada escribe. Frase de Transición Para especificar si una instancia de una entidad esta relacionada con una o mas instancias de otra entidad en una misma relación usamos la cardinalidad.

Cardinalidad Especifica si una entidad está relacionada con una o más instancias de otra entidad en una misma relación

Relación Uno-a-Uno También se denota por 1:1 Un hombre se puede casar sólo con una mujer y una mujer se puede casar sólo con un hombre Hombre Se casa con Mujer

Relación Uno-a-Muchos También se denota por 1:M o M:1 Una madre puede dar a luz a muchos niños Un niño puede tener solamente una madre biológica Madre Tiene Niño Notas de Instructor La flecha especifica una cardinalidad La línea no dirigida especifica muchos

Relación Muchos-a-Muchos También se denota por M:N Más de una persona puede ser autor de un libro Un autor puede escribir muchos libros Libro Tiene Autor

Opcionalidad Una relación puede ser opcional o mandatoria La opcionalidad puede ser diferente a cada lado de la relación Un estudiante no puede existir sin un curso Un curso puede existir antes de que los estudiantes se hayan matriculado Estudiante Estudia Curso La entidad Estudiante es opcional en la relación, pues el curso puede existir sin un estudiante La entidad Curso es mandatoria para que la relación de estudiante-curso exista

Desarrollar Diagramas ER Considere un Sistema de Orden De Compra Identifique las entidades del sistema Estas son: Proveedor Orden de Compra Artículo

Desarrollar Diagramas ER Proveedor Obtiene Orden de Compra Relación (1:M) Proveedor:Orden de Compra Proveedor Suministra Artículo Relación (M:N) Proveedor:Artículo Contiene Orden de Compra Artículo Relación (M:N) Orden de Compra: Artículo

Desarrollar Diagramas ER Proveedor Obtiene Orden de Compra Contiene Artículo Suministra Diagrama ER de un Sistema de Orden de Compra

Atributos Nombre del Atributo Todos los datos referentes a una entidad están contenidos en sus atributos Un atributo es alguna propiedad de la entidad que es interesante en un contexto específico El valor del atributo se almacena en la base de datos Cada instancia del conjunto de entidades tendrá el mismo conjunto de atributos, pero puede contener valores diferentes

Mostrar los Atributos en los Diagramas ER Estudiante Id del Estudiante Nombre del Estudiante

Mostrar las Claves en el Diagrama ER Id del Estudiante Estudiante Nombre del Estudiante Una clave identifica de manera única las ocurrencias de un tipo de entidad Una clave candidata es un candidato potencial a convertirse en una clave primaria. La clave candidata seleccionada como el identificador se conoce como clave primaria

Diagrama E/R de HLX Products Ltd Empleado trabaja en Nombre Empleado Id Empleado tiene Proyecto Dependiente Departamento Nombre Proyecto Id Proyecto Pertenece a Trabaja en Nombre Sexo Relación Nombre Dep Id Dep

Grados de una Relación Relación Unaria Empleado Supervisa El número de entidades que participan en la relación es uno

Relación Binaria Contiene Factura Artículo El número de entidades que participan en la relación es dos

Relación Empleado Computadora Proyecto Relación Ternaria Empleado Computadora Relación Empleado Computadora Proyecto Proyecto

Pasos para Construir un Modelo ER Identifique las entidades Elimine las entidades duplicadas Enumere los atributos de cada entidad Marque las claves primarias Defina las relaciones Examine cada tipo de entidad para determinar cómo se relaciona con otras entidades Describa la cardinalidad de las relaciones Elimine las relaciones redundantes