FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS Unidad 2.-Modelo de datos

2.1 Definición de modelo de datos

2.1 Definición de modelo de datos De acuerdo a Ullman1999 : “Un modelo de datos es un sistema formal y abstracto que permite describir los datos de acuerdo con reglas y convenios predefinidos. Es formal pues los objetos del sistema se manipulan siguiendo reglas perfectamente definidas y utilizando exclusivamente los operadores definidos en el sistema, independientemente de lo que estos objetos y operadores puedan significar”.

2.1 Definición de modelo de datos Según Codd, en Silberschatz: ``Un modelo de datos es una combinación de tres componentes: Una colección de estructuras de datos (los bloques constructores de cualquier base de datos que conforman el modelo); Una colección de operadores o reglas de inferencia, los cuales pueden ser aplicados a cualquier instancia de los tipos de datos listados en, para consultar o derivar datos de cualquier parte de estas estructuras en cualquier combinación deseada; Una colección de reglas generales de integridad, las cuales explícita o implícitamente definen un conjunto de estados consistentes -- estas reglas algunas veces son expresadas como reglas de insertar- actualizar-borrar”.

2.1 Definición de modelo de datos “Un modelo de datos es un sistema formal y abstracto que permite describir los datos de acuerdo con reglas y convenios predefinidos. Es formal pues los objetos del sistema se manipulan siguiendo reglas perfectamente definidas y utilizando exclusivamente los operadores definidos en el sistema, independientemente de lo que estos objetos y operadores puedan significar”. Ullman ``Un modelo de datos es una combinación de tres componentes: * Una colección de estructuras de datos (los bloques constructores de cualquier base de datos que conforman el modelo); * Una colección de operadores o reglas de inferencia, los cuales pueden ser aplicados a cualquier instancia de los tipos de datos listados en, para consultar o derivar datos de cualquier parte de estas estructuras en cualquier combinación deseada; * Una colección de reglas generales de integridad, las cuales explícita o implícitamente definen un conjunto de estados consistentes --estas reglas algunas veces son expresadas como reglas de insertar- actualizar-borrar. ‘‘ Codd “Un modelo de datos es una colección de componentes que ayudan a manipular operadores exclusivamente del sistema de manera formal y abstracta a través de una: * Colección de estructuras * Colección de operadores * Colección de reglas generales de integridad” 51F 2011

2.1 Definición de modelo de datos Un modelo de datos puede ser usado de las siguientes maneras: Como una herramienta para especificar los tipos de datos y la organización de los mismos que son permisibles en una base de datos específica; Como una base para el desarrollo de una metodología general de diseño para las bases de datos; Como una base para el desarrollo de familias de lenguajes de alto nivel para manipulación de consultas ( querys ) y datos; Como el elemento clave en el diseño de la arquitectura de un manejador de bases de datos.

2.1 Definición de modelo de datos El primer modelo de datos desarrollado con toda la formalidad que esto implica fue el modelo relacional , en 1969, mucho antes incluso que los modelos jerárquicos y de red. A pesar de que los sistemas jerárquicos y de red como software para manejar bases de datos son previos al modelo relacional, no fue sino hasta 1973 que los modelos de tales sistemas fueron definidos, apenas unos cuantos años antes de que estos sistemas empezaran a caer en desuso.

2.1 Definición de modelo de datos De acuerdo a Kroenke “El modelo de datos es el proceso que implica crear una representación que tienen los usuarios de los datos Si el modelo de datos representa en forma incorrecta la visión que poseen los usuarios de los datos, encontrarán las aplicaciones difíciles de usar, incompletas y por supuesto en el desarrollo de las bases de datos y sus aplicaciones..”

2.1 Definición de modelo de datos Según la página electrónica http://www3.uji.es “Un modelo de datos es una serie de conceptos que puede utilizarse para describir un conjunto de datos y las operaciones para manipularlos. Hay dos tipos de modelos de datos: los modelos conceptuales y los modelos lógicos. Los modelos conceptuales se utilizan para representar la realidad a un alto nivel de abstracción. Mediante los modelos conceptuales se puede construir una descripción de la realidad fácil de entender. En los modelos lógicos , las descripciones de los datos tienen una correspondencia sencilla con la estructura física de la base de datos.”

2.1 Definición de modelo de datos En el diseño de bases de datos se usan primero los modelos conceptuales para lograr una descripción de alto nivel de la realidad, y luego se transforma el esquema conceptual en un esquema lógico. El motivo de realizar estas dos etapas es la dificultad de abstraer la estructura de una base de datos que presente cierta complejidad. Un esquema es un conjunto de representaciones lingüísticas o gráficas que describen la estructura de los datos de interés.

2.1 Definición de modelo de datos Los modelos conceptuales deben ser buenas herramientas para representar la realidad, por lo que deben poseer las siguientes cualidades: Expresividad: Deben tener suficientes conceptos para expresar perfectamente la realidad. Simplicidad: Deben ser simples para que los esquemas sean fáciles de entender.

2.1 Definición de modelo de datos Minimalidad: Cada concepto debe tener un significado distinto. Formalidad: Todos los conceptos deben tener una interpretación única, precisa y bien definida. En general, un modelo no es capaz de expresar todas las propiedades de una realidad determinada, por lo que hay que añadir aserciones que complementen el esquema.”

2.2 Modelo Entidad-Relación

2.2 Modelo Entidad-Relación DEFINICIÓN: De acuerdo a Korth& Silberschatz “Este modelo de datos esta basado en una percepción del mundo real que consta de un conjunto de objetos básicos llamados entidades y de relaciones entre estos objetos.”

2.2 Modelo Entidad-Relación DEFINICIÓN: Según Kroenke “El modelo entidad relación (Modelo E-R) fue introducido por Peter Chen. En su informe, Chen estableció las bases del modelo, que a partir de entonces ha sido ampliado y modificado por el mismo Chen y muchos otros. Además, el modelo E-R se ha incorporado a varias herramientas CASE, las cuales también lo han modificado. En la actualidad no hay un solo modelo estandarizado del modelo E-R. Por el contrario, hay estructuras, a partir de las cuales se conforman la mayoría de las variantes E-R..”

2.2 Modelo Entidad-Relación DEFINICIÓN: Según Elmasri &Navathe “Es un modelo da datos conceptual de alto nivel muy utilizado. Este modelo y sus variaciones se emplean a menudo en el diseño conceptual de aplicaciones de bases de datos, y muchas herramientas de diseño de bases de datos aplican sus conceptos. Este modelo describe los datos como entidades, vínculos y atributos.”

2.2 Modelo Entidad-Relación DEFINICIÓN: Según el Tecnológico de la Paz, en su página electrónica http://www.itlp.edu.mx/ “Es uno de los modelos lógicos basados en objetos y por lo tanto se enfoca primordialmente a los niveles conceptual y de visión. Una de las características de este modelo es que permite representar con claridad las limitantes de los datos. El modelo Entidad-Relación es en esencia una herramienta para representar el mundo real por medio de simbologías y expresiones determinadas.”

2.2 Modelo Entidad-Relación DEFINICIÓN: Un diagrama o modelo entidad-relación (a veces denominado por sus siglas, E-R "Entity Relationship", o, "DER" Diagrama de Entidad Relación) es una herramienta para el modelado de datos de un sistema de información. Estos modelos expresan entidades relevantes para un sistema de información así como sus interrelaciones y propiedades.

2.2 Modelo Entidad-Relación El modelo Entidad- Relación (Modelo E-R) fue propuesto por Peter Chen a mediados de los años setenta. Es uno de los modelos lógicos basados en objetos y por lo tanto se enfoca primordialmente a los niveles conceptual y de visión muy utilizado. Esta basado en una percepción del mundo real que consta de un conjunto de objetos básicos llamados entidades y de relaciones entre estos objetos.

2.2 Modelo Entidad-Relación Modelo Entidad Relación 51F

2.2 Modelo Entidad-Relación El Modelo Entidad-Relación. Se elabora el diagrama (o diagramas) entidad- relación. Se completa el modelo con listas de atributos y una descripción de otras restricciones que no se pueden reflejar en el diagrama. Dado lo rudimentario de esta técnica se necesita cierto entrenamiento y experiencia para lograr buenos modelos de datos.

2.2 Modelo Entidad-Relación El modelado de datos no acaba con el uso de esta técnica. Son necesarias otras técnicas para lograr un modelo directamente implementable en una base de datos. Brevemente: Transformación de relaciones múltiples en binarias. Normalización de una base de datos de relaciones (algunas relaciones pueden transformarse en atributos y viceversa). Conversión en tablas (en caso de utilizar una base de datos relacional).

2.2 Modelo Entidad-Relación El modelo de datos entidad-relación está basado en una percepción del mundo real que consta de una colección de objetos básicos, llamados entidades, y de relaciones entre esos objetos.

2.2 Modelo Entidad-Relación Entidad Representa una “cosa” u "objeto" del mundo real con existencia independiente, es decir, se diferencia unívocamente de cualquier otro objeto o cosa, incluso siendo del mismo tipo, o una misma entidad.

2.2 Modelo Entidad-Relación Algunos Ejemplos: Una persona. (Se diferencia de cualquier otra persona, incluso siendo gemelos). Un automóvil. (Aunque sean de la misma marca, el mismo modelo,..., tendrán atributos diferentes, por ejemplo, el número de bastidor). Una casa (Aunque sea exactamente igual a otra, aún se diferenciará en su dirección).

2.2 Modelo Entidad-Relación Una entidad puede ser un objeto con existencia física como: una persona, un animal, una casa, etc. (entidad concreta); o un objeto con existencia conceptual como: un puesto de trabajo, una asignatura de clases, un nombre, etc. (entidad abstracta). Una entidad está descrita y se representa por sus características o atributos. Por ejemplo, la entidad Persona puede llevar consigo las características: Nombre, Apellido, Género, Estatura, Peso, Fecha de nacimiento, etc.

2.2 Modelo Entidad-Relación Atributos Los atributos son las características que definen o identifican a una entidad. Estas pueden ser muchas, y el diseñador solo utiliza o implementa las que considere más relevantes. Los atributos son las propiedades que describen a cada entidad en un conjunto de entidades. En un conjunto de entidades, cada entidad tiene valores específicos asignados para cada uno de sus atributos, de esta forma, es posible su identificación unívoca.

2.2 Modelo Entidad-Relación Ejemplos: A la colección de entidades «alumnos», con el siguiente conjunto de atributos en común, (id, nombre, edad, semestre), pertenecen las entidades: (1, Sofía, 38 años, 2) (2, Josefa, 19 años, 5) (3, Carlos, 20 años, 2) ...

2.2 Modelo Entidad-Relación Cada una de las entidades pertenecientes a este conjunto se diferencia de las demás por el valor de sus atributos. Nótese que dos o más entidades diferentes pueden tener los mismos valores para algunos de sus atributos, pero nunca para todos.

2.2 Modelo Entidad-Relación En particular, los atributos identificativos son aquellos que permiten diferenciar a una instancia de la entidad de otra distinta. Por ejemplo, el atributo identificativo que distingue a un alumno de otro es su número de ID.

2.2 Modelo Entidad-Relación Para cada atributo, existe un dominio del mismo, este hace referencia al tipo de datos que será almacenado o a restricciones en los valores que el atributo puede tomar (cadenas de caracteres, números, solo dos letras, solo números mayores que cero, solo números enteros...).

2.2 Modelo Entidad-Relación Cuando algún atributo correspondiente a una entidad no tiene un valor determinado, recibe el valor nulo, bien sea porque no se conoce, porque no existe o porque no se sabe nada al respecto del mismo.

2.2 Modelo Entidad-Relación Relación Describe cierta dependencia entre entidades o permite la asociación de las mismas. Ejemplo: Dadas dos entidades "Habitación 502" y "Mark", es posible relacionar que la habitación 502 se encuentra ocupada por el huésped de nombre Mark. Una relación tiene sentido al expresar las entidades que relaciona. En el ejemplo anterior, un huésped (entidad), se aloja (relación) en una habitación (entidad).

2.2 Modelo Entidad-Relación Conjunto de relaciones Consiste en una colección, o conjunto, de relaciones de la misma naturaleza. Ejemplo: Dados los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped", todas las relaciones de la forma habitación-huésped, permiten obtener la información de los huéspedes y sus respectivas habitaciones.

2.2 Modelo Entidad-Relación La dependencia o asociación entre los conjuntos de entidades es llamada participación. En el ejemplo anterior los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped" participan en el conjunto de relaciones habitación-huésped. Se llama grado del conjunto de relaciones a la cantidad de conjuntos de entidades participantes en la relación.

2.2 Modelo Entidad-Relación Restricciones Son reglas que deben mantener los datos almacenados en la base de datos.

2.2 Modelo Entidad-Relación Correspondencia de cardinalidades Dado un conjunto de relaciones en el que participan dos o más conjuntos de entidades, la correspondencia de cardinalidad indica el número de entidades con las que puede estar relacionada una entidad dada.

2.2 Modelo Entidad-Relación Dado un conjunto de relaciones binarias y los conjuntos de entidades A y B, la correspondencia de cardinalidades puede ser: Uno a Uno Uno a varios Varios a Uno Varios a Varios

2.2 Modelo Entidad-Relación Uno a Uno: Una entidad de A se relaciona únicamente con una entidad en B y viceversa (ejemplo relación vehículo - matrícula: cada vehículo tiene una única matrícula, y cada matrícula está asociada a un único vehículo).

2.2 Modelo Entidad-Relación Uno a varios: Una entidad en A se relaciona con cero o muchas entidades en B. Pero una entidad en B se relaciona con una única entidad en A (ejemplo vendedor - ventas).

2.2 Modelo Entidad-Relación Varios a Uno: Una entidad en A se relaciona exclusivamente con una entidad en B. Pero una entidad en B se puede relacionar con 0 o muchas entidades en A (ejemplo empleado- centro de trabajo).

2.2 Modelo Entidad-Relación Varios a Varios: Una entidad en A se puede relacionar con 0 o muchas entidades en B y viceversa (ejemplo asociaciones- ciudadanos, donde muchos ciudadanos pueden pertenecer a una misma asociación, y cada ciudadano puede pertenecer a muchas asociaciones distintas).

2.2 Modelo Entidad-Relación Si un conjunto de relaciones tiene también algunos atributos asociados a el, entonces se unen esos atributos a ese conjunto de relaciones.

2.2 Modelo Entidad-Relación En este caso se tiene el atributo descriptivo, fecha- acceso, unido al conjunto de relaciones impostor para especificar la fecha mas reciente en que un cliente accedió a esa cuenta. En los diagramas E-R se indican papeles mediante etiquetas en las líneas que unen rombos con rectángulos.

2.2 Modelo Entidad-Relación

2.2 Modelo Entidad-Relación En la siguiente imagen se muestra el papel indicando director y trabajador entre el conjunto de entidades empleado y el conjunto de relaciones trabaja-para.

2.2 Modelo Entidad-Relación Según Kroenke “Las figuras mostradas anteriormente, se denominan diagramas entidad-relación. Tales diagramas están estandarizados en forma muy abierta. De acuerdo con este estándar, las clases de entidades se muestran con rectángulos; las relaciones mediante diamantes; y la cardinalidad máxima de la relación aparece dentro del diamante. El nombre de la entidad se muestra dentro del rectángulo y el nombre de la relación cerca del diamante.

2.2 Modelo Entidad-Relación Aunque en algunos diagramas E-R el nombre de la relación aparece dentro del diamante, esto hace que representación se vea desproporcionada. Para evitar esto, en ocasiones los nombres de relaciones se escriben arriba del diamante, cuando el nombre se coloca dentro o en la parte superior del diamante, la cardinalidad de la relación se detalla colocando patas de gallo en las líneas que conectan a la(s) entidad(es) en el lado muchos de la relación. La siguiente figura representa las relaciones DORMITORIO-OCUPANTE y ESTUDIANTE-CLUB con las mencionadas patas de gallo.

2.2 Modelo Entidad-Relación Representación de relación con la notación de pata de gallo Como ya se mencionó, la cardinalidad máxima indica a su vez la cantidad máxima de entidades que pueden participar en la relación. Los diagramas no indican la mínima.”

2.2 Modelo Entidad-Relación Claves Es un subconjunto del conjunto de atributos comunes en una colección de entidades, que permite identificar unívocamente cada una de las entidades pertenecientes a dicha colección. Asi mismo, permiten distinguir entre sí las relaciones de un conjunto de relaciones.

2.2 Modelo Entidad-Relación Restricciones de participación Dado un conjunto de relaciones R en el cual participa un conjunto de entidades A, dicha participación puede ser de dos tipos: Total: Cuando cada entidad en A participa en al menos una relación de R. Parcial: Cuando al menos una entidad en A NO participa en alguna relación de R.

2.2 Modelo Entidad-Relación Dentro de los conjuntos de entidades existen los siguientes tipos de claves: Superclave Clave candidata Clave primaria

2.2 Modelo Entidad-Relación Superclave: Es un subconjunto de atributos que permite distinguir unívocamente cada una de las entidades de un conjunto de entidades. Si se añade un atributo al anterior subconjunto, el resultado seguirá siendo una superclave.

2.2 Modelo Entidad-Relación Clave candidata: Dada una superclave, si ésta deja de serlo quitando únicamente uno de los atributos que la componen, entonces ésta es una clave candidata.

2.2 Modelo Entidad-Relación Clave primaria: Es una clave candidata, elegida por el diseñador de la base de datos, para identificar unívocamente las entidades en un conjunto de entidades. Los valores de los atributos de una clave, no pueden ser todos iguales para dos o más instancias.

2.2 Modelo Entidad-Relación De acuerdo a Korth/Silberschatz “La estructura lógica general de una base datos se puede expresar gráficamente mediante un diagrama E- R. La simplicidad relativa y la claridad pictórica de esta técnica de diagrama puede ser en gran parte la causa del uso ampliamente extendido del modelo E-R. Tal diagrama consta de los siguientes componentes principales. Los atributos de un conjunto de entidades que son miembros de la clave primaria están subrayados.”

2.2 Modelo Entidad-Relación Diagramas de Entidad – Relación Rectángulo, que representan conjuntos de entidades. Elipses, que representan atributos. Rombos, que representan relaciones. Líneas, que unen atributos a conjuntos de entidades y conjuntos. Elipses dobles, que representan atributos multivalorados. Elipses discontinuas, que denotan atributos derivados. Líneas dobles, que indican participación total de una entidad en un conjunto de relaciones.

2.2 Modelo Entidad-Relación Rectángulo, que representan conjuntos de entidades. Elipses, que representan atributos. Rombos, que representan relaciones. Líneas, que unen atributos a conjuntos de entidades y conjuntos.

2.2 Modelo Entidad-Relación

2.2 Modelo Entidad-Relación Elipses dobles, que representan atributos multivalorados. Elipses discontinuas, que denotan atributos derivados. Líneas dobles, que indican participación total de una entidad en un conjunto de relaciones. * Los atributos de un conjunto de entidades que son miembros de la clave primaria están subrayados.

2.2 Modelo Entidad-Relación

Tutorial Fundamentos de bases de datos Pp. 36-61

Bibliografía Colima, I. T. (s.f.). Lab Redes. Recuperado el 22 de Agosto de 2011, de Lab Redes. Instituto Tecnológico de Colima: http://labredes.itcolima.edu.mx/fundamentos bd/ Wikipedia. (15 de Enero de 2001). Wikipedia.org. Recuperado el 05 de Agosto de 2011, de Wikipedia, La enciclopedia libre: http://es.wikipedia.org/wiki/