El Modelo Relacional Francisco Moreno 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Antecedentes El artículo que inició todo: Edgar Frank Codd, “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”, 1970. Modelo lógico basado en teoría de conjuntos: operaciones sobre conjuntos de datos. Es sencillo comparado con otros modelos lógicos (red, jerárquico). 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Introducción Los datos se almacenan en relaciones. El concepto de relación en el modelo relacional es diferente del concepto de relación en el modelo E-R. Informalmente, en el modelo relacional: relación = tabla Se apoya en el álgebra y en el cálculo de relaciones Originó los RDBMS (SGBD Relacionales). 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Introducción Modelo conceptual (E-R) Modelo lógico (Relacional) Transfor-mación ERROR FRECUENTE: CONFUNDIR LOS CONCEPTOS DEL MODELO E-R CON LOS DEL MODELO RELACIONAL. Ej: el concepto de clave primaria no hace parte del modelo E-R 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Ventajas Separación clara del nivel lógico y el físico. Sencillo y maduro. Fácil modificación de datos y del esquema. Operadores con gran poder de manipulación de los datos  álgebra y cálculo relacional Fundamentación teórica sólida (teoría de conjuntos). Compatibilidad y estandarización. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Ventajas Garantiza la independencia de los datos. Soportado por numerosos sistemas comerciales que garantizan conectividad con los lenguajes de programación más usados (Java, C#, PHP, Visual Basic, etc.) Muy difundido: se consigue fácilmente apoyo técnico. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Desventajas No incluye comportamiento a diferencia de los modelos objetual y objeto relacional. Dificultad o imposibilidad para representar reglas complejas de negocio reglas de conocimiento (inferencia)*. Dificultad para manejar herencia (se trata de simular). Descompone un elemento de interés en varias tablas*. El manejo de datos “complejos” (cf. con los atributos grupales y multivaluados del modelo conceptual semántico) podría llevar a diseños complejos. * Por medio de vistas se puede suplir en parte este aspecto. * Esto implica que hay que reconstruir el elemento de interés. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Elementos del modelo relacional Relación (tabla): Concepto abstracto. Estructura: filas (tuplas) y columnas (atributos). Se pueden definir por comprensión y por extensión*: Ej.: Por comprensión: Estudiante = {x | x (carné, nombre, teléfono) es estudiante de la Universidad Nacional de Colombia} *Implica listar individualmente, los elementos de la relación. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Elementos del modelo relacional Relación: Conjunto de tuplas Propiedades: Cada “celda” (intersección de una fila con una columna) es atómica* o univaluada. Cada columna tiene un nombre único dentro de la relación. Las columnas no tienen orden. Las tuplas no tienen orden. No hay tuplas repetidas. * Desde el punto de vista del modelo, aunque es un concepto muy elusivo. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Las relaciones en: Matemáticas Modelo relacional Sin restricciones en el tipo de valores. Valores atómicos (de nuevo, el concepto “atómico” es muy elusivo). Columnas sin nombre. Columnas con nombre. Distinción de columnas por su posición. Distinción de columnas por su nombre. Constantes en el tiempo. Variables en el tiempo (aunque algunos autores diferencian entre relación y variable de relación (varrel)). 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Elementos del modelo relacional Tupla: Una relación es un conjunto de tuplas: Cada instancia (fila o registro) de una relación. Sirve para representar la instancia de una entidad del modelo E-R. Cardinalidad o extensión de una relación: número de tuplas. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Elementos del modelo relacional Atributo: Cada campo o columna de una relación. Grado o aridad de una relación: número de atributos. El conjunto de atributos forman la cabecera de la relación. Cada atributo está valuado o basado sobre un dominio. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Elementos del modelo relacional Dominio: Colección, lista de valores. Un dominio es un tipo de datos. Pueden valuar a varios atributos. Una definición formal de relación: Es el subconjunto del producto cartesiano de los dominios D1, D2, …, Dn. (no necesariamente diferentes): R  D1  D2  …  Dn 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Claves (Keys)* Clave candidata de una relación: Atributo (puede ser compuesto) cuyos valores diferencian a una tupla de las demás. Debe cumplir unicidad y minimalidad (irreducibilidad). ¿Por qué toda relación tiene al menos una clave candidata? *Algunos autores usan el término “llaves”. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Claves Clave primaria de una relación: Elegida a partir de las claves candidatas de la relación. Las no elegidas (si las hay) se denominan claves alternativas o secundarias. Equivale al identificador único (#, |) del modelo E-R y al identificador único (ID) del modelo semántico. ¡No confundir clave primaria (modelo relacional) e identificador único (modelo E-R y semántico)! 12/04/2017 Curso Bases de Datos

“Ningún componente de la clave primaria Claves Regla de integridad de una clave primaria: “Ningún componente de la clave primaria acepta nulos” ¿Qué son? Algunos autores ni siquiera los consideran como parte del modelo relacional… 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Claves Clave foránea (ajena o externa): Atributo (puede ser compuesto) en una relación R1 que referencia a la clave primaria (o alternativa) de una relación R2 (R1 y R2 no necesariamente diferentes). Especifica de forma explícita la forma en que dos relaciones* se relacionan**. * Relaciones en el sentido del modelo relacional. ** Relacionan en el sentido del modelo E-R. La clave foránea es un concepto del modelo relacional NO del modelo E-R. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Claves Regla de integridad referencial: “Ningún componente de una clave foránea puede contener valores que no están presentes en la clave primaria (o alternativa) a la que referencia”. ¿Puede una clave foránea aceptar nulos? ¿Cómo es el dominio de una clave foránea con respecto al dominio de la clave primaria (o alternativa) a la que referencia? 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Claves ¿Qué sucede si se pretende borrar el valor al que referencia (“padre”) una clave foránea? Posibles cursos (políticas) de acción: - Cascada. - Restringido. - Nulificación (no siempre es posible ¿cuándo lo es?). - Programada. ¿Qué pasa si se actualiza el valor al que referencia (“padre”) una clave foránea? 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Otros tipos de claves Superclave. Natural. Inteligente. Artificial o surrogada. Solapadas. 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Comparativo de términos Relacional formal Informal Sistema de archivos Relación Tabla Archivo Tupla Fila Registro Atributo Columna Campo Instancia de una relación Conjunto de filas de una tabla Conjunto de registros de un archivo Cardinalidad Número de filas Número de registros Grado o aridad Número de columnas Número de campos Clave primaria Llave, identificador Sin equivalente Clave foránea Llave externa o ajena, interrelación Dominio Conjunto de valores válidos 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Una relación CURSO: código nombre profesor hora semestre Cardinalidad: 4 Grado: 5 Cabecera CP Cuerpo código nombre profesor hora semestre 667 BD 1 Megan Fox MJ 6-8 2011-1 201 BD 2 WV 6-8 333 Álgebra en chino Björk López WV 2-4 2010-2 666 Angelina Demonia S 8-12 Tuplas 12/04/2017 Curso Bases de Datos

En la relación anterior, ¿hay claves alternativas? ¿Qué pasaría si hubiese dos profesores con el mismo nombre y apellido? Ej. Dos Megan Fox  Colocar mejor el número de identificación del profesor en CURSO y en otra relación cada profesor con sus atributos (identificación, nombre, etc.) 12/04/2017 Curso Bases de Datos

Relación CURSO: Relación PROFESOR: CP código nombre car_prof hora semestre 667 BD 1 1 MJ 6-8 2011-1 201 BD 2 WV 6-8 … Clave foránea hacia PROFESOR identificación nombre Relación PROFESOR: 1 Megan Fox 2 Björk López … CP 12/04/2017 Curso Bases de Datos