Modelos de Datos

Modelos de Datos Éste es un grupo de herramientas conceptuales para describir los datos, sus relaciones, su semántica y sus limitantes. Se han propuesto varios modelos de datos diferentes, los cuales pueden dividirse en tres grupos: los modelos lógicos basados en objetos y en registros, y los físicos de datos. Es la representación de la Base de Datos, esta constituido por un conjunto de herramientas que describen los datos, sus relaciones, su semántica y sus posibles limitaciones. Hay diferentes modos de representación.

Modelo Jerárquico Los datos se representan por medio de conjuntos de registros y las relaciones entre los datos se representan con ligas, que pueden considerarse como apuntadores. La información se representa a través de una colección de registros unidos por relaciones de manera que cadahijo (un registro subordinado) puede tener solo un padre (registro propietario). Todos los datos están organizados jerárquicamente. Ningún hijo puede tener dos padres, tendría que repetirse la información. Ejemplo: Pepe: Roquetas; José: Almería; Juan: Almería

Modelo de Red  Los datos se presentan por conjuntos de registros y las relaciones se representan con ligas (uniones). Los registros se organizan en forma de conjunto de gráficas arbitrarias. No hay restricción en cuanto al tipo de relaciones sin sobre el tipo de registros. Es igual pero un hijo si puede tener dos padres.

Modelo Relacional (1) En él la información (datos y relaciones) está recogida en forma de tabla. Tabla. Estructura bidimensional formada por una sucesión de registros del mismo tipo, se divide horizontalmente en filas y verticalmente en columnas. Cada fila representa un registro y cada columna contiene información referente a un único campo o atributo. Este modelo debe cumplir las siguientes restricciones: Los registros son del mismo tipo. Si se almacenan registros diferentes se usan tablas distintas. Cada columna tiene un nombre de columna. No existe dos campos (columnas) con el mismo nombre. En ninguna tabla se permite la duplicación de registros. El orden de los registros en la tabla es indiferente.

Modelo Relacional (2) La relación se establece mediante la repetición de una columna con una tabla. Dicha columna contiene valores referentes a cierto atributo que será un atributo que sirve de nexo de unión entre las dos entidades (superclave). Hay que tener en cuenta el concepto de superclave. Es el campo o atributo que identifica de forma unívoca a cada registro de la tabla. En el ejemplo anterior, la cedula. En caso de que no haya, podemos crear una identidad de campo (identificador). Puede haber más de un campo que lo identifique de forma unívoca. Cuando hay más, el usuario coge el que quiera. Puede ser que la superclave sean dos campos. En este caso se le llama clave compuesta. Un campo vacío se llama valores nulos. Están vacíos porque se desconoce esa información. Las tablas también se pueden poner en el nuevo ejemplo como: Empleado (nombre, id. Empleado,…).

Modelo Entidad – Relación (MER) El modelo entidad-relación se basa en una percepción de un mundo real que consiste en un conjunto de objetos básicos llamados entidades y de relaciones entre estos objetos. Desarrollado por Peter Chen ( M.I.T.) en los 70’s Es un Modelo Conceptual de alto nivel Se usa comunmente para modelar aplicaciones de Bases de datos y en investigación de Bases de Datos Representa gráficamente y de manera lógica toda la información y como los datos se relacionan entre sí. Es independiente del DBMS en el cual se vaya a implementar

Modelo Entidad – Relación (MER) Sus características principales son: Reflejan tan sólo la existencia de los datos sin expresar lo que se hace con ellos. Es independiente de las bases de datos y de los sistemas operativos (por lo que puede ser desarrollado en cualquier base de datos). Está abierto a la evolución del sistema. Incluye todos los datos que se estudian sin tener en cuenta las aplicaciones que se van a tratar. No tienen en cuenta las restricciones de espacio y almacenamiento del sistema.

Conceptos del Modelo Entidad-Relación Entidades Son objetos concretos o abstractos que presentan interés para el sistema y sobre los que se recoge información que será representada en un sistema de bases de datos. Por ejemplo, clientes, proveedores y facturas serían entidades en el entorno de una empresa. Atributos Es una unidad básica e indivisible de información acerca de una entidad o una relación. Por ejemplo la entidad proveedor tendrá los atributos: nit, nombre, domicilio, tipo. 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. ___________________________________ Propiedad o característica de una entidad Una entidad particular es descrita por los valores de sus atributos: Los valores de los atributos q describen cada entidad son una parte importante de los datos almacenados en la base de datos.

Conceptos del Modelo Entidad-Relación Dominios Es el conjunto de valores que puede tomar cada atributo. Por ejemplo el dominio del atributo tipo, será la relación de todas los tipos de empresas con las que trabajamos. Tablas Es la forma de estructurar los datos en filas o registros y columnas o atributos. Relación Es la asociación que se efectúa entre entidades. Por ejemplo la relación entre las entidades facturas emitidas y clientes

Diagramas Entidad - Relación Los diagramas Entidad - Relación representan la estructura lógica de una base de datos de manera gráfica. Los símbolos utilizados son los siguientes: - Rectángulo.- Conjunto de entidades. - Elipse.- Atributos. - Rombos.- Conjunto de relaciones - Líneas.- Unen atributos a conjuntos de entidades; unen atributos a conjuntos de relaciones; y unen conjuntos de entidades con conjuntos de relaciones. Si la flecha tiene punta, en ese sentido está el uno y si no la tiene, en ese sitio está el muchos. La orientación señala cardinalidad. Subrayado.- Subraya los atributos que forman parte de la clave primaria del conjunto de entidades.

Entidades Existen dos clases de entidades: Regulares (fuertes): aquellas que tienen existencia propia, no dependen de la existencia de otras entidades para su existencia (Ej. AUTOR dentro del contexto de una biblioteca). Débiles: su existencia depende de la existencia de un tipo de entidad regular, es decir, si se elimina la ocurrencia de la entidad regular, se eliminan todas aquellas ocurrencias de la entidad débil. (Ej. LIBRO dentro del contexto de una biblioteca, si eliminamos una ocurrencia de autor se eliminarán todos las ocurrencias de libro que dependen de ese autor). Las entidades se representan a través de un rectángulo etiquetado con el nombre del tipo de entidad. En algunos diagramas se diferencias las entidades débiles de las fuertes representándolas con un rectángulo doble. AUTOR LIBRO

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

Atributos Almacenados o Derivados Atributos derivados 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 Atributos almacenados fechanacim [de cada EMPLEADO] nacionalidad [de una PELICULA]

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)

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]

Notación para atributos (0,3) dirección (1,2) (0,1) EMPLEADO nombre fechanacim telefono calle provincia ciudad codpostal edad nit cc altura nacionalidad fechanacim dirección telefono calle provincia ciudad codpostal cc edad altura (0,3) D nit 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. [EN2002] [MPM1999]

Atributos Clave 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 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]. EMPLEADO cc [EN2002]

Atributos Clave (2) 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: cc nit (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

Atributos Clave (3) 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 cc en EMPLEADO Atributos identificadores alternativos (IA) Claves Alternativas El resto de IC’s Nit y (nombre, fechanacim) en EMPLEADO

Notación para atributos clave [EN2002] [MPM1999] (0,3) (1,2) (0,1) EMPLEADO nombre fechanacim telefono calle provincia ciudad codpostal edad nit cc altura nacionalidad n-f dirección fechanacim EMPLEADO dirección telefono calle provincia ciudad codpostal cc edad altura (0,3) D nit nacionalidad (1,2) n-f 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