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Instituto Tecnolgico Superior De Tamazunchale
Ingeniera En Sistemas Computacionales
Materia: Fundamentos De Bases De Datos Docente: Lic. Yoana Daz Castillo
Diseo De Bases De Datos & El Modelo E-R (Sntesis Unidad II) /
Alumno: Sal Ziga Crdenas No De Control: 13ISC023 Grupo: 4ISCM1
Tamaznchale, S.L.P., Marzo Del 2015
Fundamentos De Bases De Datos
Unidad II / Diseo De Bases De Datos & El Modelo E-R
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Contenido Introduccin ....................................................................................................................................... 3
Diseo de bases de datos y el modelo E-R .................................................................................... 4
2.1 El proceso de diseo ................................................................................................................ 4
2.2 Modelo E-R .............................................................................................................................. 5
2.3 Restricciones ............................................................................................................................ 7
2.4 Diagramas E-R ....................................................................................................................... 8
2.5 Diseo Con Diagramas E-R ................................................................................................... 9
2.6 Conjunto De Entidades Dbiles .......................................................................................... 10
2.7 Modelo E-R Extendido ......................................................................................................... 11
2.8 Notacin UML Con Modelo E-R .......................................................................................... 13
Conclusiones..................................................................................................................................... 15
Referencias ...................................................................................................................................... 16
Fundamentos De Bases De Datos
Unidad II / Diseo De Bases De Datos & El Modelo E-R
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Introduccin
Cuando se utiliza una base de datos para gestionar informacin,
se est plasmando una parte del mundo real en una serie de
tablas, registros y campos ubicados en un ordenador; crendose
un modelo parcial de la realidad. Antes de crear fsicamente estas
tablas en el ordenador se debe realizar un modelo de datos.
Se suele cometer el error de ir creando nuevas tablas a
medida que se van necesitando, haciendo as el modelo de datos
y la construccin fsica de las tablas simultneamente. El resultado
de esto acaba siendo un sistema de informacin parcheado, con
datos dispersos que terminan por no cumplir adecuadamente los
requisitos necesarios.
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Diseo de bases de datos y el modelo E-R
2.1 El proceso de diseo
En este captulo se presenta una metodologa para el diseo conceptual
de bases de datos que se basa en el modelo de datos ms popular en la
actualidad, el modelo entidad-relacin. El diseo de bases de datos es el
proceso por el que se determina la organizacin de una base de datos,
incluidos su estructura, contenido y las aplicaciones que se han de
desarrollar. Durante mucho tiempo, el diseo de bases de datos fue
considerado una tarea para expertos: ms un arte que una ciencia.
El diseo de bases de datos se ha convertido en una actividad popular,
desarrollada no slo por profesionales sino tambin por no especialistas.
Segn ha avanzado la tecnologa de bases de datos, as se han
desarrollado las metodologas y tcnicas de diseo. Se ha alcanzado un
consenso, por ejemplo, sobre la descomposicin del proceso de diseo en
fases, sobre los principales objetivos de cada fase y sobre las tcnicas para
conseguir estos objetivos.
Debido a la falta de enfoques estructurados para el diseo de bases de
datos, a menudo se subestiman el tiempo o los recursos necesarios para un
proyecto de bases de datos, las bases de datos son inadecuadas o
ineficientes en relacin a las demandas de la aplicacin, la
documentacin es limitada y el mantenimiento es difcil.
La tecnologa de bases de datos cuenta ya con un marco terico, que
incluye la teora relacional de datos, procesamiento y optimizacin de
consultas, control de concurrencia, gestin de transacciones y
recuperacin, etc.
El diseo de una base de datos es un proceso complejo que abarca
decisiones a muy distintos niveles. La complejidad se controla mejor si se
descompone el problema en subproblemas y se resuelve cada uno de
estos subproblemas independientemente, utilizando tcnicas especficas.
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2.2 Modelo E-R
El modelo entidad-relacin es el modelo conceptual ms utilizado para el
diseo conceptual de bases de datos. Fue introducido en 1976. El modelo
entidad-relacin est formado por un conjunto de conceptos que
permiten describir la realidad mediante un conjunto de representaciones
grficas y lingsticas.
Originalmente, el modelo entidad-relacin slo inclua los conceptos de
entidad, relacin y atributo. Ms tarde, se aadieron otros conceptos,
como los atributos compuestos y las jerarquas de generalizacin, en lo que
se ha denominado modelo entidad-relacin extendido.
En general, un modelo no es capaz de expresar todas las propiedades de
una realidad determinada, por lo que hay que aadir aserciones que
complementen el esquema.
Entidad
Cualquier tipo de objeto o concepto sobre el que se recoge informacin:
cosa, persona, concepto abstracto o suceso. Por ejemplo: coches, casas,
empleados, clientes, empresas, oficios, diseos de productos, conciertos,
excursiones, etc. Las entidades se representan grficamente mediante
rectngulos y su nombre aparece en el interior. Un nombre de entidad slo
puede aparecer una vez en el esquema conceptual.
Hay dos tipos de entidades: fuertes y dbiles. Una entidad dbil es una
entidad cuya existencia depende de la existencia de otra entidad.
Una entidad fuerte es una entidad que no es dbil.
Relacin
Es una correspondencia o asociacin entre dos o ms entidades. Cada
relacin tiene un nombre que describe su funcin. Las relaciones se
representan grficamente mediante rombos y su nombre aparece en el
interior.
Las entidades que estn involucradas en una determinada relacin se
denominan entidades participantes. El nmero de participantes en una
relacin es lo que se denomina grado de la relacin. Por lo tanto, una
relacin en la que participan dos entidades es una relacin binaria; si son
tres las entidades participantes, la relacin es ternaria; etc.
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Atributo
Es una caracterstica de inters o un hecho sobre una entidad o sobre una
relacin. Los atributos representan las propiedades bsicas de las
entidades y de las relaciones. Toda la informacin extensiva es portada por
los atributos. Grficamente, se representan mediante bolitas que cuelgan
de las entidades o relaciones a las que pertenecen.
Cada atributo tiene un conjunto de valores asociados
denominado dominio. El dominio define todos los valores posibles que
puede tomar un atributo. Puede haber varios atributos definidos sobre un
mismo dominio.
Los atributos pueden ser simples o compuestos. Un atributo simple es un
atributo que tiene un solo componente, que no se puede dividir en partes
ms pequeas que tengan un significado propio. Un atributo
compuesto es un atributo con varios componentes, cada uno con un
significado por s mismo. Un grupo de atributos se representa mediante un
atributo compuesto cuando tienen afinidad en cuanto a su significado, o
en cuanto a su uso. Un atributo compuesto se representa grficamente
mediante un valo.
Los atributos tambin pueden clasificarse en monovalentes o polivalentes.
Un atributo monovalente es aquel que tiene un solo valor para cada
ocurrencia de la entidad o relacin a la que pertenece. Un atributo
polivalente es aquel que tiene varios valores para cada ocurrencia de la
entidad o relacin a la que pertenece. A estos atributos tambin se les
denomina multivalorados, y pueden tener un nmero mximo y un nmero
mnimo de valores.
Por ltimo, los atributos pueden ser derivados. Un atributo derivado es
aquel que representa un valor que se puede obtener a partir del valor de
uno o varios atributos, que no necesariamente deben pertenecer a la
misma entidad o relacin.
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2.3 Restricciones
La cardinalidad de un atributo indica el nmero mnimo y el nmero
mximo de valores que puede tomar para cada ocurrencia de la entidad
o relacin a la que pertenece.
Identificador
Un identificador de una entidad es un atributo o conjunto de atributos que
determina de modo nico cada ocurrencia de esa entidad. Un
identificador de una entidad debe cumplir dos condiciones:
1. No pueden existir dos ocurrencias de la entidad con el mismo valor del
identificador.
2. Si se omite cualquier atributo del identificador, la condicin anterior deja
de cumplirse.
Toda entidad tiene al menos un identificador y puede tener varios
identificadores alternativos. Las relaciones no tienen identificadores.
En primer lugar hay que definir los principales objetos que interesan al
usuario. Estos objetos sern las entidades. Una forma de identificar las
entidades es examinar las especificaciones de requisitos de usuario.
Para liarlo an ms, los usuarios usan, muchas veces, sinnimos y
homnimos. Dos palabras son sinnimos cuando tienen el mismo
significado. Los homnimos ocurren cuando la misma palabra puede tener
distintos significados dependiendo del contexto.
Hay que tener mucho cuidado cuando parece que un mismo atributo se
debe asociar a varias entidades. De cada atributo se debe anotar la
siguiente informacin:
Nombre y descripcin del atributo.
Tipo de dato y longitud.
Valores por defecto del atributo (si se especifican).
Si el atributo siempre va a tener un valor (si admite o no nulos).
Si el atributo es compuesto y, en su caso, qu atributos simples lo
forman.
Si el atributo es derivado y, en su caso, cmo se calcula su valor.
Si el atributo es multievaluado.
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2.4 Diagramas E-R
Denominado por sus siglas como: E-R; Este modelo representa a la realidad
a travs de un esquema grfico empleando los terminologa
de entidades, que son objetos que existen y son los elementos principales
que se identifican en el problema a resolver con el diagramado y se
distinguen de otros por sus caractersticas particulares
denominadas atributos, el enlace que rige la unin de las entidades est
representada por la relacin del modelo.
Recordemos que un rectngulo nos representa a las entidades; una elipse
a los atributos de las entidades, y una etiqueta dentro de un rombo nos
indica la relacin que existe entre las entidades, destacando con lneas las
uniones de estas y que la llave primaria de una entidad es aquel atributo
que se encuentra subrayado.
Disear el modelo E-R, para la relacin Registro de automvil que consiste
en obtener la tarjeta de circulacin de un automvil con los siguientes
datos:- Automvil- Modelo, Placas, Color - Tarjeta de circulacin -
Propietario, No serie, Tipo.
Indicamos con este ejemplo que existe una relacin de pertenencia de
uno a uno, ya que existe una tarjeta de circulacin registrada por cada
automvil.
El siguiente ejemplo indica que un cliente puede tener muchas cuentas,
pero que una cuenta puede llegar a pertenecer a un solo cliente
(Decimos puede, ya que existen cuentas registradas a favor de ms de
una persona).
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Un diagrama E-R, puede ser representado tambin a travs de una
coleccin de tablas. Para cada una de las entidades y relaciones existe
una tabla nica a la que se le asigna como nombre el del conjunto de
entidades y de las relaciones respectivamente, cada tabla tiene un
nmero de columnas que son definidas por la cantidad de atributos y las
cuales tienen el nombre del atributo.
2.5 Diseo Con Diagramas E-R
En la grfica se aprecia la forma en que se representan las entidades, las
relaciones, los atributos y la cardinalidad de las relaciones.
Como ejercicio clasificar e identificar las entidades y los atributos. Expresar
con sus palabras las relaciones e identificar la cardinalidad, expresando su
significado.
Otro elemento a tener en cuenta es, que como se ha dicho, las relaciones
representan muy usualmente acciones (verbos) que se dan entre conjuntos
de entidades, lo cual sera un buen para preferir esta representacin antes
que tomarlos como atributos o como conjuntos de entidades.
Se puede optar por representar entidades dbiles como atributos
compuestos multivalorados. Pero si la entidad dbil participa en otra
relacin o tiene muchos atributos es preferible manejarla como entidad.
En la grfica se aprecia la forma en que se representan las entidades, las
relaciones, los atributos y la cardinalidad de las relaciones.
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Observaciones:
Los nombres de las entidades se escriben en maysculas y en singular.
Los nombres de los atributos en minsculas y en singular.
Los atributos identificadores se marcan con el smbolo #.
Los atributos obligatorios se marcan con * y los opcionales con o.
2.6 Conjunto De Entidades Dbiles
Un conjunto de entidades dbiles es aquel que no tiene suficientes
atributos para formar una clave primaria. Un conjunto que s tiene una
clave primaria se denomina conjunto de entidades fuertes.
Cada conjunto de entidades dbiles debe estar asociado con un conjunto
de entidades llamado conjunto de entidades
identificadoras o propietarias. As, el conjunto de entidades dbiles
depende existencialmente del conjunto de entidades identificadoras. La
relacin que asocia el conjunto de entidades dbiles con el conjunto de
entidades identificadoras se denomina relacin identificadora. La relacin
identificadora es varios a uno del conjunto de entidades dbiles al
conjunto de entidades identificadoras y la participacin del conjunto de
entidades dbiles en la relacin es total.
Aunque un conjunto de entidades dbiles no tiene clave primaria, deben
hacerse distinguir todas aquellas entidades del conjunto de entidades que
dependen de una entidad fuerte particular. El discriminante de un
conjunto de entidades dbiles es un conjunto de atributos que permiten
esta distincin.
La clave primaria de un conjunto de entidades dbiles se forma con la
clave primaria del conjunto de entidades identificadoras, ms el
discriminante del conjunto de entidades dbiles.
Un conjunto de entidades dbiles se indica en los diagramas E-R mediante
un rectngulo dibujado con una lnea doble y la correspondiente relacin
de identificacin mediante un rombo dibujado con lnea doble.
En algunos casos, el diseador de la base de datos puede elegir expresar
un conjunto de entidades dbiles como un atributo compuesto
multivalorado del conjunto de entidades propietarias.
En nuestro ejemplo, el conjunto de entidades identificador
para pago es prstamo, y la relacin prstamo-pago que asocia las
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entidades pago con sus correspondientes entidades-prstamo es la
relacin identificadora. Aunque un conjunto de entidades dbiles no tiene
clave primaria, no obstante se necesita conocer un medio para distinguir
todas aquellas entidades del conjunto de entidades que dependen de
una entidad fuerte particular. El discriminante de un conjunto de entidades
dbiles es un conjunto de atributos que permite que esta distincin se
haga. Por ejemplo, el discriminante del conjunto de entidades
dbiles pago es el atributo nmero-pago, ya que, para cada prstamo, un
nmero de pago identifica de forma nica cada pago para ese prstamo.
El discriminante de un conjunto de entidades dbiles se denomina la clave
parcial del conjunto de entidades.
2.7 Modelo E-R Extendido
Es un modelo conceptual de datos de alto nivel: Sirve para representar
los conceptos del Mundo que nos interesan con sus relaciones y
caractersticas. Es una herramienta muy utilizada directamente o a
travs de otras herramientas o programas.
El Modelo Entidad-Relacin Extendido incluye todos los conceptos del
Entidad-Relacin e incorpora los conceptos de Subclase y superclase con
los conceptos asociados de Especializacin y Generalizacin. Otro nuevo
concepto incluido por el ERE es el de Categora. Asociado a estos
conceptos est el importante mecanismo de Herencia de atributos. Habr
que tener en cuenta que no existe una terminologa estandarizada para
estos conceptos, por lo que usaremos la ms difundida.
SUBCLASE: Grupo de elementos con algo en comn, que pertenecen a
una entidad. Ejemplo: Pertenecientes a empleado, tenemos las subclases
Ingeniero, Supervisor.
SUPERCLASE: Entidad de la que procede una subclase.
RELACIN: Clase/Subclase(o Superclase/Subclase): Es una relacin 1:1 en
la que ambos elementos son el mismo. Se suele representar por Ejemplo:
Ingeniero Es Empleado.
Una Entidad no puede ser slo miembro de una subclase. Debe ser tambin miembro de la superclase.
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Una Entidad puede ser miembro de varias subclases. Ejemplo: Un Empleado puede ser Ingeniero y Supervisor.
Una Entidad se define por sus atributos y sus relaciones, los cuales son heredados por sus subclases.
Atributos y Relaciones locales o especficas: Son aquellas que son propias de una subclase (no de la superclase a la que pertenece).
ESPECIALIZACIN: Proceso para definir un conjunto de subclases de un tipo
de Entidad (llamada superclase). Pueden definirse varias subclases segn distintos criterios. Ejemplo: Empleado Tipo de Trabajo: Ingeniero, Tcnico...
Tipo de Contrato: Fijo, Por Horas...Deben definirse los atributos y relaciones especficas (si existen).
GENERALIZACIN: Proceso inverso a la Especializacin. Identificar las caractersticas comunes a varios tipos de Entidad y generalizar todas ellas
en una superclase, con los tipos de Entidad originales como subclases.
Como consecuencia de las restricciones definidas anteriormente,
aparecen reglas para la insercin y borrado de Especializacin (y
Generalizacin). Algunas de esas reglas son las siguientes:
Borrar una tupla de una superclase implica el borrado automtico en todas
las subclases a las que pertenezca.
Insertar una tupla en una superclase implica que tiene que ser
obligatoriamente insertada en todas las subclases definidas por predicado
en las que satisfaga el predicado de definicin.
Insertar una tupla en una superclase de una especializacin total implica
una insercin obligatoria en al menos una de las subclases de la
especializacin.
Existen otras reglas correspondientes a los distintos tipos de especializacin
y a las operaciones de insercin y borrado.
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Una categora es una subclase de la unin de dos o ms superclases que
pueden tener diferentes claves ya que pueden representar diferentes
entidades. En este caso es necesario sintetizar una clave subrogada, que
identifique cada una de las ocurrencias de la categora y que ser
heredada como clave fornea por cada una de las superclases. Por
cuestiones de eficiencia a la hora de realizar los joins entre la categora y
sus correspondientes clases, se aadir un atributo a la tabla de la
categora que exprese a que subclase pertenece cada tpla en particular.
2.8 Notacin UML Con Modelo E-R
Los diagramas entidad-relacin ayudan a modelar el componente de
representacin de datos de los sistemas de software. La representacin de
datos, sin embargo, solo forma parte del diseo global del sistema. otros
componentes son los modelos de interaccin del usuario con el sistema, la
especificacin de los mdulos funcionales del sistema y su interaccin, etc.
el lenguaje de modelado unificado, es una norma desarrollada bajo los
auspicios del grupo de Administracin de Objetos, para la creacin de
especificaciones de diferentes componentes de los sistemas de software.
Algunas partes de UML son:
Diagramas de clase. Los diagramas de clase son parecidos a los
diagramas ER.
Diagramas de caso de uso. Los diagramas de caso de uso muestran
la interaccin entre los usuarios y el sistema, en especial los pasos de
las tareas que llevan a cabo los usuarios (como retirar dinero o
matricularse en una asignatura).
Diagramas de actividad. Los diagramas de actividad describen el
flujo de tareas entre los diferentes componentes del sistema.
Diagramas de implementacin. Los diagramas de implementacin
muestran los componentes del sistema y sus interconexiones, tanto
en el nivel de los componentes de software como en el de
hardware.
Aqu no se pretende ofrecer un tratamiento detallado de las diferentes
partes del UML, en vez de eso, se ilustraran algunas caractersticas de la
parte de UML que se relaciona con el modelado de datos mediante
ejemplos.
Los conjuntos de relaciones binarias se representan en UML dibujando
simplemente una lnea que conecte los conjuntos de entidades. El nombre
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del conjunto de relaciones se escribe junto a la lnea. Tambin se puede
especificar el rol que desempea cada conjunto de entidades en un
conjunto de relaciones escribiendo el nombre del rol sobre la lnea, junto al
conjunto de entidades. De manera alternativa, se puede escribir el nombre
del conjunto de relaciones, y conectar el recuadro con una lnea
discontinua a la lnea que describe el conjunto de relaciones. Este
recuadro puede tratar entonces como un conjunto de entidades, de la
misma forma que la agregacin en los diagramas ER, y puede participar
en relaciones con otros conjuntos de entidades.
La generalizacin y la especializacin se representan en UML conectando
conjuntos de entidades mediante una lnea con un tringulo al final
correspondiente al conjunto de entidades ms general. Por ejemplo, el
conjunto de entidades persona es una generalizacin de cliente y de
empleado. Los diagramas UML tambin pueden representar
explcitamente las restricciones de la condicin de disyuncin y de
solapamiento de las generalizaciones.
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Conclusiones
Con la elaboracin de esta sntesis he comprendido la importancia
del modelo de bases de datos E-R el cual es fundamental en la
creacin y futuro manejo de nuestra base de datos.
As que hemos analizado cada uno de los componentes de un
modelo E-R desde las entidades, relaciones, atributos, etc. Y la
funcin que cada uno de estos representa. Tambin la forma en que
estos deben modelarse.
De esta manera hemos adquirido los conocimientos necesarios que
sern base de nuestras futuras bases de datos.
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Referencias
Silberschatz, Abraham; Korth, Henry F. y Sudarshan, S. Fundamentos de
Bases de Datos. 5 ed. Ed. McGraw Hill.
De Miguel, Santa Maria Adoracin y Piattini, Mario. Fundamentos y
modelos de Base de datos. 2. Ed. Alfaomega & Ra-ma.