Apuntes de Bases de Datos Cartográficas

Apuntes de

Bases de DatosCartográficas

Laura SebastiáDepartamento de Sistemas Informáticos y Computación

Objetivos

El objetivo principal de esta asignatura consiste en introducir los conceptos básicos de lossistemas gestores de bases de datos actuales, por un lado, y por otro, la utilización de lasextensiones para el manejo de datos espaciales que proporcionan estos sistemas comoparte de un sistema de información geográfica. Para ello deberemos ser capaces de:

- entender los conceptos básicos del diseño de bases de datos

- ser capaces de interpretar y criticar diseños de bases de datos

- entender los conceptos de las bases de datos espaciales y su implantación eintegración en sistemas gestores de bases de datos “tradicionales”

- ser capaces de realizar consultas mediante el lenguaje SQL a una base de datosgeneral y a una base de datos que integre datos de negocio y datos espaciales

Bibliografía

La bibliografía consultada para elaborar estos apuntes es:

- Bases de datos relacionales. Matilde Celma Giménez, Juan Carlos CasamayorRódenas, Laura Mota Herranz. Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnicade Valencia, 1997.

- Introducción a los sistemas de bases de datos. C.J. Date, Addison Wesley, 1998

- Spatial databases : with application to GIS. Philippe Rigaux, Michel Scholl, AgnésVoisard, Morgan Kaufmann, 2002.

- Manual de usuario de Oracle 8i.

Indice

Unidad temática 1: Bases de datos relacionales

Tema 1. Introducción a las bases de datos 9

Tema 2. El modelo Entidad-Relación 17

Tema 3. El modelo relacional 27

Tema 4. Teoría de la normalización 37

Unidad temática 2: Gestión de bases de datos relacionales

Tema 5. Introducción al lenguaje SQL 45

Tema 6. Lenguaje de manipulación de datos 53

Manual del SQLWorksheet 75

Práctica 1. Consultas alfanuméricas 79

Tema 7. Lenguaje de definición de datos 83

Unidad temática 3: Bases de datos espaciales

Tema 8. Modelado de datos espaciales 91

Tema 9. Gestión de datos espaciales en Oracle 8i 95

Tema 10. Consultas espaciales en Oracle 8i 101

Práctica 2. Consultas espaciales 107

Práctica 3. Manipulación de la base de datos 111

UNIDAD TEMÁTICA 1

Bases de datos relacionales

Objetivos• Comprender el concepto de SGBD

• Conocer cómo se organizan los datos alfanuméricos en una base de datos

• Ser capaces de interpretar un diagrama entidad-relación

• Ser capaces de generar un diseño de base de datos que cumpla los principios básicosdel modelo relacional

ContenidosTema 1. Introducción a las bases de datos

Tema 2. El modelo Entidad-Relación

Tema 3. El modelo relacional

Tema 4. Teoría de la normalización

Tema 1. Introducción a las Bases de Datos

1 Introducción

Hace unas décadas, la principal forma de sintetizar y representar información geográficaeran los mapas de papel. Desde entonces, el rápido desarrollo de nuevas tecnologías pararecoger y digitalizar datos geográficos junto con una creciente demanda de manipulación yanálisis interactivo de estos datos, ha dado lugar a la necesidad de software dedicado,concretamente de sistemas de información geográfica (SIG). Un SIG almacena datosgeográficos, recupera y combina estos datos para crear nuevas representaciones delespacio, proporciona herramientas para realizar análisis espacial, etc. Debido al crecientevolumen de los datos geográficos, una de las tareas principales de los SIG es lamanipulación eficiente de grandes cantidades de información compleja. En sistemastradicionales, esta gestión la realizan sistemas gestores de bases de datos (SGBD). La granmayoría de estos sistemas se basan en el modelo relacional. Actualmente se estánrealizando esfuerzos para extender la tecnología de los SGBD de manera que seancapaces de gestionar también información geográfica. La principal ventaja de estossistemas es que permiten al usuario manipular los datos espaciales y temáticos de formaconjunta, pudiendo construir consultas complejar relacionando ambos tipos de datos.

En este tema, veremos en primer lugar, qué es un SGBD, sus objetivos y funciones.También comentaremos brevemente los distintos modelos de datos utilizados en SGBDrelacionales y por último, introduciremos las bases de datos espaciales.

2 Definiciones

Una Base de datos consiste en una colección de datos persistentes e independientesusados por una organización determinada (Date, 1995).

Un Sistema de base de datos es una colección integrada de ficheros relacionados, juntocon los detalles de la interpretación de los datos que contienen.

El software que gestiona el acceso a los datos contenidos en la base de datos es lo que sellama sistema de gestión de base de datos, SGBD (DBMS, Database ManagementSystem). La misión de un SGBD es proporcionar métodos eficientes para definir, almacenary recuperar la información contenida en la base de datos.

Los SGBD se diseñan para manejar grandes cantidades de información. Esta gestión delos datos incluye tanto la definición de las estructuras para el almacenamiento como losmecanismos de acceso a los datos. Además debe cuidar la seguridad de la informaciónalmacenada en la base de datos, tanto contra las caídas del sistema como contra losintentos de acceso no autorizado. Programas de distintas aplicaciones interactúan con elSGBD y el sistema debe evitar la posibilidad de obtener resultados anómalos.


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3 Objetivos de las Bases de Datos

El objetivo principal de todo sistema de base de datos es proporcionar a la organización lagestión y control centralizado de los datos.

En los sistemas de ficheros tradicionales no existía un modelo normalizado que regulase losdistintos tipos de objetos que se almacenaban así como las relaciones entre ellos y la formaen que debían ser gestionados; existen por lo general múltiples ficheros y muchasaplicaciones que los gestionan, dando lugar a múltiples vías para acceder a la información.Los SGBD proporcionan un único cauce para acceder y gestionar la información, que esprecisamente el que posibilita el control centralizado de toda la información al servicio de laorganización. Este cauce único, además está controlado por una de las figuras esencialesen el SBD que es el administrador de la base de datos (ABD).

Los objetivos básicos de una base de datos son:

! Disminuir la redundancia de datos y evitar la inconsistencia. En los sistemastradicionales de almacenamiento de la información, debido a la falta de un modelonormalizado es posible que un objeto se represente en distintos ficheros. Estaredundancia aumenta los costes de almacenamiento y, lo que es peor, puede provocarinconsistencia de datos, es decir, que existan dos copias de un dato con valoresdiferentes. El control centralizado en los SBD permite eliminar o al menos controlarcualquier redundancia. Podemos decir que una norma básica en todo sistema de BDpuede ser: un objeto se almacena una sola vez en un solo lugar.

! Hacer posible la compartición de datos. Distintos programas de aplicación puedenestar accediendo a los mismos datos, que están almacenados en un sólo lugar paradistintos fines.

! Mantener la integridad de los datos. El concepto integridad de los datos significa quelos datos almacenados en la base de datos son correctos. El control centralizadotambién permite la posibilidad de mantener controles que garanticen la integridad detodos los datos almacenados en la BD.

! Garantizar la seguridad de los datos. En toda organización existen datos que sonconfidenciales y no pueden ser accedidos por usuarios no autorizados. El ABD debeasegurar que se siguen los procedimientos adecuados en el acceso a los datos,incluyendo esquemas de autentificación y validaciones adicionales. Los SBD permitenimplantar distintos niveles de seguridad para distintos tipos de usuarios y operaciones.

Inserción

Actualización BD

Recuperación

Tratamiento


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! Proporcionar independencia de datos. Este concepto hace referencia a la necesidadde establecer una desconexión entre los programas de aplicación y los datosalmacenados. Los usuarios interactuan con una representación de los datosindependientemente de la representación que estos datos tienen en los dispositivosfísicos, y es el SGBD el encargado de traducir las consultas y modificaciones delusuario en operaciones eficientes sobre las estructuras de datos físicas. Esto es muydiferente del tratamiento de ficheros tradicional, donde la estructura de un fichero juntocon las operaciones sobre él están embebidas en un programa de acceso.

Este mecanismo es alcanzable a través del uso de diferentes niveles de abstracción.Se distinguen tres niveles de abstracción:

- El nivel físico trabaja sobre las estructuras de almacenamiento

- El nivel lógico o conceptual define la representación de los datos propuesta por elusuario

- El nivel externo corresponde a una vista parcial de la base de datos proporcionadapor una determinada aplicación.

Para ilustrar el concepto de abstracción de datos, consideremos un grupo de programas deaplicación que se utilizan en un ayuntamiento. Cada aplicación puede tener necesidad depercibir el mundo real de manera diferente. Fijemonos, por ejemplo, en el objeto PARCELAy en las aplicaciones de IMPUESTOS y AYUDAS_AGRARIAS.

La aplicación de IMPUESTOS recauda cada trimestre el impuesto correspondiente a laparcela, por lo que necesita conocer su localización y su extensión.

Por otro lado, la aplicación de AYUDAS_AGRARIAS debe conocer el tipo de cultivo de laparcela y su extensión para conceder una ayuda u otra.

Un SGBD, a diferencia de los sistemas tradicionales de ficheros, permite que los datospuedan ser compartidos por ambas aplicaciones; por ello es necesario mantener unaversión de los datos que integre las distintas percepciones de los diferentes usuarios (ennuestro caso las dos aplicaciones) sobre un mismo objeto (PARCELA).

Esta visión integrada es lo que se llama visión conceptual del objeto PARCELA. Sinembargo, del mismo objeto PARCELA existen distintas visiones externas, una para cadaaplicación. Los SGBD permiten la coexistencia de ambas percepciones del mismo objetodebido a que pueden deducirse a partir de la visión conceptual, sin más que realizar unaadecuada transformación, que en nuestro caso no es más que ocultar los atributosinnecesarios para cada aplicación. Podemos decir entonces que la visión conceptual deun objeto es la descripción global de dicho objeto tal y como se registra en la BD. Yaque esta descripción global no incluye detalles tales como métodos de acceso, estructurade almacenamiento de los datos, etc, los usuarios no podrán incluir estos detalles en susaplicaciones, que es lo que se pretende. Los detalles de almacenamiento a nivel físico sedescriben en un nuevo nivel de abstracción que es la visión interna del objeto tal y comose almacena en el sistema de ordenador que soporta la base de datos.

En cada uno de los niveles la visión de los datos se describe mediante lo que se llamaesquema. El objetivo fundamental de esta arquitectura en tres niveles es conseguir que elesquema conceptual sea una descripción estable de los datos de la organización eindependiente de las vistas y de la forma de almacenamiento de los datos.


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4 Modelos de Datos

Un modelo de datos se puede definir como un conjunto de herramientas conceptuales útilespara describir los datos, las relaciones entre ellos y la semántica asociada a los datos.

Dependiendo de la fase de construcción del SBD podemos distinguir dos tipos de modelos:modelos de diseño y modelos de representación. Ambos servirán para describir los datosen los niveles conceptual y externo.

4.1 Modelos de diseño

Los modelos de diseño son herramientas para captar y describir la información del mundoreal, pero no nos aportan información sobre qué tipo de estructuras se utilizarán paraalmacenar los datos, qué tipo de operaciones pueden realizarse sobre los mismos, etc.Estos modelos no pueden implementarse directamente en los sistemas comercialesconocidos; deben transformarse previamente en un modelo de representación. Uno de losmás conocidos es el modelo entidad/relación, que veremos en el tema 2.

4.2 Modelos de representación

Los modelos de representación además de permitirnos describir los datos del mundo realcumplen otra serie de requisitos que hacen que puedan implementarse posteriormente enalguno de los sistemas comerciales conocidos (describen la implementación en alto nivel):

- Aportan las estructuras necesarias para almacenar los datos.

- Imponen tipos de operaciones y la forma de llevarlas a cabo.

Diferentes modelos llevan asociados diferentes lenguajes para la definición de lasestructuras de datos y la manipulación de los datos. El modelo que más se utilizaactualmente es el modelo relacional, que veremos en el tema 3. Los datos y las relacionesentre ellos se representan por medio de una serie de tablas, cada una de las cuales tieneun número de columnas con nombres únicos. Entre los SGBD relacionales comercialespodemos destacar: DB2, INGRES, ORACLE, INFORMIX y para ordenadores personalesNOMAD, DBASE IV, FOXBASE, ACCESS. Otros modelos son el modelo en red y elmodelo jerárquico.

5 Facilidades del SGBD

! Proporciona el interfaz entre los datos almacenados y los programas de aplicación olas consultas hechas al sistema. Para ello, facilita dos herramientas básicas: LDD(DDL) y LMD (DML).

! LDD es el lenguaje de definición de datos; permite definir el esquemaconceptual y aportar detalles de cómo se implementará el esquema físicamente.Esta definición incluye los objetos, los datos sobre cada objeto, las relacionesentre ellos, así como también restricciones en determinados campos etc. Elresultado de la compilación de este lenguaje son las estructuras de datos yademás una información sobre el esquema que se almacenará en el diccionario de


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datos (o catálogo); es decir, el diccionario de datos contiene metadatos, datosacerca de los datos.

! LMD es el lenguaje de manipulación de datos; permite realizar la recuperación yactualización (inserción, actualización y borrado) de los datos almacenados en labase de datos. La primera de estas operaciones es lo que se llama normalmentequery y a la parte del LMD que permite esta operación lenguaje de query; sinembargo suelen usarse indistintamente los término lenguaje de query y LMD.Puede ser procedimental, si los usuarios tienen que especificar las operacionesque desean hacer y la manera de hacerlas (BD jerárquicas y en red) o noprocedimental, si el usuario sólo el indica el tipo de operación que desea hacerpero no cómo hacerla. Los comandos para hacer estas operaciones puedenusarse interactivamente o embebidos en un lenguaje de programaciónconvencional (lenguaje huésped).

Veremos el LDD y LMD que proporciona el lenguaje SQL en la unidad temática 2.

! Interactúa con el gestor de ficheros del S.O para almacenar los datos de formasegura y eficiente. Las diferentes sentencias LMD son traducidas a comandos de bajonivel para gestionar ficheros; así el SGBD se encarga realmente del almacenamiento,la recuperación y actualización de la BD.

! Implanta el control de seguridad e integridad. El ABD puede haber establecidodeterminadas restricciones para algunos datos (rangos, controles de seguridad, etc) yel SGBD verifica si, en algún caso, los accesos a la BD violan estas restricciones yrealiza las acciones apropiadas.

! Lleva a cabo copias de seguridad y recuperación de datos. Cualquier sistema estásujeto a fallos o errores; si se pierde la información de la BD por algún motivo, esresponsabilidad del SGBD detectar estos fallos y arrancar los procedimientos derecuperación.

! Realiza el control de concurrencia. En un entorno de multiprogramación, variosusuarios pueden estar accediendo a los datos concurrentemente; el SGBD controla lasacciones de los distintos usuarios para preservar la consistencia de los datos.

Algunos SGBD, diseñados para ejecutarse en ordenadores personales pequeños, nocuentan con parte de las funciones mencionadas: por ejemplo, son monousuario, con lo queno tienen que realizar el control de concurrencia, o dejan al usuario las tareas de respaldo,recuperación y seguridad. Aunque esto puede ser aceptable para las bases de datospersonales, no es de ninguna manera adecuado para cumplir con los requerimientos deuna empresa de tamaño mediano o grande.

6 Ventajas y desventajas de un SGBD

Sobre las ventajas ya hemos hablado suficientemente a lo largo de este tema. Resumiendopodemos decir que un SGBD proporciona:

! Gestión y control centralizado de los datos.

! Reducción de redundancias.

! Compartición de datos.


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! Integridad.

! Seguridad.

! Control de concurrencia.

! Independencia de datos, permitiendo cambios y crecimiento.

Con respecto a las desventajas (relacionadas sobre todo con SGBD grandes), debemoscitar las siguientes:

! Coste de software y hardware: Además del coste de comprar el software,probablemente haya que ampliar o subir de versión el hardware (upgrade) para que elprograma pueda almacenarse y funcione correctamente; además, si no, el sistemapodría degradarse y los tiempos de respuesta subir drásticamente por la sobrecargaque añade el SGBD al tener que implementar la seguridad, integridad y datoscompartidos. Recordemos que estamos hablando de SGBD grandes, no por supuestode los de ordenadores personales.

! Coste de migración de aplicaciones: Un coste adicional, también, es la migración delas aplicaciones para pasar a un entorno integrado.

! Las operaciones de respaldo y recuperación de los datos en caso de fallo soncomplejas, debido al acceso concurrente de múltiples usuarios.

! Criticidad del SGBD: La centralización también significa que los datos de laorganización, están almacenados en un único lugar, en la base de datos, con lo quecualquier fallo de seguridad u operación del SGBD puede afectar a toda la organización(sistemas distribuidos y compartidos) .

7 Introducción a las bases de datos espaciales

Un objeto geográfico tiene dos componentes:

! La componente espacial o geométrica, que describe la localización, forma, orientacióny tamaño del objeto en el espacio 2D o 3D.

! La componente no espacial, es decir, los atributos temáticos o descriptivos.

Tradicionalmente, los datos espaciales o geodatos, han sido almacenados en bases dedatos especializadas, es decir, los datos se almacenan y gestionan en una base de datostotalmente específica y dedicada a ello, donde sólo se almacenan datos espaciales para suposterior gestión y manipulación. Los datos temáticos son tratados de una maneratotalmente independiente a los datos espaciales, sin existir ningún tipo de relación entreambos tipos de datos en cuanto a su almacenamiento y gestión, por lo que se pierden lascapacidades de análisis de consultas espaciales, se infrautiliza la BD, se derrocha espaciode almacenamiento, y lo que es peor, tiempo y dinero en la mala gestión de la información.

Actualmente, la tecnología ha evolucionado, y con ella, ha aparecido la posibilidad delalmacenamiento y la gestión conjunta de cualquier tipo de datos dentro de una misma BD,gracias a la incorporación de extensiones espaciales a los propios motores de la BD. Conello, datos temáticos y datos espaciales pueden ser combinados en una misma consulta,aumentando así de una forma hasta ahora inimaginable, las posibilidades de nuevas


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consultas y aplicaciones, lo que supone una auténtica revolución en el mundo de lastecnologías SIG. Estos sistemas cambian la orientación de los SIG desde SIG céntricos aSistemas Gestores de la Base de Datos céntricos, en los cuales, los datos espaciales sonsimplemente otro tipo de datos dentro del entorno del Sistema Gestor de la Base de Datos.Ejemplos de SGBD que actualmente permiten el análisis espacial integrado en la misma BDson DB2 (IBM), Informix, Oracle 8i, Sybase, etc.

El objetivo es una completa integración de los datos espaciales dentro de la BD. Para llegara este tipo de estructuras es necesario un sistema gestor de la base de datos así comoextensiones S.Q.L estandar que soporten la definición, almacenamiento, gestión yactualización de datos que poseen tanto atributos espaciales como atributos no espaciales.

Un SGBD debe tener la capacidad de entender los datos y operadores espaciales y deacceder eficientemente a la base de datos espacial. Para ello necesitamos, un soporte paraun tipo de datos “abstractos”, así como funciones e índices definidos por el usuario. De estaforma se consigue que los usuarios puedan ejecutar consultas integradas sobre cualquiertipo de datos (tanto espaciales como datos de negocio) usando el lenguaje S.Q.L.

El tratamiento de datos espaciales requiere una extensión de las funcionalidades del SGBD.Entre ellas podemos destacar la extensión de los métodos de almacenamiento de datos yde búsqueda de los datos implicados en una determinada consulta, del tipo de operadoresutilizables en una consulta (operadores espaciales y operadores de análisis avanzado quepermiten la creación de nuevas geometrías).

Ante esta revolución, como es lógico, ha surgido la necesidad del establecimiento de unanormativa, para que los usuarios puedan acceder y procesar los datos desde una granvariedad de fuentes. Para ello, se crea el OGC (Open Gis Consortium) que especifica elcamino que deben seguir las BD espaciales para la consecución de unos objetivoscomunes con el fin de obtener la máxima eficacia en la gestión de la información.


1 Introducción

El modelo Entidad-Relación fue propuesto por Chen a mediados de los años setenta comomedio de representación conceptual de los problemas y para representar la visión de unsistema de forma global. Físicamente adopta la forma de un gráfico escrito en papel al quese denomina diagrama Entidad-Relación. Sus elementos fundamentales son lasentidades y las relaciones.

2 Entidades

Entidad: Una entidad es una cosa u objeto distinguible de todos los demás, y tiene unconjunto de propiedades que identifican la identidad. Ejemplo: PARCELA

Atributo: Los atributos describen propiedades que posee cada entidad, y cada atributotiene un conjunto de valores permitidos, llamados dominio o conjunto de valores.Ejemplo: tipo_cultivo, cuyo dominio puede ser (cítricos, viña, olivo, ...).

Los atributos se distinguen en:

- Simples y compuestos: los simples no están subdivididos en subpartes mientras quelos compuestos se pueden dividir en otros atributos. Ejemplo: el atributo dirección sepuede subdividir en (calle, número, piso, puerta,...)

- Univalorados y multivalorados: los univalorados tienen un solo valor para una entidadconcreta y los multivalorados tienen un conjunto de valores para una entidadespecífica. Ejemplo: al atributo teléfono se le pueden asignar varios valorescorrespondiendo al teléfono particular, al del trabajo, al móvil, ...

- Nulos: se usa cuando una entidad no tiene un valor para un atributo, o el valor esdesconocido.

- Derivado: el valor del atributo se puede derivar de los valores de otros atributos.Ejemplo: el atributo edad se puede derivar del atributo fecha_nacimiento.

3 Relaciones

Relación: Una relación es una asociación entre diferentes entidades. Ejemplo: lasentidades parcela y propietario se asocian a través de la relación pertenece.

Una relación puede tener también atributos descriptivos. Ejemplo: en la relaciónpertenece puede aparecer como atributo la fecha de adquisición.


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El grado de la relación es el número de entidades que participan en una relación;normalmente son relaciones binarias aunque también podemos encontrar relacionesternarias.

Depende de la estructura del desarrollo del mundo real que se esté modelando la decisiónde qué cosas consideramos como entidades y qué cosas como atributos, y tampoco hayuna norma exacta para decidir si es mejor expresar un objeto mediante una entidad omediante una relación. Una posible guía es designar una relación para describir una acciónque ocurre entre entidades.

3.1 Cardinalidad de una relación

Cada entidad interviene en una relación con una determinada cardinalidad. Es decir, lacardinalidad es el número de instancias o elementos de una entidad que pueden asociarsea un elemento de la otra entidad relacionada. La cardinalidad se representa mediante unapareja de datos de la forma (cardinalidad mínima, cardinalidad máxima). Son posibles lassiguientes cardinalidades: (0,1), (1,1), (0,n), (1,n) y (n,m).

Ejemplos:

! Las entidades nacion y ciudad participan en la relación es_capital. La entidad naciontiene una cardinalidad (1,1) al igual que la entidad ciudad.

! Las entidades cliente y pedidos participan en la relación realiza_pedido. La entidadcliente tiene una cardinalidad (1,n) mientras que la entidad pedidos tiene unacardinalidad (1,1).

! Las entidades persona y vivienda participan en la relación vive. Ambas entidadestienen una cardinalidad (0,n).

El tipo de relación se define tomando los máximos de las cardinalidades que intervienenen la relación. Hay tres tipos posibles:

- Una a una (1:1). En este tipo de relación, una vez fijado un elemento de una entidad seconoce el elemento de la otra entidad con el que está relacionado. Por ejemplo, nacióny ciudad a través de la relación es_capital.

- Una a muchas (1:N). Por ejemplo, cliente y pedidos en la relación realiza_pedido.

- Muchas a muchas (N:N). Por ejemplo, personas y viviendas en la relación vive.

4 Claves

El concepto de clave permite diferenciar las entidades y relaciones individuales en términosde sus atributos. Una clave es un conjunto de uno o más atributos que, tomadoscolectivamente, permiten identificar de forma única una entidad en el conjunto de entidades.Existe un conjunto de claves candidatas, es decir, se pueden formar distintos conjuntos deatributos que identifiquen una entidad. Es decir, se puede incluir atributos innecesarios enuna clave candidata, de forma que subconjuntos propios de ella no son clave. Se usa el


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término de clave primaria para denotar una clave candidata que es elegida por el diseñadorcomo elemento principal para identificar las entidades (preferiblemente, no debe conteneratributos innecesarios).

Ejemplo: entidad Persona = {dni, num_seg_social, nombre, direccion}

Claves candidatas = { {dni, nombre}, {dni, num_seg_social}, {dni}, {num_seg_social} }

Clave primaria = {dni} – También podría haberse elegido {num_seg_social}.

5 Diagrama entidad – relaciónEs un gráfico en el que se representan entidades, atributos y relaciones utilizando unconjunto de símbolos:

- rectángulos: representan entidades. En el interior se escribe el nombre de la entidadrepresentada.

- elipses: representan atributos. En el interior se escribe el nombre del atributorepresentado y se unen a la entidad a la que describen mediante una línea. Si esteatributo pertenece a la clave primaria, se subraya. Si un atributo es multivalorado seindica mediante una “n” sobre la línea que lo une a la entidad.

- rombos: representan relaciones binarias. La cardinalidad de una relación se representasobre el rombo de la relación. Este rombo se divide en dos y se sombrea aquella parteque corresponde a una relación N.

- líneas: unen atributos a entidades y entidades a relaciones.

Ejemplos:

1. Relación es_capital

2. Relación realiza_pedido

Nacion Ciudad

Es_capital

Num_hab NombreNombre

Cliente Pedido

Realiza_pedido

NIF Nombre NumeroFecha


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3. Relación vive

6 Características avanzadas

6.1 Entidades fuertes y débiles

Una entidad fuerte existe por sí misma sin depender de la existencia de ninguna otraentidad. Por el contrario, la existencia de una instancia de una entidad débil depende de laexistencia previa de otra entidad. Si la entidad débil puede ser identificada sin necesidad deidentificar previamente la entidad de cuya existencia depende, diremos que la entidad débillo es por existencia únicamente. Si la entidad débil no puede ser identificadaindependientemente, sino que previamente es necesario identificar a la entidad de cuyaexistencia depende, diremos que la entidad débil lo es por identificación. Es decir, estaentidad débil no tiene suficientes atributos para formar una clave primaria. Para que tengasentido, debe formar parte de una relación uno a muchos. El discriminante (clave parcial),de una entidad débil es un conjunto de atributos que permite distinguir las entidades quedependen de una entidad particular fuerte. La clave primaria de una entidad débil se formacon la clave primaria de la entidad fuerte de cuya existencia depende, más el discriminante.La relación que asocia el conjunto de entidades débil con un propietario se llama relaciónde identificación. Una entidad débil se indica con un doble rectángulo, y lacorrespondiente relación de existencia mediante una “E” sobre la línea que une la entidaddébil a la relación con la entidad fuerte. Si la relación es de identificación, se indicarámediante “ID”. El discriminante se subraya con una línea discontinua.

Por ejemplo, dado un libro del que se han editado muchos ejemplares, la entidad Ejemplar(que se identifica mediante un número dentro de la edición) es débil con respecto a laentidad Libro.

Persona Vivienda

Vive

DNI Nombre Direccion

Libro Ejemplar

Pertenece

ID

Numero UbicaciónCodigo Titulo


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6.2 Tipos especiales de relación

- Relación reflexiva: relaciona una entidad consigo misma. Ejemplo: empleados quepueden ser jefes de otros empleados.

- Dos relaciones entre las mismas entidades. Muy útil en el caso de necesitaralmacenar información histórica completa. Ejemplo: proyectos en los que trabajaactualmente un empleado y proyectos en los que ha trabajado anteriormente.

- Relación ternaria. Asociación de tres entidades. La forma de hallar cardinalidades enlas relaciones ternarias es fijar una combinación de elementos en dos de los extremosde la relación y obtener lógicamente las cardinalidades mínima y máxima en el otroextremo libre. Ejemplo: el título de un libro, un autor y una editorial se relacionan lastres mediante la acción de publicar el libro (en un año concreto, con un ISBN y con undeterminado número de páginas en la edición). Para determinar las cardinalidades hayque preguntarse por:

- Cuántos autores puede tener un determinado libro publicado en una determinadaeditorial (cardinalidad en el extremo de la entidad autor).

- Cuántos libros puede tener un determinado autor publicados en una determinadaeditorial (cardinalidad en el extremo de la entidad libro).

- En cuántas editoriales puede un determinado autor publicar un mismo libro(cardinalidad en el extremo de la entidad editorial).

Empleado

Es_jefe

Empleado

Historico

Proyectos

Actual


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- Relación de especialización (ES-UN). Se trata de una tipificación de una entidad ensubtipos en número finito y conocido. Cada subtipo puede poseer atributos propios.Además heredan los atributos que pudiera tener la entidad general. Este tipo derelación puede clasificarse de dos maneras distintas. La primera según si una instanciao elemento concreto de la entidad puede ser de más de un subtipo a la vez. En casoafirmativo se dice que la relación es inclusiva o con solapamiento mientras que encaso contrario será exclusiva o sin solapamiento. La segunda clasificación se basaen si obligatoriamente cada instancia o elemento concreto debe ser obligatoriamentede alguno de los subtipos especificados, es decir, si no pueden existir elementos de laentidad que no pertenezcan a ninguno de los subtipos. Si es así la relación se dicetotal y en caso contrario parcial. La situación más corriente en una relación deespecialización es que sea exclusiva y total. Ejemplos:

- Una entidad persona tiene los subtipos hombre y mujer. Una misma persona nopuede ser hombre y mujer a la vez por lo que la relación es exclusiva. No puedeexistir una persona que no sea hombre ni mujer, por lo que también es total.

- La entidad universitario (representando a las personas que pertenecen a lacomunidad universitaria) tiene los subtipos estudiante y profesor. Un mismouniversitario puede ser ambas cosas a la vez por lo que la relación es inclusiva.

Editorial

Publica

Libro Autor

año

ISBN

paginas

(1,1)

Persona

Hombre Mujer

(0,1) (0,1)

(1,1)


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Pero en la universidad también hay por ejemplo, técnicos o PAS, por lo que larelación es parcial.

La cardinalidad en las relaciones de especialización es siempre (1,1) en el extremo dela entidad que se especializa en subtipos y (0,1) en el extremo de los subtipos si larelación es exclusiva o ({0,1},1) si es inclusiva.

7 Ejercicios

Dado el siguiente diagrama entidad-relación, contestar a las siguientes preguntas:

a) ¿Cuántas poblaciones pertenecen a una misma provincia?

b) ¿Hay algún problema porque exista una población llamada Orihuela en Alicante y enTeruel?

Universitario

Estudiante Profesor

(0,1) (0,1)

(1,1) (1,1)

Provincia Población

Pertenece

ID

Nombre Num_habNombre

Pples_ingresos

Dom={agr_regadio, agr_secano,

industria, turismo, …}

Meses

L/m2

Nombre

N


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c) ¿Se puede almacenar que los principales ingresos de una población provienen de laagricultura de regadío y del turismo?

d) Para una misma población, ¿cuántos datos acerca de los l/m2 recogidos podemosalmacenar?

e) En un mes, ¿se puede almacenar información sobre las precipitaciones caídas envarias poblaciones?

Dadas las entidades:

- TRAMO (código_tramo)

- CALLE (código, nombre, longitud)

- MANZANA (número)

- BARRIO (nombre)

1. Dibujar el diagrama E-R que expresa que:

a) un barrio está formado por muchas manzanas

b) una manzana sólo pertenece a un barrio

c) un tramo de una calle pertenece sólo a una calle

d) una calle está compuesta de varios tramos

e) un tramo contiene varias manzanas y una manzana contiene varios tramos

f) dos tramos se pueden cruzar

2. ¿Cómo se podría contestar a las siguientes preguntas?

a) Calles a las que pertenece una manzana

b) Barrio al que pertenece una calle

c) Con cuántos tramos cruza un tramo en particular

3. ¿Se podría conocer la longitud de cada tramo? ¿Y la longitud total de una calle sialmacenamos la longitud de cada tramo?

Se desea generar una base de datos para almacenar información respecto lageografía española. En concreto, queremos almacenar información sobre ríos, mares,ciudades, provincias y comunidades autónomas.

- De cada ciudad queremos saber su nombre, cuántos habitantes tiene y en quéprovincia se encuentra. Hay que tener en cuenta que dos ciudades de distintasprovincias pueden tener el mismo nombre.

- De cada provincia, nos interesa conocer su nombre y qué ciudad es su capital.

- De cada comunidad autónoma, es interesante conocer su nombre, el número deprovincias que pertenecen a ella y cuáles son estas provincias.


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- En cuanto a cada mar, queremos almacenar su nombre y a qué provincias baña,indicando además cuántos kilométros de la costa de esa provincia es bañada por estemar.

- La información de los ríos será la más completa: además del nombre, nos interesaconocer en qué provincia nace, por qué ciudades pasa y en qué mar desemboca. Porotro lado, también queremos saber qué ríos son afluentes de otros ríos.

Tema 3. Modelo Relacional

1 Introducción

La teoría del modelo de datos relacional fue presentada por el investigador Edgar Codd en1970 y es el último modelo en el que se ha basado una gran familia de SGBD,imponiéndose en la década de los ochenta sobre los modelos previos. Actualmente es elmodelo elegido para la construcción de casi todos los SGBD comerciales existiendo yamuchos disponibles como son ORACLE, INFORMIX, etc.

A grandes rasgos, el modelo relacional se caracteriza por disponer que:

- toda la información debe estar contenida en tablas

- las relaciones entre datos deben ser representadas explícitamente en esosmismos datos

2 Estructura de las bases de datos relacionales

La relación es el elemento básico del modelo relacional y se representa por una tabla.Informalmente, los términos y sus equivalentes son:

Relación Tabla

Tupla Fila

Atributo Columna

Número de tuplas Cardinalidad

Número de atributos Grado

Dominio Colección de valores, de los cuales uno o más atributosobtienen sus valores reales

Clave primaria Identificador único para la tabla, es decir, una columna ocombinación de columnas con la propiedad de que nuncaexisten dos filas de la tabla con el mismo valor en esacolumna o combinación de columnas

Es importante señalar que la tabla es plana en el sentido de que el cruce entre una fila yuna columna sólo puede dar un valor, es decir, no se admiten atributos multivaluados. Acada una de las tablas se le asigna un nombre exclusivo.

Tema 3. El modelo Relacional

28

Desde el punto de vista de los niveles de una base de datos, la estructura de una base dedatos relacional es la siguiente:

- Nivel lógico.

- Está compuesto por las distintas vistas que tienen los usuarios de la BD total

- Lenguajes: DML

- Nivel físico.

- Está compuesto por las tablas que componen la BD

- Lenguajes: DDL

- Nivel de almacenamiento.

- Está compuesto por los ficheros donde se almacenan las tablas del nivel anterior

- Lenguajes: comandos del sistema operativo, DSDL (lenguaje de definición delalmacenamiento de datos).

3 Tablas

! Representan tanto las entidades como las relaciones del modelo E-R.

! Tienen la forma de una matriz rectangular bidimensional (filas y columnas).

! Cada elemento o casilla de la matriz es un ítem de datos elemental. Es el mínimoelemento lógico de acceso y modificación.

! Una columna representa un atributo de la entidad:

! Debe tener un nombre único en cada tabla

! Cada atributo tiene asociado un espacio de valores o dominio

Nivellógico

VISTA

Nivelfísico

Nivel dealmace-namiento

TABLAS

FICHERO


29

! Un valor nulo indica valor desconocido o no aplicable

! Su captura puede ser opcional (puede tomar valores nulos) u obligatoria

! Su número es fijo a priori

! Una fila o tupla representa un objeto del mundo real:

! Nunca pueden estar duplicadas

! Es la mínima unidad de borrado

! Representa un registro lógico

! Su número varía según se realicen operaciones de inserción y borrado en la tabla

! Pueden estar dispuestas en cualquier orden

3.1 Claves

Aparecen debido a la necesidad de identificar de forma unívoca y no ambigua los datos dela base de datos.

! Clave candidata: agrupación de atributos (quizás uno solo) que identifican sinambigüedad y de forma unívoca todas las posibles tuplas de una tabla.

! Como mínimo, una clave debe tener un atributo. Como máximo, los que tenga latabla.

! No debe haber atributos inútiles o superfluos. La idea es que si se elimina algúnatributo de la clave candidata, ya no lo es.

! Siempre hay seguro al menos una clave candidata (la agregación de todos losatributos).

! Puede haber varias claves candidatas.

! Clave primaria: se escoge de entre las claves candidatas. Usualmente se prefiere lade menor tamaño.

! Claves alternativas: el resto de claves candidatas no escogidas como clave primaria.

! Atributo primo: aquel que forma parte de la clave primaria.

! Clave ajena: un atributo de una tabla (o agregación de ellos) puede ser clave primariade otra tabla.

! Mecanismo de relación y enlace de información.

! Los atributos de una clave ajena pueden o no formar parte de la clave primaria dela tabla a la que pertenecen.

! En una tabla no es obligatoria la existencia de claves ajenas.


30

4 Reducción de un esquema E-R a tablas

! Representación tabular de las entidades fuertes: una entidad fuerte se representamediante una tabla con varias columnas distintas cada una de las cuales correspondea uno de los atributos de la entidad.

! Representación tabular de las entidades débiles: una entidad débil, dependiente deuna entidad fuerte, se representa mediante una tabla con una columna por cada uno delos atributos de la clave primaria de la entidad fuerte de la que depende más losatributos propios de la entidad débil.

Ejemplo:

La entidad fuerte Libro se representa mediante la siguiente tabla:

Tabla: LIBRO

CP={codigo}

Atr={titulo}

CAj={}

La entidad débil Ejemplar se representa mediante la siguiente tabla:

Tabla: EJEMPLAR

CP={numero, codigo}

Atr={ubicación}

CAj={codigo}

! Representación tabular de las relaciones: se representa mediante una tabla con unacolumna por cada atributo formado por la unión de las claves primarias de lasentidades que relaciona más los atributos descriptivos de la relación (si los tiene).

! Redundancia de tablas: en general, la tabla para la relación que une una entidaddébil con su correspondiente entidad fuerte es redundante y no necesita serrepresentada en una representación tabular de un diagrama E-R.

Libro Ejemplar

Pertenece

ID

Numero UbicaciónCodigo Titulo


31

! Combinación de tablas: si una entidad es dependiente de otra, se puedencombinar para formar una única tabla consistente en la unión de las columnas deambas tablas.

! Atributos multivalorados: para un atributo multivalorado se crea una tabla con unacolumna que corresponde a la clave primaria de la entidad o de relaciones al quepertenece el atributo multivalorado.

! Representación tabular de la especialización: hay dos formas; la primera es crearuna tabla para la entidad de nivel más alto y para cada entidad de nivel más bajo, crearuna tabla que incluya una columna para cada uno de los atributos de esa entidad másuna columna por cada atributo de la clave primaria de la entidad de nivel más alto; lasegunda, para especializaciones exclusivas y totales, se crea para cada entidad denivel más bajo, una tabla que incluya una columna para cada atributo de la entidad másuna columna por cada atributo de la entidad de nivel más alto.

4.1 Ejemplos

4.1.1 Relación realiza_pedido

En esta relación binaria participan las entidades Cliente y Pedido. Se indica que un clientepuede realizar muchos pedidos, mientras que un pedido concreto corresponde a un cliente.Ambas entidades son fuertes.

Tabla: CLIENTE

CP={NIF}

Atr={Nombre}

CAj={}

Tabla: PEDIDO

CP={Numero}

Atr={fecha, NIF_cliente}

CAj={NIF_cliente}

Cliente Pedido

Realiza_pedido

NIF Nombre NumeroFecha


32

En este caso, se debería haber generado una tabla para la entidad PEDIDO y otra para larelación. Sin embargo, serían redundantes y por ello se unen en una sola.

La diferencia entre la representación tabular de una entidad débil y de una relación 1:N esque, mientras en la entidad débil la clave de la entidad fuerte pasa a formar parte de laclave de la entidad débil, en el caso de relaciones 1:N, la clave de la entidad que formaparte de la relación pasa a ser un atributo de la tabla.

4.1.2 Relación es_capital

En esta relación, encontramos dos entidades (Nación y Ciudad) que se relacionan 1 a 1.Ambas son fuertes.

Tabla: NACION

CP={nombre_nacion }

Atr={}

CAj={}

Tabla: CIUDAD

CP={nombre_ciudad }

Atr={num_hab}

CAj={}

Tabla: ES_CAPITAL

CP={nombre_nacion, nombre_ciudad}

Atr={}

CAj={nombre_nacion, nombre_ciudad}

En este caso, tenemos esta posibilidad de generar dos tablas, sobretodo si hay otrasentidades con las que también se relacionan. También se podría haber generado una únicatabla conteniendo todos los datos de ambas entidades.

Nacion Ciudad

Es_capital

Num_hab NombreNombre


33

4.1.3 Relación vive

En este caso, tenemos una relación muchos a muchos entre dos entidades fuertes(Persona y Vivienda).

Tabla: PERSONA

CP={DNI}

Atr={nombre}

CAj={}

Tabla: VIVIENDA

CP={direccion}

Atr={}

CAj={}

Tabla: VIVE

CP={DNI, direccion}

Atr={}

CAj={DNI, direccion}

4.2 Restricciones

El modelo relacional de datos contempla tres tipos de restricciones:

1. Integridad de la clave. Ningún atributo de una clave candidata puede tomar valoresnulos. Lógicamente, los atributos que forman la clave candidata han de tomar siemprevalores distintos para cada posible tupla.

2. Integridad de referencia o referencial. Sea T1.a un atributo de la tabla T1 que formaparte de una clave ajena para la tabla T2. Es decir, que en T2 existe un atributo

Persona Vivienda

Vive

DNI Nombre Direccion


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definido con el mismo dominio, aunque no obligatoriamente con igual nombre, y que esparte de su clave primaria. Entonces, T1.a debe ser siempre igual a algún valor yacontenido en el atributo referenciado en la tabla T2, o bien tomar un valor nulo.Ejemplo: en la relación entre clientes y pedidos que realiza cada cliente, podemosencontrar las siguientes tablas:

PEDIDO CLIENTES

Numero Fecha NIF_cliente NIF Nombre

1 1/3/00 24680246 23456789 Sara Redó Corell

2 4/3/00 23456789 13579135 Marta Planells Garcia

3 5/3/00 98765432 24680246 Eduardo Garcia Algarra

4 5/3/00 01234567 98765432 Luis Tarin Paula

En este caso se produce una violación de la integridad referencial, ya que elNIF_cliente en negrita NO corresponde a ninguna tupla de la tabla de CLIENTES.

3. Otras restricciones de acuerdo con la semántica concreta del problema. Pueden sersencillas, como la especificación de valores mínimos o máximos que puede tomar unatributo numérico, lista de valores permitidos de un atributo, o más complejas comocondiciones sobre valores de los atributos en función de valores de otros atributos deesa u otras tablas. Ejemplos:

! La restricción “el número de la Seguridad Social debe ser un entero positivo menorde 100.000.000” establece una restricción sobre el dominio del atributo.

! La restricción “el nombre de empleado siempre se ha de conocer” restringe alatributo a no tomar un valor nulo.

4.3 Problemas con las restricciones durante las operaciones

4.3.1 Inserción de una nueva tupla en una tabla

! Sólo se puede insertar una tupla si todos los atributos de la clave primaria tienen valorno nulo.

! Sólo se puede insertar una tupla si el conjunto de todos los atributos que forman laclave primaria toma un valor único e inédito hasta el momento en la tabla.

! Sólo se puede insertar una tupla si todos los atributos que son claves ajenas de otrastablas toman valores ya presentes en dichas tablas o bien nulos.

! Sólo se puede insertar una tupla si todos los valores de los atributos satisfacen todaslas restricciones adicionales que pudieran concernirles.


35

4.3.2 Modificación del valor de algún atributo de una o varias tuplas de unatabla

! Si el atributo a modificar forma parte de la clave primaria, su valor no puedemodificarse a nulo

! Si el atributo a modificar forma parte de la clave primaria, su valor no puedemodificarse a otro tal que la nueva clave primaria ya no sea única en la tabla.

! Sólo puede modificarse el valor de un atributo si el nuevo valor satisface todas lasrestricciones adicionales que puedan afectarle.

! Si el atributo a modificar es parte de una clave ajena en otra tabla, entonces hay quemodificar automáticamente el viejo valor que tomaba en dicha tabla por el nuevo valor.Por ejemplo: si el NIF de Sara Redó Corell cambia, deberá cambiar en la tabla Pedido.

4.3.3 Borrado de una o varias tuplas de una tabla.

Al borrar una tupla hay que tener en cuenta que se deben verificar las restricciones deintegridad referencial. Es decir, dadas dos relaciones R y S, tal que R tiene una clave ajenaCA que hace referencia a S, el borrado de una tupla de S causará una violación de laintegridad referencial si existe alguna tupla de R que hace referencia a ella. En este caso,es necesario restaurar la integridad referencial y puede realizarse de dos formas,dependiendo de si existe una relación de entidad débil por existencia:

! Propagar la operación en cascada sobre las tuplas de R que hacen referencia a la tuplade S afectada. Es decir, borrar estas tuplas de R.

! Modificar a nulo el valor de la clave ajena CA de las tuplas de R que hacen referencia ala tupla de S afectada.

5 EjerciciosDado el siguiente diagrama entidad-relación, obtener el modelo relacionalcorrespondiente.

Provincia Población

Pertenece

ID

Nombre Num_habNombre

Pples_ingresos

Dom={agr_regadio, agr_secano,

industria, turismo, …}

Meses

L/m2

Nombre

N


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Dado el siguiente diagrama entidad-relación, obtener el modelo relacionalcorrespondiente.

Obtener el modelo relacional correspondiente al diagrama entidad-relación delsegundo ejercicio del tema anterior.

Obtener el modelo relacional correspondiente al diagrama entidad-relación del últimoejercicio del tema anterior.

Personal Trabajo

Realiza

Aparato

NumserieModelo

Utiliza

Mantenimiento

Alquiler

Se alquila

Cliente

NIF

Alquila

Solicita

DNINombreNum.S.S.Calibr_campo

Fecha_ult_rev

N.facturaFecha_iniFecha_finDescripción

N.facturaFecha_iniFecha_finDescripción

Tema 4. Teoría de la normalización

1 Introducción

Cuando se diseña una base de datos mediante el modelo relacional, al igual que ocurre enotros modelos de datos, tenemos distintas alternativas, es decir, podemos obtenerdiferentes esquemas relacionales y no todos son equivalentes, ya que algunos van arepresentar la realidad mejor que otros. Es necesario conocer qué propiedades debe tenerun esquema relacional para representar adecuadamente una realidad y cuáles son losproblemas que se pueden derivar de un diseño inadecuado.

El esquema relacional puede obtenerse de dos formas distintas:

! Directamente a partir de la observación de nuestro universo del discurso, dondeespecificamos conjuntos de atributos, relaciones y restricciones que corresponden a losobservados en el mundo real.

! Realizando el proceso de diseño en dos fases, primero el diseño conceptual (E/R)obteniendo el esquema conceptual y posteriormente transformar éste a un esquemarelacional, siguiendo algunas reglas generales, que fueron dadas anteriormente.

La teoría de la Normalización es un método objetivo y riguroso que se aplica en el diseñode bases de datos relacionales y que nos permite detectar y corregir posibles errores dediseño. Algunos problemas que se pueden presentar son:

! Incapacidad para almacenar ciertos hechos

! Redundancias y por tanto, posibilidad de incoherencias

! Ambigüedades

! Pérdida de información

! Pérdida de dependencias funcionales, es decir, ciertas restricciones de integridad quedan lugar a interdependencias entre los datos.

! Aparición en la BD de estados no válidos, es decir, anomalías de inserción, borrado ymodificación.

En conclusión, el esquema relacional obtenido debe ser analizado para comprobar que nopresenta los problemas anteriores. Para ello, veremos en primer lugar, algunos ejemplos deanomalías que se pueden presentar. Después, introduciremos las formas normales y lasaplicaremos en un ejemplo.

Tema 4. Teoría de la Normalización

38

2 Ejemplos de anomalías que se pueden presentar

Analicemos la siguiente relación: ESCRIBE

AUTOR NACIONALIDAD COD_LIBRO TITULO EDITORIAL AÑO

Date, C. Norteamericana 98987 Database Addison 1990

Date, C. Norteamericana 97777 SQL Stan Addison, W. 1986

Date, C. Norteamericana 98987 Guide for Addison, W. 1988

Codd,E. Norteamericana 7890 Relational Addison,W. 1990

Gardarin Francesa 12345 Basi Dati Paraninfo 1986

Gardarin Francesa 67890 Comp BD Eyrolles 1984

Valduriez Francesa 67890 Comp BD Eyrolles 1984

Kim,W. Norteamericana 11223 BD OO ACM 1989

Lochovsky Canadiense 11223 BD OO ACM 1989

Esta relación almacena datos de autores y de libros. Algunos problemas son:

! Redundancia, ya que la nacionalidad del autor se repite por cada ocurrencia del mismo.Lo mismo sucede cuando un libro tiene más de un autor, se repite la editorial y el añode publicación.

! Anomalías de modificación, es fácil cambiar el nombre de una editorial en una tupla sinmodificar el resto de las que corresponden al mismo libro, lo que da lugar aincoherencias.

! Anomalías de inserción, ya que si queremos añadir información de algún autor, del queno hubiera ningún libro en la base datos, no sería posible, ya que cod_libro es parte dela clave primaria de la relación (regla de integridad de la entidad). La inserción de unlibro, que tiene dos autores obliga a insertar dos tuplas en la relación.

! Anomalías de borrado, ya que si queremos eliminar un cierto libro, deberíamos perderlos datos de su autor y viceversa.

En los casos anteriores, se deja en manos del usuario manejar la integridad de la base dedatos.

En el ejemplo anterior, el conjunto de las siguientes relaciones no presenta estosproblemas:

LIBRO( cod_libro, titulo, editorial, año )

AUTOR( nombre, nacionalidad )


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ESCRIBE( cod_libro, nombre )

La normalización introduce una técnica formal para diseñar bases de datos relacionales, ypermite mecanizar parte del proceso al disponer de algoritmos de normalización. Unaobservación importante es que las anomalías antes descritas se producen en procesos deactualización y no en procesos de consulta. La normalización penaliza las consultas, aldisminuir la eficiencia, ya que la normalización aumenta el número de relaciones presentesen la base de datos, por lo que una determinada consulta puede llevar consigo el acceso avarias tablas, lo que aumenta el costo de ésta.

3 Noción intuitiva de las formas normales

La normalización tiene como objetivo obtener esquemas relacionales que cumplandeterminadas condiciones, a través de las formas normales.

! Primera Forma Normal (1FN) fue introducida por Codd, en su primer trabajo. Es unarestricción inherente al modelo relacional por lo que su cumplimiento es obligatorio.Consiste en la prohibición de que en una relación existan grupos repetitivos, es decir,un atributo no puede tomar más de un valor del dominio subyacente.

Si tenemos la relación AMIGO(nombre, direccion, fecha_cumpleaños, num_telefono),siendo el atributo num_telefono multivaluado, esta relación no está en 1FN. Sinembargo, este conjunto de relaciones sí está en 1FN:

AMIGO(nombre, direccion, fecha_cumpleaños)

TELEFONOS(nombre, num_telefono)

! Segunda Forma Normal (2FN), fue introducida por Codd. Una relación está en 2FN, siademás de estar en 1FN, todos los atributos que no forman parte de ninguna clavecandidata suministran información acerca de la clave completa.

Para la relación PRESTAMO (num_socio, nombre_socio, cod_libro, fec_prest, editorial,país) las claves candidatas son:

(num_socio, cod_libro) y (nombre_socio, cod_libro)

Se puede observar que ciertos atributos que no forman parte de las claves candidatas,tal como la editorial, constituye información acerca del libro, pero no acerca de la clavecompleta. Luego, la relación PRESTAMO no se encuentra en 2FN.

La solución es descomponer esta relación en las siguientes:


40

PRESTAMO1( num_socio, nombre_socio, cod_libro, fec_prest )

LIBRO( cod_libro, editorial, país )

En la relación PRESTAMO1, el único atributo que no forma parte de las clavescandidatas es fec_prest, pero suministra información acerca de la clave completa. Porlo que está en 2FN.

En la relación LIBRO, la clave es cod_libro y los dos atributos editorial y paíssuministran información de la clave completa. Por lo tanto, está en 2FN.

Una relación que está formada por un único atributo está en 2FN.

! Tercera Forma Normal (3FN), propuesta por Codd. Una relación está en 3FN, siademás de estar en 2FN, los atributos que no forman parte de ninguna clave candidatafacilitan información sólo acerca de la(s) clave(s) y no acerca de otros atributos.

En la relación PRESTAMO1, el atributo fec_prest facilita información acerca de lasclaves, ya que no existen más atributos. Por tanto, está en 3FN.

En la relación LIBRO, el atributo país entrega información acerca de la editorial quepublica el libro, por lo que no está en 3FN.

La solución es descomponerla en:

LIBRO1( cod_libro, editorial )

EDITORIAL( editorial, país ),

que están en 3FN, ya que todo atributo no clave facilita información acerca de la clave.

! Forma Normal de Boyce y Codd (FNBC). La relación PRESTAMO1, que está en 3FN,todavía presenta anomalías, ya que num_socio y nombre_socio, se repiteninnecesariamente por cada cod_libro. Una relación está en FNBC si y solo si, todos losatributos de las claves candidatas informan acerca del resto de claves candidatascompletas.

En la relación PRESTAMO1, num_socio es información acerca de nombre_socio yviceversa. Ninguno de estos atributos son clave (aunque formen parte de la clave).Para solucionarlo la descomponemos:

SOCIO( num_socio, nombre_socio )

PRESTAMO2( num_socio, cod_libro, fec_prest ),

que están en FNBC.

Hasta ahora nuestro esquema relacional está compuesto por las siguientes relacionesen FNBC:


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LIBRO1( cod_libro, editorial )

EDITORIAL( editorial, país )

SOCIO( num_socio, nombre_socio )

PRESTAMO2( num_socio, cod_libro, fec_prest )

La teoría de la normalización se basa en restricciones definidas sobre los atributos de unarelación. que son conocidas como dependencias funcionales, relacionadas con la 2FN y3FN y FNBC. Sean a y b atributos de una misma tabla o relación T. Se dice que b esfuncionalmente dependiente de a y se denota como T.a->T.b si todo posible valor de a tieneasociado un único valor de b, es decir, en todas las tuplas de T en las que el atributo a tomael mismo valor v1, el atributo b toma también un mismo valor v2.

4 Ejercicios

Dada la relación R(estudiante, nro_matricula, curso, centro, profesor, texto) con lassiguientes restricciones:

a) Un estudiante puede estar matriculado de varios cursos

b) Un estudiante tiene un número de matricula distinto para cada curso en el que estámatriculado

c) Un curso se imparte en un solo centro

d) El número de matricula identifica al centro en el que se imparte el curso y al cursomismo

e) Un curso es impartido por un solo profesor, pero un profesor puede impartir varioscursos

f) Un curso de apoya en distintos textos y un mismo texto puede servir de soporte avarios cursos

Reducir el esquema anterior a un conjunto equivalente de relaciones en FNBC

Comprobar si los modelos relacionales generados en el tema 3 están en FNBC.

Unidad temática 2:

Gestión de Bases de DatosRelacionales

Objetivos- Conocer las principales características del lenguaje SQL

- Ser capaces de realizar consultas sobre datos alfanuméricos utilizando SQL

- Ser capaces de crear tablas sencillas con SQL

ContenidosTema 5. Introducción al lenguaje SQL

Tema 6. Lenguaje de manipulación de datos

Tema 7. Lenguaje de definición de datos

Tema 5: Introducción al lenguaje SQL

1 Introducción

El lenguaje de consulta estructurado (SQL) es un lenguaje de base de datos normalizado,utilizado por muchos sistemas de bases de datos relacionales. Sus principalescaracterísticas son las siguientes:

- SQL es un lenguaje declarativo, es decir, el usuario expresa el resultado que deseaobtener sin especificar cómo el sistema debe operar para calcular este resultado. Ellenguaje es sencillo y es accesible a usuarios no expertos.

- SQL se basa en fundamentos matemáticos. El conjunto de operaciones que se puedenrealizar con los datos están definidas por dos lenguajes formales equivalentes: elcálculo relacional y el álgebra relacional.

- La simplicidad de SQL presenta un inconveniente que consiste en que, en ocasiones,su expresividad no es suficiente para obtener el resultado que el usuario desea.

El lenguaje SQL está compuesto por comandos, cláusulas, operadores y funciones deagregado. Estos elementos se combinan en las instrucciones para crear, actualizar ymanipular las bases de datos. En este tema veremos estos elementos de forma generalpara profundizar en ellos en los próximos temas.

2 Comandos

Existen dos tipos de comandos SQL:

• los DDL (Data Definition Language) o LDD que permiten crear y definir nuevasbases de datos, campos e índices.

• los DML (Data Manipulation Language) o LMD que permiten generar consultaspara ordenar, filtrar y extraer datos de la base de datos.

Los comandos DDL son:

Comando Descripción

CREATE Utilizado para crear nuevas tablas, campos e índices

DROP Empleado para eliminar tablas e índices

ALTER Utilizado para modificar las tablas agregando campos o cambiando sudefinición

Tema 5. Introducción al lenguaje SQL

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Los comandos DML se resumen en:

Comando Descripción

SELECT Utilizado para consultar registros de la base de datos que satisfagan uncriterio determinado

INSERT Utilizado para insertar nuevos datos en la base de datos

UPDATE Utilizado para modificar los valores de los campos y registros especificados

DELETE Utilizado para eliminar registros de una tabla de una base de datos

3 Cláusulas

Las cláusulas son condiciones de modificación utilizadas en los comandos para definir losdatos que se desea seleccionar o manipular. Un resumen de las clausulas disponibles enSQL son:

Cláusula Descripción

FROM Utilizada para especificar la tabla de la cual se van a seleccionar losregistros

WHERE Utilizada para especificar las condiciones que deben reunir los registros quese van a seleccionar

GROUP BY Utilizada para separar los registros seleccionados en grupos específicos

HAVING Utilizada para expresar la condición que debe satisfacer cada grupo

ORDER BY Utilizada para ordenar los registros seleccionados de acuerdo con un ordenespecífico

4 Operadores Lógicos

Los operadores lógicos que se pueden utilizar en las cláusulas son:

Operador Uso

AND Es el "y" lógico. Evalua dos condiciones y devuelve verdadero sólo siambas son ciertas.

OR Es el "o" lógico. Evalúa dos condiciones y devuelve verdadero si alguna delas dos es cierta.

NOT Negación lógica. Devuelve el valor contrario de la expresión.


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5 Operadores de Comparación

Los operadores de comparación son:

Operador Uso

< Menor que

> Mayor que

<> Distinto de

<= Menor o Igual que

>= Mayor o Igual que

= Igual que

BETWEEN Utilizado para especificar un intervalo de valores.

LIKE Utilizado en la comparación de un modelo

IN Utilizado para especificar registros de una base de datos

6 Funciones de Agregado

Las funciones de agregado se usan dentro de una cláusula SELECT donde se hanagrupado los registros para devolver un único valor por cada grupo de registros. Las másusuales son:

Función Descripción

AVG Utilizada para calcular el promedio de los valores de un campo determinado

COUNT Utilizada para devolver el número de registros de la selección

SUM Utilizada para devolver la suma de todos los valores de un campodeterminado

MAX Utilizada para devolver el valor más alto de un campo especificado

MIN Utilizada para devolver el valor más bajo de un campo especificado

7 Esquema a utilizar

En este apartado daremos la definición de las tablas a utilizar, tanto en los ejemplos de lospróximos temas como en las prácticas de laboratorio. Este esquema está compuesto por 7tablas que representan una zona rural con dos lagos y tres municipios, en los que seencuentran diversas casas rurales y servicios como hospital, supermercados, etc., todo ello


48

comunicado a través de distintas carreteras. A continuación se presenta un croquis de laregión a la que se refieren los datos de la base de datos:

Seguidamente, se muestra la descripción de las tablas, que también podemos obtenermediante el comando DESCRIBE <nombre_tabla>.

• Tabla CASA_RURAL

Nombre de Columna ¿Nulo? Tipo

------------------------- -------- ----

CODIGO NOT NULL CHAR(10) Clave primaria

DUENYO NOT NULL VARCHAR2(40)

DIRECCION NOT NULL VARCHAR2(30)

TELEFONO NOT NULL VARCHAR2(9)

EMAIL VARCHAR2(30)

PRECIO NOT NULL NUMBER(4,2)

FECHA_CONSTRUCCION NOT NULL DATE

FECHA_REHABILITACION DATE

MUNICIPIO NOT NULL CHAR(10) Clave ajena->MUNICIPIO

DESCRIPCION VARCHAR2(100)

C1

C2

C3

C4C5

Lago Abis

Lago Bernacle

Abis

Abiside

Bernacle


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LOCALIZACION MDSYS.GEOMETRY

CODIGO es un identificador de cada casa. DUENYO almacena el nombre del dueño de lacasa. DIRECCION indica la dirección de la casa. TELEFONO y EMAIL son los puntos decontacto para poder realizar una reserva. PRECIO indica lo que cuesta el alquiler de la casacompleta. FECHA_CONSTRUCCION y FECHA_REHABILITACION son las fechas deconstrucción y de la última rehabilitación (si ha lugar) de la casa. MUNICIPIO es el códigodel municipio donde está la casa. DESCRIPCION almacena las características de la casa,como por ejemplo, la disponibilidad de garaje, cocina totalmente equipada, etc. Por último,LOCALIZACION indica las coordenadas de la casa.

Es importante comentar el hecho de que en esta tabla se ha representado su relación conel municipio donde se encuentra cada casa de forma explícita, a través de una clave ajena.También podría extraerse esta relación a través de una consulta de tipo espacial, como sehará, por ejemplo, para saber si una carretera pasa por un municipio.

• Tabla HABITACION


------------------------- -------- ----


NUM_PLAZAS NOT NULL NUMBER(2)

BANYO NOT NULL CHAR(1) IN ('S','N')

PRECIO_NOCHE NOT NULL NUMBER(4,2)

PRECIO_DTO_3 NUMBER(4,2)


COD_CASA NOT NULL CHAR(10) Clave primaria

Clave ajena->CASA_RURAL

CODIGO es el identificador de cada habitación dentro de la casa COD_CASA.NUM_PLAZAS indica el número de plazas de esta habitación. BANYO indica si lahabitación tiene baño ('S') o no ('N'). PRECIO_NOCHE da el precio de esta habitación pornoche y PRECIO_DTO_3 indica el precio en el caso de que la estancia supere los tres días.DESCRIPCION, como en el caso anterior, almacena las características de una habitación.

• Tabla MUNICIPIO


------------------------- -------- ----


CODIGO_POSTAL NOT NULL NUMBER(5)

NOMBRE NOT NULL VARCHAR2(30)


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GEOMETRIA MDSYS.GEOMETRY

CODIGO es el identificador de cada municipio. CODIGO_POSTAL indica su código postal yNOMBRE, su nombre. GEOMETRIA describe un polígono que representa al municipio.

• Tabla TIPO_SERVICIO


------------------------- -------- ----

TIPO NOT NULL CHAR(15) Clave primaria


Esta tabla recoge los servicios que puedan resultar necesarios. Por ejemplo, supermercado,centro de salud, hospital, farmacia, etc. A cada uno de ellos, se le asigna un código.

• Tabla SERVICIO


-------------------- -------- ----

CODIGO NOT NULL NUMBER(3)

TIPO CHAR(15) Clave ajena->TIPO_SERVICIO


LOCALIZACION MDSYS.GEOMETRY

Indica el tipo (TIPO) y descripción (DESCRIPCION) de un servicio, así como suscoordenadas (LOCALIZACION).

• Tabla CARRETERA


------------------------------ -------- ----

CODIGO NOT NULL CHAR(10)



Indica el código de carretera y su descripción (CODIGO y DESCRIPCION) así como unconjunto de líneas que representan su geometría (GEOMETRIA).


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• Tabla LAGO


------------------------------ -------- ----

CODIGO NOT NULL CHAR(10)



Indica el código de lago y su descripción (CODIGO y DESCRIPCION) así como un polígonoque representa su geometría (GEOMETRIA).

En el anexo I se listan todos los datos que contienen las tablas.

Tema 6: Lenguaje de Manipulación de Datos

1 Introducción

El lenguaje de manipulación de datos comprende las consultas de selección y lasoperaciones de inserción, borrado y modificación de datos de las tablas.

Las consultas de selección se utilizan para indicar al motor de datos que devuelvainformación de las bases de datos. Esta información es devuelta en forma de conjunto deregistros.

Las consultas de acción son aquellas que no devuelven ningún registro, son las encargadasde acciones como añadir y borrar y modificar registros.

2 Consultas de selección

2.1 Consultas básicas

La sintaxis básica de una consulta de selección es la siguiente:

SELECT Campos

FROM Tabla;

donde campos es la lista de campos que se deseen recuperar y tabla es el origen de losmismos. Por ejemplo:

SELECT duenyo, telefono

FROM casa_rural;

Esta consulta devuelve un conjunto de registros con el campo duenyo y teléfono de latabla casa_rural.

2.2 Ordenar los registros

Adicionalmente se puede especificar el orden en que se desean recuperar los registros delas tablas mediante la claúsula ORDER BY Lista de Campos, donde Lista de camposrepresenta los campos a ordenar. Ejemplo:

SELECT duenyo, direccion, telefono

FROM casa_rural

ORDER BY duenyo;

Esta consulta devuelve los campos duenyo, direccion, telefono de la tablacasa_rural ordenados por el campo duenyo.

Tema 6. Lenguaje de Manipulación de Datos

54

Se pueden ordenar los registros por más de un campo, como por ejemplo:


FROM casa_rural

ORDER BY duenyo, precio;

Incluso se puede especificar el orden de los registros: ascendente mediante la claúsula(ASC -se toma este valor por defecto) ó descendente (DESC)


FROM casa_rural

ORDER BY duenyo ASC, precio DESC;

2.3 Consultas con Predicado

El predicado se incluye entre la claúsula y el primer nombre del campo a recuperar, losposibles predicados son:

Predicado Descripción

ALL Devuelve todos los campos de la tabla

TOP Devuelve un determinado número de registros de la tabla

DISTINCT Omite los registros cuyos campos seleccionados coincidan totalmente

2.3.1 ALL

Si no se incluye ninguno de los predicados se asume ALL. Se seleccionan todos losregistros que cumplen las condiciones de la instrucción SQL. No es conveniente abusar deeste predicado ya que obligamos al motor de la base de datos a analizar la estructura de latabla para averiguar los campos que contiene, es mucho más rápido indicar el listado decampos deseados.

SELECT ALL FROM habitacion;

SELECT * FROM habitacion;

2.3.2 TOP

Devuelve un cierto número de registros a partir del principio o del final de un rangoespecificado por una cláusula ORDER BY. Supongamos que queremos recuperar losdueños de las 5 casas más caras:

SELECT TOP 5 duenyo

FROM casa_rural

ORDER BY precio DESC;


55

Si no se incluye la cláusula ORDER BY, la consulta devolverá un conjunto arbitrario de 25registros de la tabla casa_rural. El predicado TOP no elige entre valores iguales. En elejemplo anterior, si la casa número 5 y la 6 tienen el mismo precio, la consulta devolverá 6registros. Se puede utilizar la palabra reservada PERCENT para devolver un ciertoporcentaje de registros que caen al principio o al final de un rango especificado por lacláusula ORDER BY. Supongamos que en lugar de las 5 casas más caras deseamos el 10por ciento de las casas:

SELECT TOP 10 PERCENT duenyo

FROM casa_rural

ORDER BY precio DESC;

El valor que va a continuación de TOP debe ser un entero sin signo.

2.3.3 DISTINCT

Omite los registros que contienen datos duplicados en los campos seleccionados. Para quelos valores de cada campo listado en la instrucción SELECT se incluyan en la consultadeben ser únicos.

Por ejemplo, varias casas de la tabla casa_rural pueden tener el mismo dueño. Siejecutamos la siguiente instrucción SQL, devolverá un único registro por cada dueñodiferente:

SELECT DISTINCT duenyo

FROM casa_rural;

En otras palabras, el predicado DISTINCT devuelve aquellos registros cuyos camposindicados en la cláusula SELECT posean un contenido diferente.

2.4 Alias

En determinadas circunstancias es necesario asignar un nombre a alguna columnadeterminada del resultado de una consulta. Para ello, podemos utilizar la palabra reservadaAS que se encarga de asignar el nombre que deseamos a la columna indicada. Tomandocomo referencia el ejemplo anterior podemos hacer que la columna devuelta por laconsulta, en lugar de llamarse duenyo (igual que el campo devuelto) se llame Persona decontacto. En este caso procederíamos de la siguiente forma:

SELECT DISTINCT duenyo AS “Persona de contacto”

FROM casa_rural;

Se consigue el mismo efecto utilizando la siguiente consulta:

SELECT DISTINCT duenyo “Persona de contacto”

FROM casa_rural;


56

2.5 Criterios de Selección

En el apartado anterior se vio la forma de recuperar registros de las tablas. Sin embargo, sedevolvían todos los registros de la mencionada tabla. A lo largo de este apartado seestudiarán las posibilidades de filtrar los registros con el fin de recuperar solamenteaquellos que cumplan unas condiciones preestablecidas.

Antes de comenzar el desarrollo de este apartado hay que recalcar que:

! cada vez que se desee establecer una condición referida a un campo de texto lacondición de búsqueda debe ir encerrada entre comillas simples; se tiene en cuenta ladiferencia entre mayúsculas y minúsculas

! las fechas se deben escribir siempre en formato dd/mm/aa donde dd representa el día,mm el mes y aa el año, se puede utilizar la barra (/) o el guión (-) y además la fechadebe ir encerrada entre comillas simples (‘). Por ejemplo si deseamos referirnos al día3 de Septiembre de 1995 deberemos hacerlo de la siguiente forma; ‘09-03-95’ ó ‘9-3-95’ ó ‘9/3/95’.

2.5.1 La cláusula WHERE

La cláusula WHERE puede usarse para determinar qué registros de las tablas enumeradasen la cláusula FROM aparecerán en los resultados de la instrucción SELECT. Después deescribir esta cláusula se deben especificar las condiciones que se expondrán en losapartados siguientes. Si no se emplea esta cláusula, la consulta devolverá todas las filas dela tabla. WHERE es opcional, pero cuando aparece debe ir a continuación de FROM.

2.5.2 Operadores de comparación

Como ya comentamos, los operadores de comparación disponibles en SQL son: =, <, >, <=,>=, <> (distinto). Veamos algunos ejemplos:

Obtener el dueño y el precio de las casas que valgan menos de 300euros

SELECT duenyo, precio

FROM casa_rural

WHERE precio < 300;

Obtener el código de las casas y el código de las habitaciones quetengan más de dos plazas

SELECT cod_casa, codigo

FROM habitacion

WHERE num_plazas > 2;

Obtener el dueño y la dirección de las casas cuya fecha deconstrucción sea posterior a 01/10/1994

SELECT duenyo, direccion


57

FROM casa_rural

WHERE fecha_construccion > ‘01/10/94’;

Obtener el código de la casa y de las habitaciones que tengan baño

SELECT cod_casa, codigo

FROM habitacion

WHERE banyo = 'S';

2.5.3 Operadores Lógicos

Los operadores lógicos soportados por SQL son, entre otros: AND, OR, NOT. A excepciónde NOT todos poseen la siguiente sintaxis:

<expresión1> operador <expresión2>

donde expresión1 y expresión2 son las condiciones a evaluar. El resultado de la operaciónvaría en función del operador lógico. La tabla adjunta muestra los diferentes posiblesresultados para AND y OR:

<expresión1> Operador <expresión2> Resultado

Verdad AND Falso Falso

Verdad AND Verdad Verdad

Falso AND Verdad Falso

Falso AND Falso Falso

Verdad OR Falso Verdad

Verdad OR Verdad Verdad

Falso OR Verdad Verdad

Falso OR Falso Falso

Si a cualquiera de las anteriores condiciones le anteponemos el operador NOT el resultadode la operación será el contrario al devuelto sin el operador NOT. Veamos algunosejemplos.

Obtener el código de las casas cuyo precio oscila entre 200 y 300euros

SELECT codigo

FROM casa_rural

WHERE precio > 200 AND precio < 300;


58

Obtener el código de las casas cuyo precio oscila entre 200 y 300euros o su fecha de construcción es posterior al año 1994.

SELECT codigo

FROM casa_rural

WHERE (precio > 200 AND precio < 300) OR

fecha_construccion >= ‘01/01/95’;

Obtener todos los datos de los tipo de servicio diferentes aSupermercado.

SELECT *

FROM tipo_servicio

WHERE NOT descripcion=’Supermercado’;

Obtener todos los datos de las habitaciones cuyo precio por nocheesté entre 50 y 60 euros o cuyo precio con descuento esté entre 40 y50 euros.

SELECT *

FROM habitacion

WHERE (precio_noche > 50 AND precio_noche < 60) OR

(precio_dto_3 > 40 AND precio_dto_3 < 50);

2.5.4 Intervalos de Valores

Para indicar que deseamos recuperar los registros según el intervalo de valores de uncampo emplearemos el operador Between cuya sintaxis es:

campo [Not] Between valor1 And valor2 (la condición Not es opcional)

En este caso la consulta devolvería los registros que contengan en "campo" un valorincluido en el intervalo valor1, valor2 (ambos inclusive). Si anteponemos la condición Notdevolverá aquellos valores no incluidos en el intervalo. Veamos algunos ejemplos:

Obtener las casas cuyo precio oscila entre 200 y 300 euros

SELECT codigo

FROM casa_rural

WHERE precio BETWEEN 200 AND 300;

Obtener el nombre y el código postal de los municipios cuyo nombreestá entre Ab y As


59

SELECT nombre, codigo_postal

FROM municipio

WHERE nombre BETWEEN ‘Ab’ AND ‘As’;

Obtener las casas cuya fecha de construcción oscila entre los años1989 y 1992

SELECT codigo

FROM casa_rural

WHERE fecha_construccion BETWEEN ‘01/01/89’ AND ‘31/12/92’;

2.5.5 El Operador Like

Se utiliza para comparar una expresión de cadena con un modelo en una expresión SQL.Su sintaxis es:

expresión Like modelo

donde expresión es un campo y modelo es una cadena contra la que se comparaexpresión. Se puede utilizar el operador Like para encontrar valores en los campos quecoincidan con el modelo especificado. Por modelo puede especificar un valor completo (AnaMaría), o se pueden utilizar caracteres comodín como los reconocidos por el sistemaoperativo para encontrar un rango de valores (Like An%).

El operador Like se puede utilizar en una expresión para comparar un valor de un campocon una expresión de cadena. Por ejemplo, si introduce Like C% en una consulta SQL, laconsulta devuelve todos los valores de campo que comiencen por la letra C.

El ejemplo siguiente devuelve los datos que comienzan con la letra P seguido de cualquierletra entre A y F y de tres dígitos:

Like 'P[A-F]###'

Este ejemplo devuelve los campos cuyo contenido empiece con una letra de la A a la Dseguidas de cualquier cadena.

Like '[A-D]%'

En la tabla siguiente se muestra cómo utilizar el operador Like para comparar expresionescon diferentes modelos.

Tipo de coincidencia Modelo Planteado Coincide No coincide

Varios caracteres 'a%a' 'aa', 'aBa', 'aBBBa' 'aBC'

Carácter especial 'a[%]a' 'a%a' 'aaa'

Varios caracteres 'ab%' 'abcdefg', 'abc' 'cab', 'aab'

Un solo carácter 'a?a' 'aaa', 'a3a', 'aBa' 'aBBBa'

Un solo dígito 'a#a' 'a0a', 'a1a', 'a2a' 'aaa', 'a10a'


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Rango de caracteres '[a-z]' 'f', 'p', 'j' '2', '&'

Fuera de un rango '[!a-z]' '9', '&', '%' 'b', 'a'

Distinto de un dígito '[!0-9]' 'A', 'a', '&', '~' '0', '1', '9'

Combinada 'a[!b-m]#' 'An9', 'az0', 'a99' 'abc', 'aj0'

Obtener el dueño de las casas que disponen de frigorifico

SELECT duenyo

FROM casa_rural

WHERE descripcion LIKE '%frigorifico%';

2.5.6 El Operador In

Este operador devuelve aquellos registros cuyo campo indicado coincide con alguno de losincluidos en una lista. Su sintaxis es:

expresión [Not] In(valor1, valor2, . . .)

Por ejemplo, la siguiente consulta devuelve el nombre de los municipios cuyo código postalpertenezca al conjunto {99991, 99993}:

SELECT nombre

FROM municipio

WHERE codigo_postal IN (99991, 99993);

2.6 Agrupamiento de Registros

2.6.1 GROUP BY

Combina los registros con valores idénticos en la lista de campos especificados, en unúnico registro. Para cada registro se crea un valor sumario si se incluye una función SQLagregada, como por ejemplo Sum o Count, en la instrucción SELECT. Su sintaxis es:

SELECT campos FROM tabla WHERE criterio GROUP BY campos del grupo

GROUP BY es opcional. Los valores de resumen se omiten si no existe una función SQLagregada en la instrucción SELECT. Los valores Null en los campos GROUP BY seagrupan y no se omiten. No obstante, los valores Null no se evalúan en ninguna de lasfunciones SQL agregadas.

Se utiliza la cláusula WHERE para excluir aquellas filas que no desea agrupar, y la cláusulaHAVING para filtrar los registros una vez agrupados.

Un campo de la lista de campos GROUP BY puede referirse a cualquier campo de lastablas que aparecen en la cláusula FROM, incluso si el campo no esta incluido en lainstrucción SELECT, siempre y cuando la instrucción SELECT incluya al menos una funciónSQL agregada.


61

Todos los campos de la lista de campos de SELECT deben incluirse en la cláusula GROUPBY o como argumentos de una función SQL agregada. Por ejemplo, la siguiente consultaobtiene para cada casa, el número total de plazas de todas sus habitaciones:

SELECT cod_casa, SUM(num_plazas)

FROM habitacion

GROUP BY cod_casa;

Una vez que GROUP BY ha combinado los registros, HAVING muestra cualquier registroagrupado por la cláusula GROUP BY que satisfaga las condiciones de la cláusula HAVING.HAVING es similar a WHERE, determina qué registros se seleccionan. Una vez que losregistros se han agrupado utilizando GROUP BY, HAVING determina cuáles de ellos se vana mostrar. Por ejemplo, la siguiente consulta obtiene los mismos datos que la consultaanterior, pero sólo de aquellas casas en las que haya al menos 6 plazas y el máximo apagar por noche de una habitación sean 90 euros:


FROM habitacion

GROUP BY cod_casa

HAVING SUM(num_plazas) > 6 AND MAX(precio_noche)<90;

2.6.2 AVG

Calcula la media aritmética de un conjunto de valores contenidos en un campo especificadode una consulta. Su sintaxis es la siguiente

Avg(expr)

donde expr representa el campo que contiene los datos numéricos para los que se deseacalcular la media o una expresión que realiza un cálculo utilizando los datos de dichocampo. La media calculada por Avg es la media aritmética (la suma de los valores divididopor el número de valores). La función Avg no incluye ningún campo Null en el cálculo. Porejemplo, la siguiente consulta calcula el precio medio de las casas rurales:

SELECT AVG(precio) AS Promedio

FROM casa_rural;

2.6.3 COUNT

Calcula el número de registros devueltos por una consulta. Su sintaxis es la siguiente

Count(expr)

donde expr contiene el nombre del campo que desea contar. Puede contar cualquier tipode datos incluso texto. Aunque expr puede realizar un cálculo sobre un campo, Countsimplemente cuenta el número de registros sin tener en cuenta qué valores se almacenanen los registros. La función Count no cuenta los registros que tienen campos null a menosque expr sea el carácter comodín asterisco (*). Si utiliza un asterisco, Count calcula elnúmero total de registros, incluyendo aquellos que contienen campos null.


62

Por ejemplo, la siguiente consulta obtiene el número total de casas rurales existentes en labase de datos:

SELECT Count(*) AS Total

FROM casa_rural;

2.6.4 MAX, MIN

Devuelven el mínimo o el máximo de un conjunto de valores contenidos en un campoespecifico de una consulta. Su sintaxis es:

Min(expr)

Max(expr)

donde expr es el campo sobre el que se desea realizar el cálculo. Veamos un par deejemplos.

Obtener el precio mínimo de las casas cuya fecha de construcción esanterior al año 1994.

SELECT MIN(precio) AS “El Minimo”

FROM casa_rural

WHERE fecha_construccion < ‘01/01/94’;

Obtener el precio máximo de las casas cuya fecha de construcción esanterior al año 1994.

SELECT MAX(precio) AS “El Maximo”

FROM casa_rural


2.6.5 SUM

Devuelve la suma del conjunto de valores contenido en un campo especifico de unaconsulta. Su sintaxis es:

Sum(expr)

donde expr representa el nombre del campo que contiene los datos que desean sumarse ouna expresión que realiza un cálculo utilizando los datos de dichos campos. Por ejemplo, lasiguiente consulta obtiene para cada casa, el número total de plazas de todas sushabitaciones:


FROM habitacion

GROUP BY cod_casa;


63

2.6.6 StDev, StDevP

Devuelve estimaciones de la desviación estándar para la población (el total de los registrosde la tabla) o una muestra de la población representada (muestra aleatoria) . Su sintaxis es:

StDev(expr)

StDevP(expr)

donde expr representa el nombre del campo que contiene los datos que desean evaluarseo una expresión que realiza un cálculo utilizando los datos de dichos campos.

StDevP evalúa una población, y StDev evalúa una muestra de la población. Si la consultacontiene menos de dos registros (o ningún registro para StDevP), estas funcionesdevuelven un valor Null (el cual indica que la desviación estándar no puede calcularse). Porejemplo:

SELECT StDev(precio) AS Desviacion

FROM casa_rural


SELECT StDevP(precio) AS Desviacion

FROM casa_rural


2.6.7 Var, VarP

Devuelve una estimación de la varianza de una población (sobre el total de los registros) ouna muestra de la población (muestra aleatoria de registros) sobre los valores de un campo.Su sintaxis es:

Var(expr)

VarP(expr)

VarP evalúa una población, y Var evalúa una muestra de la población. Expr es el nombredel campo que contiene los datos que desean evaluarse o una expresión que realiza uncálculo utilizando los datos de dichos campos. Si la consulta contiene menos de dosregistros, Var y VarP devuelven Null (esto indica que la varianza no puede calcularse).Puede utilizar Var y VarP en una expresión de consulta o en una Instrucción SQL. Porejemplo:

SELECT Var(precio) AS Desviacion

FROM casa_rural


SELECT VarP(precio) AS Desviacion

FROM casa_rural


64


2.7 Consultas sobre más de una tabla

Normalmente los datos que se desean extraer a través de una consulta no están en unaúnica tabla. En estos casos, hemos de incluir en la cláusula FROM todas las tablas de lasque deseamos extraer algún dato. Por ejemplo, si quisiéramos obtener para cada casa sucódigo, su dirección y el municipio donde se encuentran, deberíamos escribir:

SELECT casa_rural.codigo, direccion, nombre

FROM casa_rural, municipio;

Se debe indicar que el código es de la casa rural porque existe otro campo código en latabla municipio y podría resultar ambiguo. La ejecución de esta consulta nos devuelve lasiguiente información:CODIGO DIRECCION NOMBRE---------- ------------------------------ ------------------------------1001 Monje 27 Abis1001 Monje 27 Abiside1001 Monje 27 Bernacle2001 Fca Almadraba,Almendro Blanco Abis2001 Fca Almadraba,Almendro Blanco Abiside2001 Fca Almadraba,Almendro Blanco Bernacle2002 Mayor 18 Abis2002 Mayor 18 Abiside2002 Mayor 18 Bernacle

...Se observa que cada casa aparece tres veces, una vez con cada municipio. Esto es debidoa que cuando se ponen dos tablas en la cláusula FROM se une cada fila de la primera tablacon cada fila de la segunda tabla. Para obtener la consulta correcta, se debe indicar en lacláusula WHERE la relación existente entre ambas tablas a través de sus claves ajenas. Eneste caso, la tabla casa_rural tiene una clave ajena sobre la tabla municipio. Por tanto, laconsulta correcta sería:

SELECT casa_rural.codigo, direccion, nombre

FROM casa_rural, municipio

WHERE casa_rural.municipio = municipio.codigo;

Así, obtendríamos los siguientes datos:CODIGO DIRECCION NOMBRE---------- ------------------------------ ------------------------------1001 Monje 27 Abis2001 Fca Almadraba,Almendro Blanco Abiside2002 Mayor 18 Abiside

...

Cuando se utilizan varias tablas, es frecuente que haya nombres de campos repetidos enellas. Hemos visto que la solución pasa por escribir delante del campo en cuestión elnombre de la tabla a la que pertenece, lo que en ocasiones puede resultar tedioso,


65

sobretodo si los nombres de las tablas son largos. Por esta razón, se suelen utilizar aliaspara reducir el nombre de las tablas. Por ejemplo:

SELECT c.codigo, direccion, nombre

FROM casa_rural c, municipio m

WHERE c.municipio = m.codigo;

2.8 Consultas de Unión Externas

Se utiliza la operación UNION para crear una consulta de unión, combinando los resultadosde dos o más consultas o tablas independientes. Su sintaxis es:

[TABLE] consulta1 UNION [ALL] [TABLE] consulta2

[UNION [ALL] [TABLE] consultan [ ... ]]

donde consulta1, consulta2, consultan son instrucciones SELECT, el nombre de unaconsulta almacenada o el nombre de una tabla almacenada precedido por la palabra claveTABLE.

Puede combinar los resultados de dos o más consultas, tablas e instrucciones SELECT, encualquier orden, en una única operación UNION. El ejemplo siguiente combina una tablaexistente llamada Otras_casas_lujo y una instrucción SELECT:

TABLE Otras_casas_lujo

UNION ALL

SELECT * FROM casa_rural

WHERE precio > 100;

Si no se indica lo contrario, no se devuelven registros duplicados cuando se utiliza laoperación UNION, no obstante puede incluir el predicado ALL para asegurar que sedevuelven todos los registros. Esto hace que la consulta se ejecute más rápidamente.Todas las consultas en una operación UNION deben pedir el mismo número de campos, noobstante los campos no tienen porqué tener el mismo tamaño o el mismo tipo de datos.

Se puede utilizar una cláusula GROUP BY y/o HAVING en cada argumento consulta paraagrupar los datos devueltos. Puede utilizar una cláusula ORDER BY al final del últimoargumento consulta para visualizar los datos devueltos en un orden específico.

3 SubConsultas

Una subconsulta es una instrucción SELECT anidada dentro de una instrucción SELECT,SELECT...INTO, INSERT...INTO, DELETE, o UPDATE o dentro de otra subconsulta.

Puede utilizar tres formas de sintaxis para crear una subconsulta:

- comparación [ANY | ALL | SOME] (instrucción sql)


66

- expresión [NOT] IN (instrucción sql)

- [NOT] EXISTS (instrucción sql)

donde:

! comparación: es una expresión y un operador de comparación que compara laexpresión con el resultado de la subconsulta.

! expresión: es una expresión por la que se busca el conjunto resultante de lasubconsulta.

! instrucción sql: es una instrucción SELECT, que sigue el mismo formato y reglas quecualquier otra instrucción SELECT. Debe ir entre paréntesis.

Se puede utilizar una subconsulta en lugar de una expresión en la lista de campos de unainstrucción SELECT o en una cláusula WHERE o HAVING. En una subconsulta, se utilizauna instrucción SELECT para proporcionar un conjunto de uno o más valores especificadospara evaluar en la expresión de la cláusula WHERE o HAVING.

3.1 ANY, SOME

Se puede utilizar el predicado ANY o SOME, los cuales son sinónimos, para recuperarregistros de la consulta principal, que satisfagan la comparación con cualquier otro registrorecuperado en la subconsulta. El ejemplo siguiente devuelve el código de todas las casasrurales en las que hay una habitación cuyo precio sea mayor que el precio total de cualquiercasa cuya fecha de construcción sea posterior al año 1992:

SELECT DISTINCT cod_casa

FROM habitacion

WHERE precio_noche > ANY (SELECT precio

FROM casa_rural

WHERE fecha_construccion >= ‘01/01/1993’);

3.2 ALL

El predicado ALL se utiliza para recuperar únicamente aquellos registros de la consultaprincipal que satisfacen la comparación con todos los registros recuperados en lasubconsulta. Si se cambia ANY por ALL en el ejemplo anterior, la consulta devolveráúnicamente aquellas casas en las que haya una habitación cuyo precio sea mayor que el detodas las casas construidas después de 1992. Esto es mucho más restrictivo.

3.3 IN

El predicado IN se emplea para recuperar únicamente aquellos registros de la consultaprincipal para los que algunos registros de la subconsulta contienen un valor igual. Elejemplo siguiente obtiene el nombre del dueño de las casas que tienen alguna habitacióncon baño:

SELECT duenyo

FROM casa_rural

WHERE codigo IN (SELECT cod_casa


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FROM habitacion

WHERE banyo='S');

Inversamente se puede utilizar NOT IN para recuperar únicamente aquellos registros de laconsulta principal para los que no hay ningún registro de la subconsulta que contenga unvalor igual.

3.4 EXISTS

El predicado EXISTS (con la palabra reservada NOT opcional) se utiliza en comparacionesde verdad/falso para determinar si la subconsulta devuelve algún registro.

Se puede utilizar también el alias del nombre de la tabla en una subconsulta para referirse atablas listadas en la cláusula FROM fuera de la subconsulta. El ejemplo siguientecorresponde a la misma consulta anterior:

SELECT duenyo

FROM casa_rural c

WHERE EXISTS (SELECT cod_casa

FROM habitacion

WHERE banyo='S' AND cod_casa=c.codigo);

3.5 EjemplosObtener el código de la casa (ordenado y sin repetir) de lashabitaciones cuyo precio por noche sea mayor de 90 euros


FROM habitacion

WHERE precio_noche>90

ORDER BY cod_casa;

Obtener el código de la casa y de la habitación de todas lashabitaciones con baño


FROM habitacion

WHERE banyo='S'

ORDER BY cod_casa;

Obtener el nombre del dueño de las casas construidas antes de 1990

SELECT duenyo


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FROM casa_rural

WHERE fecha_construccion<'01/01/90';

Obtener el código de la casa y la suma del precio de todas sushabitaciones

SELECT cod_casa, SUM(precio_noche) as Suma

FROM habitacion

GROUP BY cod_casa;

Obtener el código de la casa y la media del número de plazas detodas sus habitaciones

SELECT cod_casa, AVG(num_plazas) AS Media

FROM habitacion

GROUP BY cod_casa;

Obtener el código de la casa y la media del número de plazas detodas sus habitaciones con baño

SELECT cod_casa, AVG(num_plazas) AS media

FROM habitacion

WHERE banyo='S'

GROUP BY cod_casa;

Obtener el código de la casa y la media del número de plazas detodas sus habitaciones con baño, de las casas cuya dicha mediasupera el 3

SELECT cod_casa, AVG(num_plazas) AS Media

FROM habitacion

WHERE banyo='S'

GROUP BY cod_casa

HAVING AVG(num_plazas)>3;

Obtener el código y la descripción de todos los servicios junto conla descripcion de su tipo

SELECT s.codigo, s.descripcion, t.descripcion

FROM servicio s, tipo_servicio t

WHERE s.tipo=t.tipo;


69

Obtener el código de las casas de los municipios que empiezan por‘A’

SELECT codigo

FROM casa_rural

WHERE municipio IN (SELECT codigo

FROM municipio

WHERE nombre LIKE 'A%')

ORDER BY codigo;

Obtener la dirección y el teléfono de contacto de las casas quetienen habitaciones con capacidad para más de 3 personas

SELECT direccion, telefono

FROM casa_rural

WHERE codigo IN (SELECT cod_casa

FROM habitacion

WHERE num_plazas>3);

Obtener el dueño, el precio y el código postal de las casas quevalgan menos de 300 euros

SELECT duenyo, precio, codigo_postal


WHERE c.municipio=m.codigo AND

precio<300;

Obtener el código de las casas y el código de las habitaciones quetengan más de dos plazas y cuya fecha de construcción sea posterioral año 1993

SELECT cod_casa, h.codigo

FROM casa_rural c, habitacion h

WHERE c.codigo=h.cod_casa AND

num_plazas > 2 AND

fecha_construccion > ‘1/1/94’;

Obtener el código, el dueño, la dirección con el nombre delmunicipio de las casas cuyo precio oscila entre 200 y 300 euros o sufecha de construcción es posterior al año 1994.


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SELECT c.codigo, duenyo, direccion, m.nombre


WHERE c.municipio=m.codigo AND

((precio > 200 AND precio < 300) OR

fecha_construccion >= ‘01/01/95’);

Obtener el código y el total de plazas de las casas en las que hayaal menos 6 plazas, frigorífico y el máximo a pagar por noche en unahabitación sean 120 euros.


FROM casa_rural c, habitacion h

WHERE c.codigo=h.cod_casa AND

c.descripcion LIKE ‘%frigorifico%’

GROUP BY cod_casa

HAVING SUM(num_plazas) > 6 AND MAX(precio_noche)<120;

Obtener el nombre del dueño de las casas que tienen frigorífico yalguna habitación con baño

SELECT duenyo

FROM casa_rural

WHERE descripcion LIKE ‘%frigorifico%’ AND

codigo IN (SELECT cod_casa

FROM habitacion

WHERE banyo='S');

Obtener el nombre del dueño de las casas tales que todas lashabitaciones valgan menos de 60 euros.

SELECT duenyo

FROM casa_rural c

WHERE NOT EXISTS (SELECT cod_casa

FROM habitacion

WHERE precio_noche > 60 AND

cod_casa=c.codigo);


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4 Consultas de Acción

4.1 DELETE

Crea una consulta de eliminación que elimina los registros de una o más de las tablaslistadas en la cláusula FROM que satisfagan la cláusula WHERE. Su sintaxis es:

DELETE FROM Tabla WHERE criterio

Ejemplo: Con la siguiente instrucción, eliminamos de la tablacasa_rural aquellas casas en las que el dueño se llama Manuel

delete from casa_rural

where duenyo like 'Manuel%';

DELETE es especialmente útil cuando se desea eliminar varios registros. Si desea eliminartodos los registros de una tabla, eliminar la propia tabla es más eficiente que ejecutar unaconsulta de borrado.

Una consulta de borrado elimina los registros completos, no únicamente los datos encampos específicos. Si desea eliminar valores en un campo especificado, crear unaconsulta de actualización que cambie los valores a Null.

Una vez que se han eliminado los registros utilizando una consulta de borrado, no puededeshacer la operación. Para saber qué registros se eliminarán, primero se pueden examinarlos resultados de una consulta de selección que utilice el mismo criterio y después ejecutarla consulta de borrado.

4.2 INSERT INTO

Agrega un registro en una tabla. Se la conoce como una consulta de datos añadidos. Estaconsulta puede ser de dos tipos: insertar un único registro o insertar en una tabla losregistros contenidos en otra tabla.

4.2.1 Para insertar un único registro:

En este caso la sintaxis es la siguiente:

INSERT INTO Tabla (campo1, campo2, .., campoN)

VALUES (valor1, valor2, ..., valorN)

Esta consulta graba en el campo1 el valor1, en el campo2 y valor2 y así sucesivamente.Hay que prestar especial atención a acotar entre comillas simples (') los valores literales(cadenas de caracteres) y las fechas que además hay que indicar en formato dd-mm-aa.Cuando no se especifica valor para un campo, se inserta el valor predeterminado o Null.Los registros se agregan al final de la tabla.

Ejemplos:


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INSERT INTO casa_rural values (1001 , 'Manuel Martinez Garcia','Monje 27', '927561119', '[email protected]', 80000,'20/12/98', NULL, 1, 'comedor,desayuno y cena opcional');

INSERT INTO topo1.municipio values (2, 29610, 'Ojen', 29);

INSERT INTO topo1.serv_casa values (1001, 1, 0.3);

4.2.2 Para insertar registros de otra tabla:

En este caso la sintaxis es:

INSERT INTO Tabla [IN base_externa] (campo1, campo2, ..., campoN)

SELECT TablaOrigen.campo1, ..., TablaOrigen.campoN

FROM TablaOrigen

En este caso se seleccionarán los campos 1,2, ..., n de la tabla origen y se grabarán en loscampos 1,2,.., n de la Tabla. La condición SELECT puede incluir la cláusula WHERE parafiltrar los registros a copiar. Si Tabla y TablaOrigen poseen la misma estrucutra podemossimplificar la sintaxis a:

INSERT INTO Tabla SELECT TablaOrigen.* FROM TablaOrigen

De esta forma los campos de TablaOrigen se grabarán en Tabla, para realizar estaoperación es necesario que todos los campos de TablaOrigen estén contenidos con igualnombre en Tabla. Con otras palabras que Tabla posea todos los campos de TablaOrigen(igual nombre e igual tipo).

Por ejemplo: si quisiéramos generar una tabla de casas rurales “de lujo” utilizaríamos:

INSERT INTO casa_rural_lujo

SELECT casa_rural.* FROM casa_rural WHERE precio>600;

4.3 UPDATE

Crea una consulta de actualización que cambia los valores de los campos de una tablaespecificada basándose en un criterio específico. Su sintaxis es:

UPDATE Tabla SET Campo1=Valor1, Campo2=Valor2, ... CampoN=ValorN

WHERE Criterio;

UPDATE es especialmente útil cuando se desea cambiar un gran número de registros ocuando éstos se encuentran en múltiples tablas. Puede cambiar varios campos a la vez. Elejemplo siguiente incrementa los valores del campo Precio_Noche en un 10 por ciento y losvalores del campo Precio_Dto_3 en un 3 por ciento para las habitaciones que tienen baño:

UPDATE Habitacion

SET Precio_Noche = Precio_Noche * 1.1,

Precio_Dto_3 = Precio_Dto_3 * 1.03

WHERE banyo = 'S';


73

UPDATE no genera ningún resultado. Para saber qué registros se van a cambiar, hay queexaminar primero el resultado de una consulta de selección que utilice el mismo criterio ydespués ejecutar la consulta de actualización.

Si en una consulta de actualización suprimimos la cláusula WHERE todos los registros de latabla señalada serán actualizados.

UPDATE Habitacion

SET Precio_Noche = Precio_Noche * 1.1,

Precio_Dto_3 = Precio_Dto_3 * 1.03;

5 Ejercicios

5.1 Consultas básicas

1. Obtener el código de la casa (ordenado y sin repetir) de las habitaciones cuyo preciopor noche sea mayor de 15000

COD_CASA

----------

1001

2001

2002

3001

3002

5003

2. Obtener el código de la casa y de la habitación de todas las habitaciones con baño

COD_CASA

----------

1001

2001

2002

2003

3002

5001

5002

5003


74

3. Obtener el nombre del dueño de las casas construidas antes de 1990

DUENYO

----------------------------------------

Manuel Martinez Garcia

Vicenta Duque Moreira

Ricardo Olmos Garcia

Rodrigo Gracia Andres

5.2 Consultas con agrupamiento de registros

4. Obtener el código de la casa y la suma del precio de todas sus habitaciones

COD_CASA SUMA

---------- ----------

1001 68000

2001 37000

2002 70000

2003 48000

3001 36000

3002 34000

5001 32000

5002 17000

5003 49000

5. Obtener el código de la casa y la media del número de plazas de todas sushabitaciones

COD_CASA MEDIA

---------- ----------

1001 2,5

2001 1,66666667

2002 4

2003 2

3001 4

3002 2,66666667


75

5001 2,66666667

5002 2

5003 2,5

6. Obtener el código de la casa y la media del número de plazas de todas sushabitaciones con baño

COD_CASA MEDIA

---------- ----------

1001 2,66666667

2001 2

2002 4

2003 2

3002 4

5001 2,66666667

5002 2

5003 2,66666667

7. Obtener el código de la casa y la media del número de plazas de todas sushabitaciones con baño, de las casas cuya dicha media supera el 3.

COD_CASA MEDIA

---------- ----------

2002 4

3002 4

5.3 Consultas de unión de tablas

8. Obtener el código, dirección y nombre del municipio de todas las casas

CODIGO DIRECCION NOMBRE

---------- ------------------------------ --------------------------

1001 Monje 27 Abis

2001 Fca Almadraba,Almendro Blanco Abiside

3001 Plz Calixto III Bernacle

5001 La Barra 30 Abis

5002 Plz La Iglesia 5 Abis


76

5003 Alta 7 Abis

2002 Mayor 18 Abiside

2003 Mayor 16 Abiside

3002 Sta Ana 20 Bernacle

9. Obtener el código y la descripción de todos los servicios junto con la descripcion de sutipo.

CODIGO DESCRIPCION DESCRIPCION

---------- ----------------------------------- ---------------------

1 Ultramarinos Peña Supermercado

2 Garcia Comestibles Supermercado

3 Tienda Martinez Supermercado

4 Hospital de Abis Hospital

5 Farmacia Abis Farmacia

6 Ambulancias Montes Ambulancia

7 Centro de Salud de Bernacle Centro de Salud

8 Comestibles Mora Supermercado

5.4 Consultas con subconsultas

10. Obtener el nombre del dueño de las casas que tienen alguna habitación con baño

DUENYO

----------------------------------------

Manuel Martinez Garcia

Amalia Gomez Tormes

Monica Fernandez Gil

Monica Fernandez Gil

Rodrigo Gracia Andres



Ricardo Olmos Garcia


77

11. Obtener el código de las casas de los municipios que empiezan por ‘A’

CODIGO

----------

1001

2001

2002

2003

5001

5002

5003

12. Obtener la dirección y el teléfono de contacto de las casas que tienen habitaciones concapacidad para más de 3 personas

DIRECCION TELEFONO

------------------------------ ---------

Monje 27 927561119

Mayor 18 695672356

Plz Calixto III 902209900

Sta Ana 20 656723322

La Barra 30 962523689

Alta 7 603457689

Manual del SQLWorksheet

1 Introducción

ORACLE es un sistema gestor de bases de datos relacionales. Actualmente acaba delanzar su versión 9, pero utilizaremos la versión 8.1 en las prácticas.

En este sistema, no existe el concepto de esquema de base de datos tal y como lo hemosentendido hasta ahora, sino que, asociado a cada usuario definido en el sistema, se creauna base de datos en la que se almacenarán todos los objetos (tablas, vistas,procedimientos, etc.) creados por él.

En el sistema ORACLE pueden definirse los siguientes objetos del estándar SQL:relaciones básicas, vistas y privilegios de acceso. Además, pueden definirse algunosdetalles relativos a la representación interna de los datos (índices, tablespace, cluster, etc.);disparadores para modelar comportamiento activo (triggers), así como elementos deprogramación (funciones y procedimientos, paquetes de procedimientos, etc.).

Está compuesto por varios módulos. Los que utilizaremos en las sesiones de prácticas sonla aplicación Schema Manager, para la gestión de tablas (se verá en prácticas posteriores)y SQL worksheet, para la ejecución de sentencias SQL.

2 SQL Worksheet

Se trata de una herramienta que nos permite ejecutar sentencias SQL de forma interactiva.Mantiene un historial de los comandos introducidos, de forma que podemos utilizar estaaplicación para editar y ejecutar de nuevo un comando anterior sin tener que teclearlo otravez. Es posible tener varias SQL Worksheet abiertas al mismo tiempo, cada una esindependiente de las otras.

SQL Worksheet se encuentra en Inicio -> Oracle Enterprise Manager -> SQL Worksheet.Inmediatamente aparece un cuadro de diálogo para conectarse a la base de datos. Losdatos a introducir son: username (topo2, por ejemplo), password (topo2) y service (topo).Una vez se valida con el servidor, entramos en la aplicación, que consta de los siguienteselementos (ver figura):

• Panel de entrada: en la parte inferior de la pantalla, nos permite introducir loscomandos SQL a ejecutar.

• Panel de salida: situado en la parte superior de la pantalla, muestra el resultado de laejecución de dicha sentencia.

• Barra de división: divide ambos paneles, si se pincha y arrastra sobre ella se puedemodificar el tamaño de éstos.

• Barra de herramientas del panel de entrada

• Nueva worksheet: borra el panel de entrada para introducir una nueva sentencia SQL,si no había sido guardado, indica la posibilidad de hacerlo.


80

• Abrir worksheet: muestra un cuadro de diálogo para abrir una sentencia SQLalmacenada previamente.

• Guardar worksheet: muestra un cuadro de diálogo para guardar el contenido del panelde entrada.

• Ejecutar: ejecuta el comando SQL presente en el panel de entrada.

• Historial de comandos: muestra una ventana con las sentencias ejecutadasúltimamente y permite recuperar una (botón Get) para ser editada.

• Comando anterior y Siguiente comando: permiten la navegación por el historial decomandos.

• Barra de herramientas del panel de salida: sólo tiene un botón, que nos permiteguardar la información del panel de salida en un fichero.

• Menús desplegables: aparecen en la parte superior de la pantalla. Sus principalesfunciones se resumen a continuación.

2.1 Menú File

• Change Database Connection: Muestra el cuadro de diálogo de conexión a unainstancia de una base de datos.


81

• New, Open, Save: Realizan las mismas funciones que los botones de la barra del panelde entrada.

• Save As: Guarda el contenido del panel de entrada en un fichero distinto del que estáabierto actualmente.

• Print: Imprime el contenido del panel de entrada.

• Save Output As: Guarda el contenido del panel de salida en un fichero.

• Print Output: Imprime el contenido del panel de salida.

• Print Setup: Muestra el cuadro de diálogo de configuración de la impresión.

• Exit: Sale de SQL Worksheet.

2.2 Menú Edit

Realiza las funciones habituales en el panel activo.

2.3 Menú Worksheet

• Execute: Ejecuta el comando del panel de entrada.

• Run Script: Permite la selección y ejecución de un script.

• Spool: Escribe dinámicamente la salida en un fichero.

• Command History, Previous Command y Next Command: Realizan las mismasfunciones que los botones del panel de entrada.

Práctica 1. Consultas alfanuméricas

Consiste en realizar las consultas que se proponen a continuación. Deben aparecer losmismos títulos de columnas y los datos en el mismo orden.

1. Código y descripción de todas las carreteras de la región que van al sur (es decir, queen su descripción aparece la palabra ‘Sur’).

CODIGO DESCRIPCION---------- --------------------------------------------------C1 Carretera 1 - Noreste-SuroesteC2 Carretera 2 - Norte-SurC5 Carretera 5 - Este-(Norte-Sur)

2. Supermercados de todos los municipios.CODIGO DESCRIPCION---------- --------------------------------------------------

1 Ultramarinos Peña2 Garcia Comestibles3 Tienda Martinez8 Comestibles Mora

3. Nombre del dueño y dirección completa (con el nombre del municipio) de todas lascasas rurales de la región, ordenado por el nombre del municipio.

DUENYO DIRECCION MUNICIPIO----------------------- ------------------------------ -------------Manuel Martinez Garcia Monje 27 AbisVicenta Duque Moreira La Barra 30 AbisVicenta Duque Moreira Plz La Iglesia 5 AbisRicardo Olmos Garcia Alta 7 AbisAmalia Gomez Tormes Fca Almadraba,Almendro Blanco AbisideMonica Fernandez Gil Mayor 18 AbisideMonica Fernandez Gil Mayor 16 AbisideAmparo Molins Lopez Plz Calixto III BernacleRodrigo Gracia Andres Sta Ana 20 Bernacle

4. Precio medio de las casas que hayan sido construidas o rehabilitadas después del año90.

MEDIA----------39285,7143


84

5. Precio de la habitación más cara de cada casa ordenado por código de casa.CODIGO MAX_HABIT---------- ----------1001 240002001 160002002 250002003 120003001 180003002 160005001 140005002 100005003 20000

6. Código de la casa y diferencia de precio entre alquilar una casa completa y alquilarlapor habitaciones (sin descuentos) ordenado por código de casa.

CODIGO DIFERENCIA---------- ----------1001 80002001 20002002 60002003 80003001 30003002 40005001 40005002 20005003 6000

7. Código, dirección y total de plazas de las casas en las que caben al menos 10personas en total.

CODIGO DIRECCION TOTAL---------- ------------------------------ ----------1001 Monje 27 102002 Mayor 18 125003 Alta 7 10

8. Nombre del dueño de las casas que tienen TV en todas las habitaciones.DUENYO----------------------------------------Manuel Martinez GarciaRicardo Olmos GarciaMonica Fernandez GilMonica Fernandez GilRodrigo Gracia Andres


85

9. Código y dirección de las casas en las que hay al menos 8 plazas en habitaciones conbaño.

CODIGO DIRECCION---------- ------------------------------1001 Monje 272002 Mayor 182003 Mayor 165001 La Barra 305003 Alta 7

Tema 7: Lenguaje de Definición de Datos

1 Tipos de Datos

Los tipos de datos SQL se clasifican en 12 tipos de datos primarios:

Tipo de Datos Longitud Descripción

BINARY 1 byte Para consultas sobre tabla adjunta de productos de basesde datos que definen un tipo de datos Binario.

BIT 1 byte Valores Si/No ó True/False

BYTE 1 byte Un valor entero entre 0 y 255.

COUNTER 4 bytes Un número incrementado automáticamente (de tipo Long)

CURRENCY 8 bytes Un entero escalable entre 922.337.203.685.477,5808 y922.337.203.685.477,5807.

DATETIME 8 bytes Un valor de fecha u hora entre los años 100 y 9999.

SINGLE 4 bytes

Un valor en punto flotante de precisión simple con unrango de -3.402823*1038 a -1.401298*10-45 para valoresnegativos, 1.401298*10-45 a 3.402823*1038 para valorespositivos, y 0.

DOUBLE 8 bytes

Un valor en punto flotante de doble precisión con un rangode -1.79769313486232*10308 a -4.94065645841247*10-324

para valores negativos, 4.94065645841247*10-324 a1.79769313486232*10308 para valores positivos, y 0.

SHORT 2 bytes Un entero corto entre -32,768 y 32,767.

LONG 4 bytes Un entero largo entre -2,147,483,648 y 2,147,483,647.

TEXT 1 byte porcaracter De cero a 255 caracteres.

LONGTEXT 1 byte porcarácter De cero a un máximo de 1.2 gigabytes.

2 Estructuras de las Tablas

2.1 Creación de Tablas Nuevas

La sintaxis de la instrucción para crear bases de datos es:


88

CREATE TABLE tabla (campo1 tipo (tamaño) índice1 ,

campo2 tipo (tamaño) índice2 , ...,

índice multicampo , ... )

donde:

Parte Descripción

tabla Es el nombre de la tabla que se va a crear.

campo1campo2

Es el nombre del campo o de los campos que se van a crear en la nuevatabla. La nueva tabla debe contener, al menos, un campo.

tipo Es el tipo de datos de campo en la nueva tabla. (Ver Tipos de Datos)

tamaño Es el tamaño del campo sólo se aplica para campos de tipo texto.

índice1índice2

Es una cláusula CONSTRAINT que define el tipo de indice a crear. Estacláusula en opcional.

índicemulticampos

Es una cláusula CONSTRAINT que define el tipo de índice multicampos acrear. Un índice multi campo es aquel que está indexado por el contenidode varios campos. Esta cláusula en opcional.

2.2 La cláusula CONSTRAINT

Se utiliza la cláusula CONSTRAINT en las instrucciones ALTER TABLE y CREATE TABLEpara crear o eliminar índices. Existen dos sintaxis para esta cláusula dependiendo si deseacrear o eliminar un índice de un único campo o si se trata de un campo multiíndice.

Para los índices de campos únicos:

CONSTRAINT nombre {PRIMARY KEY |

UNIQUE |

REFERENCES tabla_externa [(campo externo1,

campo externo2,...)]}

Para los índices de campos múltiples:

CONSTRAINT nombre {PRIMARY KEY (primario1[, primario2 [, ...]]) |

UNIQUE (único1[, único2 [, ...]]) |

FOREIGN KEY (ref1[, ref2 [, ...]])

REFERENCES tabla_externa [(campo_externo1...)]}

Parte Descripción

nombre Es el nombre del índice que se va a crear.

primarioN Es el nombre del campo o de los campos que forman el índice primario.


89

únicoN Es el nombre del campo o de los campos que forman el índice de claveúnica.

refN Es el nombre del campo o de los campos que forman el índice externo(hacen referencia a campos de otra tabla).

tabla externa Es el nombre de la tabla que contiene el campo o los camposreferenciados en refN

camposexternos

Es el nombre del campo o de los campos de la tabla externa especificadospor ref1, ref2, ..., refN

Si se desea crear un índice para un campo cuando se esta utilizando las instruccionesALTER TABLE o CREATE TABLE la cláusula CONTRAINT debe aparecer inmediatamentedespués de la especificación del campo indexado.

Si se desea crear un índice con múltiples campos cuando se está utilizando lasinstrucciones ALTER TABLE o CREATE TABLE la cláusula CONSTRAINT debe aparecerfuera de la cláusula de creación de tabla.

Tipo de índice Descripción

UNIQUE Genera un índice de clave única. lo que implica que los registros de latabla no pueden contener el mismo valor en los campos indexados.

PRIMARY KEYGenera un índice primario el campo o los campos especificados. Todoslos campos de la clave principal deben ser únicos y no nulos, cadatabla sólo puede contener una única clave principal.

FOREIGN KEY

Genera un índice externo (toma como valor del índice camposcontenidos en otras tablas). Si la clave principal de la tabla externaconsta de más de un campo, se debe utilizar una definición de índicede múltiples campos, listando todos los campos de referencia, elnombre de la tabla externa, y los nombres de los campos referenciadosen la tabla externa en el mismo orden que los campos de referencialistados. Si los campos referenciados son la clave principal de la tablaexterna, no tiene que especificar los campos referenciados.

Ejemplos:

Crear una nueva tabla llamada Casa_rural con los campos que hemosdefinido anteriormente. Además, indica que la clave primaria es elcampo CODIGO y establece una clave ajena sobre el campo MUNICIPIO alcampo CODIGO de la tabla Municipio.

CREATE TABLE casa_rural

( codigo char(10) not null,

duenyo varchar2(40) not null,

direccion varchar2(30) not null,

telefono varchar2(9) not null,


90

email varchar2(30) null,

precio number(4,2) not null,

fecha_construccion date not null,

fecha_rehabilitacion date null,

municipio char(10) not null,

descripcion varchar2(100),

CONSTRAINT primaria PRIMARY KEY (codigo),

FOREIGN KEY (municipio) REFERENCES municipio(codigo));

Crear una nueva tabla Habitacion con los campos definidosanteriormente. Se define una clave primaria con dos campos: codigo,cod_casa. Se define una clave ajena sobre el campo cod_casa quereferencia al campo codigo de la tabla casa_rural. Se define unarestricción de valor: el campo banyo debe tomar valores en elconjunto (‘S’,’N’).

create table habitacion


num_plazas number(2) not null,

banyo char(1) not null,

precio_noche number(6) not null,

precio_dto_3 number(6),

descripcion varchar2(100),

cod_casa char(10) not null,

primary key (codigo, cod_casa),

foreign key (cod_casa) references casa_rural(codigo),

constraint dom_banyo check (banyo in ('S','N')));

2.3 Creación de Índices

La sintaxis para crear un índice en una tabla ya definida en la siguiente:

CREATE [UNIQUE] INDEX índice ON tabla

(campo [ASC|DESC][, campo [ASC|DESC], ...])

[WITH { PRIMARY | DISALLOW NULL | IGNORE NULL }]

Donde:


91

Parte Descripción

índice Es el nombre del índice a crear.

tabla Es el nombre de una tabla existentes en la que se creará el índice.

campo Es el nombre del campo o lista de campos que consituyen el índice.

ASC|DESC Indica el orden de los valores de lso campos ASC indica un ordenascendente (valor predeterminado) y DESC un orden descendente.

UNIQUE Indica que el indice no puede contener valores duplicados.

DISALLOWNULL Prohibe valores nulos en el índice

IGNORENULL

Excluye del índice los valores nulos incluidos en los campos que locomponen.

PRIMARYAsigna al índice la categoría de clave principal, en cada tabla sólo puedeexistir un único indice que sea "Clave Principal". Si un índice es claveprincipal implica que que no puede contener valores nulos ni duplicados.

Ejemplos:

Crea un índice llamado MiIndice en la tabla Casa_rural con loscampos Duenyo y Telefono.

CREATE INDEX MiIndice ON Casa_rural (Duenyo, Telefono);

Crea un índice en la tabla Casa_rural utilizando el campo CODIGO,obligando que el campo CODIGO no contenga valores nulos nirepetidos.

CREATE UNIQUE INDEX MiIndice ON Casa_rural (CODIGO) WITH DISALLOWNULL;

2.4 Modificar el Diseño de una Tabla

Modifica el diseño de una tabla ya existente, se pueden modificar los campos o los índicesexistentes. Su sintaxis es:

ALTER TABLE tabla

{ADD {COLUMN tipo de campo[(tamaño)]

[CONSTRAINT índice] CONSTRAINT índice multicampo} |

DROP {COLUMN campo I CONSTRAINT nombre del índice} }

Donde:


92

Parte Descripción

Tabla Es el nombre de la tabla que se desea modificar.

Campo Es el nombre del campo que se va a añadir o eliminar.

Tipo Es el tipo de campo que se va a añadir.

Tamaño El el tamaño del campo que se va a añadir (sólo para campos de texto).

Índice Es el nombre del índice del campo (cuando se crean campos) o el nombredel índice de la tabla que se desea eliminar.

índicemulticampo

Es el nombre del índice del campo multicampo (cuando se crean campos) oel nombre del índice de la tabla que se desea eliminar.

Operación Descripción

ADDCOLUMN

Se utiliza para añadir un nuevo campo a la tabla, indicando el nombre, eltipo de campo y opcionalmente el tamaño (para campos de tipo texto).

ADD Se utliza para agregar un índice de multicampos o de un único campo.

DROPCOLUMN

Se utliza para borrar un campo. Se especifica únicamente el nombre delcampo.

DROP Se utiliza para eliminar un índice. Se especifica únicamente el nombre delíndice a continuación de la palabra reservada CONSTRAINT.

Ejemplos:

Modifica la definición de los campos duenyo y descripcion.

alter table casa_rural

modify(duenyo char(10), descripcion varchar2(200));

Elimina la restricción de dominio impuesta sobre el campo banyo.

alter table habitacion drop constraint dom_banyo;

2.5 Eliminación de tablas

Se utiliza la siguiente instrucción:

DROP TABLE nombre_relación;

Ejemplo: borrar la relación habitación:

drop table habitacion;

Unidad temática 3:

Bases de Datos Espaciales

Objetivos• Comprender el concepto de base de datos espacial

• Ser capaces de seleccionar el modelo de datos espacial que más se ajusta a los datos

• Ser capaces de insertar datos espaciales en una base de datos Oracle

• Ser capaces de realizar consultas sobre datos espaciales en Oracle 8i

ContenidosTema 8. Modelado de datos espaciales

Tema 9. Gestión de datos espaciales en Oracle 8i

Tema 10. Consultas espaciales en Oracle 8i

Tema 8: Modelado de datos espaciales

1 Introducción

Como ya hemos comentado, la tendencia actual de los SIG es la de utilizar SGBDextendidos para aprovechar las ventajas de una visión integrada de los datos. El conceptobásico consiste en la habilidad de añadir nuevos tipos y operaciones al sistema relacional.En el caso de aplicaciones geoespaciales, la tendencia actual es la extensión de SGBDrelacionales de la siguiente forma:

1. El lenguaje de consulta SQL se extiende para manipular datos espaciales así comodatos descriptivos. Los nuevos datos espaciales (punto, línea, región) se manejancomo los tipos alfanuméricos básicos.

2. Muchas otras funciones del SGBD, como optimización de consultas, se adaptan paramanejar datos espaciales eficientemente.

Muchos SGBD ofrecen esta extensión espacial. Oracle 8i es uno de ellos y es el queestudiaremos en temas posteriores.

2 Definiciones

En un SIG la información geoespacial correspondiente a un aspecto en particular se conocecomo tema (o entidad). Un tema es similar a una relación como se define en el modelorelacional. Por ejemplo, rios, ciudades y países son temas. Cuando un tema se muestra enpapel o sobre la pantalla, lo que el usuario ve es un mapa.

Los mayores objetos a considerar en el nivel conceptual son los objetos geográficos. Untema es una colección de objetos geográficos. Un objeto geográfico corresponde con unaentidad del mundo real y tiene dos componentes:

- Una descripción. El objeto es descrito por un conjunto de atributos descriptivos.Por ejemplo, el nombre y el número de habitantes de una ciudad constituyen sudescripción. También son conocidos como atributos alfanuméricos.

- Un componente espacial, el cual puede estar compuesto por la geometría(localización en el espacio, forma, etc.) y la topología (relaciones espaciales entreobjetos existentes, como la adyacencia). Por ejemplo, una ciudad puede tenercomo valor geométrico un polígono en 2D.

Dada la inherente complejidad de las entidades geográficas en el mundo real y lasrelaciones de composición existentes entre muchas de estas entidades, introducimos lanoción de objeto geográfico atómico y objeto geográfico complejo. Los objetosgeográficos complejos se componen de otros objetos geográficos, que pueden a su vez, ser


96

atómicos o complejos. Por ejemplo, en el tema que corresponde a las comunidadesautónomas españolas, el objeto geográfico (complejo) “Comunidad Valenciana” secompone de otros objetos geográficos (que podemos considerar atómicos) “Provincias de laComunidad Valenciana”. Un tema es, por tanto, un conjunto homogéneo de objetosgeográficos (es decir, de objetos que tienen la misma estructura o tipo).

El atributo espacial es un objeto geográfico no se corresponde con ningún tipo de datoestándar, como entero o cadena. La representación de la geometría y de la topologíarequiere un modelado potente al nivel de tema u objeto, que nos lleva a los modelos dedatos espaciales. Normalmente, los siguientes tipos de datos básicos son utilizados en losmodelos de datos espaciales:

- point (punto): objeto de dimensión 0

- line (línea): objeto de dimensión 1

- region (región): objeto bidimensional

Por ejemplo, el objeto espacial asociado a un río es una línea, mientras que el objetoasociado con una ciudad es una región (o polígono).

3 Operaciones simples sobre temas

Supongamos que hemos definido los siguientes temas:

1. Países, con los atributos descriptivos nombre, capital, número de habitantes y con unatributo espacial denominado geo.

2. Idiomas, que representa la distribución de los principales idiomas hablados (o familiasde idiomas), con el atributo descriptivo idioma y el atributo espacial geo.

Es decir:

1. Países (nombre, capital, num_habitantes, geo:region)

2. Idiomas (idioma, geo:region)

Las siguientes son operaciones comunes sobre estos temas, basadas en el álgebrarelacional:

- proyección, consiste en la operación de seleccionar uno o varios campos paramostrar su contenido. Por ejemplo, dado el tema Paises, podemos proyectar sobreel campo num_habitantes y obtendremos la siguiente tabla:

Paises Num_habitantes

Portugal 10.500.000

Francia 58.000.000

... ...

Alemania 78.500.000


97

- selección, consiste en la operación de seleccionar una o varias tuplas de un tema.Por ejemplo, dado el tema Paises podemos seleccionar aquellos países con másde 50 millones de habitantes y obtendremos la siguiente tabla:

Paises Num_habitantes

Francia 58.000.000

... ...

Alemania 78.500.000

- superposición, consiste en superponer dos o más temas para obtener uno nuevo.Por ejemplo, si tomamos los temas Paises e Idiomas y los superponemos,obtendremos los paises donde se habla cada idioma.

- selección geométrica, por ejemplo:

- windowing: consiste en definir una ventana y seleccionar todos aquelloselementos de un tema que la ventana superpone, aunque sea parcialmente

- clipping: consiste en definir una ventana y seleccionar sólo la parte de loselementos de un tema que la ventana superpone

Tema 9: Gestión de datos espaciales en Oracle 8i

En este tema veremos los distintos modos en los que los datos espaciales pueden sermodelados en Oracle 8i, así como las distintas relaciones que se pueden establecer entreobjetos geográficos. También estudiaremos el modelo objeto-relacional de Oracle 8i y cómose insertan datos de tipo espacial en las tablas.

1 Modelado del espacio geográfico

En el tema anterior definimos un objeto geográfico como dos partes: una descripción y unacomponente espacial. Para distinguir un objeto geográfico de otro, debemos asignarle unaidentidad. El conjunto de (identidad, componente espacial, descripción) se conoce comoentidad.

La interpretación del espacio depende de la semántica asociada con el territorio geográfico.Consideremos, por ejemplo, a España. Si adoptamos un punto de vista administrativo,España se divide en comunidades autónomas. Desde un punto de vista geológico,obtenemos una organización totalmente distinta del espacio, en área geológicas. Siestamos interesados en el control de tráfico, nos fijaremos en la red de carreteras. En cadacaso, elegimos una nueva interpretación del espacio y definimos un nuevo conjunto deentidades que describen este espacio. En Oracle 8i, podemos utilizar los siguientes tiposbásicos de objetos espaciales:

a) punto (point). Se utilizan para representar la localización de entidades cuya forma nose considera útil o cuando el área es bastante pequeña comparada con el espaciototal. Ciudades, iglesias y cruces son ejemplos de entidades tipo punto.

b) línea (line string). Se suelen usar para representar redes (carreteras, hidrográficas,etc.). El tipo básico considerado es la polyline, que se define como un conjunto finito desegmentos de líneas o bordes, tal que cada punto de final de un segmento escompartido por exactamente dos segmentos, excepto los puntos finales de la polyline.

c) polígono (polygon). Se utilizan para representar entidades con áreas grandes, talescomo parcelas o áreas administrativas. Un polígono es una región del plano acotadapor una polyline cerrada, llamada frontera.

Es importante destacar el hecho de que la elección de uno u otro tipo de objeto espacial esarbitraria. Depende del futuro uso que se le va a dar a la colección de entidades. Muchosfactores pueden influir en esta elección, pero uno de los más determinantes es la escala.Por ejemplo, un aeropuerto puede ser visto como un punto (si estamos interesados enenlaces aéreos) o como un polígono, si el objetivo es la organización del aeropuerto.


100

2 La extensión Spatial de Oracle 8i

El modelo de datos Spatial es una estructura jerárquica que consiste en:

- elementos: un elemento es el bloque básico de una geometría. Los tipos deelementos básicos son el punto, la línea y el polígono. Por ejemplo, un elementopuede modelar una constelación (conjunto de puntos), una carretera (polyline) olos límites de una comarca (polígono).

- geometrías: una geometría es la representación de una característica espacial,modelada como un conjunto ordenado de elementos. Por ejemplo, una geometríapuede describir el suelo edificable de una población.

- capas: una capa es un conjunto heterogéneo de geometrías que tienen el mismoconjunto de atributos. Por ejemplo, una capa puede recoger las característicastopográficas de una zona, mientras que otra capa puede describir la densidad depoblación de la misma región.

Las relaciones espaciales que se pueden establecer entre dos entidades de la base dedatos son las siguientes:

- DISJOINT: los contornos y los interiores de las entidades no intersectan

- TOUCH: los contornos intersectan pero los interiores no

- OVERLAPBDYDISJOINT: el interior de un objeto intersecta con el contorno y elinterior del otro objeto pero los contornos no intersectan. Esto ocurre, por ejemplo,cuando una línea comienza fuera de un polígono y termina dentro del polígono.

- OVERLAPBDYINTERSECT: los contornos y los interiores de los dos objetosintersectan.

- EQUAL: los dos objetos tienen el mismo contorno y el mismo interior.

- CONTAINS: el interior y el contorno de un objeto está completamente contenido enel interior del otro objeto

- COVERS: el interior de un objeto está completamente contenido en el interior delotro y sus contornos intersectan

- INSIDE: el contrario de CONTAINS. A INSIDE B implica B CONTAINS A.

- COVEREDBY: el contrario de COVERS. A COVEREDBY B implica B COVERS A

- ANYINTERACT: los objetos intersectan de algún modo.


101

3 El modelo Objeto-relacional de Spatial

Veamos, ahora, una descripción de las tablas específicas que son necesarias en Oracle 8ipara manejar los datos espaciales.

En primer lugar, la información de una geometría asociada a una entidad se almacenacomo un objeto en una de las columnas de la tabla que contiene el resto de datosalfanuméricos. Por ejemplo, si definimos la tabla MUNICIPIO:

MUNICIPIO = {codigo, nombre, codigo_postal, geometria}.

Este nuevo campo geometria es de tipo SDO_GEOMETRY. Los componentes de este tipoindican el tipo de geometría y los datos concretos que va a tener la fila correspondiente.Estos componentes son:

- SDO_GTYPE: Define el tipo de geometría. Los tipos básicos se definen con lossiguientes valores: 1 para puntos, 2 para líneas y 3 para polígonos. Se componeun número de cuatro cifras, donde la primera indica el número de dimensiones enlas que se representa el objeto. Así, si hablamos de dos dimensiones, se asignará2001 para puntos, 2002 para líneas y 2003 para polígonos.

- SDO_SRID: No se utiliza en esta versión, por lo que su valor debe ser NULL.

- SDO_POINT: Define las coordenadas del punto, si SDO_GTYPE es 1.

- SDO_ELEM_INFO: Permite interpretar los valores contenidos en el campoSDO_ORDINATES. Cada tripleta de elementos proporciona información de unelemento de la geometría y una geometría puede contener varios elementos. Demomento, sólo vamos a tratar con geometrías simples, por lo queSDO_ELEM_INFO contendrá únicamente tres elementos:

- SDO_STARTING_OFFSET: indica el desplazamiento dentro deSDO_ORDINATES donde está almacenada la primera coordenada de esteelemento.

- SDO_ETYPE: indica el tipo del elemento, es decir, 1, 2 ó 3.

- SDO_INTERPRETATION: indica si se trata de un elemento compuesto.

- SDO_ORDINATES: almacena los valores de las coordenadas que configuran elcontorno del objeto espacial.

Por ejemplo, la entidad municipio la podemos modelar en la tabla MUNICIPIO como unpunto o como un polígono. Veamos cuáles serían los valores que se asignarían a cada unade las componentes de SDO_GEOMETRY en cada caso:

- si modelamos el municipio como un punto:

SDO_GTYPE = 2001

SDO_SRID = NULL

SDO_POINT = (5.5, 3.2, NULL)

SDO_ELEM_INFO = NULL


102

SDO_ORDINATES = NULL

- si modelamos el municipio como un polígono:

SDO_GTYPE = 2003

SDO_SRID = NULL

SDO_POINT = NULL

SDO_ELEM_INFO = (1,3,1)

SDO_ORDINATES = (3,3,4,5,6,5,6,3,3,3)

4 Creación de tablas con datos espaciales

El primer paso cuando se desean asociar atributos espaciales a entidades “alfanuméricas”en Oracle 8i consiste en crear un nuevo campo en la tabla de tipo SDO_GEOMETRY. Deesta forma, se indica que en este campo se almacenarán datos de tipo espacial.

Por ejemplo, podemos crear la tabla MUNICIPIO con un campo espacial:

CREATE TABLE municipio


nombre varchar2(40) not null,

codigo_postal varchar2(5) not null,

geometria MDSYS.SDO_GEOMETRY,

CONSTRAINT primaria PRIMARY KEY (codigo));

Cuando se introduce un campo de tipo SDO_GEOMETRY en una tabla, es necesarioinsertar las características de esta geometría en la tabla SDO_GEOM_METADATA. Estatabla almacena la información concerniente a la escala de los elementos que se guardaránen la nueva columna. Esta información se consultará más adelante cuando se deseerealizar consultas espaciales sobre la tabla. Concretamente, el esquema de la tablaSDO_GEOM_METADATA es el siguiente:


------------------------------ -------- ----

TABLE_NAME VARCHAR2(30)

COLUMN_NAME VARCHAR2(30)

DIMINFO MDSYS.SDO_DIM_ARRAY

Por ejemplo, veamos cómo se debe dar de alta la columna geometria de la tablaMUNICIPIO:

INSERT INTO SDO_GEOM_METADATA (TABLE_NAME, COLUMN_NAME, DIMINFO)


103

VALUES ('municipio', 'geometria',

MDSYS.SDO_DIM_ARRAY

(MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('X', -180.00, 180.00, 0.000000050),

MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('Y', -90.00, 90.00, 0.000000050)

));

5 Inserción de datos espaciales

Insertar los valores de una entidad de la tabla SERVICIO. Cadaentidad se representa con un punto.

insert into servicio

values (8, 1, 'Comestibles Mora', mdsys.sdo_geometry(2001, NULL,

mdsys.sdo_point_type(4.75,6.75,NULL), NULL, NULL))

Insertar los valores de una entidad de la tabla CARRETERA. Cadaentidad se representa con una polyline.

insert into carretera values ('C1','Carretera 1 - Norte-Sur',

mdsys.sdo_geometry(2002, NULL, NULL,

mdsys.sdo_elem_info_array(1,2,1),

mdsys.sdo_ordinate_array(6,6.6, 4.5,5.5, 4.5,3.5, 3.25,3.5, 2,2.2)))

Insertar los valores de una entidad de la tabla LAGO. Cada entidadse representa con un polígono.

insert into lago values ('L2','Lago Bernacle',

mdsys.sdo_geometry(2003, NULL, NULL,

mdsys.sdo_elem_info_array(1,3,1),

mdsys.sdo_ordinate_array(3,2, 6,2, 6,3, 4.5,3, 4.5,3.8, 3,3.8, 3,2))

)


1 Introducción

En este tema vamos a ver algunas funciones de Spatial que nos permiten realizar consultassencillas sobre datos espaciales en Oracle 8i. Estas funciones son:

• SDO_GEOM.RELATE: permite evaluar o conocer la relación espacial entre dosentidades

• SDO_GEOM.SDO_DISTANCE: permite conocer la mínima distancia euclídea entre dosentidades

• SDO_GEOM.SDO_AREA: permite conocer el área de una entidad

• SDO_GEOM.SDO_LENGTH: permite conocer la longitud o el perímetro de una entidad

2 SDO_GEOM.RELATE

Obtiene o evalúa la relación existente entre dos entidades.

Su sintaxis es:

SDO_GEOM.RELATE (campo1, metadata1, mascara, campo2, metadata2)

donde:

- campo1 es el nombre del primer campo espacial a relacionar

- metadata1 son los datos que aparecen en la tabla SDO_GEOM_METADATAreferidos al campo1

- mascara es el nombre de la relación que se quiere comprobar si se estableceentre ambos campos. Puede ser cualquiera de las vistas o DETERMINE cuando loque se pretende es conocer qué relación existe.

- campo2 es el nombre del segundo campo espacial a relacionar

- metadata2 son los datos que aparecen en la tabla SDO_GEOM_METADATAreferidos al campo2

La función devuelve tres tipos de respuesta:

- Si se pasa el nombre de una o varias relaciones como máscara, la funcióndevuelve el nombre de la relación de las indicadas que más se ajusta para estepar de geometrías. Si todas las relaciones indicadas son falsas, la funcióndevuelve FALSE.


106

- Si se pasa como máscara DETERMINE, la función devuelve la relación que mejorse ajusta. Sólo se puede utilizar DETERMINE si la función SDO_GEOM.RELATEse encuentra en la cláusula SELECT.

- Si se pasa ANYINTERACT, la función devuelve TRUE si las dos geometrías noson disjuntas.

Ejemplos:

Obtener la descripción de las carreteras que pasan por el municipiode Bernacle:

SELECT descripcion

FROM carretera c, municipio m, sdo_geom_metadata g1,

sdo_geom_metadata g2

WHERE m.nombre=’Bernacle’ AND

g1.table_name=’CARRETERA’ AND

g2.table_name=’MUNICIPIO’ AND

SDO_GEOM.RELATE (c.geometria,g1.diminfo,‘OVERLAPBDYDISJOINT’,

m.geometria,g2.diminfo)=‘OVERLAPBDYDISJOINT’;

SELECT descripcion






SDO_GEOM.RELATE (c.geometria,g1.diminfo,‘ANYINTERACT’,

m.geometria,g2.diminfo)=‘TRUE’;

Obtener el nombre del dueño y la dirección de las casas de Bernacle:


FROM casa_rural c, municipio m, sdo_geom_metadata g1,



g1.table_name=’CASA_RURAL’ AND


SDO_GEOM.RELATE (c.localizacion,g1.diminfo,‘INSIDE’,


107

m.geometria,g2.diminfo)=‘INSIDE’;







SDO_GEOM.RELATE (m.geometria,g2.diminfo,‘CONTAINS’,

c.localizacion,g1.diminfo)=‘CONTAINS’;







SDO_GEOM.RELATE (c.localizacion,g1.diminfo,‘ANYINTERACT’,

m.geometria,g2.diminfo)=‘TRUE’;

Obtener la relación existente entre el municipio de Bernacle y cadacarretera

SELECT descripcion,

SDO_GEOM.RELATE (c.geometria,g1.diminfo,‘DETERMINE’,

m.geometria,g2.diminfo)





g2.table_name=’MUNICIPIO’;

3 SDO_GEOM.SDO_DISTANCE

Obtiene la mínima distancia euclídea entre dos entidades.


108

La sintaxis de esta función es:

SDO_GEOM.SDO_DISTANCE(campo1, metadata1, campo2, metadata2)

donde:

- campo1 y campo2 son los campos entre los cuales se desea calcular la distancia

- metadata1 y metadata2 es la información de la tabla SDO_GEOM_METADATA decada campo

Ejemplos:

Obtener la distancia desde el lago Abis a cada carretera:

SELECT c.descripcion,

SDO_GEOM.SDO_DISTANCE(l.geometria, g1.diminfo,

c.geometria, g2.diminfo)

FROM lago l, carretera c, sdo_geom_metadata g1, sdo_geom_metadata g2

WHERE l.descripcion=’Lago Abis’ AND

g1.table_name=’LAGO’ AND

g2.table_name=’CARRETERA’;

Obtener la distancia desde el lago Abis a cada carretera cuando estadistancia es inferior a 1.5:

SELECT c.descripcion,


c.geometria, g2.diminfo)

FROM lago l, carretera c, sdo_geom_metadata g1, sdo_geom_metadata g2

WHERE l.descripcion=’Lago Abis’ AND

g1.table_name=’LAGO’ AND



c.geometria, g2.diminfo)<1.5;

4 SDO_GEOM.SDO_AREA

Obtiene el área de la entidad indicada.

Su sintaxis es:

SDO_GEOM.SDO_AREA(campo1, metadata1)


109

donde:

- campo1 es el campo del cual se desea calcular el área

- metadata1 es la información de la tabla SDO_GEOM_METADATA de este campo

Ejemplo:

Obtener el área de todos los municipios:

SELECT m.nombre,

SDO_GEOM.SDO_AREA(m.geometria, g1.diminfo)

FROM municipio m, sdo_geom_metadata g1

WHERE g1.table_name=’MUNICIPIO’;

Obtener el área de todos los municipios cuya área sea superior a 2:

SELECT m.nombre,

SDO_GEOM.SDO_AREA(m.geometria, g1.diminfo)


WHERE g1.table_name=’MUNICIPIO’ AND

SDO_GEOM.SDO_AREA(m.geometria, g1.diminfo)>2;

5 SDO_GEOM.SDO_LENGTH

Obtiene la longitud si la entidad indicada es una polilínea o el perímetro si la entidadindicada es un polígono.

Su sintaxis es:

SDO_GEOM.SDO_LENGTH(campo1, metadata1)

donde:

- campo1 es el campo del cual se desea calcular la longitud o el perímetro

- metadata1 es la información de la tabla SDO_GEOM_METADATA de este campo

Ejemplo:

Obtener el perímetro de todos los municipios:

SELECT m.nombre,

SDO_GEOM.SDO_LENGTH(m.geometria, g1.diminfo)



110

WHERE g1.table_name=’MUNICIPIO’;

Obtener el perímetro de todos los municipios cuyo perímetro seasuperior a 5:

SELECT m.nombre,

SDO_GEOM.SDO_LENGTH(m.geometria, g1.diminfo)


WHERE g1.table_name=’MUNICIPIO’ AND

SDO_GEOM.SDO_LENGTH(m.geometria, g1.diminfo)>5;

Práctica 2. Consultas espaciales

Consiste en realizar las consultas siguientes.

1. Nombre y área de todos los lagos.

DESCRIPCION AREA

-------------------------------------------------- ----------

Lago Abis 3,9

Lago Bernacle 4,2

2. Código de la casa y nombre del dueño de las casas situadas en Abis.

CODIGO DUENYO

---------- ----------------------------------------

1001 Manuel Martinez Garcia

5001 Vicenta Duque Moreira

5002 Vicenta Duque Moreira

5003 Ricardo Olmos Garcia

3. Código y descripción de las carreteras que pasan por Abiside.

CODIGO DESCRIPCION

---------- --------------------------------------------------

C3 Carretera 3 - Este-Oeste

C4 Carretera 4 - Circular

4. Nombre de los municipios donde hay más de un supermercado.

NOMBRE

------------------------------

Abis


112

5. Nombre de los municipios cuya distancia a un hospital es menor de 3.

NOMBRE

------------------------------

Abis

Abiside

6. Distancias entre cada lago y cada carretera.

LAGO CARRETERA DISTANCIA

--------------- --------------------------------- ----------

Lago Abis Carretera 1 - Noreste-Suroeste ,9

Lago Abis Carretera 2 - Norte-Sur 3,4

Lago Abis Carretera 3 - Este-Oeste 1

Lago Abis Carretera 4 - Circular 0

Lago Abis Carretera 5 - Este-(Norte-Sur) 1,92937814

Lago Bernacle Carretera 1 - Noreste-Suroeste 0

Lago Bernacle Carretera 2 - Norte-Sur 1

Lago Bernacle Carretera 3 - Este-Oeste ,7

Lago Bernacle Carretera 4 - Circular 0

Lago Bernacle Carretera 5 - Este-(Norte-Sur) 0

7. Código, dueño y fecha de construcción de las casas en las que caben entre 5 y 10personas en el total de habitaciones y cuya distancia al lago Abis sea menor de 3.

CODIGO DUENYO FECHA_CONSTRUCCION

---------- ----------------------------------- --------------------

1001 Manuel Martinez Garcia 21/10/80

2001 Amalia Gomez Tormes 01/04/98

2003 Monica Fernandez Gil 01/02/95

5001 Vicenta Duque Moreira 01/08/78

5003 Ricardo Olmos Garcia 08/08/88


113

8. Código de las casas rurales cuyo precio total es inferior a 50000 y cuya distancia a unsupermercado es inferior a 0.6, sabiendo que el tipo de servicio de un supermercado es1. Mostrar también la distancia correspondiente.

CODIGO DISTANCIA

---------- ----------

2001 ,559016994

3001 ,55

3002 ,2

5001 ,5

9. Código y longitud de la carretera más corta.

CODIGO LONGITUD

---------- ----------

C5 4,15138782

10. Código y descripción de las carreteras que pasan por todos los municipios.

CODIGO DESCRIPCION

---------- --------------------------------------------------

C4 Carretera 4 - Circular

Práctica 3: Manipulación de la base de datos

1. Insertar la información correspondiente a la siguiente casa rural:

Municipio: Bernacle

Dueño: Mónica Rodríguez Campos

Dirección: Calle Lago Bernacle, 3

Teléfono: 650673256

Precio: 22000

Fecha construcción: enero-1994

Descripción: amplio salón con chimenea, cocina office

Coordenadas: 5.1, 1.2

Habitación 1:

- número de plazas: 2

- baño: Sí

- precio noche: 12000

- precio descuento: 10000

- descripción: cama matrimonio, teléfono

Habitación 2:

- número de plazas: 4

- baño: Sí

- precio noche: 25000

- precio descuento: 20000

- descripción: dos camas matrimonio, teléfono

2. Modificar el precio de la casa anterior de 22000 a 32000.

3. Obtener las distancias de esta casa al supermercado y al centro de salud de Bernacle.

4. Eliminar toda la información de esta casa.

Apuntes de Bases de Datos Cartográficas

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