El modelo de datos relacional, las BD restricciones relacionales y … · 2010-07-24 · Integridad...

1© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Tema 3. Modelo relacional

El modelo de datos relacional, las restricciones relacionales y el álgebra

relacional.Elmasri/Navathe 02

Transformación de ER y ERE en relacional, y otros lenguajes relacionales.

Elmasri/Navathe 02

• Conceptos (7.1)• Restricciones (7.2)• Operaciones de actualización (7.3)• Transformación ER-relacional (9.1)• Álgebra relacional (7.4, 7.5)• Consultas con álgebra relacional (7.6)

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Conceptos

• BD: Colección de relaciones.

• Relación: Semeja una tabla:– Fila: Representa a entidad o vínculo.– Nombres de tabla y columnas: Identifican el

significado de los valores.– Valores de columna: Mismo tipo de datos.

• La BD Universidad del tema 1 sigue este modelo.

• Terminología:– A las tablas se las llama relaciones.– A las filas tuplas.– A las cabeceras de columna atributos.– Al tipo de datos de una columna dominio.

• Dominio D: Conjunto de valores atómicos (indivisible).

Consta de nombre, tipo de datos y formato.Ej. Edades_de_Empleados: valor entre 16 y 80.

NombreSmithBrown

Código alumno178

EspecialidadCSCS

Año12

ALUMNO

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Conceptos (2)

• Esquema de relación R(A1, ... , An): Describe la relación.– R es el nombre de la relación.– A1, ... , An su lista de atributos.– dom(Ai) dominio de Ai . .

– Grado de la relación: Número de atributos (n).

• Relación (estado o ejemplar de relación) r ó r(R) de un esquema R(A1, A2, . . ., An)es un conjunto de n-tuplas r={t1, t2, . . ., tm}:

– Cada n-tupla es una lista ordenada de valores t=<v1, v2, . . ., vn>

– Cada vi con 1≤ i ≤ n es:• Un elemento de dom(Ai).• O un valor nulo.

– El esquema R se llama intensión. – Un estado de relación r(R) se llama extensión.

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Características de las relaciones

• Orden entre las tuplas: No se considera ningún orden concreto (como en los elementos de un conjunto).

• Orden en los valores de una tupla:– Una n-tupla es una lista ordenada de n valores.– A nivel lógico lo que cuenta es mantener la

correspondencia entre atributos y valores.

• Valores en las tuplas: Son atributos atómicos. – No se admiten atributos compuestos .– Ni multivaluados .

• Existe el valor nulo.

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Notación

• ALUMNO (Nombre, Código alumno, Año, Especialidad)Esquema de la relación ALUMNO de grado 4.

• t = <‘Smith’, 17,1,’CS’> 4-tupla de la relación ALUMNO.

(ALUMNO indica el cjto. actual de tuplas, también llamado estado actual de la relación o ejemplar r(R)).

• t [Nombre] = <‘Smith’>

• t [Cód. Alumno, Especialidad, Año] = <17,’CS’,1>

• ALUMNO.Nombre Califican a los atributos• ALUMNO.Año de la relación ALUMNO.

NombreSmithBrown

Código alumno178

EspecialidadCSCS

Año12

ALUMNO

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Restricciones en las relaciones

• De dominio: El valor de cada atributo debe ser atómico. En SQL se verán los tipos disponibles.

• De clave: Atributo(s) de un esquema de relación que identifican unívocamente a las tuplas.– Superclave y clave.– Clave candidata y clave primaria.

• Integridad de entidades:Ninguna clave primaria puede contener el valor nulo.

• Integridad referencial: Una tupla que referencia a otra relación, debe referirse a una tupla existente en dicha relación.

• Claves externas (extranjeras o foráneas): – Son la forma de hacer referencia a otras

relaciones.– En una relación aparece la clave principal de otra

relación.

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Restricciones de clave

• En una relación no hay 2 tuplas con todos sus valores iguales (si no, no sería un conjunto de tuplas).

• Superclave:Subconjunto de atributos de un esquema de relación que cumple:

– No hay 2 tuplas con todos sus valores iguales.– El conjunto de atributos de una relación es

superclave.

• Clave: Superclave donde cualquier atributo que se elimine produce un subconjunto que no es superclave.

– El ser o no clave no debe cambiar con el tiempo.

• Clave candidata: Una clave posible.

• Clave primaria:La clave candidata elegida.

– Se subrayan.– Es preferible que sea un solo atributo o un

subconjunto reducido de atributos.

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Restricciones de clave: Ejemplo

NúmeroMatrícula NúmeroSerieMotor Marca Modelo AñoTexas ABC-739 A69352 Ford Mustang 96

COCHE

Florida TVP-347 B43696 Oldsmobile Cutlass 99N. York MPO-22 X83554 Oldsmobile Delta 95

California 432-TFY C43742 Mercedes 190-D 93California RSK-629 Y82935 Toyota Camry 98

Texas RSK-629 U028365 Jaguar XJS 98

Figura 7.4. La relación COCHE con dos claves candidatas:NúmeroMatrícula y NúmeroSerieMotor

Ejemplo de superclave:

NúmeroMatricula + Marca

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Esquema de la BD relacional “EMPRESA”

Figura 7.5. Esquema de base de datos relacional EMPRESA; las claves primarias están subrayadas.

• Una BD relacional contiene muchas relaciones.• Las tuplas se relacionan entre sí.

NOMBRED NÚMEROD NSS_JEFE FECHA_INIC_JEFE

DEPARTAMENTO

LOCALIZACIONES_DEPT

NÚMEROD LOCALIZACIÓND

PROYECTO

NOMBREP NÚMEROP LOCALIZACIÓNP NUMD

TRABAJA_EN

NSSE NP HORAS

DEPENDIENTE

NSSE NOMBRE-DEPENDIENTE SEXO FECHA_NCTO PARENTESCO

NOMBRE INIC APELLIDO NSS FECHA_NCTO DIRECCIÓN

NSS_SUPERV ND

EMPLEADO...

SEXO SALARIO...

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Estado de la BD relacional “EMPRESA”

Figura 7.6 (1ª parte)Ejemplar (Estado) de base de datos relacional del esquema EMPRESA.


EMPLEADO

FranklinJohn

AliciaJenniferRameshJoyce

AhmadJaime

TB

JSKAVE

WongSmith

ZelayaWallaceNarayanEnglishJabbarBorg

333445555123456789

999887777987654321666884444453453453987987987888665555

1955-12-081965-01-09

1968-07-191941-06-201962-09-151972-07-311969-03-291937-11-10

Valle 638, Houston, TXFresnos 731, Houston, TX

Castillo 3321, Sucre, TXBravo 291, Bellaire, TXEspiga 875, Heras, TX

Rosas 5631, Houston, TXDalias 980, Houston, TXSorgo 450, Houston, TX

...

SEXO

HH

MMHMHH

NSS_SUPERV NDSALARIO

40.00030.000

25.00043.00038.00025.00025.00055.000

888665555333445555

987654321888665555333445555333445555987654321

nulo

55

445541

...TRABAJA_EN

NSSE NP HORAS

333445555

123456789

999887777

987654321

666884444453453453

987987987

888665555

123456789

453453453

333445555333445555333445555

999887777

987987987

987654321

21

3122310

3020

101030302020

7.532.5

40.020.020.010.010.010.0

30.010.0

10.035.05.020.015.0nulo

NOMBRED NÚMERODNSS_JEFE FECHA_INIC_JEFE

DEPARTAMENTO

InvestigaciónAdministración

Dirección

541

333445555987654321888665555 1981-06-19

1995-01-011988-05-22

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Estado de la BD relacional “EMPRESA” (cont)

Figura 7.6 (2ª parte) Ejemplar (Estado) de base de datos relacional del esquema EMPRESA.

LOCALIZACIONES_DEPT

NÚMEROD LOCALIZACIÓND1 Houston4 Stafford5 Bellaire5 Sugarland5 Houston

DEPENDIENTENSSE NOMBRE_DEPENDIENTE SEXO FECHA_NCTO PARENTESCO

M HIJA1986-04-05Alicia333445555H HIJO1983-10-25Theodore333445555M ESPOSA1958-05-03Joy333445555H ESPOSO1942-02-28Abner987654321H HIJO1988-01-04Michael123456789M HIJA1988-12-31Alicia123456789M ESPOSA1967-05-05Elizabeth123456789

PROYECTONOMBREP NÚMEROP LOCALIZACIÓNP NUMDProductoX 1 Bellaire 5ProductoY 2 Sugarland 5ProductoZ 3 Houston 5

Automatización 10 Stafford 4Reorganización 20 Houston 1

Nuevos beneficios 30 Stafford 4

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Restricciones de integridad (RI)

• Integridad de entidades: Ningún valor de una clave primaria puede tener valor nulo.

• Integridad referencial:– Se da entre 2 relaciones.– Garantiza la consistencia entre tuplas de las 2

relaciones.– Una tupla de la relación A hace referencia a la

relación B. – Deberá referirse a una tupla existente en B.– Ejemplo:

EMPLEADO.ND y DEPARTAMENTO.NUMEROD .


DEPARTAMENTO


Dirección

541

333445555987654321888665555 1981-06-19

1995-01-011988-05-22

NOMBRE INIC APELLIDO NSS

EMPLEADO

FranklinJohn


AhmadJaime

TB

JSKAVE

WongSmith


333445555123456789

999887777987654321666884444453453453987987987888665555

SALARIO NSS_SUPERV ND

40.00030.000

25.00043.00038.00025.00025.00055.000

888665555333445555

987654321888665555333445555333445555987654321

nulo

55

445541

...

A B

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Clave externa (CE)

• CE conjunto no vacío de atributos de R1 .• CE es clave extranjera si:

– CP es clave primaria de R2 .– Los dominios de CE coinciden con los de CP.– CE hace referencia a CP:

• ∀ t1 ∈ R1 ∃ t2 ∈ R2 | t1 [CE] = t2[CP] .• o bien t1 [CE] = valor nulo .

• Ejemplo:EMPLEADO.ND hace referencia a DEPARTAMENTO.

• Puede hacer referencia a la propia relación:EMPLEADO.NSS_SUPERV .

NOMBRED NÚMEROD NSS_JEFE

DEPARTAMENTO


Dirección

541

333445555987654321888665555

FECHA_INIC_JEFE

1981-06-191995-01-011988-05-22

NOMBRE INIC APELLIDO NSS

EMPLEADO

FranklinJohn


AhmadJaime

TB

JSKAVE

WongSmith


333445555123456789

999887777987654321666884444453453453987987987888665555


40.00030.000

25.00043.00038.00025.00025.00055.000

888665555333445555

987654321888665555333445555333445555987654321

nulo

55

445541

...

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Integridad referencial en el esquema

Figura 7.7. Restricciones de integridad referencial representadas en el esquema de la base de datos relacional EMPRESA.


DEPARTAMENTO

LOCALIZACIONES_DEPT


PROYECTO


TRABAJA_EN

NSSE NP HORAS

DEPENDIENTE

NSSE NOMBRE_DEPENDIENTE SEXO FECHA_NCTO PARENTESCO

NOMBRE INIC APELLIDO NSS FECHA_NCTO DIRECCIÓN SEXO


EMPLEADO...

...

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Restricciones de integridad

• Las RI se especifican utilizando una parte del lenguaje llamada DDL:– DDL = Data Definition Language / Lenguaje de

definición de datos.

– Este tipo de lenguaje debe contar con mecanismos para especificar RI.

– El SGBD puede imponerlas automáticamente.

• RI semánticas:– “El salario de un empleado no debe ser superior

al de su jefe”.

– “Dedicación semanal de un empleado a todos los proyectos no superior a 56 horas”.

• Muy pocos SGBD soportan las RI semánticas.• Se están incorporando mecanismos.

16© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Operaciones de actualización

• Las operaciones de actualización se especifican utilizando otra parte del lenguaje llamada DML:DML= Data Manipulation Language / Lenguaje de Manipulación de Datos

• Las operaciones de actualización cambian los datos de la BD, frente a las operaciones de consulta que simplemente recuperan datos de la BD pero no los cambian.

• Son las siguientes:– Insertar.– Eliminar.– Modificar.

• Cuando se aplican no deben violar ninguna restricción de integridad.

• Veremos:– Qué RI puede violar cada operación.– Qué acciones se pueden emprender en caso de

violación.

17© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Insertar

• Insertar <‘Cecilia’, ’F’, ’Kolonsky’, ’677678989’, ‘05-ABR-60’, ‘Calle Viento 6357, Malinalco, TX’, ‘M’, 28000, nulo, 4 >

en EMPLEADO.

• Puede violar los 4 tipos de RI:– Dominio:

Insertar< ..., ‘Depto 3’>– Entidades:

Insertar <‘Cecilia’,... ,’Kolonsky’, nulo,...,4>– Clave:

Insertar <‘Cecilia’, ... , ’999887777’, ... , 4>– I. referencial:

Insertar <‘Cecilia’, ..., 7>


EMPLEADO

FranklinJohn


AhmadJaime

TB

JSKAVE

WongSmith


333445555123456789

999887777987654321666884444453453453987987987888665555

1955-12-081965-01-09

1968-07-191941-06-201962-09-151972-07-311969-03-291937-11-10




...

SEXO

HH

MMHMHH


40.00030.000

25.00043.00038.00025.00025.00055.000

888665555333445555

987654321888665555333445555333445555987654321

nulo

55

445541

...

ACEPTABLE

18© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Insertar (2)

• Ante violación de RI al insertar:– Rechazar:

• Es lo que se hace normalmente.• Útil explicación SGBD.

– Corregir:• Se usa más para modificaciones y

eliminaciones.• Entidades:

– Pedir NSS válido.– Que la clave no sea nula ni exista ya.

• I.Referencial:– Pedir valor existente o nulo.– Pedir introducción de la tupla

correspondiente al valor referenciado:» Pedir datos del departamento 7

(que no existía)– Pedir en Cascada :

» Pedir datos del departamento 7» Una vez que el departamento

existe, pedir de nuevo el empleado

19© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Eliminar

• Eliminar todos los TRABAJA_EN con NSSE=‘999887777’ y NP=10.

• Se eliminan todas las tuplas que cumplan la condición.

• Solamente se puede violar la integridad referencial si las CEs de otras tuplas de la BD hacen referencia a la tupla que se va a eliminar.

• Puede violar I. referencial:– Eliminar todo EMPLEADO con NSS=‘999887777’– Eliminar todo EMPLEADO con NSS=‘333445555’


EMPLEADO

FranklinJohn


AhmadJaime

TB

JSKAVE

WongSmith


333445555123456789

999887777987654321666884444453453453987987987888665555

1955-12-081965-01-09

1968-07-191941-06-201962-09-151972-07-311969-03-291937-11-10




...

SEXO

HH

MMHMHH


40.00030.000

25.00043.00038.00025.00025.00055.000

888665555333445555

987654321888665555333445555333445555987654321

nulo

55

445541

...

ACEPTABLE

20© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Eliminar (2)

• Ante violación de RI al eliminar, se puede:– Rechazar.– Propagar:

• Eliminar todas las tuplas con referencia a la eliminada. A esto se le denomina eliminación en cascada.

– Modificar:• Poner un valor existente en referencias.• Poner valor nulo en referencias

(no si es parte de la clave primaria).– Propagar y modificar:

• Al eliminar un EMPLEADO podríamos:– Eliminar referencias en TRABAJA_EN y

DEPENDIENTE.

– Modificar referencias en EMPLEADO y DEPARTAMENTO (las de los empleados y departamentos en los que era jefe el empleado borrado).

• En general, el SGBD permite especificar la opción a aplicar.

21© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Modificar

• Modificar el SALARIO del EMPLEADOcon NSS=‘999887777’ a 28.000.

• Con atributos que no sean clave primaria ni externa:– No suelen producirse problemas.– Salvo que no sea un valor del dominio.

• Si es clave primaria:– Equivale a eliminar la tupla e insertar una nueva.– Mismos problemas que en insertar y eliminar.

• Si es clave extranjera:– El SGBD debe asegurar que el nuevo valor existe.

• Ejemplos que violan la RI:– I. Referencial:

Modificar todos los ND de EMPLEADOcon NSS=‘999887777’ a 7.

– Clave primaria e I. referencial:Modificar todos los NSS de EMPLEADO

con NSS=‘999887777’ a ‘987654321’.

ACEPTABLE

22© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Transformación ER-relacional

• Algoritmo en 7 pasos para transformar un esquema E/R en el modelo relacional correspondiente. Los pasos se han de dar en el orden indicado.

• Paso 1: T. entidades normales (no débiles)Por cada tipo de entidad normal E crear una relación R que contenga todos los atributos simples de E. Si hay algún atributo compuesto se ponen sus componentes simples. Se elige una clave como clave primaria.

A1 A2 A3 A5R (de E)

A6E

A1A2

A3

A4A5

A6

E2A4

A1A2

A3 A2 A3 A4R (de E2)

23© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Transformación ER-relacional (2)

• Paso 2: T. entidades débiles (+Vínculos identificadores)Por cada tipo de entidad débil W crear una relación R con todos los atributos de W (los compuestos con sus componentes simples).Se incluyen también como atributos las claves primarias de la/s relación/es propietarias.La clave de la nueva relación R estará formada por la combinación de las claves primarias de las relaciones propietarias más la clave parcial de W.

Con este paso quedan tratados tanto los tipos de entidad débiles, como sus vínculos identificadores.

W E

A1 B2B1

B1 A1 A2R (de W)A2

CE

24© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


• Paso 3: T. relación 1:1

Por cada vínculo 1:1 se incluye como clave externa en S (mejor que S sea la de participación total, si la hay) la clave primaria de T. Si hay atributos en el vínculo se ponen también en S.

• Paso 4: T. relación 1:N

Por cada vínculo 1:N se incluye como clave externa en S (la relación surgida de la parte N del vínculo) la clave primaria de T. Si hay atributos en el vínculo se ponen también en S.

E1 E2

A1 B2A1 A2 B1S (de E1, T=E2)A2

1 1B1

R1

R1CE

E1 E21 1

Mejor

E1 E2

A1 B2A1 A2 B1S (de E1, T=E2)A2

N 1B1

R1

R1CE

25© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


• Paso 5: T. relación M:N

Por cada tipo de vínculo M:N se crea una nueva relación S para representar al vínculo R.Se incluyen como atributos de clave externa las claves primarias de las relaciones surgidas a partir de E1 y E2.La clave primaria de S será la combinación de las claves primarias anteriores.Si el tipo de vínculo tiene atributos, éstos se incluyen también en S.

– Se puede usar también para 1:1 y 1:N.– Mejor cuando haya pocas ocurrencias de la relación

(menos nulos).

E1 E2R

A1 B2A1 B1S (de R)A2

M NB1

R1

R1CE CE

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• Paso 6: Atributos multivaluadosPor cada atributo multivaluado A se crea una nueva relación S que incluye el atributo correspondiente a A y la clave primaria K de la relación correspondiente al tipo de entidad donde está A.La clave será normalmente la combinación de A más K.

EA1A2

A1 A3EA3

A1 A2R (de A2)

CE

E2A1A2

A4

A5A1 A3E2

A3

A1 A4R2 (de A2)

A5CE

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• Paso 7: T. relaciones n-arias

Por cada tipo de vínculo n-ario R se crea una nueva relación S con atributos clave externa las claves primarias de las relaciones surgidas de todos los tipos de entidad participantes. La clave primaria de S será una combinación de estas claves.Si existen atributos en el vínculo, se añadirán también como atributos de S.

– Si hay algún (*,1) entonces la clave es la de esta entidad. El * es la participación (0 parcial ó 1 total).

E1 E2R

A1 B2A1 B1 C1S (de R)A2 B1

R1

R1CE

E3

C2C1

CECE

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ESQUEMA ER DE LA BD “EMPRESA”

1

Nombre

NombreP Iniciales Apellido

FAMILIAR*

ES_FAMILIA_DE

Fecha nacimiento

Parentesco

Sexo

N

Nombre

TRABAJA_PARA DIRIGE

TRABAJA_EN

PROYECTONombre

NúmeroLocalización

DEPARTAMENTO

Nombre

Número

Localizaciones

Fecha inicio

Número de empleadosHoras

CONTROLA

N

1

1

1

N

1

N

M

Sexo Dirección SalarioNSSFecha nacimiento

SUPERVISA

1

N

supervisor

supervisado

EMPLEADO

*Familiar=dependiente

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Transformación ER-relacional BD EMPRESA

NOMBREPROYECTO

NÚMERO LOCALIZACIÓN

NOMBREDEPARTAMENTO

NÚMERO

• PASO 1: TE. Fuertes

• PASO 2: TE. Débiles

FAMILIARNOMBRENSS FECHA_NCTOSEXO PARENTESCO

• PASO 3: TV. 1:1

NOMBREDEPARTAMENTO

NÚMERO NSS_JEFE FECHA_INIC_JEFE

• PASO 4: TV. 1:N

NOMBREPROYECTO

NÚMERO LOCALIZACIÓN ND

NOMBREPEMPLEADO

INICIALES APELLIDO NSS FECHA_NCTO SEXO

DIR SALARIO...

NOMBREPEMPLEADO


DIR SALARIO ND NSS_SUPERV...

30© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Transformación ER-relacional BD EMPRESA (2)

NOMBREPROYECTO

NÚMERO LOCALIZACIÓN ND

NOMBREDEPARTAMENTO

NÚMERO NSS_JEFE FECHA_INIC_JEFE

• PASO 5: TV. M:N

TRABAJA_ENNSSENÚMEROP HORAS

• PASO 6: Atr. Multivaluados

LOCALIZACIONES_DPTONÚMEROD LOCALIZACIÓN

• Solución completa:

LOCALIZACIONES_DPTONÚMEROD LOCALIZACIÓN

TRABAJA_ENNSSENÚMEROP HORAS

NOMBREPEMPLEADO


DIR SALARIO ND NSS_SUPERV...FAMILIAR

NOMBRENSS FECHA_NCTOSEXO PARENTESCO

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Transformación ER- relacional

• Más ejemplos:Convertir los esquemas conceptuales de los ejercicios BUQUES y BIBLIOTECA del tema anterior en los modelos relacionales correspondientes aplicando el algoritmo de los 7 pasos.

32© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Definir esquemas de BDR (relaciones)

• Un esquema de base de datos relacional (BDR) se define mediante un lenguaje de definición de datos (DDL).

• El DDL nos permite:– Dar nombre al esquema de BD.

– Declarar dominios de atributos:• Nombre dominio.• Tipo de datos.

– Definir cada relación:• Nombre relación.• Nombre atributos.• Dominio atributos.• Indicar clave primaria (y candidatas).• Indicar claves extranjeras (claves que son

primarias en otra relación).

• La mayoría de los DDLs se basan en el lenguaje SQL, que a su vez se basa en el álgebra relacional.

33© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Álgebra relacional

• Operaciones para manipular relaciones enteras.

• De teoría de conjuntos:– UNIÓN.– INTERSECCIÓN.– DIFERENCIA.– PRODUCTO CARTESIANO.

• Específicas:– SELECCIÓN.– PROYECCIÓN.– REUNIÓN (JOIN).

• DIVISIÓN.

• Otras:– FUNCION AGREGADA.– CIERRE RECURSIVO.– REUNIÓN EXTERNA.– UNIÓN EXTERNA.

Binarias

Binaria

Unarias

Binaria

Operación Unaria: Interviene una sola relaciónOperación Binaria: Intervienen dos relaciones

34© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Selección

• Selecciona un subconjunto de tuplas de una relación.

• Las que satisfacen una condición.• El resultado es otra relación.

• σND=4(EMPLEADO)• σSALARIO>30000(EMPLEADO)

• La relación resultante tiene los mismos atributos.• Tiene menor o igual número de tuplas.

• Condición: {=, <, ≤≤≤≤, >, ≥≥≥≥, ≠≠≠≠} Y, O, NO.

σσσσ<condición selección>(R)

SIGMA

OPERADORES RELACIONALES

OPERADORES LÓGICOS

35© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Selección (2)

σ(ND=4 Y SALARIO>25000) o (ND=5 Y SALARIO>30000)(EMPLEADO)

Fig. 7.8. (a)

Propiedades de la selección:• Conmutativa:

σ<COND1>( σ<COND2>(R) ) = σ<COND2>( σ<COND1>(R) )

• Combinación cascada de selecciones:σ<COND1>( σ<COND2>(R) ) = σ<COND1> Y <COND2>(R)

NOMBRE INIC APELLIDO

Franklin

Jennifer

Ramesh

T

S

K

Wong

Wallace

Narayan

NSS

333445555

987654321

666884444

FECHA_NCTO

1955-12-08

1941-06-20

1962-09-15

DIRECCIÓN

Valle 638, Houston, TX

Bravo 291, Bellaire, TX

Espiga 875, Heras, TX

...

SEXO

H

M

H


40.000

43.000

38.000

888665555

888665555

333445555

5

4

5

...

36© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Proyección

• Selecciona algunas columnas de una relación.• El resultado es otra relación.• La relación resultante tiene sólo los atributos

especificados.• Atributos en el mismo orden especificado.• Eliminación de duplicados.

ππππ<lista de atributos>(R)

lista de atributos: Atributos separados por comas

PI

37© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Proyección (2)

• πAPELLIDO, NOMBRE, SALARIO(EMPLEADO)

NOMBREAPELLIDO

FranklinJohn


AhmadJaime

WongSmith


SALARIO

40.00030.000

25.00043.00038.00025.00025.00055.000

Propiedades de la proyección:• Combinación cascada de proyecciones:

π<LISTA1> (π<LISTA2> (R)) = π<LISTA1> (R)donde <LISTA1> ⊂ <LISTA2> .

• No conmutativa.

Fig. 7.8. (b)πAPELLIDO, NOMBRE, SALARIO (EMPLEADO)

SEXO

HH

MMHHH

SALARIO

40.00030.000

25.00043.00038.00025.00055.000

Fig. 7.8. (c)πSEXO, SALARIO (EMPLEADO)

38© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Resultados intermediosCambios de nombre

• En álgebra relacional se pueden asignar los resultados obtenidos en una operación (todo resultado da una relación) a otra relación; para así ir hallando resultados intermedios.

• Los nombres de los atributos de S son los mismos que tuviésemos en R. Se pueden cambiar los nombres de los atributos mediante:

S←←←←RR: Cualquier operación o conjunto de operaciones que nos de una relación.S: Nueva relación en la que se guarda Ry que tiene los mismos atributos que R.

S(lista nuevos nombres)←←←←Rlista nuevos nombres: Nuevos nombrespara los atributos resultantes, separadospor comas y en el mismo orden que estuvieran en R.

39© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Resultados intermediosCambios de nombre (2)

• πNOMBRE, APELLIDO, SALARIO(σND=5(EMPLEADO))

Fig 7.9. (a)

• Alternativa con resultados intermedios:

EMPS_DEP5 ← σND=5(EMPLEADO)RESULTADO←πNOMBRE,APELLIDO,SALARIO(EMPS_DEP5)

• Alternativa con resultados intermedios y cambios de nombre:

TEMP ← σND=5(EMPLEADO)R(NOMBRE_PILA, PRIMER_APELL, SALARIO)

← πNOMBRE,APELLIDO,SALARIO(TEMP)

NOMBRE APELLIDO

FranklinJohn

RameshJoyce

WongSmith

NarayanEnglish

SALARIO

40.00030.000

38.00025.000


SEXO

FranklinJohn

RameshJoyce

TB

KA

WongSmith

NarayanEnglish

333445555123456789

666884444453453453

1955-12-081965-01-09

1962-09-151972-07-31


Espiga 875, Heras, TXRosas 5631, Houston, TX

HH

HM

...


40.00030.000

38.00025.000

888665555333445555

333445555333445555

55

55

...

TEMP

NOMBRE_PILA PRIMER_APELL

FranklinJohn

RameshJoyce

WongSmith

NarayanEnglish

SALARIO

40.00030.000

38.00025.000

R

Fig. 7.9. (b) Resultados de expresiones del álgebra relacional.

40© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Operaciones de T. de conjuntos

Unión, intersección y diferencia.• Son operaciones binarias.• Su resultado es otra relación.• Las 2 relaciones han de tener igual tipo de tuplas:

Compatibilidad de unión.

R ∪∪∪∪ SLa Unión entre dos relaciones R y S nos da todaslas tuplas tanto de R como de S, eliminando las que están repetidas.

R ∩∩∩∩ SLa Intersección entre dos relaciones R y S nos da todas las tuplas comunes a R y S, eliminando las que están repetidas.

R - SLa Diferencia entre dos relaciones R y S nos da todas las tuplas de R que no están en S.

41© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


Ejemplo de Unión

EMPS_DEP5 ← σND=5(EMPLEADO)RESULTADO1←πNSS(EMPS_DEP5)RESULTADO2(NSS) ←πNSS_SUPERV (EMPS_DEP5)RESULTADO← RESULTADO1∪ RESULTADO2

NSS

333445555123456789

666884444453453453

RESULTADO1

NSS333445555888665555

RESULTADO2

NSS

333445555123456789

666884444453453453

RESULTADO

888665555

Fig. 7.10. RESULTADO← RESULTADO1∪ RESULTADO2

42© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplos de unión e intersección

• Propiedades de Unión e intersección:– Conmutativas:

R ∪ S = S ∪ RR ∩ S = S ∩ R

– Asociativas:(R ∪ S) ∪ T = R ∪ (S ∪ T) (R ∩ S) ∩ T = R ∩ (S ∩ T)

Fig. 7.11 (a)Dos relacionescompatibles con la unión.

ALUMNONOM

RameshSusana

JosuéBárbaraAmanda

JaimeErnesto

APEL

SánchezYáñez

LandaJaimesFloresVélez

Gómez

NOM

RicardoJohn

SusanaFrancisco

PROFESOR

Ramesh

APEL

BuenoSmith

YáñezJiménezSánchez

NOM

RameshSusana

APEL

SánchezYáñez

NOM

RameshSusana


JaimeErnesto

APEL

SánchezYáñez


Gómez

RicardoJohn

FranciscoBuenoSmith

Jiménez

Fig 7.11. (b) ALUMNO ∩ PROFESOR

Fig 7.11. (c) ALUMNO ∪ PROFESOR

43© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplos de diferencia

• La diferencia no es conmutativa:R — S ≠≠≠≠ S — R (en general)

Fig. 7.11. (d)ALUMNO — PROFESOR

ALUMNONOM

RameshSusana


JaimeErnesto

APEL

SánchezYáñez


Gómez

NOM

RicardoJohn

SusanaFrancisco

PROFESOR

Ramesh

APEL

BuenoSmith

YáñezJiménezSánchez

NOMJosué

BárbaraAmanda

JaimeErnesto

APELLandaJaimesFloresVélez

Gómez

NOM

RicardoJohn

Francisco

APEL

BuenoSmith

Jiménez

Fig. 7.11. (e)PROFESOR— ALUMNO

44© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


Producto cartesiano (CROSSJOIN).• Intervienen dos relaciones.• Esas relaciones no tienen por qué ser compatibles

con la unión.

R ×××× S

El resultado del producto cartesiano consta de todas las combinaciones posibles de cada tupla de R seguida de otra de S. Es decir:- Tiene todos los atributos de R y S; primero los de

R y seguidos los de S.- Tiene n* m tuplas; siendo n el número de tuplas

de R y m el número de tuplas de S.

PRODUCTO CARTESIANO

45© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplo Producto cartesiano

• Ejemplo: Obtener los familiares de empleadas.

EMPS_MUJER ← σsexo=‘M’(EMPLEADO)NOMBRESEMP←πNOMBRE,APELLIDO,NSS(EMPS_MUJER)DEPENDIENTES_EMP ←

NOMBRESEMP ×××× DEPENDIENTEDEPENDIENTES_REALES←

σNSS=NSSE(DEPENDIENTES_EMP)RESULTADO←πNOMBRE,APELLIDO,NOMBRE_DEPEN-

DIENTE(DEPENDIENTES_REALES)


SEXO

EMPS_MUJER

AliciaJenniferJoyce

JSA

ZelayaWallaceEnglish

999887777987654321453453453

1968-07-191941-06-201972-07-31

Castillo 3321, Sucre, TXBravo 291, Bellaire, TX

Rosas 5631, Houston, TX

MMM

...

SALARIO NSS_SUPERV ND25.00043.00025.000

987654321888665555333445555

445

...

NOMBRE APELLIDO NSS

NOMBRES_EMP

AliciaJenniferJoyce


999887777987654321453453453

Fig. 7.12.

46© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplo Producto Cartesiano (2)

DEPENDIENTES_EMP ←NOMBRES_EMP ×××× DEPENDIENTE

NOMBRE APELLIDO NSSNOMBRES_EMP

AliciaJenniferJoyce


999887777987654321453453453DEPENDIENTE



DEPENDIENTES_EMP

NOMBRE APELLIDO NSS

Alicia Zelaya 999887777

Jennifer Wallace 987654321

Joyce English 453453453

Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777

NSSE NOMBRE_DEPENDIENTE SEXO ...M ...Alicia333445555H ...Theodore333445555M ...Joy333445555H ...Abner987654321H ...Michael123456789M ...Alicia123456789M ...Elizabeth123456789M ...Alicia333445555H ...Theodore333445555M ...Joy333445555H ...Abner987654321H ...Michael123456789M ...Alicia123456789M ...Elizabeth123456789M ...Alicia333445555H ...Theodore333445555M ...Joy333445555H ...Abner987654321H ...Michael123456789M ...Alicia123456789M ...Elizabeth123456789

Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321

Joyce English 453453453Joyce English 453453453Joyce English 453453453Joyce English 453453453Joyce English 453453453Joyce English 453453453

Fig. 7.12

47© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplo Producto Cartesiano (3)

DEPENDIENTES_REALES←σNSS=NSSE(DEPENDIENTES_EMP)

RESULTADO← πNOMBRE,APELLIDO,NOMBRE_DEPENDIENTE(DE-PENDIENTES_REALES)

NOMBRE APELLIDO NSS

DEPENDIENTES_REALES

NSSE NOMBRE_DEPENDIENTE SEXO ...H ...Abner987654321Jennifer Wallace 987654321

NOMBRE APELLIDO

RESULTADO

NOMBRE_DEPENDIENTE

AbnerJennifer Wallace

DEPENDIENTES_EMP

NOMBRE APELLIDO NSS

Alicia Zelaya 999887777

Jennifer Wallace 987654321

Joyce English 453453453

Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777Alicia Zelaya 999887777

NSSE NOMBRE_DEPENDIENTE SEXO ...M ...Alicia333445555H ...Theodore333445555M ...Joy333445555H ...Abner987654321H ...Michael123456789M ...Alicia123456789M ...Elizabeth123456789M ...Alicia333445555H ...Theodore333445555M ...Joy333445555H ...Abner987654321H ...Michael123456789M ...Alicia123456789M ...Elizabeth123456789M ...Alicia333445555H ...Theodore333445555M ...Joy333445555H ...Abner987654321H ...Michael123456789M ...Alicia123456789M ...Elizabeth123456789

Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321Jennifer Wallace 987654321

Joyce English 453453453Joyce English 453453453Joyce English 453453453Joyce English 453453453Joyce English 453453453Joyce English 453453453

48© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Reunión (JOIN)

• Combina tuplas relacionadas de 2 relaciones.• Operación muy importante para una BDR.• Permite procesar vínculos entre relaciones.• Eliminación de duplicados.• Las relaciones que intervienen no tienen por qué ser

compatibles con la unión.• Su resultado puede tener un máximo de n* m tuplas

(si todas las tuplas cumplen la condición de reunión).

R <condición de reunión>S

El resultado de la Reunión consta de todas las combinaciones de cada tupla de R seguida de otra de S, que satisfagan la condición de reunión.Es equivalente a un producto cartesianoseguido de una selección.

REUNIÓN

49© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplo de Reunión

• Ejemplo: Obtener el nombre del departamento y el nombre (nombre y apellido) del jefe de cada departamento.

JEFE_DEPTO ←DEPARTAMENTO NSS_JEFE=NSS EMPLEADO

(se lee: reunión entre departamento y empleado con NSS_JEFE= NSS)

RESULTADO ←πNOMBRED,APELLIDO,NOMBRE(JEFE_DEPTO)

Fig. 7.13. La operación REUNIÓN.

NSS FECHA_NCTO DIRECCIÓN SEXO

333445555987654321888665555

1955-12-081941-06-201937-11-10

Valle 638, Houston, TXBravo 291, Bellaire, TXSorgo 450, Houston, TX

HMH


40.00043.00055.000

888665555888665555

nulo

541


JEFE_DEPTO


Dirección

541

333445555987654321888665555 1981-06-19

1995-01-011988-05-22

NOMBRE INIC APELLIDO

FranklinJenniferJaime

TSE

WongWallace

Borg

...

...

50© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplo de Reunión (2)

• En el ejemplo del producto cartesiano:DEPENDIENTES_EMP ←

NOMBRES_EMP ×××× DEPENDIENTEDEPENDIENTES_REALES←

σNSS=NSSE(DEPENDIENTES_EMP)

• Lo anterior equivale a:DEPENDIENTES_REALES ←

NOMBRES_EMP NSS=NSSE DEPENDIENTE

51© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Condición de reuniónTipos de reunión (JOIN)

Condición de reunión: – En términos de atributos de R y S.– Evaluada por cada combinación de tuplas.– Tiene la forma: <condición> Y <condición> Y ... Y <condición> – Cada condición tiene la forma:

• Ai θθθθ Bj donde Ai ∈ R y Bj ∈ S• θθθθ ∈ {=, <, ≤, >, ≥, ≠}

Tipos de reunión:

• Reunión Theta (θθθθ ): Cualquier operación de reunión. – Las tuplas cuyo atributo de reunión sea nulo

NO aparecen en el resultado.

• Equirreunión (Equijoin): Las que sólo utilizan comparaciones de igualdad.– El resultado siempre tiene pares de atributos

con valores idénticos en todas las tuplas.

52© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Condición de reuniónTipos de reunión (2)

• Reunión natural (Natural join): – Equirreunión seguida de la eliminación de

atributos superfluos (se eliminan los atributos cuyo nombre se repite).

– Reunión en base a todos los pares de atributos de igual nombre.

– Exige algún par de atributos de igual nombre en las dos relaciones que intervienen.

– Se identifica con *.

R * SUna Reunión Natural es un tipo de Reuniónen la que la condición de reunión está formadapor tantas condiciones de igualdad unidas mediante el operador lógico Y como paresde atributos tengan el mismo nombre en R y S.

REUNIÓNNATURAL

53© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplo de reunión natural

Añadir a cada proyecto la información del departamento que lo controla

DEPTO(NOMBRED, ND,NSS_JEFE,FECHA_INIC_JEFE) ←DEPARTAMENTOPROY_DEPTO ← PROYECTO * DEPTO

• ND es el atributo de reunión.

NOMBRED ND NSS_JEFE FECHA_INIC_JEFEDEPTO

Dirección 1 888665555 1981-06-19Administración 4 987654321 1995-01-01Investigación 5 333445555 1988-05-22

PROYECTO

NOMBREP NÚMEROP LOCALIZACIÓNP ND

ProductoX 1 Bellaire 5ProductoY 2 Sugarland 5ProductoZ 3 Houston 5



PROY_ DEPTO

NOMBREP NÚMEROP LOCALIZACIÓNP ND


Automatización 10 Stafford 4Reorganización 20 Houston 1Nuevos beneficios 30 Stafford 4

Investigación 333445555 1988-05-22Investigación 333445555 1988-05-22Investigación 333445555 1988-05-22

Administración 987654321 1995-01-01

Administración 987654321 1995-01-01Dirección 888665555 1981-06-19

NOMBRED NSS_JEFE FECHA_INIC_JEFE

Fig. 7.14. (a) PROY_ DEPTO ← PROYECTO * DEPTO

54© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplo de reunión natural (2)

Añadir los lugares de ubicación de cada departamentoDEPTO_LOCS ←DEPARTAMENTO * LOCALIZACIONES_DEPT


DEPARTAMENTO


Dirección

541

333445555987654321888665555 1981-06-19

1995-01-011988-05-22

LOCALIZACIONES_DEPT


1 Houston4 Stafford5 Bellaire5 Sugarland5 Houston

• En este ejemplo sólo hay un par de atributos de igual nombre (NÚMEROD).

• Si hubiera más pares con igual nombre se seleccionarían sólo las tuplas que igualen todas las parejas de atributos.


DEPTO_ LOCS

AdministraciónDirección

41

987654321888665555 1981-06-19

1995-01-01Investigación 5 333445555 1988-05-22

LOCALIZACIÓND

Houston

StaffordBellaire

Sugarland

Houston

Investigación 5 333445555 1988-05-22Investigación 5 333445555 1988-05-22

Fig. 7.14.(b) La operación REUNIÓN NATURAL.

55© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Selectividad de reunión.Conjunto completo

• Selectividad de reunión: Razón que se obtiene dividiendo el tamaño esperado para la reunión (se realiza una estimación) entre el tamaño máximo posible (nº de tuplas de R* nº de tuplas de S).

• El álgebra relacional es un Conjunto completo: – Cualquier operación del álgebra relacional se

puede expresar como secuencia de operaciones del conjunto {σ, π, ∪ , —, ×××× }.

– Operaciones tan importantes como la reunión no son estrictamente necesarias.

– Se mantienen por comodidad y frecuencia de uso.

56© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

División

• Ejemplo: T ←←←← R ÷÷÷÷ S

Fig. 7.15 (b)

• En el ejemplo: Z={A,B}; X={A}; Y={B}

Aa1

S

a2a3

Bb1

T

b4

Aa1

R

a2a3a4a1

a2a3

a4a1a2

a3

a3

b1

b4

b1b1b1

b4b4

b2b2b3b3b3

B

R(Z) ÷÷÷÷ S(X)

Z: Atributos de RX: Atributos de SPara dividir se tiene que cumplir que X ⊆ ZY: Son los atributos de R que no están en S,es decir, R-S. Constituyen los atributos del resultado de la división. Devuelve cada conjunto de atributos Y de R que tenga a todos y cada uno de los X distintos que haya en S.

57© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejemplo de División

• Obtener los nombres de los empleados que trabajan en todos y cada uno de los proyectos en los que trabaja John Smith.

SMITH ← σNOMBRE=‘John’ Y APELLIDO=‘Smith’(EMPLEADO)NÚMSP_SMITH ← πNP(TRABAJA_EN NSSE=NSS SMITH)

Fig. 7.15 (a)

NSS_NÚMSP ← πNP,NSSE(TRABAJA_EN)NSSS(NSS)← NSS_NÚMSP ÷ NÚMSP_SMITH

Fig. 7.15 (a)

RESULTADO ← πNOMBRE, APELLIDO(NSSS * EMPLEADO)

NÚMSP_SMITHNP12

NP12

NSSE

3122310203010

123456789123456789666884444453453453

1030302020

453453453333445555333445555333445555333445555999887777999887777987987987987987987987654321987654321888665555

NSS_NÚMSP NSSSNSS

123456789453453453

58© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Otras operaciones relacionales

• Los SGBD introducen operaciones no estándar en el álgebra relacional: funciones agregadas, cierre recursivo, reunión y unión externa.

Funciones agregadas (ℑℑℑℑ))))

<atribs agrupación> ℑℑℑℑ <lista funciones> (R)

Devuelve una relación con los resultados de la listade funciones agrupados por los atributos indicados.

<atribs agrupación>: Uno o varios atributos separados por comas. Son los atributos por los que queremos que aparezca cada resultado.<lista funciones>: Son pares de la forma <función agregada> <atributo> separados por comas.<función agregada>: Las más comunes son:CUENTA : Contabiliza el número de tuplas no nulas del atributo indicado.SUMA: Suma el contenido de las tuplas del atributoindicado. PROMEDIO: Lo mismo para la media. MÁXIMO: Calcula el valor máximo contenido en las tuplas del atributo indicado.MÍNIMO: Lo mismo para el valor mínimo.

F GÓTICA

59© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Otras operaciones relacionales (2)

Ejemplos de Funciones agregadas (ℑℑℑℑ))))

R(ND, NÚM_DE_EMPLEADOS,PROMEDIO_SALARIO) ← ND ℑℑℑℑ CUENTA NSS, PROMEDIO SALARIO(EMPLEADO)

• R2← ND ℑℑℑℑ CUENTA NSS, PROMEDIO SALARIO(EMPLEADO)

• R3← ℑℑℑℑ CUENTA NSS, PROMEDIO SALARIO(EMPLEADO)

ND NÚM_DE_EMPLEADOS PROMEDIO_SALARIO5 4 332504 3 310001 1 55000

R

ND CUENTA_NSS PROMEDIO_SALARIO5 4 332504 3 310001 1 55000

R2

CUENTA_NSS PROMEDIO_SALARIO8 35125

R3

Fig. 7.16. La operaciónFUNCIÓN.

60© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


Cierre recursivo• Se aplica a un vínculo recursivo (como SUPERVISA).• Ej: Obtener los supervisados por James Borg a

todos los niveles (directa o indirectamente).

NSS_BORG ←πNSS(σNOMBRE=‘James’ Y APELLIDO=‘Borg’EMPLEADO))

SUPERVISIÓN (NSS1, NSS2) ← πNSS, NSS_SUPERV(EMPLEADO)

Supervisados directamente por Borg:RDO1 (NSS) ← πNSS1(SUPERVISIÓN NSS2=NSSNSS_BORG)

Supervisados por los subordinados directos de Borg:RDO2 (NSS) ← πNSS1(SUPERVISIÓN NSS2=NSSRDO1)

Supervisados en los niveles 1 y 2 por Borg:RDO ← RDO1 ∪ RDO2

NSS1 NSS2

SUPERVISIÓN

333445555123456789

999887777987654321666884444453453453987987987888665555

888665555333445555

987654321888665555333445555333445555987654321

nulo

NSS_BORG888665555

RDO1NSS

987654321333445555

NSS

999887777123456789

666884444453453453987987987

RDO2

61© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


Reunión externa izquierda R ]××××| S• Conserva todas las tuplas de R aunque sea rellenando todos los

campos correspondientes a S con valores nulos.

• TEMP ← EMPLEADO ]××××|NSS=NSS_JEFE DEPARTAMENTO

• RESULTADO ← πNOMBRE, INIC, APELLIDO, NOMBRED(TEMP)

Reunión externa derecha R |××××[ SReunión externa completa R ]××××[ S

Fig. 7.18. La operaciónREUNIÓN EXTERNA

IZQUIERDA

...NOMBRED NÚMERODNSS_JEFE

DEPARTAMENTO


Dirección

541

333445555987654321888665555

APELLIDO NSS

EMPLEADO

WongSmith


333445555123456789

999887777987654321666884444453453453987987987888665555

ND

55

445541

......

RESULTADOAPELLIDO NOMBRED

Smith nuloWong InvestigaciónZelaya nulo

Wallace AdministraciónNarayan nuloEnglish nuloJabbar nuloBorg Dirección

NOMBRE INICJon B

Franklin TAlicia J

Jennifer SRamesh KJoyce A

Ahmad VJaime E

62© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


Unión externa

• Unión de tuplas parcialmente compatibles.• El resultado conserva los atributos no compatibles.• Las tuplas sin valor para atributos no compatibles

tienen valor nulo.

Ejemplo: Atributos CENTRO y DPTO incompatibles.

NOMBRE

RicardoJohn

Susana

PROFESOR

Ramesh

APELLIDO

BuenoSmith

YáñezSánchez

DPTO

21

13

ALUMNONOMBRE

RameshSusana


APELLIDO

SánchezYáñez

LandaJaimesFlores

CENTRO

FDSSFISS

FQSSFISSEPSS

RESULTADONOMBRE

RameshSusana


APELLIDO

SánchezYáñez

LandaJaimesFlores

CENTRO

FDSSFISS

FQSSFISSEPSS

DPTO1

nulo3

nulonulo

RicardoJohn

BuenoSmith

21nulo

nulo

63© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Consultas álgebra relacional

C1) Nombre y dirección de los empleados del departamento de investigación.

DEPTO_INV←σNOMBRED=‘Investigación’(DEPARTAMENTO)EMPS_DEPTO_INVEST←DEPTO_INV NUMEROD=ND EMPLEADO

RESULTADO ← πNOMBRE,APELLIDO,DIRECCIÓN (EMPS_DEPTO_INVEST)

¿Con *?

C2) Nº de proyecto, nº de departamento que lo controla, apellido, dirección y fecha de nacimiento del gerente del departamento de todos los proyectos realizados en Stafford.

PROYS_STAFFORD←σLOCALIZACIÓNP=‘Stafford’(PROYECTO)DEPTO_CONTR←

PROYS_STAFFORD NUMD=NÚMEROD DEPARTAMENTO

JEFE_DEPTO_PROY← DEPTO_CONTR NSS_JEFE=NSS EMPLEADO

RESULTADO ← πNÚMEROP,NUMD,APELLIDO,DIRECCIÓN,

FECHA_NCTO (JEFE_DEPTO_PROY)

NOMBRE INICAPELLIDONSS FECHA_NCTO DIRECCIÓN

NSS_SUPERV ND

EMPLEADO...

SEXO SALARIO...NOMBRED NÚMEROD NSS_JEFE FECHA_INIC_JEFEDEPARTAMENTO

PROYECTONOMBREP NÚMEROP LOCALIZACIÓNP NUMD

64© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Consultas álgebra relacional (2)C3) Nombre de los empleados que trabajan en todos los proyectos

del departamento 5.PROYS_DEPTO5(NP)← πNÚMEROP (σNUMD=5 (PROYECTO))EMP_PROY(NSS,NP) ← πNSSE,NP (TRABAJA_EN)RESUL_NSS_EMP← EMP_PROY ÷ PROYS_DEPTO5

RESULTADO ← πAPELLIDO, NOMBRE (RESUL_NSS_EMP * EMPLEADO)

C4) Números de proyecto donde interviene Wong como trabajador o como director del dpto. que lo controla.

WONGS(NSSE)← πNSS (σAPELLIDO=‘Wong’ (EMPLEADO))WONG_TRAB_PROYS← πNP (TRABAJA_EN * WONGS)

JEFES ←πAPELLIDO, NÚMEROD (EMPLEADO NSS=NSS_JEFEDEPARTAMENTO)

DPTOS_DIRIG_WON(NUMD)← πNÚMEROD(σAPELLIDO=‘Wong’ (JEFES))

WONG_JEFE_PROYS(NP) ←πNÚMEROP (DPTOS_DIRIG_WON * PROYECTO)

RESULTADO ← WONG_TRAB_PROYS ∪ WONG_JEFE_PROYS

NOMBRE INICAPELLIDONSS FECHA_NCTO DIRECCIÓN

NSS_SUPERV ND

EMPLEADO...

SEXO SALARIO...NOMBRED NÚMEROD NSS_JEFE FECHA_INIC_JEFEDEPARTAMENTO

PROYECTONOMBREPNÚMEROPLOCALIZACIÓNP NUMD

TRABAJA_ENNSSE NP HORAS

65© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Consultas álgebra relacional (3)

C5) Empleados (apellido, nombre) con 2 o más dependientes.T1(NSS, NUM_DE_DEPS) ←

NSSE ℑℑℑℑ CUENTA NOMBRE_DEPENDIENTE (DEPENDIENTE)T2 ← σNUM_DE_DEPS>=2 (T1)

RESULTADO ← πAPELLIDO, NOMBRE, (T2 * EMPLEADO)

C6) Empleados (apellido, nombre) sin dependientes.TODOS_EMPS ← πNSS(EMPLEADO)EMPS_CON_DEPS(NSS) ← πNSSE(DEPENDIENTE)EMPS_SIN_DEPS ← TODOS_EMPS — EMPS_CON_DEPS

RESULTADO ←πAPELLIDO, NOMBRE(EMPS_SIN_DEPS * EMPLEADO)

C7) Jefes de depto (apellido, nombre) con algún dependienteJEFES(NSS) ← πNSS_JEFE(DEPARTAMENTO)EMPS_CON_DEPS(NSS) ← πNSSE(DEPENDIENTE)JEFES_CON_DEPS←JEFES ∩ EMPS_CON_DEPS

RESULTADO←πAPELLIDO, NOMBRE(JEFES_CON_DEPS * EMPLEADO)

NOMBRED NÚMEROD NSS_JEFE FECHA_INIC_JEFEDEPARTAMENTO




EMPLEADO ......

66© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

67© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Elmasri & Navathe 7.19 Analizar todas las R.I. que viola cada operación cuando se ejecuta sobre la BD de la figura 7.6:

a) Insertar <‘Robert’, ‘F’, ‘Scott’, ‘943775543’, ‘1952-06-21’, ‘2365 Ave. Naranjos, Bellaire TX’, ‘H’, 58000, ‘888665555’, 1> en EMPLEADO.

b) Insertar <‘ProductoA’, 4,‘Bellaire’, 2> en PROYECTO.c) Insertar <‘Producción’, 4, ‘943775543’, ‘1998-10-01’> en

DEPARTAMENTO.d) Insertar <‘677678989’, nulo, ‘40.0’> en TRABAJA_EN.e) Insertar <‘453453453’, ‘John’, ‘H’, ‘1970-12-12’,

‘ESPOSO’> en DEPENDIENTE.f) Eliminar tuplas de TRABAJA_EN con NSSE=‘333445555’.g) Eliminar la tupla de EMPLEADO con NSS= ‘987654321’.h) Eliminar la tupla de PROYECTO con NOMBREP=‘ProductoX’.i) Modificar NSS_JEFE y FECHA_INIC_JEFE en las tuplas de

DEPARTAMENTO con NÚMEROD=5 por los valores ‘123456789’ y ‘1999-10-01’ respectivamente.

j) Modificar NSS_SUPERV en las tuplas de EMPLEADO con NSS=‘999887777’ por el valor ‘943775543’.

k) Modificar HORAS de la tupla TRABAJA_EN con NSSE=‘999887777’ y NP=10 por el valor ‘5.0’.



Figura 7.6.68© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Elmasri & Navathe 7.19 (2)

Figura 7.6 (cont)


EMPLEADO

FranklinJohn


AhmadJaime

TB

JSKAVE

WongSmith


333445555123456789

999887777987654321666884444453453453987987987888665555

1955-12-081965-01-09

1968-07-191941-06-201962-09-151972-07-311969-03-291937-11-10




...

SEXO

HH

MMHMHH


40.00030.000

25.00043.00038.00025.00025.00055.000

888665555333445555

987654321888665555333445555333445555987654321

nulo

55

445541

...

TRABAJA_EN

NSSE NP HORAS

333445555

123456789

999887777

987654321

666884444453453453

987987987

888665555

123456789

453453453

333445555333445555333445555

999887777

987987987

987654321

21

3122310

3020

101030302020

7.532.5

40.020.020.010.010.010.0

30.010.0

10.035.05.020.015.0nulo

LOCALIZACIONES_DEPT

NÚMEROD

14555

LOCALI-ZACIÓNDHoustonStaffordBellaire

SugarlandHouston

PROYECTONOMBREP NÚME-

ROPLOCALI-ZACIÓNP NUMD




DEPARTAMENTO

NOMBRED


Dirección

NÚME-ROD

541

FECHA-INIC-JEFE

1981-06-191995-01-011988-05-22

NSS_JEFE

333445555987654321888665555

69© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejercicio 1: Transformación ER-Relacional

• Transformar a relacional el esquema ER de la figura:

PERTENECE_A DIRIGE

TRABAJA_EN

Nombre

Sexo

PROYECTONombreNúmeroLugar

DEPARTAMENTO

NombreNúmeroLugares

Dir SalarioNSSFecha_

ncto

NomP Paterno Materno

FechaInic

NDeEmpleadosHoras

CONTROLA

N

1

1

1

N

1

N

M

SUPERVISIÓN

1

N

supervisor

supervisado

DEPENDIENTE

DEPENDIENTES_DE

Fecha_ncto

Parentesco

Sexo

1

N

Nombre

EMPLEADO

70© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


A

A1 A2

C

E F

D

B

B1

D1

D2

F1E1

C1

C2

R3

R4 R5

R1P

M N

M

NM

N

M NNN

N

11

1

1

1R2

B2B3

71© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


A

A1 A2

C

D E

B

B1 B2

E1D2

C1

C2

D1

D11 D12

BDE

M N1

N

M

N

1 111

N

NN

1

A3 B3

D3 E2

P

M

N

AC

BD

AB

CD

72© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejercicios: Operaciones del álgebra

Dibujar las relaciones resultantes de realizar las siguientes operaciones del álgebra relacional:

• NSS de los que trabajan más de 1 hora en el proyecto 1:

PRY1_MAS1HORA← σNP=1 Y HORAS>1 (TRAB)R1 ← πNSSE (PRY1_MAS1HORA)

• NP de los proyectos en los que trabaja alguna persona:R2← πNP (TRAB)

• NP de los proyectos en los que NO trabaja ninguna persona:TODOS_PRY ← πNP (PROY)R3← TODOS_PRY - R2

• Información de cada persona asociada a la información de SU departamento:R4 ← EMP ND=NUMD DEP

• Nombre de cada persona junto al nombre del departamento en el que trabaja:R5 ← πNOMBRE, NOMD (R4)

NOMBRE NSS ND

EMP

IkerAnaJon

112233

112

Karmele 44 2

NUMD NOMD

DEP

12

LSIATC

NP NOMBRE

PROY

12

.NETXML

34

EJBUML

NSSE NP HORAS

TRAB

111122

121

523

22 3 144 3 4

73© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Ejercicios: Operaciones del álgebra (2)

NOMBRE NSS ND

EMP

IkerAnaJon

112233

112

Karmele 44 2

NUMD NOMD

DEP

12

LSIATC

NP NOMBRE

PROY

12

.NETXML

34

EJBUML

NSSE NP HORAS

TRAB

111122

121

523

22 3 144 3 4

• Nombre y NSS de cada empleado junto al número de cada proyecto en el que trabaja:

PERS ← πNOMBRE, NSS(EMP)TRB(NSS,NP) ← πNSSE, NP (TRAB)R6← PERS * TRB

• Nombre de cada empleado junto al nombre de cada proyecto en el que trabaja:

PRY(NP,NOMP) ← PROYPERS_PRY ← R6 * PRYR7← πNOMBRE, NOMP(PERS_PRY)

– ¿Qué cambia en PERS_PRY si se usa PROY en lugar de PRY?

74© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Elmasri & Navathe 7.18

Figura 7.7. Restricciones de integridad referencial representadas en el esquema de la base de datos relacional EMPRESA.


DEPARTAMENTO

LOCALIZACIONES_DEPT


PROYECTO


TRABAJA_EN

NSSE NP HORAS

DEPENDIENTE




EMPLEADO...

...

75© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


Sobre el esquema de BD de la figura 7.7:

a) Empleados (nombre, apellido) del departamento 5 que trabajan más de 10 horas/semana en el proyecto ‘ProductoX’.

b) Empleados con un dependiente con su mismo nombre de pila.

c) Empleados cuyo jefe directo es ‘Franklin Wong’.d) Nombre de cada proyecto junto al número total de horas

trabajadas por los empleados en él.e) Nombres y apellidos de todos los empleados que trabajan

en cada uno de los proyectos. Hacerlo de dos maneras:� Nombre del empleado junto al nombre de cada

proyecto en el que trabaja.� Nombres de los empleados que trabajen en todos y

cada uno de los proyectos de la empresa.f) Empleados que no trabajan en ningún proyecto.g) Nombre de cada departamento junto al salario medio de

los empleados asignados al mismo.h) Salario medio de las empleadas de la empresa.i) Nombre y dirección de los empleados que trabajan en

algún proyecto que, por una parte, está situado en Houston y por otra el proyecto pertenece a un departamento que no está situado en Houston.

j) Apellidos de los jefes de departamento sin dependientes.

76© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


CÓD_AEROPUERTO NOMBRE CIUDAD ESTADO

AEROPUERTO

NÚMERO LÍNEA

VUELO

DÍAS

NÚM_VUELO

TRAMO_VUELO

NÚM_TRAMO

CÓD_AEROPUERTO_SALE HORA_SALIDA_PROGRAMADA

CÓD_AEROPUERTO_LLEGA HORA_LLEGADA_PROGRAMADA

NÚM_VUELO CÓD_TARIFA

TARIFAS

IMPORTE RESTRICCIONES

NOMBRE_TIPO MAX_ASIENTOS

TIPO_AVIÓN

COMPAÑÍA

NOMBRE_TIPO_AVIÓN

PUEDE_ATERRIZAR

CÓD_AEROPUERTO

ID_AVIÓN

AVIÓN

TOTAL_DE_ASIENTOS TIPO_AVIÓN

NÚM_VUELO

RESERVA_ASIENTOS

NÚM_TRAMO FECHA NÚM_ASIENTO

NOMBRE_CLIENTE TFNO_CLIENTE

Fig. 7.19. Esquema de la base de datos relacional

LÍNEAS AÉREAS

NÚM_VUELO

EJEMPLAR_TRAMO

NÚM_TRAMO

CÓD_AEROPUERTO_SALE HORA_SALIDA

CÓD_AEROPUERTO_LLEGA HORA_LLEGADA

FECHA NÚM_ASIENTOS_DISPONIBLES

ID_AVIÓN

77© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


Sobre el esquema de BD de la figura 7.19:

A) Números de vuelo junto al aeropuerto de salida de su primer tramo y aeropuerto de llegada de su último tramo.

B) Número de vuelo y día, de los vuelos o tramos de vuelo que salen del aeropuerto ‘Houston Intercontinental’ (código ‘IAH’) y llegan al aeropuerto ‘Internacional de los Ángeles’ (código ‘LAX’).

C) Prepara una lista con número de vuelo, código de aeropuerto de salida, horas de salida programadas, y días, de todos los vuelos o tramos de vuelo que salgan de algún aeropuerto de ‘Houston’ y lleguen a algún aeropuerto de ‘Los Ángeles’.

D) Obtén toda la información de tarifas del vuelo ‘CO197’.

E) Obtén el número de asientos disponibles en el vuelo ‘CO197’ del ‘1999-10-09’.

Se supone que cada vuelo está formado por uno o varios tramos, que se numeran en orden ascendente.Ejemplo: El vuelo CO197 consta de 3 tramos (1,2 y 3)

78© C. P. G. 2007 FBD Tema 3


A) Número de copias de la tribu perdida en la sucursal de 'Sharpstown'.

B) Identificador de sucursal y número de copias del libro La tribu Perdida en cada una de las sucursales.

C) Nombres de lectores sin libros en préstamo.D) Título del libro, nombre y dirección del lector de los

préstamos de la sucursal de 'Sharpstown' con fecha de devolución la de hoy.

E) Por cada sucursal: Nombre y total de ejemplares de libro en préstamo.

F) Para los lectores con más de 5 libros en préstamo, obtener su nombre, dirección y nº de libros.

G) Por cada libro escrito total o parcialmente por Stephen King, obtener su título y el nº de copias en la sucursal ‘Central’.

IdLibro Título NombreEditorialLIBRO

Nombre Dirección TeléfonoEDITORIAL

IdLibro IdSucursal NúmCopiasCOPIAS_LIBRO

IdLibro NombreAutorAUTORES_LIBROS

IdLibro IdSucursal NúmTarjetaPRÉSTAMOS

FechaSale FechaDevol

IdSucursal NombreSucursal DirecciónSUCURSAL

NúmTarjeta Nombre DirecciónLECTOR

Teléfono

Consultas sobre la BD BIBLIOTECA

79© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

Consultas sobre la BD BUQUES

1. Nombres de los buques que hayan visitado puertos de todos los mares.

2. Nombres de aquellos buques que, en el mismo día, hayan salido de un puerto y llegado a otro puerto situado en un mar distinto al del puerto de partida, junto al nombre de los mares visitados.

3. Número de países visitados por cada buque que haya visitado algún puerto.

4. Nombres de aquellos buques que hayan ido en menos de 5 días desde el puerto de Santander al de Cádiz, habiendo hecho escala en el puerto de Vigo.

5. Nombre y país de los puertos que hayan sido visitados por todos los buques.

6. Nombre y país de aquellos puertos que hayan sido visitados por buques de todos los tipos.

7. Información de todas las visitas de buques con puerto de origen Detroit junto a la información de su visita anterior al mismo puerto de esa visita.

8. Número de veces que han ido a Cádiz cada uno de los buques cuyo tonelaje es > 1000.

80© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

EJERCICIOS DE MODELADO (TEMAS 2 Y 3)

Para cada uno de los siguientes enunciados se pide:� Diseño conceptual de la BD utilizando el modelo E-R� Realizar el paso del modelo E-R al modelo relacional, obteniendo el

esquema relacional.

1.- La cadena de videoclubs Glob_Gusters ha decidido, para mejorar su servicio, emplear una BD para almacenar la información referente a las películas que ofrece en alquiler. Esta información es la siguiente:

a. Una película se caracteriza por su título, nacionalidad,productora y fecha (Por ejemplo, Quo Vadis, Estados Unidos, M.G. M., 1995).

b. En una película pueden participar varios actores (nombre, nacionalidad, sexo), algunos de ellos como actores principales.

c. Una película está dirigida por un director (nombre, nacionalidad).d. De cada película se dispone de uno o varios ejemplares diferenciados por

un número de ejemplar y caracterizados por su estado de conservación.e. Un ejemplar se puede encontrar alquilado a algún cliente (nombre,

dirección, teléfono). Se desea almacenar la fecha de comienzo del alquiler y la de devolución.

2.- La asociación “Amigos de la Fiesta” desea recoger en una BD toda la información acerca de las corridas de toros que se celebran en España y de todos los datos relacionados con ellas.

a. Se desea tener información acerca de cada corrida, identificada conjuntamente por un número de orden, la feria en la que se celebra y el año de celebración (por ejemplo: orden=2, feria=San Isidro, año=1990).

b. En una determinada corrida actúan una serie de toreros (mínimo 1 y máximo 3) de los que se desea guardar su DNI, nombre, apodo y fecha en que tomó la alternativa (fecha en la que se convirtió en matador de toros). Además se desea saber quién fue el torero que le dio la alternativa (padrino) en su día (un torero puede dar la alternativa a varioscompañeros o a ninguno).

c. En cada corrida un torero obtiene una serie de premios (cuántas orejas, cuántos rabos y si salió por la puerta grande o no) de los que se desea mantener información.

81© C. P. G. 2007 FBD Tema 3

EJERCICIOS DE MODELADO (TEMAS 2 Y 3)d. Cada torero puede tener un apoderado del que es protegido. A su vez, un

apoderado lo puede ser de varios toreros. De él se desea saber su DNI, nombre, dirección y teléfono.

e. Una corrida se celebra en una plaza de toros de la que se desea saber su nombre que se supone único, localidad, dirección y aforo. En una misma plaza se pueden celebrar varias corridas de toros.

f. En cada corrida son estoqueados al menos 6 toros. Cada toro viene identificado con el código de la ganadería a la que pertenece, el año en que nació y un número de orden. Además, se desea mantener información acerca de su nombre y color así como el orden en que fue toreado.

g. Cada toro pertenece a una ganadería determinada. De cada ganadería se pretende saber su código, nombre, localidad y antigüedad (fecha de creación).

3.- El ministerio de Educación y Ciencia desea mantener información acerca de todos los cuadros que se encuentran en las pinacotecas españolas y toda la información relacionada con ellos.

a. De cada pinacoteca se desea saber el nombre ( que se supone único), la ciudad en que se encuentra, la dirección y los metros cuadrados que tiene.

b. Cada pinacoteca tiene una serie de cuadros de los que se quiere mantener información acerca de su código, nombre, dimensiones, fecha en que fue pintado y técnica utilizada.

c. Cada cuadro es pintado por un determinado pintor (nombre, país, ciudad, fecha de nacimiento y fecha de defunción). Un pintor puede tener a otro como maestro; a su vez, un maestro puede serlo de varios (o de ninguno).

d. Los pintores pueden pertenecer o no a una escuela de la que se desea saber su nombre y en qué país y qué fecha apareció.

e. Los pintores pueden tener también uno o varios mecenas que les protegen (nombre, fecha, país y ciudad de nacimiento y fecha de muerte). A su vez, un mismo mecenas puede serlo de varios pintores. Se desea saber cuál es la relación que existe entre un pintor y su mecenas.

El modelo de datos relacional, las BD restricciones relacionales y … · 2010-07-24 · Integridad...

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