Métrica v2.1 Técnicas: Modelado de datos (Parte 2)

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Métrica v2.1 Técnicas:Métrica v2.1 Técnicas:Modelado de datosModelado de datos (Parte 2)(Parte 2)

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El Modelo RelacionalEl Modelo Relacional

Años sesenta Codd introdujo la teoría de las relaciones en el Años sesenta Codd introdujo la teoría de las relaciones en el campo de las bases de datos.campo de las bases de datos.

El modelo Relacional correspondería al nivel lógico/externo de la El modelo Relacional correspondería al nivel lógico/externo de la arquitectura ANSIarquitectura ANSI

Los datos se estructuran en forma de Los datos se estructuran en forma de tablastablas o relaciones o relaciones manteniendo la independencia de esta estructura lógica con las manteniendo la independencia de esta estructura lógica con las características físicas (independencia de ordenación, indexación y características físicas (independencia de ordenación, indexación y caminos de acceso)caminos de acceso)

A las columnas de las tablas se les denomina A las columnas de las tablas se les denomina atributosatributos, a las filas , a las filas tuplastuplas (ocurrencias de la tabla o relación). El número de atributos (ocurrencias de la tabla o relación). El número de atributos se denomina grado y el número de tuplas cardinalidadse denomina grado y el número de tuplas cardinalidad

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El Modelo RelacionalEl Modelo Relacional

La relación o tabla del modelo relacional tiene unas características La relación o tabla del modelo relacional tiene unas características especiales:especiales:

- No puede haber tuplas duplicadas- No puede haber tuplas duplicadas- El orden de las tuplas es irrelevante- El orden de las tuplas es irrelevante- La tabla es plana, es decir, en el cruce de una atributo y una - La tabla es plana, es decir, en el cruce de una atributo y una tupla sólo puede haber un valortupla sólo puede haber un valor- El orden de los atributos no es significativo- El orden de los atributos no es significativo

El conjunto sobre el que toman valores los atributos se denomina El conjunto sobre el que toman valores los atributos se denomina dominio del atributo. dominio del atributo. Los elementos del dominio serán homogéneos Los elementos del dominio serán homogéneos y si se descomponen perderían su semántica asociada.y si se descomponen perderían su semántica asociada.

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El Modelo RelacionalEl Modelo Relacional

El conjunto no vacío de atributos que identifica unívocamente y El conjunto no vacío de atributos que identifica unívocamente y mínimamente cada tupla se denomina mínimamente cada tupla se denomina Clave CandidataClave Candidata. El usuario . El usuario debe de elegir una y será la debe de elegir una y será la Clave PrimariaClave Primaria..

Integridad de una entidad: Ningún atributo que forme parte de la Integridad de una entidad: Ningún atributo que forme parte de la clave primaria puede tomar un valor nuloclave primaria puede tomar un valor nulo

Descriptor de una relación: Es un conjunto (no vacío) de atributos Descriptor de una relación: Es un conjunto (no vacío) de atributos de una relaciónde una relación

Se denomina Se denomina Clave AjenaClave Ajena a un atributo o conjunto de atributos de a un atributo o conjunto de atributos de una tabla o relación que coinciden con los de la clave primaria de una tabla o relación que coinciden con los de la clave primaria de otra tabla o relación. Ambas claves, primaria y ajena, toman valores otra tabla o relación. Ambas claves, primaria y ajena, toman valores del mismo dominio.del mismo dominio.La clave ajena sirve para la relación entre tablasLa clave ajena sirve para la relación entre tablas

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El Modelo RelacionalEl Modelo Relacional

EjemploEjemplo::

LIBRO (LIBRO (códigocódigo, título, idioma,……, nombre-e), título, idioma,……, nombre-e)EDITORIAL (EDITORIAL (nombre-enombre-e, dirección, ciudad, país….), dirección, ciudad, país….)

código es la clave primaria de LIBRO, nombre-e es la clave primaria código es la clave primaria de LIBRO, nombre-e es la clave primaria de EDITORIAL. Nombre-e es una clave ajena de LIBRO.de EDITORIAL. Nombre-e es una clave ajena de LIBRO.

EjemploEjemplo::EMPLEADO (EMPLEADO (cod-emplcod-empl, nombre, domicilio,…..), nombre, domicilio,…..)PROYECTO (PROYECTO (cod-proycod-proy, nombre-p ,….), nombre-p ,….)ASIGNACIÓN (ASIGNACIÓN (cod-empl ,cod-proycod-empl ,cod-proy,…..),…..)

cod-empl y cod-proy es una clave primaria compuesta de cod-empl y cod-proy es una clave primaria compuesta de ASIGNACIÓN y sus atributos principales: cod-empl y cod-proy son ASIGNACIÓN y sus atributos principales: cod-empl y cod-proy son claves ajenas de EMPLEADO y PROYECTO, respectivamenteclaves ajenas de EMPLEADO y PROYECTO, respectivamente

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Diagrama de estructura de datos (DED)Diagrama de estructura de datos (DED)

Los diagramas de estructuras de datos (DED)Los diagramas de estructuras de datos (DED) son una técnica de son una técnica de representación gráfica de los esquemas lógicos de datos en los representación gráfica de los esquemas lógicos de datos en los modelos convencionales.modelos convencionales.

- Las entidades se representan mediante un rectángulo y las - Las entidades se representan mediante un rectángulo y las interrelaciones mediante una línea recta que une las entidades. Esta interrelaciones mediante una línea recta que une las entidades. Esta línea puede acabar en un tridente para indicar cardinalidad superior a línea puede acabar en un tridente para indicar cardinalidad superior a 1.1.

A B

1:N

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Diagrama de estructura de datos (DED)Diagrama de estructura de datos (DED)

Las interrelaciones entre entidades serán siempre de grado dos. Las interrelaciones entre entidades serán siempre de grado dos. En el caso de que sean de grado mayor que dos , habrá que En el caso de que sean de grado mayor que dos , habrá que descomponerlas en relaciones binariasdescomponerlas en relaciones binarias

Sólo se consideran interrelaciones de cardinalidad 1:N. Para otro Sólo se consideran interrelaciones de cardinalidad 1:N. Para otro tipo de interrelaciones se procederá del siguiente modo:tipo de interrelaciones se procederá del siguiente modo:

1. En caso 1:1, se pueden agrupar las dos entidades en una sola, 1. En caso 1:1, se pueden agrupar las dos entidades en una sola, añadiéndose los atributos de una entidad a la otra.añadiéndose los atributos de una entidad a la otra.

2. En caso M:N se creará una entidad auxiliar que sirva de nexo de 2. En caso M:N se creará una entidad auxiliar que sirva de nexo de unión entre las dos entidades iniciales obteniendose dos relaciones unión entre las dos entidades iniciales obteniendose dos relaciones tipo 1:N. La clave primaria de esta nueva entidad estará formada por tipo 1:N. La clave primaria de esta nueva entidad estará formada por la concatenación de las claves primarias de cada una de las entidades la concatenación de las claves primarias de cada una de las entidades originales.originales.

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Diagrama de estructura de datos (DED)Diagrama de estructura de datos (DED)

Sea una interrelación 1:N entre dos entidades A y B Sea una interrelación 1:N entre dos entidades A y B respectivamente:respectivamente:

1. Si para toda ocurrencia de A debe existir al menos una ocurrencia 1. Si para toda ocurrencia de A debe existir al menos una ocurrencia de B y para una ocurrencia de B existe una de A se dice que la de B y para una ocurrencia de B existe una de A se dice que la Interrelación es OBLIGATORIA en ambos extremos.Interrelación es OBLIGATORIA en ambos extremos.

2. Si para toda ocurrencia de A pueden existir o no una o varias 2. Si para toda ocurrencia de A pueden existir o no una o varias ocurrencias de B asociadas y para una ocurrencia de B siempre existe ocurrencias de B asociadas y para una ocurrencia de B siempre existe una ocurrencia de A asociada, esta Interrelación es OPCIONAL en el una ocurrencia de A asociada, esta Interrelación es OPCIONAL en el extremo A y OBLIGATORIA en el extremo Bextremo A y OBLIGATORIA en el extremo B

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Diagrama de estructura de datos (DED)Diagrama de estructura de datos (DED)

3. Si para una ocurrencia de A debe existir al menos una ocurrencia 3. Si para una ocurrencia de A debe existir al menos una ocurrencia de B y para una ocurrencia de B puede existir o no una ocurrencia de de B y para una ocurrencia de B puede existir o no una ocurrencia de A, esta Interrelación es OBLIGATORIA en el extremo A y A, esta Interrelación es OBLIGATORIA en el extremo A y OPCIONAL en el extremo BOPCIONAL en el extremo B

4. Si para una ocurrencia de A puede existir o no una ocurrencia de B 4. Si para una ocurrencia de A puede existir o no una ocurrencia de B asociada y para una ocurrencia de B puede existir o no una asociada y para una ocurrencia de B puede existir o no una ocurrencia de A, esta Interrelación es OPCIONAL en ambos ocurrencia de A, esta Interrelación es OPCIONAL en ambos extremosextremos

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Diagrama de estructura de datos (DED)Diagrama de estructura de datos (DED)

La opcionalidad se representa gráficamente con una circunferenciaLa opcionalidad se representa gráficamente con una circunferencia

Ejemplo: Relación opcional en el extremo BEjemplo: Relación opcional en el extremo B

Se dice que dos o más interrelaciones entre varias entidades son Se dice que dos o más interrelaciones entre varias entidades son EXCLUSIVAS si la existencia de una de ellas implica la no EXCLUSIVAS si la existencia de una de ellas implica la no existencia de la otraexistencia de la otra

A B

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Diagrama de estructura de datos (DED):Diagrama de estructura de datos (DED): Etapas de Construcción Etapas de Construcción

Etapas de construcción Etapas de construcción sin haber elaborado previamente el sin haber elaborado previamente el esquema conceptualesquema conceptual

1. Identificar las entidades1. Identificar las entidades2. Determinar las claves o identificadores de las entidades2. Determinar las claves o identificadores de las entidades3. Establecer y representar las interrelaciones entre entidades3. Establecer y representar las interrelaciones entre entidadesAnalizar cardinalidad y grado de todas las interrelacionesAnalizar cardinalidad y grado de todas las interrelacionesIndicar en el diagrama la opcionalidad de la interrelación y si existe Indicar en el diagrama la opcionalidad de la interrelación y si existe exclusividad entre interrelacionesexclusividad entre interrelaciones4. Identificar y describir los atributos de cada entidad4. Identificar y describir los atributos de cada entidad5. Verificaciones5. VerificacionesEvitar RedundanciasEvitar Redundancias

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Diagrama de estructura de datos (DED):Diagrama de estructura de datos (DED): Etapas de Construcción Etapas de Construcción

Ejemplo estudio de redundancia: Ejemplo estudio de redundancia: En la figura siguiente, si todos los En la figura siguiente, si todos los empleados pertenecen a un servicio y todos los servicios a un departamento, la asociación empleados pertenecen a un servicio y todos los servicios a un departamento, la asociación

directa de Departamento/Empleado es redundante y por tanto habría que eliminarla.directa de Departamento/Empleado es redundante y por tanto habría que eliminarla. Sin Sin embargo, si se da la especificación o requisito de usuario de que un empleado puede trabajar embargo, si se da la especificación o requisito de usuario de que un empleado puede trabajar en un departamento sin pertenecer a ningún servicio, esta asociación no sería redundateen un departamento sin pertenecer a ningún servicio, esta asociación no sería redundate

DEPARTAMENTO

SERVICIO

EMPLEADO

Depende

Tiene

Pertenece

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Construcción del Esquema Interno o FísicoConstrucción del Esquema Interno o Físico

El esquema de entidades obtenido en el DED validado mediante la El esquema de entidades obtenido en el DED validado mediante la teoría de la normalización (para reducir posibles inconsistencias y teoría de la normalización (para reducir posibles inconsistencias y redundancias en la información) servirá para definir las tablas físicas redundancias en la información) servirá para definir las tablas físicas de la base de datos.de la base de datos.

Sin embargo, es posible que al implantar las tablas en el sistema, el Sin embargo, es posible que al implantar las tablas en el sistema, el rendimiento en cuanto a tiempo de respuesta no sea el esperado , rendimiento en cuanto a tiempo de respuesta no sea el esperado , habrá que proceder a realizar una revisión para la optimización. La habrá que proceder a realizar una revisión para la optimización. La revisión deberá estar convenientemente documentada para que no revisión deberá estar convenientemente documentada para que no surjan problemas de funcionamiento posterior.surjan problemas de funcionamiento posterior.

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Transformación de un esquema en el modelo E/R a Transformación de un esquema en el modelo E/R a un esquema relacionalun esquema relacional

El objetivo es convertir el esquema conceptual en un esquema El objetivo es convertir el esquema conceptual en un esquema lógico global en el modelo relacional.lógico global en el modelo relacional.

Aplicando las siguientes reglas adecuadamente se obtendrá un Aplicando las siguientes reglas adecuadamente se obtendrá un esquema relacional ya normalizado:esquema relacional ya normalizado:

1. Toda entidad se convierte en una tabla o relación que toma el 1. Toda entidad se convierte en una tabla o relación que toma el nombre de la entidad. Los atributos de la entidad serán las columnas nombre de la entidad. Los atributos de la entidad serán las columnas de las tablas y el atributo(s) identificador principal será la clave de las tablas y el atributo(s) identificador principal será la clave primaria. A menos que se diga lo contrario los atributos no primaria. A menos que se diga lo contrario los atributos no identificadores podrán tomar valores nulos.identificadores podrán tomar valores nulos.

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Transformación de un esquema en el modelo E/R a Transformación de un esquema en el modelo E/R a un esquema relacionalun esquema relacional

2. Las interrelaciones N:M se transforman en una tabla cuya clave 2. Las interrelaciones N:M se transforman en una tabla cuya clave primaria será la concatenación de los atributos principales de las primaria será la concatenación de los atributos principales de las entidades que asocia; estos atributos serán claves ajenas que entidades que asocia; estos atributos serán claves ajenas que referencian a las respectivas tablas donde son claves primarias. Los referencian a las respectivas tablas donde son claves primarias. Los atributos de la interrelación serán columnas de la tablaatributos de la interrelación serán columnas de la tabla

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Transformación de un esquema en el modelo E/R a Transformación de un esquema en el modelo E/R a un esquema relacionalun esquema relacional

3. Las interrelaciones 1:N o 1:1 se transforman propagando el 3. Las interrelaciones 1:N o 1:1 se transforman propagando el atributo identificador principal de la entidad que tiene cardinalidad atributo identificador principal de la entidad que tiene cardinalidad máxima 1 a la que tiene cardinalidad máxima N. Si la relación fuese máxima 1 a la que tiene cardinalidad máxima N. Si la relación fuese 1:1: la propagación de la clave se podría realizarse en cualquier 1:1: la propagación de la clave se podría realizarse en cualquier sentido. sentido. Los atributos de la interrelación migrarían junto a la clave, aunque Los atributos de la interrelación migrarían junto a la clave, aunque muchas veces puede ser preferible crear una nueva tabla. Si se crea muchas veces puede ser preferible crear una nueva tabla. Si se crea una nueva tabla para transformar la interrelación, la clave primaria una nueva tabla para transformar la interrelación, la clave primaria será el atributo identificador principal de la entidad que tiene será el atributo identificador principal de la entidad que tiene cardinalidad máxima N y sus atributos serán los propios de la cardinalidad máxima N y sus atributos serán los propios de la interrelación más el atributo identificador principal de la entidad que interrelación más el atributo identificador principal de la entidad que participa con cardinalidad máxima 1 en la interrelaciónparticipa con cardinalidad máxima 1 en la interrelación

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Utilización del Modelado de Datos en la Metodología Utilización del Modelado de Datos en la Metodología MÉTRICA V 2.1MÉTRICA V 2.1

FASE 0 : Plan de Sistema de InformaciónFASE 0 : Plan de Sistema de InformaciónTarea PSI 4.1: Diseño del esquema conceptual de datosTarea PSI 4.1: Diseño del esquema conceptual de datos(Modelo Entidad-Interrelación)(Modelo Entidad-Interrelación)

FASE 1: Análisis de SistemasFASE 1: Análisis de SistemasTarea ARS 3.2: Diseño del Esquema Lógico Actual de datosTarea ARS 3.2: Diseño del Esquema Lógico Actual de datosTarea EFS 2.1: Construcción del Esquema lógico de DatosTarea EFS 2.1: Construcción del Esquema lógico de DatosTarea EFS 2.2: Normalización del Esquema Lógico de DatosTarea EFS 2.2: Normalización del Esquema Lógico de Datos(Modelo relacional, representandose el esquema con DED)(Modelo relacional, representandose el esquema con DED)

FASE 2: Diseño de SistemasFASE 2: Diseño de SistemasTarea DTS 2.1: Elaboración del esquema externo de datosTarea DTS 2.1: Elaboración del esquema externo de datosTarea DTS 2.1: Optimización del esquema externo de datosTarea DTS 2.1: Optimización del esquema externo de datos