Base De Datos

El Modelo de Datos Relacional.

El Dr. E. F. CODD desarrolló el modelo de datos relacional en las instalaciones de IBM en San José California. El modelo está basado en conceptos muy sencillos y tiene asociada la teoría de la normalización, esa teoría ayuda a eliminar las redundancias que surjan en la información relativa a cierto problema o situación para la cual se quiere generar una base de datos relacional.

Dada una colección de conjuntos D1, D2, D3,…D n, no necesariamente disjuntos, una relación R entre estos n conjuntos es un conjunto de n tuplas no ordenadas (d1, d2, d3,..,dn) tales que d1 ε D1, d2 ε D2, d3 ε D3,.., dn ε Dn. A los conjuntos D1, D2, D3,.., D n se les denomina dominios de la relación R, el valor de n es el grado de la relación.

Una relación R se presenta como una tabla en la forma:

Nombre atributo1 atributo2 atributo3 atributo4,…, atributo n

Fila 1 --------- -------- ----------- ---------- -----------

Fila 2 --------- -------- ----------- ---------- -----------

Fila 3 --------- -------- ----------- ---------- -----------

Fila 4 --------- -------- ----------- ---------- -----------

Fila 5 --------- -------- ----------- ---------- -----------

Nombre es el nombre de la relación, varias columnas llamadas atributos que son propiedades de la tabla, y un conjunto de filas llamadas tuplas que contienen los valores que toma cada atributo.

Ejemplo:

Autor: nombre nacionalidad Institución

Date C. J. USA Relational Institute

Codd E. F. USA Relational Institute

Ceri S. Italia Politécnico de Milán

Cada atributo tiene un conjunto de valores posibles llamado Dominio, el grado de una relación es el número de atributos, y su cardinalidad es el número de filas o tuplas que contenga.

La parte más alta de una tabla es llamada el esquema o cabecera de la relación, consiste en el nombre y los atributos, es decir, es de la forma:

Nombre atributo1 atributo2 atributo3,…, atributo n.

El cuerpo de la relación consiste de m tuplas formadas por los valores de cada atributo en cada fila o tupla. El estado de una relación está formado por el esquema y el cuerpo de la relación.

Ejemplo:

Auto marca nombre modelo tipo

GM Chevy 2007 Sedán

Ford Mondeo 2005 Sedán

VW Pointer 2006 Vagoneta

Peugeot 307 2007 Sedán

Observación: Es importante entender la diferencia entre atributo y su dominio, un atributo representa la utilización de un dominio en una relación, es decir, un atributo aporta un significado semántico a un dominio, mientras que un dominio es un conjunto homogéneo de valores.

Para aclarar esa diferencia consideremos la tabla alumno que sigue:

Alumno (boleta, nombre, apellidos, curso calificación)

Boleta Nombre Apellidos Curso Calificación

3456 Juan López Ruíz A1 8.5

0987 Pedro Zabala Mora B2 7.8

5643 María Castro Libra A1 9.0

6542 Juana Castro Bueno B2 8.75

1245 Lucrecia Nota Pérez B2 5.0

Asignemos nombres diferentes a los dominios y a los atributos presentes en la tabla alumnos.

Define Dominio Expediente entero (4) fin.

Define Dominio Primer Nombre carácter (15) fin.

Define Dominio Final Nombre carácter (40) fin.

Define Dominio Materias carácter (2) fin.

Define Dominio Evaluación real (4) fin.

Define Relación Alumno

(Boleta dominio Expediente,

Nombre dominio Primer Nombre,

Apellidos dominio Final Nombre,

Curso dominio Materias,

Calificación dominio Evaluación);

Se han definido cinco dominios y con base en ellos se definen los cinco atributos de la relación Alumno. Un atributo puede o no tener el mismo nombre de su dominio, y sobre un dominio se pueden definir varios atributos.

Por ejemplo, la relación Alumno se puede definir en la forma:

Define Relación Alumno

(Boleta dominio Expediente,

Nombre dominio Primer Nombre,

Apellidos dominio Final Nombre,

Curso dominio Materias,

Calificación dominio Evaluación,

Edad dominio Expediente);

Los atributos Boleta y Edad están definidos sobre el mismo dominio.

Una Base de Datos Relacional es una base de datos percibida por los usuarios como una colección de relaciones que varían con el tiempo.

Las relaciones pueden tener o no nombre. Las que tienen nombre se clasifican en:

a) Persistentes: son las relaciones cuya definición o esquema de relación, permanece en la base de datos, borrándose solo con una acción explicita del usuario.

b) Relaciones Base: son las que existen por sí mismas, no dependiendo de otras relaciones, se crean dando explícitamente su esquema de relación, llenando su cuerpo, y almacenando todo ello.

c) Vistas: son relaciones derivadas que se definen dando un nombre a una expresión de consulta, las vistas no tienen datos almacenados

d) Instantáneas: son relaciones derivadas que al igual que las vistas se definen en términos de otras relaciones, pero tienen datos almacenados.

e) Temporales: son relaciones que desaparecen en cierto momento, por ejemplo, al terminar una sesión de consulta.

Las relaciones sin nombre son los resultados de las consultas que no se materializan, sino que se entregan al usuario que ha realizado la consulta.

Dada una relación R con n atributos, es decir:

R atributo1 atributo2 atributo3 atributo4,…, atributo n

Una llave o clave candidata es un conjunto de atributos, que sirve para identificar de manera única y mínima cada tupla de la relación.

Por ejemplo:

En la relación auto (marca nombre modelo tipo), una llave o clave candidata es: marca, nombre, modelo; otra es: marca, modelo, tipo.

Para la relación empleado cuyo esquema de relación es: empleado (nombre, RFC, domicilio, puesto, sueldo, número Empleado) una llave o clave candidata es: nombre, RFC, puesto; otra llave o clave es: nombre, RFC, número Empleado.

La llave o clave primaria es la llave candidata, que se elige para identificar de modo univoco las tuplas de la relación.

Una llave o clave ajena o llave o clave foránea de una relación R2, es un conjunto de atributos que son llave candidata en una relación R1.

Ejemplos:

1) Editorial (nombre Editorial domicilio ciudad país)

Libro (código título idioma nombre Editorial)

Nombre editorial es una llave o clave ajena.

2) Autor (nombre nacionalidad Institución,…)

Libro (código título idioma nombre Editorial)

Escribe (nombre, código)

Nombre y código son claves ajenas

Las restricciones inherentes del modelo relacional son: para cada relación se tiene:

 No hay dos tuplas iguales, por tanto, la llave primaria es obligatoria;

 El orden de las tuplas no es significativo;

 El orden de los atributos o campos no es significativo;

 Cada atributo solo puede tomar un valor único en su dominio, no se admiten grupos repetidos.

 Ningún atributo que forme parte de la clave primaria de una relación puede tomar un valor nulo, esto es llamado: regla de integridad de entidad

Regla de Integridad de Entidad: todo atributo que forme parte de la llave o clave primaria de una relación, no puede tener un valor nulo o inexistente.

Además, los mecanismos que tiene el modelo relacional para capturar restricciones semánticas o de usuario son:

 La restricción de clave primaria, PRIMARY KEY, permite declarar un atributo o un conjunto de atributos como la clave primaria de una relación, identificando así de modo único a cada tupla de la relación.

 La restricción de unicidad, UNIQUE, nos permite definir claves alternativas, es decir, que los valores de uno o más atributos no pueden repetirse en diferentes tuplas de una relación.

 La restricción de obligatoriedad, NOT NULL, permite declarar si uno o varios atributos de una relación deben tomar siempre un valor, es decir, no pueden tomar valores nulos.

 La restricción de clave ajena, FOREIGN KEY, también denominada integridad referencial, se utiliza para, mediante claves ajenas, enlazar relaciones de una base de datos.

Regla de Integridad Referencial: (llave ajena o foránea) si una relación R2, (relación que referencia), tiene un descriptor que es una llave candidata de la relación R1, (relación referenciada), entonces todo valor de dicho descriptor debe concordar con un valor de la llave candidata referenciada de R1, o bien ser nulo.

La Integridad Referencial, nos indica que los valores de la clave ajena en la relación hijo, deben corresponderse con los valores de la clave primaria de la relación

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