Diseño Conceptual de Base de Datos

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria

Ciencia y Tecnología

Universidad Politécnica Territorial del Norte del Táchira

“Manuela Sáenz”

La Fría, Estado Táchira

Diseño conceptual de una

base de datos

Docente:

• Ing. Jhon Méndez.

Alumno:

• T.S.U. Parra L. Antonhy J.
• C.I. V-27.087.899
• Trayecto 3 Modulo 2
• Modelado de Base de Datos

Noviembre, 2021

Diseño Conceptual De Una Base De Datos

El diseño de base de datos es un proceso complejo en el cual se toman decisiones en los distintos niveles del desarrollo, dicha complejidad puede controlarse si se descomprime el problema en subproblemas utilizando técnicas específicas, quedando así en los niveles de diseño conceptual, diseño logico y diseño físico. De tal forma, que el diseño conceptual surge de las especificaciones de requisitos de usuario y su resultado es el esquema conceptual de la base de datos, siendo este esquema una descripción de alto nivel del contenido de información y la estructura de la base de datos, independientemente del SGBD que se vaya a utilizar para manipularla.

El esquema conceptual también deberá tener una documentación, la cual se ira produciendo durante el desarrollo, además, las tareas a realizar en el diseño conceptual son:

1. Identificar las entidades.
2. Identificar las relaciones.
3. Identificar los atributos y asociarlos a entidades y relaciones.
4. Determinar los dominios de los atributos.
5. Determinar los identificadores.
6. Determinar las jerarquías de generalización (si las hay).
7. Dibujar el diagrama entidad-relación.
8. Revisar el esquema conceptual local con el usuario.

[pic 1]

Definición De Modelo, Modelamiento Conceptual Y Su Ubicación En El Contexto Del Proceso De Diseño De Base De Datos

El modelo conceptual es un lenguaje utilizado para describir los distintos esquemas conceptuales, este tiene como objetivo principal describir todo el contenido de información de la base de datos a desarrollar y no de las estructuras de almacenamiento que se necesitaran para manejar dicha información.

Por otro lado, el modelamiento conceptual también nos permite describir todos los datos que el usuario quiere almacenar en dicho sistema, pero de una manera independiente al de la implementación. Esto va ir dependiendo de la cantidad de información que se quiere describir o representar, y para ello utilizaremos aplicaciones mas o menos orientadas a los datos seleccionados, por ejemplo, un Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD). Al respecto, el modelamiento conceptual es una de las actividades que se realizan durante la etapa de análisis, el cual tiene como objetivo principal, recolectar la información del mundo real que se quiera describir o representar en el sistema informático, cabe mencionar, que es muy importante seleccionar y representar solo los datos con información que sea relevante para el desarrollo de la base de datos.

Por otra parte, dependiendo del tipo de sistema desarrollado, el tamaño de toda la información y de los requerimientos del sistema, se podrían usar diversas opciones para el manejo de los datos, por ejemplo, un Sistema de Base de Datos, un Sistema de Ficheros, entre otros. Dicho esto, durante esta etapa los mas importantes es recoger toda la información posible y para esto, se debe utilizar una técnica que cumplas con los siguientes requisitos:  

• Ser independiente de los modelos o lenguajes de implementación.
• Tener una capacidad semántica alta.
• Ser lo más cercana posible al usuario.

[pic 2]

Modelado De Base De Datos

El modelado de base de datos se puede decir que es básicamente la descripción de algún tipo de contenedor de información (datos), así como también los métodos y herramientas para almacenar y recuperar la información solicitada. Además, los modelos de base de datos son aquellos que determinan la estructura lógica de una base de datos, de igual forma, determinan la forma de almacenar, organizar y utilizar los datos guardados. Entre los modelos lógicos mas usados para las bases de datos podemos encontrar:

1. Modelo Jerárquico: este es un modelo de datos dentro del cual todos los datos se encuentran organizados en una estructura parecida a un árbol. Dicha estructura nos permite que la información se repita y utilice la relación padre/hijo, donde cada padre puede tener muchos hijos, pero al contrario cada hijo solo debe un padre. Entonces, un tipo de entidad equivale a una tabla, un registro individual se representa como una fila y un atributo como una columna, cabe mencionar, que los tipos de entidad están relacionados el uno con los otros usando “1:” trazando un mapa de n, también conocido como relación de uno a varios. Ejemplo:

Un ejemplo de un modelo de datos jerárquico sería si una organización tuviera los registros de los empleados en una tabla (el tipo de entidad) llamada "Empleados". En la tabla habría atributos “Columnas” como el Nombre de fila, el Apellido, el Nombre de Trabajo y el Salario. La empresa también tiene datos sobre los hijos del empleado en una tabla separada "Hijos" llamada con atributos como el Nombre de fila, el Apellido, y la fecha de nacimiento. La tabla de Empleado representa un segmento paternal y la tabla de Hijos representa un segmento Infantil. Estos dos segmentos forman una jerarquía donde un empleado puede tener muchos hijos, pero cada hijo sólo puede tener un padre. La siguiente estructura:

En esta tabla, "Hijo" es el mismo tipo que "Padre". La jerarquía que declara EmpNo 10 es el jefe de 20, 30 y 40 cada informe a 20 es representado por la columna "Reporta". Llamada en la base de datos relacional, la columna Reporta es una llave foránea, el referirse de la columna EmpNo. Si el tipo de datos "hijo" fuera diferente, estaría en una tabla diferente, pero todavía habría una llave foránea que se refiere la columna EmpNo de la tabla empleados.

1. Modelo en Red: en este modelo una base de datos esta conformada por un conjunto de registros, dichos registros son un conjunto de campos “Atributos” donde cada uno de ellos contiene un único dato o valor almacenado y están conectados entre sí mediante enlaces en una red. Cabe mencionar, que estos enlaces son exclusivamente la agrupación entre dos registros, entonces se podría ver como una relación binaria. De igual forma, este modelo en red es también conocida como estructura de “plex”, la cual abarca más que la estructura de árbol, donde un nodo hijo en la estructura en red puede tener más de un nodo padre, en otras palabras, la restricción en una red jerárquica de que cada hijo puede tener sólo un padre, se hace menos rígida. Ejemplo:

Para ilustrar la estructura de los registros en una base de datos de red, mostraremos la base de datos alumno – materia, con los siguientes registros:

type materia = record

     clave: string[]

     nombreM: string[]

     cred: string[2]

     end;

type alumno = record

     nombre: string[30];

     control: string[8];

     materia: Materia; {Enlace a materia}

     end;

1. Modelo Relacional: en este modelo, para realizar tanto el modelado como la gestión de la base de datos, se usa un modelo de datos basado en la lógica de predicados y en la teoría de los conjuntos, donde la idea fundamental es el uso de relaciones, imaginando que cada relación fuese una tabla que esta compuesta por registros (filas) y columnas (campos). Es necesario mencionar que este modelo es el mas utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos de forma dinámica.  

• Ventajas: 

• Provee herramientas que garantizan evitar la duplicidad de registros.
• Garantiza la integridad referencial, al eliminar un registro elimina todos los registros relacionados dependientes.
• Favorece la normalización por ser más comprensible y aplicable.

• Desventajas:

• Presentan deficiencias con datos gráficos, multimedia y sistemas de información.
• No se manipulan de forma eficiente los bloques de texto como tipo de dato.
• Las BD orientadas a objetos se propusieron con el objetivo de satisfacer la necesidad de las aplicaciones anteriores y complementar, pero no sustituir las BD relacionales.

• Descripción: dentro de este modelo los datos están almacenados en relaciones y ya que cada relación es un conjunto de datos, el orden en el que se almacenan no es relevante, teniendo como ventaja que es más fácil de entender y utilizar por un usuario inexperto. Por su parte, la información puede ser solicitada o almacenada mediante consultas que ofrecen flexibilidad y poder para administrar dicha información.

• Esquema: el esquema contiene la definición de la estructura (relaciones o tablas), es decir, determinan la identidad de la relación y que tipo de información se puede almacenar dentro de esta. Todos los esquemas deberán constar de:

• Nombre de la relación (su identificador).
• Nombre de los atributos (campos) de la relación y sus dominios, el dominio de un atributo define los valores permitidos para el mismo, equivalente al tipo de dato.

• Instancias: una instancia es la aplicación de un esquema a un conjunto finito de datos. Esto se puede definir como el contenido de una tabla en un momento dado, también es válido referirse a una instancia cuando trabajamos o mostramos únicamente un subconjunto de la información contenida en una relación o tabla, por ejemplo:

• Ciertos caracteres y números (una sola columna de una sola fila).
• Algunas o todas las filas con todas o algunas columnas
• Cada fila es una tupla. El número de filas es llamado cardinalidad.
• El número de columnas es llamado aridad o grado.

• Base de Datos Relacional: una BD relacional es un conjunto de una o más tablas estructuradas en registros (filas) y campos (columnas), que se vinculan entre sí por un campo en común, en ambos casos poseen las mismas características como el nombre de campo, tipo y longitud, generalmente se le denomina ID, identificador o clave, a esta manera de BD se le llama modelo relacional. Además, las BD relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización, el cual es un proceso necesario para que una base de datos sea utilizada de manera óptima.

1. Modelo entidad-relación: dentro de este modelo o diagrama (también conocido por sus siglas en inglés, E-R Entity Relationship), esta es una de las herramientas para la gestión del modelado de datos, la cual nos permite representar todas las entidades más relevantes de un sistema informático, así como las interrelaciones y propiedades.

• Se elabora el diagrama entidad-relación.
• Se completa el modelo con listas de atributos y la descripción de otras restricciones que no se pueden reflejar en el diagrama.
• Transformación de relaciones múltiples en binarias.
• Normalización de una base de datos de relaciones.
• Conversión en tablas (en caso de utilizar una base de datos relacional).

Existen notaciones alternativas para la representación para la representación gráfica del diseño conseguido mediante la técnica de análisis que propone el modelo E-R:

...