Diseño De Esquemas Relacionales De Bases De Datos

INSTITUTO TECNOLOGICO DE MERIDA

FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS

DISEÑO DE ESQUEMAS RELACIONALES DE BASE DE DATOS

AUTOR:

ALEJANDRO JAVIER ONTIVEROS BACELIS

INDICE

Diseño de esquemas relacionales de bases de datos 2

Dependencias funcionales 9

Anomalías. 9

Descomposición 10

Formas normales 10

Modelo ER y la normalización. 11

Reducción de un esquema ER a tablas 18

Análisis de un caso práctico 20

Diseño de esquemas relacionales de bases de datos.

El modelo Entidad/Relación es un modelo de datos semántico cuyo objetivo inicial era vencer algunas de las dificultades mostradas por el modelo relacional, al que pretendía sustituir. Concretamente, pretendía dotar de "significado" a las estructuras de datos, carentes del mismo, del modelo relacional.

En la práctica, este modelo de datos no ha llegado a implementarse en ningún DBMS comercial, pero ha tenido una enorme repercusión como herramienta de modelado de bases de datos (paradójicamente, bases de datos relacionales), existiendo hoy en día herramientas de diseño conceptual que incorporan la totalidad de sus conceptos e incluso productos que transforman diagramas conceptuales E/R en bases de datos reales en diversos formatos.

Consideramos que el modelado E/R se ha convertido en estándar para el diseño de bases de datos relacionales, por lo que lo utilizaremos para describir nuestra implementación. Esta aseveración se ve reforzada por la elección de este modelo de datos, por ejemplo, en proyectos tan importantes como Multilex (ver apartado 3.2.7. A continuación mostramos una muy sucinta descripción de este modelo. Para una descripción detallada, nos referimos a Chen (1976, 1983).

En el modelo Entidad/Relación, el UoD/mundo/empresa/sección de la realidad1 se representa mediante un número muy reducido de conceptos semánticos básicos: el mundo está compuesto de entidades; una entidad es cualquier objeto distinguible relevante en el mundo en cuestión (los profesores y cursos en el mundo académico de nuestro ejemplo anterior). Estas entidades poseen un número indeterminado de propiedades, que son "trozos" de información que describen a las entidades de uno u otro modo. Cada una de las entidades tiene una identidad, esto es, son identificables de forma única. Grupos de entidades relacionadas mantienen relaciones con otros grupos de entidades. También existen subtipos de entidades: la entidad E2 es un subtipo de la entidad E1 si y sólo si cada E2 es también un E1.

Se supone que mediante estos simples componentes se puede modelar cualquier "sección de realidad". Aplicando estos conceptos al submundo que nos proponemos modelar, el lexicón, podríamos considerar a los distintos lexemas como las entidades centrales que lo componen. Los lexemas tienen ciertas propiedades (morfológicas, sintácticas, semánticas) y mantienen ciertas relaciones con otros lexemas (sinonimia, hiperonimia). Esto es una enorme simplificación del asunto, pero nos puede servir para mostrar el modus operandi que el modelo nos impone.

El modelo E/R aporta una herramienta de modelado para representar las entidades, propiedades y relaciones: los diagramas Entidad/Relación. Mediante éstos, el esquema conceptual abstracto puede ser mostrado gráficamente y mantener una independencia conceptual con respecto a la implementación propiamente dicha. En realidad, podemos hacer que los diagramas sean un reflejo fiel de las relaciones, interrelaciones y atributos del modelo relacional de datos o podemos englobar diversas relaciones en una sola entidad o conjunto de propiedades. Los diagramas E/R que mostramos en el siguiente apartado son directamente proyectables sobre un esquema físico relacional excepto en lo que se refiere a las relaciones muchos a muchos. Los diagramas E/R son parecidos a los diagramas de flujo (organigramas) clásicos en que utilizan rectángulos, rombos y óvalos, pero los significados de estos elementos son distintos. La Figura 5.1 muestra un ejemplo que nos servirá para mostrar cómo han de interpretarse estos diagramas.

Figura 5.1 Ejemplo de diagrama E/R

Los rectángulos representan entidades, los rombos relaciones y los óvalos propiedades. Otra diferencia fundamental con los organigramas es que éstos tienen un principio y un final, mientras que un diagrama E/R no. Esto es obvio, puesto que los organigramas representan procesos, mientras que los diagramas E/R representan estados. El tipo de relación entre dos entidades se representa mediante 1’s y M’s (también el símbolo o n). En la Figura 64 la entidad E1 mantiene una relación de uno a muchos con la entidad E2 y una relación de uno a uno con la entidad E3. Existen otras convenciones que hemos querido mostrar en esta figura. Una propiedad cuyo nombre está subrayado señala que ésa es la propiedad que identifica de forma única a la entidad, y que se corresponderá con la clave primaria de una relación en la implementación relacional. Finalmente, un rectángulo doble, como el de la entidad E2, significa que esa entidad es dependiente o débil, es decir, su existencia depende de la existencia de otra entidad (E1) en nuestro ejemplo. En algunos diagramas E/R el rombo que indica la relación entre una entidad independiente y otra dependiente también aparece con líneas dobles.

Finalmente, las relaciones tipo/subtipo (self-joint en la implementación relacional) se especifican mediante una relación de una entidad consigo misma y con las líneas de unión dirigidas, tales como las que muestra la relación R4.

Para finalizar la exposición del tipo de análisis que se lleva a cabo mediante los diagramas E/R, en la Figura 5.2 mostramos un modelado E/R de la disposición relacional que mostrábamos informalmente en la Figura 4.10.

Figura 5.2 Diagrama E/R proyectable sobre diseño relacional

Este modelo especifica la existencia de tres entidades, Profesor, Curso y Departamento, que se corresponden con otras tantas relaciones. Un departamento tiene muchos profesores y un profesor puede dar muchos cursos. Para cada una de las entidades existe una propiedad que las identifica únicamente y que se corresponde con la clave primaria (en este caso clave subrogada) de cada una de las tablas en la implementación relacional. Las entidades tienen otras propiedades que las describen y que se corresponden con los distintos campos de la tabla (relación). Finalmente, las tres entidades contempladas son consideradas como independientes, aunque también habríamos podido modelar la existencia de alguna de ellas como dependiente de otra; por ejemplo podríamos haber establecido la restricción de que un profesor no puede existir sin estar adscrito a ningún departamento, o que un curso no puede existir sin un profesor que lo imparta.

Dependencia Funcional

Una dependencia funcional es una conexión entre uno o más atributos. Por ejemplo si conocemos el valor de FechaDeNacimiento podemos conocer el valor de Edad.

Las dependencias funcionales del sistema se escriben utilizando una flecha, de la siguiente manera:

FechaDeNacimiento rightarrow Edad

Aquí a FechaDeNacimiento se le conoce como un determinante. Se puede leer de dos formas FechaDeNacimiento determina a Edad o Edad es funcionalmente dependiente de FechaDeNacimiento. De la normalización (lógica) a la implementación (física o real) puede ser sugerible tener éstas dependencias funcionales para lograr la eficiencia en las tablas.

Anomalías

Se denominan así en teoría de Bases de Datos a ciertos problemas que aparecen con frecuencia en el manejo de las mismas cuando el diseño no ha sido realizado de forma “normalizada” ( en este tema se aclara el significado del término “normalización “ y se introducen algoritmos de síntesis normalizada de relaciones , teniendo en cuenta las dependencias funcionales existentes ).

Distinguiremos tres “anomalías” básicas :

• Anomalía de inserción : Imposibilidad de dar de alta una tupla por no disponer del valor de un atributo principal .

• Anomalía de borrado : Pérdida de información por dar de baja una tupla.

• Anomalía de modificación : Tiene que ver con la redundancia (repetición de la misma información en tuplas diferentes y consiguiente necesidad de propagar actualizaciones ) . En general , la normalización reduce la redundancia , pero no la elimina por completo .

Descomposición

y z está incluido en y entonces

Formas Normales

Las formas normales son aplicadas a las tablas de una base de datos. Decir que una base de datos está en la forma normal N es decir que todas sus tablas están en la forma normal N. En general, las primeras tres formas normales son suficientes para cubrir las necesidades de la mayoría de las bases de datos. El creador de estas 3 primeras formas normales (o reglas) fue Edgar F. Codd.

MODELO Entidad-Relacion y Normalizacion

La normalización es un proceso que consiste en comprobar que las tablas (también denominadas relaciones en terminología propia del modelo relacional de datos) definidas cumplen unas determinadas condiciones. Se pretente garantizar la no existencia de redundancia y una cierta coherencia en la representación mediante un esquema relacional de las entidades y relaciones del modelo conceptual (diagrama E-R). Mediante la normalización se pueden solucionar diversos errores en el

diseño de la base de datos así como mejorarlo. También se facilita

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