Tema 2: Diseno Conceptual De Bases De Datos. El Modelo .

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Modelo Entidad–RelaciónTema 2: Diseño conceptual de Bases de Datos.El Modelo Entidad–RelaciónAgustı́n Riscos Núñeze-mail: ariscosn@us.esBases de Datos 2010/11Ciencias de la Computación e IA (http://www.cs.us.es/)Universidad de SevillaA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–Relación1 Introducción al diseño de BDDiseño conceptualDiseño lógicoDiseño fı́sico2 El modelo Entidad–RelaciónEntidadesRelacionesAtributos3 Claves y discriminadores4 Cardinalidad. Tipo de una relación5 Jerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as de Generalización6 Tipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones históricasRelaciones de grado k 37 Fases para la obtención del DER8 Bibliografı́aA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónIntroducción al diseño de BDÍndice1Introducción al diseño de BDDiseño conceptualDiseño lógicoDiseño fı́sico2El modelo 5Claves y discriminadores6Tipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones históricasRelaciones de grado k 378Fases para la obtención del DERCardinalidad. Tipo de una relaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as de GeneralizaciónBibliografı́aA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónIntroducción al diseño de BDIntroducción al diseño de BD (I)El diseño de una BD consta de tres fases:Diseño conceptualDiseño lógicoDiseño fı́sicoA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónIntroducción al diseño de BDDiseño conceptualIntroducción al diseño de BD (II)(A) Diseño conceptual:Se parte de: especificación de requisitos (descripción detallada dela información que debe recoger la BD y de las prestaciones quedebe ofrecer a los futuros usuarios).Se obtiene: Esquema conceptual (descripción en lenguaje naturalo gráfico de la estructura de la BD, independiente del modelo dedatos elegido y del SGBD que se usará posteriormente paraimplementarla).Modelo conceptual: lenguaje natural o gráfico que se empleapara describir un esquema conceptual.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónIntroducción al diseño de BDDiseño lógicoIntroducción al diseño de BD (III)(B) Diseño lógico:Se parte de: esquema conceptual.Se obtiene: Esquema lógico (descripción de la estructura de laBD basada en el modelo de datos elegido para implementarla).Por ejemplo, descripción gráfica de un conjunto de tablasrelacionales.Modelo lógico: lenguaje empleado para describir el esquemalógico. Es independiente del SGBD que se empleará paraimplementar la BD, pero sı́ depende del modelo de datos elegido.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónIntroducción al diseño de BDDiseño fı́sicoIntroducción al diseño de BD (IV)C) Diseño fı́sico:Se parte de: esquema lógico.Se obtiene: Esquema fı́sico (descripción de la implementación dela BD usando un determinado SGBD. Se detallan las estructurasfı́sicas de almacenamiento de datos en el ordenador, los métodosde acceso a dichos datos y el modelo de seguridad del sistema).A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónIntroducción al diseño de BDDiseño fı́sicoIntroducción al diseño de BD (V)Nota 1. Sólo estudiaremos el diseño conceptual y el diseñológico de las BD.Nota 2. En este curso siempre emplearemos.Modelo conceptual: modelo Entidad–RelaciónModelo lógico: modelo de datos relacionalA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónÍndice1Introducción al diseño de BDDiseño conceptualDiseño lógicoDiseño fı́sico2El modelo 5Claves y discriminadores6Tipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones históricasRelaciones de grado k 378Fases para la obtención del DERCardinalidad. Tipo de una relaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as de GeneralizaciónBibliografı́aA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónIntroducción al modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–Relación (ER) es el modelo conceptual másutilizado para el diseño conceptual de BD. Fue introducido porPeter Chen en 1976 en el artı́culo:The Entity–Relationship Model. Toward a Unified View of Data,Chen, P. Transactions on Database Systems, Vol.1, 1976El modelo ER está formado por un conjunto de conceptos(entidad, atributo, relación) que permiten describir la informaciónrelevante de cierta parcela de la realidad mediante un conjunto derepresentaciones gráficas.El esquema conceptual asociado se denomina DiagramaEntidad–Relación (DER).A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad: cualquier objeto concreto o abstracto del que se deseaalmacenar información.Una entidad puede ser una persona, un lugar, un objeto, unconcepto, un suceso, . Cada entidad tiene asociado un NOMBRE(usualmente, un sustantivo común singular).Ejemplos: AUTOR, LIBRO, PRÉSTAMO,.Representación gráfica: un rectángulo.AUTORA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo �nRelación: correspondencia o asociación entre dos o más entidades.Cada relación tiene asociado un NOMBRE (usualmente, un verboen singular).Ejemplos:La relación ESCRIBE asocia la entidad AUTOR y la entidadLIBRO.La relación ESTUDIA asocia la entidad ALUMNO y laentidad ASIGNATURA.Representación gráfica: un rombo.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.es Modelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónRelacionesGrado de una relaciónDefiniciónGrado: número de entidades que intervienen en la relación.Nota: binaria grado 2, ternaria grado 3,.Nota: Podemos restringirnos a relaciones binarias. En efecto, unarelación de grado k 2 puede simularse añadiendo una nuevaentidad y k nuevas relaciones binarias.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónAtributosAtributos (I)DefiniciónAtributo: propiedad o caracterı́stica de interés que describe a unaentidad o a una relación.Rango o dominio de un atributo: conjunto de valores que puedetomar el atributo.Representación gráfica: un óvalo.Nota: sólo permitimos atributos univaluados.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónAtributosAtributos (II)Ejemplos:DNI, Nombre, Domicilio, Edad son atributos de la entidadALUMNO.Dominio(Edad) número enteroDominio(Nombre) cadena de textoDominio(Domicilio) cadena de textoFecha es un atributo de la relación PRESTA que asocia lasentidades LIBRO y PERSONA.Dominio(Fecha) formato fecha–horaA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónAtributosTipo de EntidadesRegular o fuerte: tiene existencia por sı́ misma en el universodel discurso, independientemente de cualquier otra entidad.Débil: depende de alguna entidad existente en el universo deldiscurso. Al desaparecer esta entidad superior, desaparecerá laentidad débil vinculada a la misma.Ejemplo: EJEMPLAR (entidad débil) que depende de LIBRO(entidad fuerte)Representación gráfica: Entidad débil, rectángulo doble.EJEMPLARA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónAtributosTipos de entidades débilesUna entidad débil lo puede ser.en Existencia(E): las instancias de la entidad débil pueden seridentificadas por sus propios atributos.en Identificación(ID): las instancias de la entidad no puedenser identificadas por sus propios atributos. Es necesario añadirla información de uno, o varios, atributos de la entidad fuertede la cual depende.Nota: Diremos también que la entidad débil tiene dependenciaen identificación de la entidad fuerte.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónAtributosTipos de entidades débiles. ño)EJEMPLAR(código,tipo-pasta)EJEMPLAR es una entidad débil en existencia. La entidadEJEMPLAR, aunque depende de la entidad fuerte LIBRO,puede identificarse por sı́ misma (mediante el atributo:código).A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónEl modelo Entidad–RelaciónAtributosTipos de entidades débiles. antidad)OPERACIÓN es una entidad débil en identificación, quedepende en identificación de la entidad fuerteCUENTA-BANCARIA. El número de la operación(0,1,2,3,4,.) no basta para identificarla, necesitamos ademásel código de la cuenta a la que la operación está asociada.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónClaves y discriminadoresÍndice1Introducción al diseño de BDDiseño conceptualDiseño lógicoDiseño fı́sico2El modelo 5Claves y discriminadores6Tipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones históricasRelaciones de grado k 378Fases para la obtención del DERCardinalidad. Tipo de una relaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as de GeneralizaciónBibliografı́aA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónClaves y discriminadoresClaves de una entidadDefiniciónClave: conjunto de uno o más atributos que permiten identificar deforma única a cada instancia de la entidad. Además, dicho conjuntode atributos debe ser minimal, esto es, ningún subconjunto deatributos de la clave puede actuar también como clave.Clave candidata: cada uno de los conjuntos de atributos quepueden actuar como clave de una entidad.Clave primaria (PK Primary Key): clave candidata elegida por eldiseñador de la BD para identificar una entidad.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónClaves y discriminadoresClaves de una entidad. población)Claves candidatas:12nifcódigoNota: (nombre,apellidos) no es una clave porque puedenexistir en la BD dos alumnos distintos con los mismos nombrey cod-préstamo)Claves . Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónClaves y discriminadoresDiscriminador de una entidad débilSi una entidad débil tiene dependencia en identificación, NOposee clave primaria. En su lugar, posee un discriminador.DefiniciónDiscriminador: conjunto minimal de atributos que, junto con laclave primaria de la entidad fuerte de la que depende enidentificación, permiten identificar cada instancia de la entidad.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónClaves y discriminadoresDiscriminador de una entidad débil. CION tiene dependencia en identificación de laentidad fuerte CUENTA.El atributo código es una clave candidata (la única, de hecho)de la entidad fuerte CUENTA.El atributo número es un discriminador para OPERACIÓN,puesto que junto con el atributo código de la entidadCUENTA permite determinar cada operación.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónCardinalidad. Tipo de una relaciónÍndice1Introducción al diseño de BDDiseño conceptualDiseño lógicoDiseño fı́sico2El modelo 5Claves y discriminadores6Tipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones históricasRelaciones de grado k 378Fases para la obtención del DERCardinalidad. Tipo de una relaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as de GeneralizaciónBibliografı́aA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónCardinalidad. Tipo de una relaciónCardinalidadSupongamos que una relación R asocia a las entidades E1 y E2.DefiniciónCardinalidad de la entidad E1 en la relación R: es el par (a, b)que indica el número mı́nimo( a) y máximo( b) de instancias deE1 que pueden estar asociadas a una instancia fija de E2.Son posibles las siguientes cardinalidades:(0, 1), (1, 1), (0, n), (1, n).Nota: n significa “muchos”.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónCardinalidad. Tipo de una relaciónCardinalidad. Ejemplos (I)Relación PERTENECE entre las entidades CLIENTE y PEDIDO.PEDIDO participa con cardinalidad (1, n).Fijado un CLIENTE,(-) al menos, tendrá asociado un pedido, y(-) puede tener asociados varios pedidos.CLIENTE participa con cardinalidad (1, 1).Fijado un PEDIDO,(-) tendrá asociado obligatoriamente un cliente, y sólo uno.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónCardinalidad. Tipo de una relaciónCardinalidad. Ejemplos (II)Relación CURSA entre las entidades ALUMNO y ASIGNATURA.ASIGNATURA participa con cardinalidad (1, n).Fijado un ALUMNO,(-) al menos, estará matriculado en una asignatura, y(-) puede cursar varias asignaturas.ALUMNO participa con cardinalidad (0, n).Fijada una ASIGNATURA,(-) puede que ningún alumno se haya matriculado de laasignatura, y(-) puede ser cursada por muchos alumnos.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónCardinalidad. Tipo de una relaciónCardinalidad. Ejemplos (III)Relación ES entre las entidades PAIS y CAPITAL.CAPITAL participa con cardinalidad (1, 1).Fijado un PAIS,(-) tendrá asociado obligatoriamente una capital, y sólo una.CAPITAL participa con cardinalidad (1, 1).Fijada una CAPITAL,(-) tendrá asociado obligatoriamente un paı́s, y sólo uno.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónCardinalidad. Tipo de una relaciónCardinalidad. Ejemplos (IV)Relación PERTENECE entre las entidades CUENTA yOPERACION (relación débil en identificación).CUENTA participa con cardinalidad (1, 1).Fijada una OPERACION,(-) tendrá asociada obligatoriamente una cuenta, y sólo una.OPERACION participa con cardinalidad (0, n).Fijada una CUENTA,(-) puede no tener asociada ninguna operación, y(-) puede tener asociada muchas operaciones.Nota: En una relación débil en identificación, la entidad fuerteparticipa con cardinalidad (1, 1).A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónCardinalidad. Tipo de una relaciónCardinalidad. Tipo de una relaciónSupongamos que R relaciona las entidades E1 y E2.DefiniciónEl Tipo de R es el par (a : b) donde a y b son las cardinalidadesmáximas de E1 y E2 en R.Una a una (1:1): una instancia de E1 está asociada con una,y sólo una, instancia de E2. (Ejemplo: Paı́s y Capital)Una a muchas (1:N): una instancia de E1 puede estarasociada con muchas instancias de E2, pero una instancia deE2 sólo puede estar asociada con una instancia de E1.(Ejemplo: Cliente y Pedido)Muchas a Muchas (N:M): una instancia de E1 puede estarasociada con muchas instancias de E2 y viceversa.(Ejemplo: Alumno y Asignatura)A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónJerarquı́as de GeneralizaciónÍndice1Introducción al diseño de BDDiseño conceptualDiseño lógicoDiseño fı́sico2El modelo 5Claves y discriminadores6Tipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones históricasRelaciones de grado k 378Fases para la obtención del DERCardinalidad. Tipo de una relaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as de GeneralizaciónBibliografı́aA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónDescomposición de una entidad padre (o supertipo) en variasentidades hijo (o subtipos).Los subtipos heredan los atributos de la entidad padre.Los subtipos pueden además poseer atributos propios.Ejemplo: La entidad padre Documento se divide en los subtiposLibro, Artı́culo y Revista.Para incluir jerarquı́as en el modelo E–R, se emplean relaciones deespecialización ES-UN (en inglés, IS-A).Representación gráfica: triángulo invertidoA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.es5Modelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as (I)(A) Total o Parcial.Total: cada instancia del supertipo pertenece obligatoriamentea un subtipo.Parcial: existen instancias del supertipo que no pertenecen aningún subtipo.Nota: Una jerarquı́a parcial se transforma en total añadiendo unnuevo subtipo Otros.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as (II)(B) Exclusiva o Solapada:Exclusiva: Una instancia de la entidad padre sólo puedepertenecer a un único subtipo.Solapada: una instancia de la entidad padre puede pertenecera más de un subtipo.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as. Ejemplos1El supertipo Persona y los subtipos Hombre, Mujer formanuna jerarquı́a total y exclusiva.2El supertipo Socio y los subtipos Trabajador, Estudiante,Jubilado, Otros forman una jerarquı́a total y solapada (unsocio puede estudiar y trabajar a la vez).3El supertipo Obra y los subtipos Pintura, Escultura formanuna jerarquı́a parcial y exclusiva (puede que una obra no seani escultura ni pintura).4El supertipo Obra y los subtipos Libro, Artı́culo, Recopilaciónforman una jerarquı́a parcial y solapada (una recopilación estambién un libro).A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónTipos especiales de relaciónÍndice1Introducción al diseño de BDDiseño conceptualDiseño lógicoDiseño fı́sico2El modelo 5Claves y discriminadores6Tipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones históricasRelaciones de grado k 378Fases para la obtención del DERCardinalidad. Tipo de una relaciónJerarquı́as de GeneralizaciónDefiniciónClasificación de Jerarquı́as de GeneralizaciónBibliografı́aA. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónTipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones reflexivasDefiniciónRelación reflexiva: es una relación que asocia una entidad consigomisma.Ejemplo: empleados que pueden ser jefes de otros empleados.Empleamos la relación Supervisa que asocia la entidad Empleadoconsigo misma.Nota: Si los empleados pueden dividirse en jefes y subordinados, espreferible usar una jerarquı́a de generalización. Ahora bien, si unjefe puede a su vez tener otro jefe de nivel superior yası́ recursivamente es necesario usar una relación reflexiva.A. Riscos Núñez e-mail: ariscosn@us.esModelo Entidad–Relación

Modelo Entidad–RelaciónTipos especiales de relaciónRelaciones reflexivasRelaciones reflexivas. RolesEn una relación

(A) Diseno conceptual: Se parte de: especificaci on de requisitos (descripci on detallada de la informaci on que debe recoger la BD y de las prestaciones que debe ofrecer a los futuros usuarios). Se obtiene: Esquema conceptual (descripci on en lenguaje natural o gr afico de la estructura de la BD, independiente del modelo de

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