bases de datos relacionales uf 21752

7/25/2019 Bases de Datos Relacionales UF 21752

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DISEO DE BASES DE DATOSRELACIONALES


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PROGRAMACIN DIDCTICAPROGRAMACIN DIDCTICAPROGRAMACIN DIDCTICAPROGRAMACIN DIDCTICA

DISEO DE BASES DE DATOS RELACIONALES

(50 horas)

Inicio 20 de Marzo

Fin 1 de Abril

Mircoles 1 de Abril: Trabajo prctico

Mircoles 1 de Abril: Examen


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NDICENDICENDICENDICE

1. Introduccin a las bases de datos.

2. Modelos conceptuales de bases de datos.

3. El modelo relacional. 4. El ciclo de vida de un proyecto.

5. Creacin y diseo de bases de datos


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INTRODUCCININTRODUCCININTRODUCCININTRODUCCIN

Qu es una base de datos? Y un SGBD?

Qu es un modelo de datos?

Diferencia entre informacin y dato SQL

Qu es un ndice?

Cmo organizaras la informacin relativa alos alumnos de un instituto?


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Evolucin histrica: Las bbdd empiezan autilizarse a partir de los 70.


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Una base de datos se puede definir como (Piattiniet al, 2006): Una coleccin o depsito de datosintegrados con redundancia controlada y con unaestructura que refleje las interrelaciones y

restricciones existentes en el mundo real.

Los procedimientos de actualizacin y recuperacin,comunes y bien determinados, habrn de sercapaces de conservar la seguridad (integridad,confidencialidad y disponibilidad) del conjunto delos datos.


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Ventajas de las bases de datos Independencia de los datos respecto a los

tratamientos y viceversa

Consistencia de los datos Comparticin de datos Mayor valor informativo Mejora en la accesibilidad a los datos Mejora en la integridad de los datos Control de la concurrencia Reduccin del espacio de almacenamiento


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Inconvenientes:

Instalacin costosa

Personal especializado Falta de rentabilidad a corto plazo

Baja estandarizacin


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OBJETIVOSOBJETIVOSOBJETIVOSOBJETIVOS

Eliminar Redundancia e inconsistencia dedatos

Disponibilidad de los datos

Aislamiento

Acceso concurrente

Seguridad: Confidencialidad, Integridad


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Arquitectura ANSI/Arquitectura ANSI/Arquitectura ANSI/Arquitectura ANSI/X3X3X3X3////SPARCSPARCSPARCSPARC

Surgida en 1977, establece que la arquitecturade una base de datos debe poseer tres nivelesde abstraccin:

NIVEL FSICO: cmo se almacenan fsicamente losdatos

NIVEL LGICO: especificacin de las entidades y de

las relaciones

NIVEL EXTERNO o de VISTA: vista externa osubesquema


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ARQUITECTURAARQUITECTURAARQUITECTURAARQUITECTURA


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ARQUITECTURAARQUITECTURAARQUITECTURAARQUITECTURA


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ANSI/X3/SPARCANSI/X3/SPARCANSI/X3/SPARCANSI/X3/SPARC

El estndar ANSI implica: Portabilidadentre distintos SGBD Garantiza independencia(capacidad para

cambiar el esquema en un nivel sin tener quecambiarlo en ningn otro nivel.) Independencia Lgica: Cambio del esquema

conceptual sin cambiar las vistas externas o lasaplicaciones.

Independencia Fsica: Cambio del esquema fsico sinnecesidad de cambiar el esquema conceptual o losesquemas externos.


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ESQUEMAESQUEMAESQUEMAESQUEMA

ESQUEMA: Es el resultado de la aplicacin de unmodelo de datos, es decir, la plasmacin de laparte de la realidad para la cual deseamos

crear la base de datos, mediante el empleo deun determinado modelo de datos.


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MODELO DE DATOSMODELO DE DATOSMODELO DE DATOSMODELO DE DATOS

Existen varios tipos de modelos de datos aplicablesen distintos momentos a lo largo del proceso decreacin de una base de datos:

M. ConceptualE. Conceptual(DFDDiag. Casos de Uso) (M. dinmico)(Diag. E/RDiag. de clases) (M. esttico)

M. LgicoE. Lgico

(Reglas de transformacin + Normalizacin) M. FsicoE. Fsico

(Sentencias SQL: DCL, DDL, DML)


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MODELOS DE DATOSMODELOS DE DATOSMODELOS DE DATOSMODELOS DE DATOS

Un modelo es una forma de representar unarealidad, una parte del mundo.

Es un mecanismo de representacin parafacilitar la comprensin y la comunicacin.

El modelo de datos ofrece una abstraccin delos objetos de datos del sistema y sus

relaciones independientemente de laimplementacin fsica elegida.


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Ventajas:

- Comprensin de los datos y el funcionamientode la aplicacin

- Obtencin de estructuras de datosindependientes del entorno fsico

- Control de posibles errores lo antes posible

- Mejora de mantenimiento


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MODELO DE DATOS CONCEPTUAL: Describen losdatos del Universo del Discurso de formaindependiente a su implementacin.

Modelo E/R (Peter Chen, 1976)

Modelo E/R extendido


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DISEO CONCEPTUALDISEO CONCEPTUALDISEO CONCEPTUALDISEO CONCEPTUAL

Diseo conceptual: Consiste en representar el UDusandoun modelo de datos Conceptual, obteniendo de estaforma lo que se denomina un esquema conceptual.

Estos modelos son altamente semnticos e

independientes del tipo de base de datos que se vayaa utilizar con posterioridad.Esto quiere decir que esta tarea se puede llevar a cabo

aun desconociendo el SGBD que se vaya a utilizar enfases posteriores. El modelo de datos masivamente

utilizado en la actualidad a nivel mundial para larealizacin de esta tarea es el Modelo Entidad-Relacin (modelo E-R).


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MODELO DE DATOS LGICO:Se crea a partir delmodelo de datos conceptual aplicando una seriede reglas de transformacin.

Modelo jerrquico

Modelo en Red (Codasyl)

Modelo relacional: Desarrollado por Codd (1970)

Tablas


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DISEO LGICODISEO LGICODISEO LGICODISEO LGICO

Diseo lgico: Consiste en transformar el esquemaconceptual obtenido en la fase anterior en unesquema lgico adaptado al modelo de datos en

el que se apoya el SGBD que se vaya a utilizar, nnuestro caso, el modelo relacional. Por lo tanto,consistir en trasformar el esquema E-R en unesquema relacional compuesto por un conjunto

de tablas o relaciones con sus atributos,indicando adems la clave primaria de cada tablay las claves ajenas.


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MODELO DE DATOS FSICO: Creacin de lastablas, atributos, ndices, restricciones deintegridad, vistas, etc.


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DISEO FSICODISEO FSICODISEO FSICODISEO FSICO

Diseo fsico: Consiste en crear en el SGBDseleccionado todos los elementos de queconsta la base de datos, intentando conseguir

la mxima eficiencia posible.Consistir, por tanto, en crear tablas, ndices,

vistas, etc. Para ello, se suele emplear ellenguaje de definicin de datos SQL, queincluye sentencias, como CREATE TABLE,CREATE INDEX, etc.


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SGBDSGBDSGBDSGBD

SGBD (DBMS): es una coleccin de programas quefacilitan la labor de gestionar la base de datos ensu conjunto. Debe:

Facilitar el acceso a los datos Controlar la consistencia y la integridad de los

datos Controlar la seguridad de la base de datos

Controlar la concurrencia Facilitar la administracin de la base de datos y

del propio SGBD


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SGBDSGBDSGBDSGBD

El d i i t d d l b dEl d i i t d d l b dEl d i i t d d l b dEl d i i t d d l b d


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El administrador de la base deEl administrador de la base deEl administrador de la base deEl administrador de la base dedatos (DBA)datos (DBA)datos (DBA)datos (DBA)

DBA: es el mximo responsable del correctofuncionamiento de la base de datos.

FUNCIONES:

Definir el esquema conceptual Definir el esquema interno

Vincularse con los usuarios (Esquema externo)

Definir las verificaciones de seguridad e integridad

Definir procedimientos de respaldo y recuperacin Supervisar el desempeo y responder a cambios en los

requerimientos


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MODELO E/RMODELO E/RMODELO E/RMODELO E/R

ENTIDAD: cualquier objeto sobre el que se deseaalmacenar informacin en la base de datos

Interrelaciones: asociacin o correspondencia entreentidades:- Nombre: Toda relacin debe tener un nombre nico en el

esquema E-R

Grado: Hace referencia al nmero de entidades queparticipan en una relacin (Reflexiva, Binaria, Ternaria,)

Tipo de correspondencia: Hace referencia al nmeromximo de ocurrencias de una entidad que pueden estarasociadas con una ocurrencia de la otra entidadparticipante en la relacin


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TIPO DE CORRESPONDENCIASTIPO DE CORRESPONDENCIASTIPO DE CORRESPONDENCIASTIPO DE CORRESPONDENCIAS

1:1: Se da cuando cada ocurrencia de una entidad solopuede estar asociada como mximo con una ocurrencia dela otra entidad.

1:N: Se da cuando una ocurrencia de una entidad puedeestar asociada con varias ocurrencias de la otra entidad,mientras que una ocurrencia de la otra entidad solo puedeestar asociada con una ocurrencia de la primera.

N:M: Se da cuando una ocurrencia de una entidad puedeestar asociada con varias ocurrencias de la otra entidad ycada ocurrencia de la otra entidad tambin puede estarasociada con varias ocurrencias de la primera.


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ATRIBUTOSATRIBUTOSATRIBUTOSATRIBUTOS

Atributos: Podemos definir atributo como cadauna de las caractersticas o propiedades de ouna entidad o de una relacin.

Dominio: El dominio de un atributo se puededefinir como el conjunto de valores que puedetomar ese atributo.


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TIPOS DE CLAVESTIPOS DE CLAVESTIPOS DE CLAVESTIPOS DE CLAVES

Tipos de atributos identificadores (clave): Identificador Candidato : Atributo o conjunto de

atributos que permite identificar unvocamente

cada ocurrencia de la entidad Clave principal: Es aquel atributo candidato a

clave seleccionado para identificar a cadaocurrencia de la entidad.

Clave alternativa: Es aquel atributo candidato aclave no elegido como atributo identificadorprincipal.


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REPRESENTACIN GRFICAREPRESENTACIN GRFICAREPRESENTACIN GRFICAREPRESENTACIN GRFICA

Una entidadse representa mediante unrectngulo en el interior del cual se coloca elnombre de la entidad en cuestin.

Una relacin se representa mediante un rombocon el nombre de la relacin en su interior y

desde el que salen lneas que lo unen a lasentidades participantes en la relacin.


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E/R extendidoE/R extendidoE/R extendidoE/R extendido

Cardinalidad de las relaciones: Lascardinalidades mnima y mxima de lasentidades intervinientes en una relacin se

definen como el nmero mnimo y mximo deocurrencias de una entidad que pueden estarrelacionadas con una ocurrencia de la otra

entidad.


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EJEMPLOSEJEMPLOSEJEMPLOSEJEMPLOS

Relacin reflexiva

Relacin N:M


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Relacin reflexiva

Relacinternaria


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ENTIDADES FUERTES Y DBILESENTIDADES FUERTES Y DBILESENTIDADES FUERTES Y DBILESENTIDADES FUERTES Y DBILES

Entidades regulares o fuertes: son aquellaspara las cuales las ocurrencias de la entidadtienen existencia propia.

Entidades dbiles: son aquellas para las cualesla existencia de una ocurrencia de la entidaddbil depende de la existencia de una

ocurrencia de la entidad regular de la quedepende

RELACIONES DBILES YRELACIONES DBILES YRELACIONES DBILES YRELACIONES DBILES Y


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RELACIONES DBILES YRELACIONES DBILES YRELACIONES DBILES YRELACIONES DBILES YREGULARESREGULARESREGULARESREGULARES

Relaciones regulares: Son aquellas queasocian entidades regulares.

Relaciones dbiles: Son aquellas que asocian

una entidad dbil con la entidad regular de laque depende.


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RELACIONES REGULARESRELACIONES REGULARESRELACIONES REGULARESRELACIONES REGULARES

Dependencia en identificacin: Se da este tipo dedependencia cuando la identificacin de lasocurrencias de la entidad dbil no se puede llevar acabo con sus propios atributos.

Dependencia en existencia: Cuando una relacindbil no es una dependencia en Identificacin, setrata de una dependencia en existencia, algo que esintrnseco a todas las relaciones dbiles, puesto que

las ocurrencias de la entidad dbil solo puedenexistir si existe la ocurrencia de la entidad regular dela que dependen.


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ATRIBUTOS EN LA RELACIONATRIBUTOS EN LA RELACIONATRIBUTOS EN LA RELACIONATRIBUTOS EN LA RELACION


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NORMALIZACINNORMALIZACINNORMALIZACINNORMALIZACIN

Normalizacin: Es un mtodo formal aplicable atodo esquema relacional que nos permitedeterminar si un esquema relacional se

adecua a la realidad y, en caso de que no seaas, nos indica cmo transformarlo paraconseguir que el mismo sea un reflejo lo ms

fiel posible del mundo real.


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NORMALIZACINNORMALIZACINNORMALIZACINNORMALIZACIN

Existen en total seis formas normales:

Primera forma normal (1FN).

Segunda forma normal (2FN).

Tercera forma normal (3FN).

Forma normal de Boyce/Codd (FNBC).

Cuarta forma normal (4FN). Quinta forma normal (5FN).


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DependenciaDependenciaDependenciaDependencia funcionalfuncionalfuncionalfuncional

Dados los subconjuntos de atributos X e Y deuna relacin, se dice que

Y depende funcionalmente de X o que X

determina o implica a Y si y solo si cada valordeX tiene asociado un nico valor de Y.

Representamos esta dependencia de la siguiente

forma:

X Y


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EJEMPLOEJEMPLOEJEMPLOEJEMPLO

Articulo (CodArt, DesArt, PVPArt)

CodArt DesArt

CodArt PVPArt

Pedido (RefPed, FecPed)

RefPed FecPed

LineaPedido (RefPed, CodArt, CantArt) (RefPed, CodArt) CantArt


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Dependencia funcionalDependencia funcionalDependencia funcionalDependencia funcional completacompletacompletacompleta

Dados los subconjuntos de atributos X e Y deuna relacin (constando X de varios atributos),se dice que Y tiene una dependencia

funcional plena o completade X si dependefuncionalmente de X, pero no depende deningn subconjunto de X, lo que se representa

por:X Y


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LneaPedido (RefPed, CodArt, CantArt)

(RefPed, CodArt) CantArt

(RefPed, CodArt)CantArt

Dependencia funcional mutua oDependencia funcional mutua oDependencia funcional mutua oDependencia funcional mutua o


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Dependencia funcional mutua oDependencia funcional mutua oDependencia funcional mutua oDependencia funcional mutua ointerdependenciainterdependenciainterdependenciainterdependencia

Si en una relacin se dan las dependenciasfuncionales X Y e Y X simultneamente,entonces se dice que entre los atributos X e Y

hay una dependencia funcional mutua ointerdependencia, y se representa as:

X Y


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Libro (CodLib, ISBN, Ttulo, Pginas, Editorial)

CodLib ISBN

ISBN CodLib

CodLib ISBN


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Dependencia funcionalDependencia funcionalDependencia funcionalDependencia funcional transitivatransitivatransitivatransitiva

Sea una relacin R (X, Y, Z) en la que existen lassiguientes dependencias funcionales:

X YY ZY X

Se dice entonces que Z tiene una dependencia

funcional transitiva respecto de X a travs de Y yse representa:X - Z


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Coche (Matrcula, Marca, Modelo, Color)

Matrcula Marca

Matrcula Modelo

Matrcula Color

Modelo Marca


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Primera forma normal (1FN)Primera forma normal (1FN)Primera forma normal (1FN)Primera forma normal (1FN)

Una relacin se encuentra en 1FN si cada uno desus componentes es atmico, es decir, si nopresenta grupos repetitivos.

Pedido (RefPed, FecPed, CodArt, DesArt,CantArt, PVPArt)

Transformar en


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Segunda forma normal (2FN)Segunda forma normal (2FN)Segunda forma normal (2FN)Segunda forma normal (2FN)

Una relacin se encuentra en 2FN si estando en1FN, cada atributo que no forme parte de unaclave candidata mantiene una dependencia

funcional total respecto de dicha clavecandidata, es decir, todo atributo debedepender de toda la clave y no solo de parte

de ella.


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2FN2FN2FN2FN

Para pasar una relacin a 2FN, se debe eliminar dela relacin el atributo que genera la dependenciaparcial y crear una nueva relacin con eseatributo y con el/los atributo/s de que dependecomo clave primaria.

Siempre que una relacin en 1FN presenta unaclave primaria compuesta por un solo atributo, ya

se encuentra automticamente en 2FN. Tambinse encontrarn en 2FN las relaciones en 1FN queno presenten atributos no clave.


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(RefPed, CodArt) DesArt

(RefPed, CodArt) CantArt

(RefPed, CodArt) PVPArt

f l ( )f l ( )f l ( )f l ( )


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Tercera forma normal (3FN)Tercera forma normal (3FN)Tercera forma normal (3FN)Tercera forma normal (3FN)

Una relacin se encuentra en 3FN si estando en2FN, cada atributo que no forme parte de unaclave candidata depende directamente de ella,

es decir, si no hay dependencias transitivas.

Toda relacin en 2FN con menos de dos

atributos no clave ya se encuentraautomticamente en 3FN.


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3FN3FN3FN3FN

Para eliminar las dependencias transitivas seelimina de la relacin que no est en 3FN elatributo que genera la dependencia transitiva

y se crea una tabla con el/los atributo/stransitivo/s y el atributo del que depende opor medio del cual mantiene/n la

transitividad.

OOOO


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R (A, B, C) con las siguientes dependenciasfuncionales:

A B C

existe una dependencia funcional transitiva de Crespecto de A



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Matrcula Modelo Marca

D li iD li iD li iD li i


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DesnormalizacinDesnormalizacinDesnormalizacinDesnormalizacin

Desventajas de la desnormalizacin:

- Puede ralentizar las actualizaciones

- Puede generar redundancias que deben sercontroladas para evitar que se genereninconsistencias.

- Puede dificultar el mantenimiento de cara a la

inclusin de nuevas entidades en el modelo.

DESNORMALIZACINDESNORMALIZACINDESNORMALIZACINDESNORMALIZACIN


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Combinar relaciones de uno a uno: Puede serconveniente reunir en una sola tabla losatributos de dos tablas involucradas en una

relacin de 1 a 1 si se accede a las dos tablasde manera conjunta con frecuencia y apenasse accede a ellas por separado.



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Duplicar atributos no clave en relaciones deuno a varios: Para evitar, como en el casoanterior, combinaciones entre dos tablas,

pueden incluirse atributos de la tablacorrespondiente a la cardinalidad 1 en la tablaa la que corresponde la cardinalidad n.



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Duplicar atributos en relaciones de varios a varios:Cuando nos encontramos con una relacin devarios a varios N:M entre dos entidades, al llevara cabo el diseo lgico se crea una tabla con losatributos clave de las entidades relacionadas y losatributos propios de la relacin. Si se quiereobtener informacin de la relacin de varios avarios en la mayora de los casos ser necesariorealizar la combinacin de las tres tablas, lo quees computacionalmente costoso.



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Si se sabe que con frecuencia cuando se muestrainformacin de las lneas de pedido, hay que mostrartambin la descripcin de cada artculo y su precio, se

puede valorar la posibilidad de incluir estos dos atributos(DesArt y PVPArt) en la tabla LneaPedido.



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Incluir datos derivados: Cuando en unaconsulta hay que obtener un dato derivado deotros, puede ahorrarse tiempo si este dato ya

est precalculado en algn atributo de latabla.



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Particin de tablas:



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Atributos repetidos en la misma fila: Laprimera forma normal tiene por objetivoeliminar los grupos repetitivos que se

presentan en una relacin, originando unanueva tabla con los atributos del gruporepetitivo ms la clave primaria de la relacin

de partida.

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