bases de datos i. tema v. diseño de bases de datos relacionales

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Tema V. Tema V. Diseño de Bases de Datos Diseño de Bases de Datos RelacionalesRelacionales

Bases de Datos IBases de Datos IMTI Remedios Fabián VelascoMTI Remedios Fabián Velasco

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Licenciatura en InformáticaLicenciatura en Informática

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Bases de Datos IBases de Datos I MTI Remedios Fabián VelascoMTI Remedios Fabián VelascoUniversidad del Mar 07/2008Universidad del Mar 07/2008

TemarioTemario5 Diseño de bases de datos relacionales.5 Diseño de bases de datos relacionales.

5.1 Objetivos del diseño de bases de datos.5.1 Objetivos del diseño de bases de datos.5.2 Dependencias funcionales.5.2 Dependencias funcionales.5.3 Normalización.5.3 Normalización.

5.3.1 Primera forma normal.5.3.1 Primera forma normal.5.3.2 Segunda forma normal.5.3.2 Segunda forma normal.

5.3.2.1 Dependencia funcional de los datos.5.3.2.1 Dependencia funcional de los datos.5.3.2.2 Dependencia funcional completa.5.3.2.2 Dependencia funcional completa.5.3.2.3 Dependencia transitiva.5.3.2.3 Dependencia transitiva.

5.3.3 Tercera forma normal.5.3.3 Tercera forma normal.5.3.3.1 Forma normal de Boyce-Codd.5.3.3.1 Forma normal de Boyce-Codd.5.3.3.2 Atributos multivaluados.5.3.3.2 Atributos multivaluados.5.3.3.3 Dependencias multivaluadas.5.3.3.3 Dependencias multivaluadas.

5.3.4 Cuarta forma normal.5.3.4 Cuarta forma normal.5.3.5 Quinta forma normal.5.3.5 Quinta forma normal.

5.4 Enfoques alternativos al diseño de bases de datos.5.4 Enfoques alternativos al diseño de bases de datos.5.5 Modelado semántico.5.5 Modelado semántico.


5.1 Objetivos del diseño de bases 5.1 Objetivos del diseño de bases de datos.de datos.

El objetivo principal es crear una El objetivo principal es crear una REPRESENTACIONREPRESENTACION PRECISAPRECISA de los de los DATOSDATOS, de las , de las RELACIONESRELACIONES entre los datos y de las entre los datos y de las RESTRICCIONESRESTRICCIONES aplicables a los aplicables a los datosdatos que sean que sean pertinentes para la organizaciónpertinentes para la organización..

Para conseguir este objetivo empleamos técnicas Para conseguir este objetivo empleamos técnicas como el como el Modelo Entidad – Relación.Modelo Entidad – Relación.Otra técnica de diseño de base de datos se Otra técnica de diseño de base de datos se denomina denomina Normalización.Normalización.


5.2 Dependencias funcionales.5.2 Dependencias funcionales.

Concepto asociado con la Normalización, describe Concepto asociado con la Normalización, describe la la relación entre atributosrelación entre atributos..

Dependencia funcionalDependencia funcionalDescribe la relación existente entre atributos de una Describe la relación existente entre atributos de una relación R, B será funcionalmente dependiente de A (lo relación R, B será funcionalmente dependiente de A (lo que se denota A que se denota A →→ B) si cada valor de A esta asociado con B) si cada valor de A esta asociado con exactamente un valor de B (A y B puede consistir casa uno exactamente un valor de B (A y B puede consistir casa uno de ellos de uno o más atributos.de ellos de uno o más atributos.


A BB depende funcionalmente de A

A determina funcionalmente a B

Determinante: Hace referencia al atributo o grupo de atributos en el lado izquierdo de la flecha que describe una dependencia funcional.

Cuando existe una dependencia funcional, el atributo o grupo de atributos en el lado izquierdo de la flecha se denomina determinante.


Dependencia funcional completa: Indica que si A y B son atributos de una relación, B depende funcionalmente de manera completa de A si B depende funcionalmente de A pero no de ningún subconjunto propio de A.

Una dependencia funcional A → B es una dependencia funcional completa si la eliminación de cualquier atributo de A hace que la dependencia deje de existir.

Una dependencia funcional A → B es una dependencia parcial si existe algún atributo que puede eliminarse de A y la dependencia continua verificándose.


Dependencia transitiva:Dependencia transitiva: Una condición en la que A Una condición en la que A → B y → B y B → C, entonces C depende transitivamente de A a B → C, entonces C depende transitivamente de A a través de B (supuesto que A no sea funcionalmente través de B (supuesto que A no sea funcionalmente dependiente de B o C).dependiente de B o C).

Considere:Considere:noPersonal noPersonal → sNombre, puesto, salario, noSucursal. bDireccion→ sNombre, puesto, salario, noSucursal. bDireccionnoSucursalnoSucursal→ bDireccion→ bDireccion

La dependencia transitiva noSucursal La dependencia transitiva noSucursal → bDireccion → bDireccion existe en existe en noPersonal a través de noSucursal .noPersonal a través de noSucursal .


5.3. Normalización5.3. Normalización

Es una técnica para producir un conjunto Es una técnica para producir un conjunto de relaciones con una serie de propiedades de relaciones con una serie de propiedades deseables, partiendo de los requisitos de deseables, partiendo de los requisitos de datos de una organización.datos de una organización.Incluye: Incluye:

El El número mínimo de atributosnúmero mínimo de atributos necesarios para necesarios para soportar los requisitos de datos de la soportar los requisitos de datos de la organización.organización.Los Los atributos con una relación lógica fuerteatributos con una relación lógica fuerte (conocida como dependencia funcional) se (conocida como dependencia funcional) se encuentran en la misma relación.encuentran en la misma relación.Redundancia mínimaRedundancia mínima, estando cada atributo , estando cada atributo representado una sola vez, con la excepción de representado una sola vez, con la excepción de los atributos que formen parte de las claves los atributos que formen parte de las claves externas.externas.


Redundancia de DatosRedundancia de Datos

Si se consigue agrupar los atributos en Si se consigue agrupar los atributos en relaciones de modo que minimice la relaciones de modo que minimice la redundancia de los datos, se obtienen las redundancia de los datos, se obtienen las siguientes ventajas:siguientes ventajas:

Las actualizaciones de los datos almacenados Las actualizaciones de los datos almacenados en la BD pueden llevarse a cabo con un número en la BD pueden llevarse a cabo con un número mínimo de operaciones, reduciendo mínimo de operaciones, reduciendo incoherencia en los datos.incoherencia en los datos.Reduce espacio de almacenamiento de archivos Reduce espacio de almacenamiento de archivos requerido por las relaciones base, minimiza requerido por las relaciones base, minimiza costos.costos.


Primera Forma NormalPrimera Forma Normal

Un dominio es Un dominio es atómico atómico si se considera que si se considera que los elementos del dominio son unidades los elementos del dominio son unidades indivisibles.indivisibles.

Se dice que el esquema de una relación Se dice que el esquema de una relación R R está en la está en la primera forma normal primera forma normal (1FN) si (1FN) si los dominios de todos los atributos de los dominios de todos los atributos de R R son atómicos.son atómicos.Un conjunto de nombres es un ejemplo de Un conjunto de nombres es un ejemplo de valor no atómico. Por ejemplo, si el valor no atómico. Por ejemplo, si el esquema de la relación esquema de la relación empleado empleado incluyera incluyera el atributo el atributo hijos, hijos, los elementos de cuyo los elementos de cuyo dominio son conjuntos de nombres, el dominio son conjuntos de nombres, el esquema no se hallaría en la primera forma esquema no se hallaría en la primera forma normal.normal.


Los atributos compuestos, como el Los atributos compuestos, como el atributo atributo dirección dirección con sus atributos con sus atributos componentes componentes calle calle y y ciudadciudad, tienen , tienen también dominios no atómicos.también dominios no atómicos.

Considérese una organización que asigna a Considérese una organización que asigna a los empleados números de identificación así: los empleados números de identificación así: dos primeras letras especifican el dos primeras letras especifican el departamento y las cuatro cifras restantes departamento y las cuatro cifras restantes son un número único para el empleado son un número único para el empleado dentro de ese departamento. dentro de ese departamento. Ejemplos de estos números pueden ser Ejemplos de estos números pueden ser ININ0012 y 0012 y EEEE1127. 1127. Estos números de identificación pueden Estos números de identificación pueden dividirse en unidades menores y, por tanto, dividirse en unidades menores y, por tanto, no son atómicos.no son atómicos.


UFN - 1FNUFN - 1FN

Forma NO Normalizada (UFN).Forma NO Normalizada (UFN). Tabla que Tabla que contiene uno o más grupos repetitivos.contiene uno o más grupos repetitivos.Primera Forma Normal (1FN)Primera Forma Normal (1FN) Una relación Una relación en la que la inserción de toda fila y en la que la inserción de toda fila y columna contiene un valor y sólo un valor columna contiene un valor y sólo un valor (valores atómicos)(valores atómicos)


Para transformar de UFN a 1FN tenemos Para transformar de UFN a 1FN tenemos que identificar y eliminar los grupos que identificar y eliminar los grupos repetitivos dentro de la tabla.repetitivos dentro de la tabla.

Un atributo repetitivo es aquel, dentro de una tabla que Un atributo repetitivo es aquel, dentro de una tabla que presente múltiples valores para un mismo valor de los presente múltiples valores para un mismo valor de los atributos designados como clave principal de esa tabla.atributos designados como clave principal de esa tabla.

Hay dos técnicas para eliminar grupos Hay dos técnicas para eliminar grupos repetitivos:repetitivos:

Introduciendo datos apropiados en las columnas Introduciendo datos apropiados en las columnas vacías de las filas que contienen los datos repetitivos.vacías de las filas que contienen los datos repetitivos.Colocando los datos repetitivos, junto con una copia Colocando los datos repetitivos, junto con una copia de los atributos originales en una relación de los atributos originales en una relación independiente.independiente.


UFNUFN

noClienoClientente

cNomcNombrebre

noPropienoPropiedaddad

pDireccionpDireccion inicioReninicioRentata

finRentafinRenta rentrentaa

noPropietnoPropietarioario

oNombreoNombre

CR76CR76 John John KayKay

PG4PG4

PG16PG16

6 Lawrence St 6 Lawrence St GlasgowGlasgow

5 Novar Dr. 5 Novar Dr. GlasgowGlasgow

1-Jul-031-Jul-03

1-Sep-041-Sep-04

31-Ago-31-Ago-0404

1-Sep-051-Sep-05

350350

450450

CO40CO40

CO93CO93

Tina Tina MurphyMurphy

Tony Tony ShawShaw

CR56CR56 Aline Aline StewaStewartrt

PG4PG4

PG36PG36

PG16PG16

6 Lawrence St 6 Lawrence St GlasgowGlasgow

2 Manor Rd. 2 Manor Rd. GlasgowGlasgow

5 Novar Dr. 5 Novar Dr. GlasgowGlasgow

1-Sep-021-Sep-02

10-Oct-10-Oct-0303

1-Nov-051-Nov-05

10-Jun-10-Jun-0303

1-Dic-041-Dic-04

10-Ago-10-Ago-0606

350350

375375

450450

C040C040

CO93CO93

CO93CO93

Tina Tina MurphyMurphy

Tony Tony ShawShaw

Tony Tony ShawShaw

Tabla NO normalizada ClienteRentaTabla NO normalizada ClienteRenta


1FN1FN

noClienoClientente

cNomcNombrebre

noPropinoPropiedadedad

pDireccionpDireccion inicioReinicioRentanta

finRentfinRentaa

rentrentaa

noPropienoPropietariotario

oNomboNombrere


PG4PG4 6 Lawrence St 6 Lawrence St GlasgowGlasgow

1-Jul-031-Jul-03 31-Ago-31-Ago-0404

350350 CO40CO40 Tina Tina MurphyMurphy


PG16PG16 5 Novar Dr. 5 Novar Dr. GlasgowGlasgow

1-Sep-1-Sep-0404

1-Sep-1-Sep-0505

450450 CO93CO93 Tony Tony ShawShaw



1-Sep-1-Sep-0202

10-Jun-10-Jun-0303

350350 C040C040 Tina Tina MurphyMurphy


PG36PG36 2 Manor Rd. 2 Manor Rd. GlasgowGlasgow

10-Oct-10-Oct-0303

1-Dic-1-Dic-0404




1-Nov-1-Nov-0505

10-Ago-10-Ago-0606


Tabla normalizada ClienteRenta Primera Forma NormalTabla normalizada ClienteRenta Primera Forma Normal


noClienoClientente

cNombcNombrere

noPropienoPropiedaddad

pDireccionpDireccion inicioRentainicioRenta finRentafinRenta rentrentaa

noPropietnoPropietarioario

oNombreoNombre



1-Jul-031-Jul-03 31-Ago-31-Ago-0404




1-Sep-041-Sep-04 1-Sep-1-Sep-0505




1-Sep-021-Sep-02 10-Jun-10-Jun-0303

350350 C040C040 Tina Tina MurphyMurphy



10-Oct-10-Oct-0303

1-Dic-041-Dic-04 375375 CO93CO93 Tony Tony ShawShaw



1-Nov-051-Nov-05 10-Ago-10-Ago-0606


noClientnoClientee

cNombrecNombre

CR76CR76 John KayJohn Kay

CR56CR56 Aline StewartAline Stewart

ClienteCliente

PropietariosPropiedadesRentasPropietariosPropiedadesRentas

Relaciones alternativas de la Relaciones alternativas de la Primera Forma NormalPrimera Forma Normal


Segunda forma normal.Segunda forma normal.

5.3.2.1 Dependencia funcional de los datos.5.3.2.1 Dependencia funcional de los datos.5.3.2.2 Dependencia funcional completa. 5.3.2.2 Dependencia funcional completa. 5.3.2.3 Dependencia transitiva.5.3.2.3 Dependencia transitiva.


La segunda forma normal (2FN) se basa La segunda forma normal (2FN) se basa en el concepto de dependencia en el concepto de dependencia funcional completafuncional completa

Se aplica a las relaciones con claves Se aplica a las relaciones con claves compuestas.compuestas.

2FN:2FN: Una relación que esta en primera Una relación que esta en primera forma normal y en la que todo atributo forma normal y en la que todo atributo que no sea clave principal depende que no sea clave principal depende funcionalmente de manera completa de funcionalmente de manera completa de la clave principal.la clave principal.


2FN2FN

noClientnoClientee

noPropiedanoPropiedadd

inicioRentinicioRentaa

finRentafinRenta

CR76CR76 PG4PG4 1-Jul-031-Jul-03 31-Ago-31-Ago-0404

CR76CR76 PG16PG16 1-Sep-041-Sep-04 1-Sep-051-Sep-05

CR56CR56 PG4PG4 1-Sep-021-Sep-02 10-Jun-0310-Jun-03

CR56CR56 PG36PG36 10-Oct-0310-Oct-03 1-Dic-041-Dic-04

CR56CR56 PG16PG16 1-Nov-051-Nov-05 10-Ago-10-Ago-0606

noClientnoClientee

cNombrecNombre


CR56CR56 Aline Aline StewartStewart

ClienteCliente

Relaciones en segunda forma Relaciones en segunda forma normal derivadas de la normal derivadas de la relación ClienteRentarelación ClienteRenta


pDireccionpDireccion rentrentaa

noPropietarnoPropietarioio

oNombreoNombre



PG16PG16 5 Novar Dr. Glasgow5 Novar Dr. Glasgow 450450 CO93CO93 Tony ShawTony Shaw


375375 CO93CO93 Tony ShawTony Shaw

RentaRenta

PropietariosPropiedadesPropietariosPropiedades


ConceptoConcepto

Una Una dependencia funcional dependencia funcional es un tipo de es un tipo de restricción que constituye una generalización del restricción que constituye una generalización del concepto de concepto de clave.clave.Las dependencias funcionales son restricciones Las dependencias funcionales son restricciones del conjunto de relaciones legales. Permiten del conjunto de relaciones legales. Permiten expresar hechos sobre la empresa que se modela expresar hechos sobre la empresa que se modela con la base de datos.con la base de datos.

Se dice que Se dice que K K es una superclave de es una superclave de R R si si K K →→RR


Las dependencias funcionales nos permiten Las dependencias funcionales nos permiten expresar las restricciones que no se pueden expresar las restricciones que no se pueden expresar con las superclaves.expresar con las superclaves.Las dependencias funcionales se utilizarán de Las dependencias funcionales se utilizarán de dos maneras:dos maneras:

1.1. Para probar las relaciones y ver si son legales según Para probar las relaciones y ver si son legales según un conjunto dado de dependencias funcionales. Si un conjunto dado de dependencias funcionales. Si una relación una relación r r es legal según el conjunto es legal según el conjunto F F de de dependencias funcionales, se dice que dependencias funcionales, se dice que r r satisface satisface FF..

2.2. Para especificar las restricciones del conjunto de Para especificar las restricciones del conjunto de relaciones legales. Así, relaciones legales. Así, sólo sólo habrá que preocuparse habrá que preocuparse por las relaciones que satisfagan un conjunto dado por las relaciones que satisfagan un conjunto dado de dependencias funcionales. Si uno desea de dependencias funcionales. Si uno desea restringirse a las relaciones del esquema restringirse a las relaciones del esquema R R que que satisfagan el conjunto satisfagan el conjunto F F de dependencias de dependencias funcionales, se dice que funcionales, se dice que F F se cumple se cumple en en RR..


Tercera Forma Normal 3FNTercera Forma Normal 3FN

Una relación que esta en primera y segunda Una relación que esta en primera y segunda formas normales y en la que ningún atributo que formas normales y en la que ningún atributo que no sea de clave principal depende transitivamente no sea de clave principal depende transitivamente de la clave principalde la clave principal


oNombreoNombre

CO40CO40 Tina Tina MurphyMurphy

CO93CO93 Tony ShawTony Shaw

PropiedadesPropiedades

noPropiedadnoPropiedad pDireccionpDireccion rentarenta noPropietarionoPropietario

PG4PG4 6 Lawrence St Glasgow6 Lawrence St Glasgow 350350 CO40CO40

PG16PG16 5 Novar Dr. Glasgow5 Novar Dr. Glasgow 450450 CO93CO93

PG36PG36 2 Manor Rd. Glasgow2 Manor Rd. Glasgow 375375 CO93CO93

PropietariosPropietarios

Relaciones en tercera forma Relaciones en tercera forma normal derivadas de la normal derivadas de la relación relación PropiedadesPropietariosPropiedadesPropietarios


Relaciones en 3FNRelaciones en 3FN

noClientnoClientee


inicioRentinicioRentaa

finRentafinRenta

CR76CR76 PG4PG4 1-Jul-031-Jul-03 31-Ago-31-Ago-0404

CR76CR76 PG16PG16 1-Sep-041-Sep-04 1-Sep-051-Sep-05

CR56CR56 PG4PG4 1-Sep-021-Sep-02 10-Jun-0310-Jun-03

CR56CR56 PG36PG36 10-Oct-0310-Oct-03 1-Dic-041-Dic-04

CR56CR56 PG16PG16 1-Nov-051-Nov-05 10-Ago-10-Ago-0606

noClientnoClientee

cNombrecNombre


CR56CR56 Aline Aline StewartStewart

ClienteCliente

RentaRenta


oNombreoNombre

CO40CO40 Tina Tina MurphyMurphy

CO93CO93 Tony ShawTony Shaw

PropiedadesPropiedades

noPropiedadnoPropiedad pDireccionpDireccion rentarenta noPropietarionoPropietario

PG4PG4 6 Lawrence St Glasgow6 Lawrence St Glasgow 350350 CO40CO40

PG16PG16 5 Novar Dr. Glasgow5 Novar Dr. Glasgow 450450 CO93CO93

PG36PG36 2 Manor Rd. Glasgow2 Manor Rd. Glasgow 375375 CO93CO93

PropietariosPropietarios

Un resumen de las relaciones Un resumen de las relaciones 3NF derivadas de la relación 3NF derivadas de la relación ClienteRentaClienteRenta


Forma normal de Boyce-CoddForma normal de Boyce-Codd

Una de las formas normales mas deseables que se Una de las formas normales mas deseables que se pueden obtener es la forma normal de Boyce-Codd pueden obtener es la forma normal de Boyce-Codd (FNBC ). (FNBC ). Un esquema de relación R está en FNBC respecto Un esquema de relación R está en FNBC respecto a un conjunto de dependencias funcionales F si, a un conjunto de dependencias funcionales F si, para todas las dependencias funcionales de F+ de para todas las dependencias funcionales de F+ de la forma α → β, donde α la forma α → β, donde α ⊆⊆ R y β R y β ⊆⊆ R, se cumple al R, se cumple al menos una de las siguientes condiciones:menos una de las siguientes condiciones:• • α → β es una dependencia funcional trivial (es α → β es una dependencia funcional trivial (es decir, β decir, β ⊆⊆ α) α)• • α es una superclave del esquema R.α es una superclave del esquema R.Un diseño de base de datos está en FNBC si cada Un diseño de base de datos está en FNBC si cada miembro del conjunto de esquemas de relación miembro del conjunto de esquemas de relación que constituye el diseño está en FNBC.que constituye el diseño está en FNBC.


Una relación esta en FNBC, si y sólo si Una relación esta en FNBC, si y sólo si todo determinante es una clave todo determinante es una clave candidata.candidata.

Esquema-cliente = Esquema-cliente = ((nomCliente, nomCliente, calleCliente, ciudadClientecalleCliente, ciudadCliente))

nomCliente nomCliente → → calleCliente ciudadCliente calleCliente ciudadCliente

Esquema-sucursal = Esquema-sucursal = ((nomSucursal, nomSucursal, activo, ciudadSucursalactivo, ciudadSucursal))

nomSucursal nomSucursal → → activo ciudadSucursalactivo ciudadSucursal

Esquema-info-préstamo = Esquema-info-préstamo = ((nomSucursal, nomSucursal, nomCliente, noPrestamo, importenomCliente, noPrestamo, importe))

noPrestamo noPrestamo → → importe nomSucursalimporte nomSucursal


Puede afirmarse que Puede afirmarse que Esquema-cliente Esquema-cliente está en FNBC. Obsérvese que una clave está en FNBC. Obsérvese que una clave candidata para el esquema es candidata para el esquema es nomClientenomCliente. . Las únicas dependencias funcionales no Las únicas dependencias funcionales no triviales que se cumplen en triviales que se cumplen en Esquema-Esquema-cliente cliente tienen a tienen a nombre-cliente nombre-cliente a la a la izquierda de la flecha. izquierda de la flecha. Dado que Dado que nombre-cliente nombre-cliente es una clave es una clave candidata, las dependencias funcionales candidata, las dependencias funcionales con con nomCliente nomCliente en la parte izquierda no en la parte izquierda no violan la definición de FNBC.violan la definición de FNBC. Lo mismo sucede con Lo mismo sucede con Esquema-sucursalEsquema-sucursal..


El esquema El esquema Esquema-info-préstamoEsquema-info-préstamo, sin , sin embargo, embargo, no no está en FNBC. Obsérvese que está en FNBC. Obsérvese que noPrestamo noPrestamo no es una superclave de no es una superclave de Esquema-Esquema-infopréstamoinfopréstamo, ya que , ya que puede puede que haya un par de que haya un par de tuplas que representen a un solo préstamo tuplas que representen a un solo préstamo concedido a dos personas, por ejemplo,concedido a dos personas, por ejemplo,

(Centro, Sr. Pinilla, P-44, 1.000)(Centro, Sr. Pinilla, P-44, 1.000)

(Centro, Sra. Pinilla, P-44, 1.000)(Centro, Sra. Pinilla, P-44, 1.000)

Como no se ha relacionado ninguna Como no se ha relacionado ninguna dependencia funcional que descarte el caso dependencia funcional que descarte el caso anterior, anterior, noPrestamo noPrestamo no es una clave candidata. no es una clave candidata. Sin embargo, la dependencia funcional Sin embargo, la dependencia funcional noPrestamo noPrestamo → → importe importe es de tipo no trivial. es de tipo no trivial.

Por lo tanto, Por lo tanto, Esquema-info-prestamo Esquema-info-prestamo no no satisface la definición de FNBC.satisface la definición de FNBC.


Considérese la descomposición de Considérese la descomposición de Esquemainfo-préstamo Esquemainfo-préstamo en dos esquemas:en dos esquemas:

Esquema-préstamo = Esquema-préstamo = ((noPrestamo, noPrestamo, nomSucursal, importenomSucursal, importe))

Esquema-prestatario = Esquema-prestatario = ((nomCliente, nomCliente, noPrestamonoPrestamo))

Esta descomposición es una Esta descomposición es una descomposición de reunión sin pérdida.descomposición de reunión sin pérdida.


Comparación entre FNBC y Comparación entre FNBC y 3FN3FN

3FN se sabe que siempre resulta posible 3FN se sabe que siempre resulta posible obtener un diseño en 3FN sin sacrificar la obtener un diseño en 3FN sin sacrificar la reunión sin pérdida o la conservación de reunión sin pérdida o la conservación de las dependencias. las dependencias.

Sin embargo, hay inconvenientes en 3FN: si Sin embargo, hay inconvenientes en 3FN: si no se eliminan todas las dependencias no se eliminan todas las dependencias transitivas de las relaciones de los transitivas de las relaciones de los esquemas, puede que se tengan que esquemas, puede que se tengan que emplear valores nulos para representar emplear valores nulos para representar algunas de las relaciones significativas algunas de las relaciones significativas posibles entre los datos, y está el problema posibles entre los datos, y está el problema de repetición de la información.de repetición de la información.


La posibilidad de violar las condiciones La posibilidad de violar las condiciones FNBC puede aparecer cuando:FNBC puede aparecer cuando:

La relación contenga dos o más claves La relación contenga dos o más claves candidatas compuestas.candidatas compuestas.

Las claves candidatas se solapen, es decir, Las claves candidatas se solapen, es decir, tengan atributos en común.tengan atributos en común.


Cuarta Forma Normal 4FNCuarta Forma Normal 4FN

Considérese el ejemplo bancario. Supóngase que, Considérese el ejemplo bancario. Supóngase que, en un diseño alternativo del esquema de la base en un diseño alternativo del esquema de la base de datos, se tiene el esquema de datos, se tiene el esquema Esquema-BC Esquema-BC = (= (noPrestamo, nomCliente, noPrestamo, nomCliente, calleCliente, ciudadClientecalleCliente, ciudadCliente))No está en FNBC debido a la dependencia No está en FNBC debido a la dependencia funcionalfuncionalnomCliente nomCliente → → calleCliente ciudadClientecalleCliente ciudadClienteque se estableció anteriormente, y debido a que que se estableció anteriormente, y debido a que nombre-cliente nombre-cliente no es una clave de no es una clave de Esquema-BC. Esquema-BC. Sin embargo, supóngase que el banco está Sin embargo, supóngase que el banco está atrayendo a clientes ricos que tienen varios atrayendo a clientes ricos que tienen varios domicilios (por ejemplo, una residencia de invierno domicilios (por ejemplo, una residencia de invierno y otra de verano). Entonces ya no se deseará y otra de verano). Entonces ya no se deseará hacer que se cumpla la dependencia funcional hacer que se cumpla la dependencia funcional nomCliente nomCliente → → calleCliente ciudadClientecalleCliente ciudadCliente. .


Para tratar este problema hay que definir Para tratar este problema hay que definir una nueva forma de restricción, una nueva forma de restricción, denominada denominada dependencia multivaloradadependencia multivalorada..Como se hizo para las dependencias Como se hizo para las dependencias funcionales, se utilizarán las dependencias funcionales, se utilizarán las dependencias multivaloradas para definir una forma multivaloradas para definir una forma normal para los esquemas de relación.normal para los esquemas de relación.Esta forma normal, denominada Esta forma normal, denominada cuarta cuarta forma normal forma normal (4FN), es más restrictiva (4FN), es más restrictiva que FNBC. Se verá que cada esquema 4FN que FNBC. Se verá que cada esquema 4FN se halla también en FNBC, pero que hay se halla también en FNBC, pero que hay esquemas FNBC que no se hallan en 4FN.esquemas FNBC que no se hallan en 4FN.


Dependencia MultivaloradaDependencia Multivalorada

Representa una dependencia entre Representa una dependencia entre atributos (por ejemplo A, B y C) en atributos (por ejemplo A, B y C) en una relación de modo que para cada una relación de modo que para cada valor de A hay un conjunto de valores valor de A hay un conjunto de valores B y un conjunto de valores C. B y un conjunto de valores C. Sin embargo, los conjuntos de valores Sin embargo, los conjuntos de valores de B y C son independientes entre sí.de B y C son independientes entre sí.


4NF4NF

Una relación se encuentra en Cuarta Una relación se encuentra en Cuarta Forma Normal, si está en forma Forma Normal, si está en forma normal Boyce-Codd y no contiene normal Boyce-Codd y no contiene dependencias multivaloradas no dependencias multivaloradas no triviales.triviales.


Quinta Forma Normal 5FNQuinta Forma Normal 5FN

Cada vez que descomponemos una Cada vez que descomponemos una relación en dos relaciones, las relaciones relación en dos relaciones, las relaciones resultantes tienen la propiedad resultantes tienen la propiedad denominada de combinación sin pérdidas.denominada de combinación sin pérdidas.

Dependencia de combinación sin pérdidas: Dependencia de combinación sin pérdidas: Una propiedad de la descomposición que Una propiedad de la descomposición que garantiza que no se generen tuplas garantiza que no se generen tuplas espurias (falsas) al volver a combinar las espurias (falsas) al volver a combinar las relaciones mediante una operación de relaciones mediante una operación de combinación natural.combinación natural.


5FN5FN

Una relación 5FN, es aquella que no tiene Una relación 5FN, es aquella que no tiene dependencias de combinación.dependencias de combinación.

También se denomina También se denomina forma normal de forma normal de proyección-combinaciónproyección-combinación (FNPC). (FNPC).

Dependencia de combinación: Describe un tipo de Dependencia de combinación: Describe un tipo de dependencia. Por ejemplo, para que una relación R dependencia. Por ejemplo, para que una relación R compuesta por una serie de subconjuntos de los compuesta por una serie de subconjuntos de los atributos de R denomina A, B…, Z, la relación R atributos de R denomina A, B…, Z, la relación R exhibirá una dependencia de combinación si sólo exhibirá una dependencia de combinación si sólo si todo valor legal e R es igual a la combinación de si todo valor legal e R es igual a la combinación de sus proyecciones sobre A, B, …, Z.sus proyecciones sobre A, B, …, Z.


5.4 Enfoques alternativos al diseño 5.4 Enfoques alternativos al diseño de bases de datos.de bases de datos.

Metodología de Diseño:Metodología de Diseño:Es un enfoque estructurado que utiliza Es un enfoque estructurado que utiliza procedimientos, técnicas, herramientas procedimientos, técnicas, herramientas y ayudas para la generación de y ayudas para la generación de documentación con el fin de facilitar el documentación con el fin de facilitar el proceso de diseño y servirle de soporte.proceso de diseño y servirle de soporte.

Diseño conceptual de la base de Diseño conceptual de la base de datos:datos:

El proceso de construcción de un modelo El proceso de construcción de un modelo de los datos utilizados en una de los datos utilizados en una organización, independientemente de organización, independientemente de todas las consideraciones físicas.todas las consideraciones físicas.


Diseño lógico de la base de datos:Diseño lógico de la base de datos:El proceso de construir un modelo de los datos El proceso de construir un modelo de los datos utilizados en una organización basándose en un utilizados en una organización basándose en un modelo de datos específico, pero con modelo de datos específico, pero con independencia del SMBD concreto que se vaya independencia del SMBD concreto que se vaya a utilizar y a cualquier otra consideración física.a utilizar y a cualquier otra consideración física.

Diseño físico de la base de datosDiseño físico de la base de datosEl proceso de generar una descripción de la El proceso de generar una descripción de la implementación de la base de datos en implementación de la base de datos en almacenamiento secundario; describe las almacenamiento secundario; describe las relaciones base, la organización de los archivos relaciones base, la organización de los archivos y los índices utilizados para conseguir un y los índices utilizados para conseguir un acceso eficiente a los datos; así como acceso eficiente a los datos; así como cualesquiera restricciones de integridad cualesquiera restricciones de integridad asociadas y medidas de seguridad utilizadas. asociadas y medidas de seguridad utilizadas.


Factores críticos del diseñoFactores críticos del diseño

Trabajar interactivamente con los usuarios Trabajar interactivamente con los usuarios lo más que se pueda.lo más que se pueda.Metodología estructurada durante todo el Metodología estructurada durante todo el proceso.proceso.Emplear técnica centrada en los datos.Emplear técnica centrada en los datos.Preciso incorporar las consideraciones Preciso incorporar las consideraciones estructurales y de integridad dentro de los estructurales y de integridad dentro de los modelos de datos.modelos de datos.


Combinar técnicas de conceptualización, Combinar técnicas de conceptualización, normalización y validación de transacciones en la normalización y validación de transacciones en la metodología del modelado de los datos.metodología del modelado de los datos.Emplear diagramas para representar una parte Emplear diagramas para representar una parte mayor posible de los modelos de datos.mayor posible de los modelos de datos.Usar lenguaje de diseño de base de datos para Usar lenguaje de diseño de base de datos para representar información semántica acerca de los representar información semántica acerca de los datos que no puedan representarse fácilmente en datos que no puedan representarse fácilmente en un diagrama.un diagrama.Construir diccionario de datos para complementar Construir diccionario de datos para complementar diagramasdiagramasEstar dispuesto a repetir diversos pasos en Estar dispuesto a repetir diversos pasos en determinadas ocasiones. determinadas ocasiones.


PasosPasos

1. Construir el modelo conceptual1. Construir el modelo conceptualIdentificar tipos de entidadIdentificar tipos de entidadIdentificar tipos de relaciónIdentificar tipos de relaciónIdentificar y asociar los atributos con los tipos de Identificar y asociar los atributos con los tipos de entidad y relaciónentidad y relaciónDeterminar el dominio de los atributosDeterminar el dominio de los atributosDeterminar los atributos de la clave candidata, Determinar los atributos de la clave candidata, principal y alternativaprincipal y alternativaConsiderar el uso de conceptos del modelo Considerar el uso de conceptos del modelo avanzado avanzado Comprobar si el modelo tiene redundanciaComprobar si el modelo tiene redundancia


Paso 2 Construir y validar el modelo lógico Paso 2 Construir y validar el modelo lógico de los datosde los datos

Determinar las relaciones para el modelo lógico Determinar las relaciones para el modelo lógico de los datosde los datosValidar las relaciones mediante técnicas de Validar las relaciones mediante técnicas de normalizaciónnormalizaciónValidar las relaciones comprobando Validar las relaciones comprobando transacciones de usuariostransacciones de usuariosComprobar las restricciones de integridadComprobar las restricciones de integridadRepasar el modelo lógico de los datos con los Repasar el modelo lógico de los datos con los usuariosusuariosCombinar los modelos lógicos en un modelo Combinar los modelos lógicos en un modelo globalglobalVerificar las consideraciones de crecimiento Verificar las consideraciones de crecimiento futuro.futuro.


Paso 3. Traducir el modelo lógico de los Paso 3. Traducir el modelo lógico de los datos al SMBD seleccionadodatos al SMBD seleccionado

Diseñar relaciones baseDiseñar relaciones baseDiseñar representación de datos variadosDiseñar representación de datos variadosDiseñar restricciones generalesDiseñar restricciones generales

Paso 4. Diseñar la organización de los Paso 4. Diseñar la organización de los archivos y de los índicesarchivos y de los índices

Estimar requisitos de espacioEstimar requisitos de espacio

Paso 5. Diseñar vistas de usuariosPaso 5. Diseñar vistas de usuariosPaso 6. Considerar mecanismos de Paso 6. Considerar mecanismos de seguridadseguridadPaso 7. Considerar control de redundanciaPaso 7. Considerar control de redundanciaPaso 8. Monitorizar el sistema finalPaso 8. Monitorizar el sistema final


5.5 Modelado semántico.5.5 Modelado semántico.

Consiste en estudiar los datos que se Consiste en estudiar los datos que se pretenden almacenar en la base de pretenden almacenar en la base de datos antes de elegir el modelo de datos antes de elegir el modelo de datos concreto que se va a usar en la datos concreto que se va a usar en la base de datos.base de datos.


Bibliografía utilizadaBibliografía utilizada

Libros: Libros: Fundamentos de Bases de Datos. Abraham Fundamentos de Bases de Datos. Abraham Silberschatz, Henry F. Korth, S. SudarshanSilberschatz, Henry F. Korth, S. SudarshanSistemas de Bases de Datos. Thomas Conolly y Sistemas de Bases de Datos. Thomas Conolly y Carolyn BeggCarolyn Begg

bases de datos i. tema v. diseño de bases de datos relacionales

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