udla_diseño de base de datos

Tema Nº1: BASES DE DATOS

Capítulo Nº2: MODELO CONCEPTUAL DE DATOS

Unidad Nº1: Diseño de Base de Datos

Objetivo:

- Entender qué es un modelo conceptual de datos y su finalidad.

- Conocer los elementos del modelo conceptual.

- Entender las definiciones y propiedades acerca de las relaciones.

- Entender las propiedades de los identificadores.

- Entender las propiedades de las relaciones N:N

- Entender la equivalencia del modelo conceptual al modelo físico de ACCESS.

Tiempo de estudio:

40 minutos aproximados.

ÍNDICE

TEMA PÁGINA

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 2

1. VISTAS LÓGICA Y FÍSICA DE LOS DATOS .................................................................. 2

2. DISEÑO DE BASES DE DATOS .................................................................................. 2

2.1. DISEÑO CONCEPTUAL O MODELO LÓGICO ............................................................. 3

A. VALOR ................................................................................................................... 3

B. VARIABLE .............................................................................................................. 3

C. DATO .................................................................................................................... 3

D. ATRIBUTO .............................................................................................................. 3

E. ENTIDAD ............................................................................................................... 4

F. OCURRENCIA ......................................................................................................... 4

G. RELACIÓN .............................................................................................................. 4

2.1.1. CARDINALIDAD O MULTIPLICIDAD DE UNA RELACIÓN ENTRE DOS ENTIDADES ....... 6

3. ARIEDAD (GRADO) DE UNA RELACIÓN ...................................................................... 7

4. CARACTERÍSTICAS DE LOS ATRIBUTOS..................................................................... 8

5. ATRIBUTOS IDENTIFICADORES ................................................................................ 9

6. ATRIBUTOS FORÁNEOS ......................................................................................... 10

7. DEFINICIÓN O REGLA PRINCIPAL SOBRE RELACIONES N:N ....................................... 11

8. SIMBOLOGÍA A USAR PARA EL DISEÑO LÓGICO DE DATOS ....................................... 13

9. CONCLUSIÓN FINAL DE LOS MODELOS CONCEPTUALES DE DATOS: ........................... 13

10. MODELO FÍSICO DE DATOS (MODELO DE RELACIÓN DE ACCESS) ........................... 14

11. SIMBOLOGÍA DEL MODELO FÍSICO DE DATOS ...................................................... 14

Diseño de Base de Datos

ACI200 Informática para la administración Página 2 de 14 © 2008 David Jofré F. Última Revisión 2010-20

INTRODUCCIÓN

1. Vistas lógica y física de los datos

Tal vez la diferencia más grande entre un DBMS y la organización tradicional de archivos

es que el primero separa las vistas lógica y física de los datos, de modo que ni el

programador ni el usuario final tienen que saber dónde y cómo están almacenados

realmente los datos.

El concepto de base de datos distingue entre las vistas lógica y física de los datos. La

vista lógica presenta los datos tal como los percibirían los usuarios finales o especialistas

de negocio mientras que la vista física muestra cómo los datos están realmente

organizados y estructurados en los medios de almacenamiento físicos.

2. DISEÑO DE BASES DE DATOS

Creación de una base de datos

Para crear una base de datos es preciso efectuar dos ejercicios de diseño: un diseño

conceptual y un diseño físico.

El diseño conceptual o lógico de una base de datos es un modelo abstracto de la base de

datos desde una perspectiva de negocios, mientras que el diseño físico muestra cómo se

acomoda realmente la base de datos en el DBMS. El diseño físico de bases de datos es

como quedará la Base de Datos en el producto final; en nuestro caso ACCESS, mientras

que el diseño lógico requiere una descripción detallada de las necesidades de información

de negocios de los usuarios finales de la base de datos. Idealmente, el diseño de bases

de datos formará parte de un proyecto de planificación de datos general que abarque

toda la organización.

El diseño conceptual de la base de datos describe la forma en que se agruparán los

elementos de información de la base de datos. El proceso de diseño identifica las

relaciones entre los elementos de información, así como la forma más eficiente de

agrupar los elementos para satisfacer las necesidades de información. El proceso también

identifica los elementos de información redundantes y los grupos de elementos de

información que requieren programas de aplicación específicos. Los grupos de datos se

organizan, refinan y perfeccionan hasta que surge la vista lógica general de las relaciones

entre todos los elementos de información de la base de datos.



2.1.Diseño Conceptual o Modelo Lógico

El paradigma de los datos se orienta a analizar, modelar e implementar soluciones

informáticas basadas en los datos y que consta en una serie de definiciones.

a. Valor

Es un elemento que tiene la característica de ser constante numérica o alfabética.

Ejemplo:

V1= {“café”, “negro”, “Blanco”, “rojo”}

V2= {23, 15, 48}

b. Variable

Es un elemento que puede tomar valores de un conjunto de valores.

Ejemplo:

Variables= {Edad, color, Patente, sexo}

c. Dato

Es la asociación de un valor a una variable, por lo tanto es un par ordenado (variable,

valor)

Ejemplo:

(Sexo, „M‟)

(Edad, 32)

(Color, „rojo‟)

Por lo tanto podríamos decir que el Conjunto de Variable X Conjunto de Valores = DATO.

d. Atributo

El atributo es una propiedad o característica que permite “caracterizar” a un objeto.

- Siempre un objeto poseerá un conjunto infinito de

propiedades o atributos.

- Un atributo es una variable por cuanto puede asumir

valores.

Ejemplo:

Sexo

Edad

Profesión Propiedad de un objeto.

Estado civil

Nombre

-------------------

Atributo



e. Entidad

Es cualquier objeto conceptual o de características físicas o de tipo humano que

posee atributos.

Ejemplo:

- A nivel humano

Alumno

Cliente

Proveedor

Medico

Paciente

Profesor

- A nivel Conceptual

Universidad

Asignatura

Vuelo

Carrera universitaria

Atención Médica

- A nivel Físico

Factura

Guía de Despacho

Producto

Vehiculo

Animal

En resumen las entidades deben ser genéricas por ejemplo: “Juan Perez” no es una

entidad; en cambio “Alumno” si es una entidad porque posee atributos.

f. Ocurrencia

Es el resultado de asociar los valores a los respectivos atributos de una entidad.

Ejemplo:

Entidad Automóvil

Atributos Valores

Patente „XY-2980‟

Marca „Audi‟ Valor de “una” ocurrencia de una entidad.

Modelo 3200

Año 2008

Color „Rojo‟

g. Relación

Es un vínculo que es posible establecer entre diversos objetos

Objeto 1 Objeto 2



Todo objeto tiene relación con otros objetos. Y esta relación puede ser implícita o

explicita.

Ejemplo:

Nombre María

Las relaciones se pueden establecer entre:

- entidades con entidades.

o Ejemplo: cliente con producto

- Entidades con atributos.

o Ejemplo: Cliente con Rut, Cliente con nombre, Cliente con dirección, etc.

- Atributos con valores.

o Ejemplo: Sexo = „M‟ nombre= „Maria‟

OBS:

Estudiaremos las relaciones entre entidades.

Ejemplo:

Padece

Compra

Matrimonio

En estos casos “Padece”, “Compra” y “matrimonio” son nombres de las relaciones.

Por lo general las relaciones representan acciones dentro de un modelo lógico.

Paciente Enfermedad

Cliente Producto

Esposo Esposa



2.1.1. Cardinalidad o multiplicidad de una relación entre dos entidades

Mide la cantidad de ocurrencias que se relacionan entre las dos entidades.

Ex Ey

Ocurrencias de Ex Ocurrencias de Ey

Existen tres tipos de relaciones de ocurrencias que estudiaremos: 1:1; 1:N o N:1

y N:N

a. 1:1 En este caso una ocurrencia de Ex se relaciona con una ocurrencia de Ey. Y

otra ocurrencia de Ey se relaciona con otra ocurrencia de Ex. (Las ocurrencias

de Ex son distintas entre sí y las ocurrencias de Ey también)

Ejemplo:

Paciente Ficha

b. 1:N o N:1 En este caso una ocurrencia de Ex se relaciona con N ocurrencias

de Ey y una ocurrencia de Ey con una de Ex.

Ejemplo Nº 1:

Carrera Alumnos

La relación anterior se puede leer como:

“En una Carrera estudian varios alumnos; pero un alumno estudia una sola

carrera”.

- - - - - -

----------

----------

----------

--------

Maria

Juan

001B

0015B

°

°

°

°



Ejemplo Nº 2:

Cliente Factura

“Un cliente tiene varias facturas; pero una factura es de un solo cliente”.

c. N:N Una ocurrencia de Ex se relaciona con N ocurrencias de Ey y una

ocurrencia de Ey se relaciona con N ocurrencias de Ex.

Ejemplo:

Alumno Profesor

“Un alumno tiene varios profesores y un profesor enseña a varios alumnos”.

En general; para ver la cardinalidad de una relación se estudia una ocurrencia y se ve si esta

es 1:1; 1:N o N:1; N:N

Ejemplo:

Esposo 1:1 Esposa

Empleado 1:N Carga Familiar

Carrera 1:N Alumno

Es posible además, que entre dos entidades exista más de una relación.

Matrimonio 1:1

Amistad N:N

Hombre Mujer

3. Ariedad (Grado) de una relación

La ariedad o grado de una relación; mide la cantidad de entidades que se relacionan a

través de la relación.

°

°

°

°

°

°

°

°

°

°

°

°

°

°

°

°



a) El caso de la ariedad 1, dice:

“Una ocurrencia de una entidad X se puede relacionar con ocurrencias de la misma

entidad X”.

Ejemplo:

Persona Empleado

1:1

Matrimonio

1:N

Supervisa

b) Ariedad n: Se crea cuando es necesario relacionar “n” entidades a través de una sola

relación.

Ejemplo:

N:N

N:N

N:N

Este ejemplo de ariedad tres (3); permite preguntar ¿Qué alumnos cursan tales

asignaturas dictadas por qué profesor?

4. Características de los atributos

Por definición (6.1.d) “un atributo es un rasgo de un entidad”. Observemos el siguiente

ejemplo:

N:N

Atributos: (Nº Orden, fecha, monto) (Código, Descripción, stock)

Este ejemplo nos permite observar que “En una orden de compra hay muchos productos y un

producto está en varias órdenes de compra”.

Tratemos de responder la siguiente pregunta….

°

°

°

°

°

°

Alumno

Asignatura

R

Profesor

Orden de

Compra

Producto



¿De qué entidad es el atributo “cantidad ordenada (comprada)”?

Repuesta: De ninguna de las dos entidades. En este caso “cantidad ordenada” pertenece a la

relación entre ambas entidades. Por lo tanto esta relación es una entidad ya que posee

atributos.

Definición:

Un atributo puede pertenecer a una entidad o una relación cuando ella es de cardinalidad

N:N.

Ejemplo:

El atributo Cantidad “No pertenece a la entidad” Orden de compra

El atributo Cantidad “No pertenece a la entidad” Producto

N:N

Cantidad

Por lo tanto si la “relación” posee un atributo entonces dicha “relación” es una “entidad”.

Y su representación lógica es de la siguiente forma:

1:N N:1

(Nº Orden, fecha, monto) (cantidad, descuento) (Código, Descripción, stock)

Resumen:

Una relación N:N se puede transformar en dos relaciones en forma separada; una de 1:N y

otra de N:1.

Esta definición traerá consecuencias en un modelo Físico de datos, que estudiaremos mas

adelante.

5. Atributos Identificadores

Toda entidad posee uno o varios atributos que permiten identificar e individualizar las

ocurrencias.

Ejemplo:

Los atributos de la entidad Alumno.

Alumno (rut, nombre, dirección, fono, sexo,…..etc.)

rut es un atributo identificador; porque identifica únicamente al alumno.

Por lo tanto un atributo identificador debe tener las siguientes propiedades:

- No puede ser Nulo.

- No puede ser cambiado ni duplicado.

Ejemplo:

Alumno (rut, nombre, dirección, fono, sexo,…..etc.)

Orden de

Compra

Producto

Orden de

Compra

Producto Detalle



El rut del alumno no puede ser nulo. (No existe un rut nulo)

El rut de un alumno es único y no puede ser cambiado.

6. Atributos Foráneos

El atributo foráneo es un atributo de una entidad que es heredado por la relación y que figura

en la otra entidad.

1:N

Atributo de Ex(a1, a2, a3,…, an) Atributos de Ey(b1,b2,b3,….., bn, a1)

Atributo Identificador de Ex: a1 Atributo Identificador de Ey: b1

Atributo Foráneo

Ejemplo:

1:N

(rut, nombre, dirección, fono) (nº orden, fecha, monto, rut)

Atributos Identificadores de cada Entidad

Atributo Foráneo de Cliente en la entidad producto.

Ex Ey

Cliente Orden de

Compra



Volvamos a analizar el siguiente caso:

1:N N:1

(Nº Orden, fecha, monto) (cantidad, descuento) (Código, Descripción, stock)

Por definición 6.1.5 los atributos identificadores de cada entidad son:

Entidad: “Orden de Compra”

Atributo Identificador: Nº Orden

Entidad: “Producto”

Atributo Identificador: Código

Pregunta: ¿Cuál es el atributo identificador de la nueva entidad “Detalle”?

Respuesta: Debiera ser…. Nº Orden + Código

Observe que tanto el atributo “Nº de Orden” de la Entidad “Orden de Compra” como el

atributo “Código” de la entidad “Producto” son atributos foráneos; pero ambas producen

unicidad de valores por lo que se puede inducir que ambos son atributos identificadores de la

entidad “Detalle”.

7. Definición o Regla Principal sobre relaciones N:N

Cuando es posible inferir que existe un atributo de la relación impuesta por una cardinalidad

N:N entonces dicha relación se puede transformar en dos relaciones binarias 1:N y N:1

definiendo la nueva entidad como la relación anterior; y su atributo identificador de esta nueva

entidad son los atributos foráneos de cada entidad que conforma la relación.

Ejemplo:

N:N

Cantidad

Atributos: (Nº Orden, fecha, monto) (Código, Descripción, stock)

Se puede transformar a:

Orden de

Compra

Producto Detalle

Orden de

Compra

Producto



1:N N:1

(Nº Orden, fecha, monto) (Nº Orden, Código, cantidad, descuento) (Código, Descripción, stock)

Atributos Identificadores

Atributos Foráneos

Estos dos atributos Nº Orden y Código ambas son Atributos identificadores de la entidad

“Detalle”, pero cada atributo individual es atributo foráneo.

OBS:

En el diseño lógico de datos se asumen estas definiciones como implícitas; por lo que no

necesariamente se representan en los diagramas.

Ejercicios:

Transforme si es necesario a dos relaciones 1:N y N:1 los siguientes ejemplos:

- Profesor N:N Alumno

- Cliente N:N Vendedor

Orden de

Compra

Producto Detalle



8. Simbología a usar para el Diseño Lógico de Datos

Entidad

Relación EX EY

1:N

N:1

N:N

La definición de los elementos anteriormente descritos nos ayudarán a representar mental,

física, empírica, gráfica, etc, algún objeto. Y su objetivo es servir de medio de comunicación

para dar a conocer el objeto mostrado en los aspectos que interesan. Existen infinitos modelos

para representar un objeto; la idea es emplear un lenguaje de modelamiento y simbología

estándar.

El modelo conceptual de datos nos ayudará a representar los objetos de un problema dado.

Ejemplo:

Modelo Lógico o conceptual puro

PROBLEMA X Entidades Relacionadas

Modelo Conceptual de Datos

Entidades

PROBLEMA X Relaciones

Atributos

9. Conclusión final de los Modelos conceptuales de datos:

El modelo conceptual nos permite entender la lógica del negocio y su posterior

almacenamiento en una base de datos. Y en forma opuesta podríamos decir que toda base de

datos tiene una representación lógica del negocio.

“Nombre de la entidad”

Ex Ey

Ex Ey



10. Modelo Físico de Datos (Modelo de relación de ACCESS)

Para poder entender los elementos que utiliza ACCESS en su modelo de Relación se

definirá una tabla de equivalencia de los elementos estudiados en el modelo conceptual y su

posterior representación en el modelo Físico de datos.

Definición:

El modelo Físico de datos representa a los objetos que finalmente se almacenarán en

una base de datos. Por lo tanto un producto de base de datos DBMS como ACCESS utilizará

estos objetos para su funcionamiento y aplicación.

Modelo Conceptual de Datos Modelo Físico de Datos (ACCESS)

Entidad Tabla

Atributo Columna (Campo)

Atributo Identificador Llave Primaria (Clave Primaria)

Atributo Foráneo Una columna (Campo) de la tabla; y por lo

general tienen el mismo nombre en ambas

tablas

Ocurrencia Fila (Registro)

Relación Relación

1:N 1:∞

N:1 ∞:1

1:1 1:1

N:N No existe

11. Simbología del Modelo Físico de Datos

Tablas

1

Llave Primaria (Clave)

Columnas

Relación

Llave Primaria (Clave) ∞

Columnas

“Nombre de la Tabla”

Columna1 (Campo1)

Columna 2 (Campo2)

.

.

“Nombre de la Tabla”

Columna1 (Campo1)

Columna 2 (Campo2)

.

.

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