Conjuntos entidad. prestamo. Conjuntos entidad cliente y prestamo. Atributos. Atributos. Conjuntos asociación. Tema 2: Modelo Entidad-Asociación (E-A)

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1 Tema 2: Modelo ntidad-sociación (-) Conjuntos entidad Conjuntos entidad Conjuntos asociación Cuestiones de diseño estricciones de asociaciones Claves Diagrama - Características del modelo - ampliado Diseño de un esquema - de base de datos educción de un esquema - a tablas (relaciones) Una base de datos se puede modelar como: Un conjunto de entidades, sociaciones entre entidades. Una entidad es un objeto que existe y es distinguible de otros objetos. jemplo: una, compañía, evento o planta determinada Las entidades tienen atributos jemplo: las s tienen nombres y direcciones. Un conjunto entidad es un conjunto de entidades del mismo tipo que comparten las mismas propiedades. jemplo: el conjunto de todas las s, compañías, árboles, vacaciones Bases de datos 1 Bases de datos 2 Conjuntos entidad y prestamo tributos Id- ciudad calle nombre numeroprestamo Una entidad se representa por un conjunto de atributos, que son propiedades descriptivas que tienen todos los miembros de un conjunto entidad Gómez López Vázquez Príncipe Norte Principe Madrid Vigo Madrid L-17 L-23 L jemplo: = (id-,, direccion-, ) prestamo = (, ) Veiga Sánchez lma Norte Santiago Vigo L-14 L Dominio el conjunto de valores permitidos para cada atributo Tipos de atributo: tributos simples y compuestos Fraga Lugo Coruña L tributos monovalorados y multivalorados ubio Miño Ourense L P.e. atributo multivalorado : numeros-telefono tributos derivados prestamo Se pueden calcular a partir de otros atributos P.e. edad, dada la fecha de nacimiento Bases de datos 3 Bases de datos 4 tributos compuestos Conjuntos asociación Una asociación es una relación entre varias entidades tributos compuestos nombre completo direccion nombre primer apellido segundo apellido calle ciudad provincia C.P. jemplo: López deposita -102 entidad conjunto asociación entidad cuenta tributos componentes numero nombre piso Un conjunto asociación es una relación matemática entre n 2 entidades, cada una perteneciente a un conjunto entidad {(e 1, e 2, e n ) e 1 1, e 2 2,, e n n } donde (e 1, e 2,, e n ) es una asociación jemplo: (López, -102) depositos Bases de datos 5 Bases de datos 6

2 Conjunto asociación Conjuntos asociación (Cont.) Id- ciudad calle nombre numeroprestamo Un atributo también puede ser propiedad de un conjunto asociación. Por ejemplo, el conjunto asociación depositante entre los conjuntos entidad y cuenta puede tener el atributo fecha-acceso Gómez Príncipe Madrid L depositante (fecha-acceso) López Norte Vázquez Principe Veiga lma Sánchez Norte Fraga Lugo ubio Miño Vigo Madrid Santiago Vigo Coruña Ourense L L L L L L prestamo () López Pérez Gómez Paz Sánchez Veiga 24 mayo junio junio junio junio mayo mayo junio 2002 cuenta (numero-cuenta) Bases de datos 7 23 mayo 2002 Bases de datos 8 Grado de un conjunto asociación Indica el número de conjuntos entidad que pueden participar en un conjunto asociación. Los conjuntos asociación en que participan dos conjuntos entidad se denominan binarias (o de grado dos). Normalmente, la mayoría de los conjuntos asociación son binarias. n un conjuntos asociación pueden participar mas de dos conjuntos entidad. P.e. Supongamos que los s de un banco pueden tener puestos (responsabilidades) en varias sucursales, con diferentes responsabilidades en cada sucursal. ntonces habrá una asociación ternaria entre los conjuntos entidad, puesto y sucursal Las asociaciones entre más de dos conjuntos entidad no son comunes, La mayoría de las asociaciones son binarias. Cardinalidad de un conjunto asociación Indica el número de entidades a las que se puede asociar otra entidad mediante el conjunto asociación. Fundamentalmente es útil para conjuntos asociación binarios. La cardinalidad de un conjunto asociación binario puede ser de cuatro tipos: Uno a uno (1:1) Uno a varios (1:M) Varios a uno (M:1) Varios a varios (M:N) Bases de datos 9 Bases de datos 10 Cardinalidades Cardinalidades B B B B b 1 a 1 a 1 b 1 a 1 b 2 a 2 b 1 a 1 b 1 a 2 b 2 a 2 b 3 a 3 b 2 a 2 b 2 a 3 b 3 a 3 b 4 a 4 b 3 a 3 b 3 a 4 b 4 b 5 a 5 a 4 b 4 (a) Uno a uno (b) Uno a varios (a) Varios a uno (b) Varios a varios Nota: lgunos elementos en y B pueden no estar asociados a ningún elemento del otro conjunto Bases de datos 11 Nota: lgunos elementos en y B pueden no estar asociados a ningún elemento del otro conjunto Bases de datos 12

3 La cardinalidad afecta al diseño - Diagramas - Podemos hacer fecha-apertura un atributo de cuenta, en vez de un atributo de asociación, si cada cuenta sólo puede pertenecer a un único s decir, la asociación de cuenta a es varios a uno, o, los que es equivalente, a cuenta es uno a varios id- cuenta (numero-cuenta, fecha-acceso) () depositante mayo 2002 López junio 2002 Pérez junio 2002 Gómez mayo 2002 Paz junio 2002 Sánchez junio 2002 Veiga mayo 2002 Bases de datos 13 s ectángulos: representan conjuntos entidad. ombos: representan conjuntos asociación. Líneas: unen los atributos con los conjuntos entidad y los conjuntos entidad con los conjuntos asociación. lipses: representan atributos lipses dobles: representan atributos multivaluados. lipses discontinuas: denotan atributos derivados. Subrayado: indica que un atributo es una clave primaria. Bases de datos 14 Diagrama - con atributos compuestos, multivaluados y derivados Conjutos asociación con atributos primer-apellido numero-calle nombre-calle piso-calle fecha-acceso numero-cuenta saldo nombre-propio segundo-apellido id- nombre calle ciudad s depositante cuenta Id- direccion provincia C.P. numero-telefono fecha-nacimiento edad Bases de datos 15 Bases de datos 16 oles Los conjuntos entidad que participan en una asociación no tienen por que ser distintos Las etiquetas director y trabajador se denominan roles; indican cómo interactúan las entidades a través del conjunto asociación trabaja-para. n los diagramas - los roles se indican etiquetando lal líneas que unen rombos y rectángulos. Las etiquetas de rol son opcionales y se utilizan para clarificar la semántica de la asociación. estricciones de cardinalidad Las restricciones de cardinalidad se indican dibujando o bien una flecha ( ), que significa uno, o bien un extremo sin flecha ( ), que significa varios, entre el conjunto asociación y el conjunto entidad correspondiente. P.e.: sociación uno-a-uno: Un se asocia con, como máximo un préstamo mediante la asociación Un préstamo se asocia con como máximo un mediante nombre- Id- numero-telefono id- director s trabajador trabaja-para Bases de datos 17 Bases de datos 18

4 sociaciones uno-a-varios n una asociación uno-a-varios un préstamo se asocia con, como mucho, un a través de, y un se asocia con varios (incluido 0) a través de sociaciones varios-a-uno n una asociación varios-a-uno un préstamo se asocia con varios (incluido 0) s a través de y un se asocia con como mucho un préstamo a través de id- id- s s Bases de datos 19 Bases de datos 20 id- sociaciones varios-a-varios s Un se asocia con varios (incluido 0) préstamos a través de Un préstamo se asocia con varios (incluido 0) s a través de Participación de un conjunto entidad en un conjunto asociación Participación total (se indica mediante una línea doble): cada entidad del conjunto entidad participa en al menos una asociación del conjunto asociación P.e. la participación de prestamo en es total cada préstamo debe tener un asociado a través de Participación parcial: algunas entidades pueden no participar en ninguna asociación del conjunto asociación P.e. la participación de en es parcial id- s Bases de datos 21 Bases de datos 22 Notación alternativa para límites de cardinalidad Los límites de cardinalidad también pueden expresar restricciones de participación id- s 0..* 1..1 Claves Una superclave de un conjunto entidad es un conjunto de uno o más atributos cuyos valores determinan de manera única cada entidad. Una clave candidata de un conjunto entidad es una superclave mínima Id-clente es una clave candidata de numero-cuenta es una clave candidata de cuenta unque pueden existir varias claves candidatas en un conjunto entidad, una de ellas se debe elegir como clave primaria. Bases de datos 23 Bases de datos 24

5 Claves para conjuntos asociación Diagramas - con asociaciones ternarias l conjunto de claves primarias de los conjuntos entidad participantes forman una superclave del conjunto asociación. nombre-puestol nivel (id-, numero-cuenta) es una superclave de depositante NOT: esto significa que un par de conjuntos entidad pueden tener como mucho una asociación en un determinado conjunto asociación. nombre- calle puesto ciudad_sucursal P.e. si queremos guardar todas las fechas-de-acceso a cada cuenta por cada, no podemos utilizar una asociación para cada acceso. unque podemos utilizar un atributo multivalorado Debemos considerar la cardinalidad de los conjuntos asociación cuando decidimos cuales son las claves candidatas Necesitamos considerar la semántica de los conjuntos asociación a la hora de elegir la clave primaria en caso de que haya más de una clave candidata id- s ciudad nombre-sucursal trabaja-en sucursal activos Bases de datos 25 Bases de datos 26 estricciones de cardinalidad en asociaciones ternarias Se permite como máximo una flecha saliente de una asociación ternaria (o de grado superior) para indicar restricciones de cardinalidad P.e. una flecha de trabaja-en a puesto indica que cad trabaja en como mucho un puesto en cualquier sucursal. Si hay más de una flecha, hay dos formas de definir el significado. P.e. una asociación ternaria entre, B y C con flechas a B y C puede significar 1. cada entidad se asocia con una única entidad de B y C, o 2. cada par de entidades de (, B) se asocia con una única entidad C, y cada par (, C) se asocia con una única de B Cada alternativa se ha utilizado en distintos formalismos Para evitar confusiones no permitiremos más que una flecha sociaciones binarias vs. no binarias lgunas asociaciones que parecen ser no binarias se pueden representar mejor utilizando asociaciones binarias P.e. Una asociación ternaria padres, relacionando un niño con su padre y madre. s mejor reemplazarla por dos asociaciones binarias: padre y madre Utilizando dos asociaciones binarias podemos representar información parcial (p.e. sólo se conoce la madre) Pero hay algunas asociaciones que son no binarias por naturaleza P.e. trabaja-en Bases de datos 27 Bases de datos 28 Convirtiendo asociaciones no binarias en binarias n general, cualquier asociación no binaria se puede representar mediante asociaciones binarias creando un conjunto entidad artificial: eemplazar entre los conjuntos entidad, B and C por un conjunto entidad, y tres conjuntos asociación: 1., asociando y 2. B, asociando y B 3. C, asociando y C Crear un atributo identificador especial para ñadir todos los atributos de a Para cada asociación (a i, b i, c i ) en, 1.crear una nueva entidad e i en el conjunto 2. añadir (e i, a i ) a 3. añadir (e i, b i ) a B 4. añadir (e i, c i ) a C Convirtiendo asociaciones no binarias (Cont.) También es necesario convertir las restricciones No siempre es posible transformar todas las restricciones Puede haber instancias en el nuevo esquema que no se corresponden con ninguna instancia de jercicio: añadir restricciones a las asociaciones, B y C para asegurar que una nueva entidad corresponda exactamente a una entidad en cada uno de los conjuntos entidad, B y C Podemos evitar crear un atributo identificativo haciendo que sea un conjunto entidad débil identificado por los tres conjuntos asociación B C B B C C Bases de datos 29 Bases de datos 30

6 Cuestiones de diseño Conjuntos entidad débiles Uso de conjuntos entidad vs. atributos La elección depende principalmente de la estructura del mundo que modelamos y de la semántica asociada con el atributo en cuestión. Uso de conjuntos entidad vs. conjuntos asociación yuda: definir conjuntos asociación para definir una acción que ocurre entre entidades Conjuntos asociación binarios vs n-arios unque se puede reemplazar cualquier conjunto asociación no binario (n-ario, para n > 2) por un conjunto de asociaciones binarias, un conjunto asociación n-ario muestra de manera más clara que varias entidades participan en una única asociación. Incluir atributos en las asociaciones Un conjunto entidad que no tiene una clave primaria se denomina conjunto entidad débil. La existencia de un conjunto entidad débil depende de la existencia de un conjunto entidad identificador debe estar relacionado con el conjunto entidad identificador mediante un conjunto asociación uno-a-varios total desde el conjunto entidad identificador al conjunto entidad débil La asociación identificadora se representa mediante un rombo doble l discriminador (o clave parcial) de un conjunto entidad débil es el conjunto de atributos que diferencian las entidades del conjunto entidad débil. La clave primaria de un conjunto entidad débil está formada por la clave primaria del conjunto entidad fuerte del que depende existencialmente el conjunto entidad débil junto con el discriminador del propio conjunto entidad débil. Bases de datos 31 Bases de datos 32 Conjuntos entidad débiles (Cont.) Un conjunto entidad débil se representa mediante un rectángulo doble. l discriminador de un conjunto entidad débil se subraya con una línea discontinua. Numero-pago: discriminador del conjunto entidad pago Clave primaria para pago (, numero-pago) numero-pago fecha-pago -pago Conjuntos entidad débiles (Cont.) Nota: la clave primaria de un conjunto entidad fuerte no se almacena explícitamente en el conjunto entidad débil, dado que está implícita en la asociación identificadora. Si se almacenara explícitamente, pago se podría convertir en entidad fuerte, pero entonces la asociación entre pago y prestamo debería duplicarse por la asociación implícita definida por el atributo común a pago y prestamo prestamo pago-prestamo pago Bases de datos 33 Bases de datos 34 jemplos de conjunto entidad débiles specialización n una universidad, una asignatura es una entidad fuerte y una oferta-de-asignatura se puede modelar como una entidad débil l discriminador de oferta-de-asignatura debería ser cuatrimestre (incluyendo año) Si modelamos oferta-de-curso como una entidad fuerte debemos introducir como atributo codigo-asignatura. ntonces la relación con asignatura debería estar implícita en el atributo codigo-asignatura Proceso de diseño arriba-abajo; creamos subgrupos con un conjunto de entidades que se distinguen de las demás entidades del conjunto. stos subgrupos se convierten en conjuntos entidad de más bajo nivel que tiene atributos o participan en asociaciones que no son aplicables al conjunto entidad de nivel superior. Se representa mediante un triángulo con la etiqueta IS (P.e. es una ). Herencia de atributos un conjunto entidad de nivel más bajo hereda todos los atributos y participaciones en asociaciones del conjunto entidad de nivel superior al que está enlazado. Bases de datos 35 Bases de datos 36

7 jemplo de especialización Generalización salario nombre calle ciudad IS tipo Proceso de diseño abajo-arriba combinar una serie de conjuntos entidad que comparten las mismas características en un conjunto entidad de más alto nivel. La especialización y la generalización son procedimientos opuestos. Por ello se representan de la misma forma en los diagramas -. Los términos especialización y generalización se pueden utilizar como sinónimos. IS oficinista vendedor secretario numero-despacho horas-trabajadas numero-ventanilla horas-trabajadas Bases de datos 37 Bases de datos 38 specialización y generalización (Cont.) Puede haber varias especializaciones de un conjunto entidad en base a diferentes características. P.e. s-temporales vs. s-fijos, además de oficinistas vs. secretarios vs. vendedores Cada debe ser: Miembro de s-.temporales o de s fijos, y también miembro de uno de los siguientes grupos: oficinistas, secretarios, o vendedores La asociación IS también se denomina asociación superclase - subclase estricciones de diseño en una especialización/generalización estricciones sobre que entidades pueden ser miembros de un conjunto de entidades de nivel más bajo. Definido por condiciones P.e. todos los s de más de 65 años son miembros del conjunto entidad mayor-de-edad; mayor-de-edad IS. Definido por el usuario estricciones sobre cuando o no las entidades pueden pertenecer a más de un conjunto entidad de nivel más bajo dentro de la misma generalización. Disjunto Una entidad puede pertenecer a un solo conjunto entidad de menor nivel Se indica en el diagrama - escribiendo disjunto al lado del triángulo IS Solapado Una entidad puede pertenecer a varios conjuntos entidad de menor nivel Bases de datos 39 Bases de datos 40 estricciones de diseño en una especialización/generalización (Cont.) estricción de completitud especifica cuando o no una entidad del conjunto entidad de nivel superior debe pertenecer a al menos un conjunto entidad de menor nivel en la generalización. total : una entidad siempre debe pertenecer a un conjunto entidad de menor nivel parcial: una entidad no necesita pertenecer a uno de los conjuntos entidad de menor nivel gregación Consideremos la asociación ternaria trabaja-en. Supongamos que queremos almacenar información sobre los directores de las tareas que realiza cada en una sucursal puesto trabaja-en oficina dirige Bases de datos 41 director Bases de datos 42

8 gregación (Cont.) Diagrama - con agregación Los conjuntos asociación trabaja-en y dirige representan información redundante puesto Cada asociación dirige corresponde a una asociación trabaja-en Sin embargo, algunas asociaciones trabaja-en pueden no corresponderse con ninguna asociación dirige trabaja-en oficina Por eso no podemos descartar la asociación trabaja-en liminamos esta redundancia mediante agregación Tratamos la asociación como una entidad abstracta Permitimos asociaciones ente asociaciones bstraemos la asociación en una nueva entidad Sin introducir redundancia, el siguiente diagrama representa: Un trabaja en un puesto concreto en una sucursal concreta Una combinación, sucursal, puesto puede tener asociado un director dirige director Bases de datos 43 Bases de datos 44 Decisiones de diseño - Diagrama - para una entidad bancaria ciudad-sucursal l uso de un atributo o conjunto entidad para representar un objeto. Cuándo un concepto del mundo real se expresa mejor mediante un conjunto entidad o mediante un conjunto asociación. l uso de asociaciones terciarias vs. dos asociaciones binarias. l uso de conjuntos entidad fuertes o débiles. l uso de especialización/generalización contribuye a la modularidad en el diseño. l uso de agregación se puede tratar el conjunto entidad agregado como una sola unidad sin importar los detalles de su estructura interna. nombre-sucursal activo sucursal prestamo-sucursal fecha-pago numero-pago -pago Id- prestamo prestamo-pago pago fecha-acceso numero-cuenta saldo consejero tipo depositante cuenta jefe IS trabaja-para trabajador Id- nombre- cuenta-ahorro cuenta-corriente nombre- numero-telefono Bases de datos 45 duracion-contrato fecha-contrato tipo-interes descubierto Bases de datos 46 esumen de símbolos utilizados en la notación - esumen de símbolos (Cont.) Conjunto entidad tributo sociación varios a varios sociación varios a uno Conjunto entidad débil tributo multivalorado sociación uno a uno 1..h Límites de cardinalidad sociación tributo derivado sociación identificadora para una entidad débil Clave primaria Participación total de una entidad en una asociación tributo discriminador de una entidad débil rol IS Indicador de rol Generalización total IS IS (Generalización o specialización) IS Generalización disjunta disjunta Bases de datos 47 Bases de datos 48

9 Notaciones - alternativas UML ntidad con atributos 1, 2 y 3 y clave primaria 1 sociación varios a varios * * UML: Unified Modeling Language UML tiene muchos componentes para modelar gráficamente diferentes aspectos de un sistema software Los diagramas de clases UML se corresponden con diagramas - con algunas diferencias. sociación uno a uno 1 1 sociación varios a uno * 1 Bases de datos 49 Bases de datos 50 esumen de la notación de diagramas de clase UML Notación de diagramas de clases UML (Cont.) 1. ntidades y atributos Id- 3. estriciiones de cardinalidad 0..* * 2. sociaciones rol1 rol2 rol1 rol2 4. Generalización y specialización IS (generalización solapada) solapada a1 rol1 a2 rol2 rol1 a1 a2 rol2 IS (generalización disjunta) disjunta disjunta Bases de datos 51 Bases de datos 52 Dependencia existencial Si la existencia de la entidad x depende de la existencia de la entidad y, entonces x es existencialmente dependiente de y. y es la entidad dominante (p.e. prestamo) x es la entidad subordinada (p.e. pago) Fin del tema 2 prestamo prestamo-pago pago Si se elimina una entidad prestamo, entonces todas las entidades pago asociadas también de deben eliminar. Bases de datos Manuel amos Cabrer 53 Bases de datos 54