Unidad 5: MODELO DE COMPORTAMIENTO - ESQUEMA DE DATOS CARACTERÍSTICAS DEL ESQUEMA DE DATOS DIAGRAMA ENTIDAD RELACIÓN (D.E.R.)

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1 Unidad 5: MODELO DE COMPORTAMIENTO - ESQUEMA DE DATOS OBJETIVO DEL ESQUEMA DE DATOS Describir los datos que el sistema debe conocer para poder responder a los estímulos. CARACTERÍSTICAS DEL ESQUEMA DE DATOS El Esquema de Datos se ocupa de describir una visión pasiva del sistema, muestra las relaciones que existen entre los datos, que no pueden mostrarse en los almacenamientos del D.F.D. y señalan detalles de los datos, como ser identificadores y atributos. Para la construcción del Esquema de Datos se utilizan dos herramientas; el Diagrama Entidad Relación y el Diccionario de Datos. La visión de los datos es más estable (el Esquema de Datos) que la visión funcional del sistema (Esquema de Transformaciones) en la mayoría de los sistemas. Por ejemplo, la política de crédito a los clientes puede cambiar con facilidad, pero la entidad cliente sigue existiendo. DIAGRAMA ENTIDAD RELACIÓN (D.E.R.) CARACTERÍSTICAS DEL DIAGRAMA ENTIDAD RELACIÓN Un sistema puede ser observado desde distintos puntos de vista, mediante el D.E.R. se prioriza el aspecto de los datos. Con el D.F.D. se observa el sistema en funcionamiento, es decir ver qué es lo que está pasando. Con el D.E.R. se observan los datos almacenados en el sistema, representado como una red de almacenamientos conectado por relaciones. ELEMENTOS DE UN D.E.R. ENTIDAD: (Objeto). Un objeto es algo de existencia real o artificial, que interesa al sistema. Es en si una abstracción o agrupación de cosas del mundo real. Por ejemplo los "perros" con distintas características como ser raza, tamaño, etc., pero tienen un factor común que los identifica unívocamente, que es el hecho de ser perro. Como consecuencia se puede agrupar o abstraer a todos los perros bajo el nombre de perro (sería el objeto). 1

2 Ejemplos de objetos serían los siguientes: clientes, personas, casas, departamentos, bibliotecas, libros, alumnos, etc. Si el objeto sólo contiene una única instancia (una simple cosa del mundo real), no deberá tenerse en cuenta como objeto, ya que no lo es. Los objetos pueden ser: Cosas tangibles: son las que representan cosas reales, por ejemplo: tren, robot, libro, etc. Rol: es un concepto asignado a una persona física, ejemplo: doctor, empleado, cliente, proveedor, etc. Incidentes: son utilizados para representar una ocurrencia o evento. Algo que sucede en determinado momento, pero no es deseado que ocurra, ejemplo: accidente, la caída de un sistema, una falta de pago, etc. Interacciones: generalmente tienen una transacción o contrato que relacionan dos o más objetos del modelo. Este tipo de objeto es deseado por el sistema, ejemplo: venta, matrimonio, etc. Un objeto es representado a través de un rectángulo en cuyo interior se coloca el nombre del objeto. La elección de dicha denominación no es siempre tan sencilla, ya que ésta debe contribuir a la lectura y entendimiento del modelo de información. Un nombre para describir el lugar donde existen artículos almacenados sería: no tan bueno: habitación nombre preciso: depósito No puede haber distintos tipos de objetos con el mismo nombre. El objeto posee características o atributos. Un atributo es la abstracción de una simple característica, poseída por todas las entidades que han sido abstraídas como un objeto. Encontramos los atributos descriptivos, que son características que describen al objeto. Avión avión + altitud + longitud + velocidad + nombre avión. altitud + longitud + velocidad + nombre avión serían los atributos descriptivos. También encontramos los identificadores de los objetos que son un conjunto de uno o más atributos que distinguen unívocamente cada instancia del objeto. Empleado empleado + nombre + domicilio + salario + departamento. nro empleado es el identificador del objeto. 2

3 Debemos tener un identificador único para cada tipo de objeto. Si un objeto sólo tiene un identificador como atributo, eliminar el objeto e incluir la información en otra entidad. Si no se puede encontrar un identificador para el objeto, este no es tomado como objeto. RELACION: Una relación es una abstracción que sólo muestra la asociación entre tipos de objetos. Un objeto puede estar conectado a una o más relaciones, pero nunca conectado directamente a otro objeto. Una relación no puede estar conectada directamente a otra relación. La relación es representada mediante un rombo, y en su interior lleva el nombre de la misma. Unicamente se define una relación entre dos o más tipos de objetos si dicha relación está basada en políticas, reglas o leyes que interesan al sistema que se modela. Las relaciones se pueden clasificar según los siguientes conceptos: 1) Grado. 2) Conectividad. 3) Condicionalidad. 1) Grado: Es la cantidad de objetos que intervienen en la relación. La relación puede ser unaria, binaria, ternaria, etc. 2) Conectividad: Es la cantidad de instancias de un objeto que participan en la relación con otro objeto. La relación puede ser de 1:1, 1: n, n:1, m:n. Nota: m o n significa muchos. Ejemplos: 1:1 Una provincia tiene un gobernador, y un gobernador tiene una provincia. 1:n Un cliente tiene n facturas, y una factura le pertenece a un solo cliente. n:1 Un empleado tiene un jefe, y un jefe tiene muchos empleados. m:n Un autor escribe muchos libros, y un libro fue escrito por muchos autores. 3

4 3) Condicionalidad: Indica si la participación de cada uno de los objetos en la relación es obligatoria u opcional, es decir, si existen o no instancias de los objetos intervinientes en la relación. Supongamos el siguiente ejemplo: los objetos son profesor y materia, la relación es dicta, en la cual una materia puede no tener asignado ningún profesor, y un profesor puede dictar varias materias. TIPO DE OBJETO ASOCIATIVO (T.O.A.) Es representado mediante un rectángulo unido a un rombo, sin nombre. Aparece cuando una relación contiene además información. Este tipo de objeto sólo existe mientras existan los objetos que relacionan. Un paciente puede consumir uno o varios medicamentos. Un medicamento puede ser consumido o no por varios pacientes. Como tipo de objeto asociativo tenemos el tratamiento, que es identificado por el número de paciente y los medicamentos consumidos; por lo tanto es una relación binaria. PACIENTE + nombre + dirección + teléfono + obra_social. MEDICAMENTO + {drogas}. TRATAMIENTO + dosis. TIPOS DE OBJETO SUB TIPO Y SUPER TIPO SUPER TIPO Es representado mediante un rectángulo. Es el resultado de tratar una clase de objetos similares como un nuevo tipo de objeto. Vehículo es super tipo compuesto de auto y camión. Personal es super tipo compuesto de personal de venta y personal de compra. Caja de ahorro compuesto de caja de ahorro común y caja de ahorro especial. SUB TIPO Es un tipo de objeto, y es el resultado de tratar un subconjunto de algún tipo de objeto como un nuevo tipo de objeto. En los ejemplos anteriores, personal de compra y personal de ventas, auto y camión, caja de ahorro común y caja de ahorro especial son sub tipos. 4

5 TECNICA PARA CONSTRUIR UN D.E.R. Para construir un D.E.R. puede utilizarse como regla práctica básica, el tomar los sustantivos importantes como objetos y los verbos importantes como relaciones. 1) Identificar los objetos. 2) Individualizar identificadores únicos de los objetos, si no puede encontrarse un identificador o el objeto posee una sola instancia, este elemento no es un objeto. 3) Identificar relaciones entre objetos. 4)Clasificar relaciones, según conceptos de grado, conectividad, condicionalidad. 5) Identificar objetos asociativos. 6) Identificar super tipos y subtipos, agrupando objetos que posean atributos comunes y alguna condición de diferenciación. 7) Dibujar el D.E.R. según la notación de la herramienta. 8) Eliminar elementos redundantes o fuera del alcance del sistema. 9) Generar una entrada en el Diccionario de Datos por cada elemento del D.E.R. REGLAS. Un tipo de objeto puede estar conectado a una o más relaciones. Una relación debe conectarse a uno o más objetos. Un objeto no puede estar conectado directamente a otro objeto. Una relación no puede estar conectada directamente a otra. No puede haber distintos objetos con el mismo nombre. No incluir relaciones irrelevantes para el sistema. Eliminar relaciones que no puedan existir en el mundo real. Eliminar relaciones que son redundantes. Si un objeto sólo tiene su identificador como atributo, eliminarlo e incluir la información en otra entidad. DICCIONARIO DE DATOS DEL ESQUEMA DE DATOS Es necesario incluir en el Diccionario de Datos la información de todos los elementos del D.E.R. Agregamos a los atributos que sirvan como identificación. Objetos + atributos. Tipo de objeto asociativo = {@identificador1} + {@identificador2} + atributos. (caso 1:1). {@identificador1} (caso N:1). {@identificador1} + {@identificador2} (caso m:n). Super tipo = {atributos comunes} + {subtipos}. 5

6 Sub tipo = idem objetos. NORMALIZACIÓN DEFINICIÓN DE NORMALIZACIÓN Es un conjunto de reglas y procedimientos que permiten definir una estructura de datos simple y estable frente a los cambios. DEFINICIÓN DE CLAVE CANDIDATA Es el conjunto de aquellos atributos cuyos valores puede identificar una instancia de otra dentro de un objeto en forma unívoca. DEFINICIÓN DE CLAVE PRIMARIA La clave primaria es elegida entre las claves candidatas. Se elige a aquella que tenga menor cantidad de atributos. La clave primaria es única. DEFINICIÓN DE CLAVE SECUNDARIA Es un conjunto de atributos que permiten recuperar instancias dentro de un objeto que cumplen con determinada propiedad. DEPENDENCIA FUNCIONAL COMPLETA Se dice que un atributo A tiene dependencia funcional completa con un conjunto de atributos B si el valor de A está relacionada con todos los elementos del conjunto B. DEPENDENCIA FUNCIONAL PARCIAL Se dice que un atributo A tiene dependencia funcional parcial con un conjunto de atributos B si el valor de A está relacionado con algunos pero no todos los elementos del conjunto B. FACTURA + #cliente + nombre cliente + fecha + #artículo + nombre artículo + cantidad artículo + precio unitario + precio por cantidad + precio total. 6

7 PRIMERA FORMA NORMAL DEFINICIÓN Una estructura de datos sin grupos repetitivos está automáticamente en primera forma normal. TÉCNICA DE CONSTRUCCIÓN 1) Identificar claves candidatas. 2) Seleccionar la clave primaria. 3) Dividir el objeto en tantos objetos como sean necesarios para separar los grupos repetitivos. FACTURA CABECERA + #cliente + nombre cliente + fecha + precio total. FACTURA DETALLE + nombre artículo + cantidad artículo + precio unitario + precio por cantidad. SEGUNDA FORMA NORMAL DEFINICIÓN Un objeto está en Segunda Forma Normal si está en Primera Forma Normal y además todos los atributos no clave tienen dependencia funcional completa con la clave primaria. TÉCNICA DE CONSTRUCCIÓN Si la clave primaria está compuesta por más de un atributo, verificar que cada atributo no clave depende de toda la clave y no solamente de una parte. Dividir el objeto si es necesario para lograr este objetivo. FACTURA CABECERA + #cliente + nombre cliente + fecha + precio total. FACTURA DETALLE + cantidad artículo + precio por cantidad. ARTICULO + nombre artículo + precio unitario. 7

8 TERCERA FORMA NORMAL DEFINICIÓN Un objeto está en tercera forma normal si está en segunda forma normal y además todos sus atributos no clave son independientes entre sí. TÉCNICA DE CONSTRUCCIÓN Verificar que todos los atributos no clave sean mutuamente independientes entre sí. Suprimir atributos redundantes o dividir los objetos. FACTURA CABECERA + #cliente + fecha. CLIENTE + nombre cliente. FACTURA DETALLE + cantidad artículo. ARTICULO + nombre artículo + precio unitario. Nota: precio total y precio por cantidad se deben eliminar ya que se pueden calcular con otros atributos. Precio por cantidad multiplicando la cantidad de artículos por el precio unitario, y el precio total con la suma de todos los precios por cantidad. 8