3. Modelo Entidad-Relación

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1 II. Bases de datos relacionales: fundamentos y diseño 3. Modelo Entidad-Relación Objetivos: Conocer los conceptos y notación del modelo conceptual de datos entidad-relación extendido. Comprender los significados del concepto de nulo en el modelo entidad-relación extendido. Contenidos:. Introducción e historia del modelo 2. Conceptos básicos del modelo 3. Extensiones del modelo 3. Modelo Entidad-Relación Bibliografía [E 2002] Elmasri, R.; avathe, S.B. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. 3ª ed. Addison-Wesley, (Cap. 3 y 4) [MPM 999] De Miguel, A.; Piattini, M.; Marcos, E. Diseño de bases de datos relacionales. Ra-Ma. (Cap. 2) [CBS 998] Connolly, T.; Begg C.; Strachan, A. Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation and Management. 2 nd ed. Addison-Wesley. (Cap. 5) [SKS 998] Silberschatz, A;Korth, H; Sudarshan, S. Fundamentos de Bases de Datos. 3ª edición. Madrid: McGraw-Hill. (Cap. 2) 2

2 3.. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación Modelo de datos conceptual de alto nivel Propuesto por Peter P. Chen en 976 Extensiones/aportaciones de muchos otros autores» o existe un único MER, sino una FAMILIA DE MODELOS Describe el mundo real como un conjunto de ETIDADES y de RELACIOES entre ellas Gran difusión Muy extendido en los métodos de diseño de bases de datos Soportado por herramientas software de diseño (CASE) Introducción e historia del modelo Entidad-Relación En el proceso de diseño... Requisitos de datos DISEÑO COCEPTUAL Esquema Conceptual MER 4

3 3.. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación Esquema conceptual Descripción concisa de los requisitos de información de los usuarios Descripciones detalladas de TIPOS DE DATOS RELACIOES ETRE DATOS RESTRICCIOES que los DATOS deben cumplir Sin detalles de implementación Más fácil de entender Comunicación con el usuario no técnico 5 Entidad ( entity ) Atributo ( attribute ) Dominio ( values set ) Relación ( relationship ) 6

4 ETIDAD Cosa u objeto del mundo real con existencia propia y distinguible del resto Objeto con existencia... física o real (una persona, un libro, un empleado) abstracta o conceptual (una asignatura, un viaje) Persona, lugar, cosa, concepto o suceso, real o abstracto, de interés para la empresa (ASI, 977) 7 ATRIBUTO Propiedad o característica de una entidad Una entidad particular es descrita por los valores de sus atributos: p e titulo = El alquimista impaciente genero = Thriller nacionalidad = España añoestreno = dni = nss = nombre = Cristina Aliaga Gil nacionalidad = España... 8

5 TIPO DE ETIDAD (entity set) Define un conjunto de entidades que poseen los mismos atributos : titulo, genero, nacionalidad, añoestreno,numcopias : dni, nss, nombre, fechanacim, direccion, telefono, altura, nacionalidad, edad otación DIRECTOR CLIETE LOCAL VIDEOCLUB ACTOR 9 Instancia de un tipo de entidad También... Ocurrencia Realización Ejemplar Entidad concreta o individual p2 titulo = El señor de los anillos genero = Fantasía nacionalidad = EEUU añoestreno = p3 titulo = Amores perros genero = Drama nacionalidad = Méjico añoestreno = p4 titulo = Amelie genero = Comedia nacionalidad = Francia añoestreno =

6 Intensión y Extensión Un tipo de entidad describe el esquema o intensión para un conjunto de entidades que poseen la misma estructura : dni, nss, nombre, dirección, telefono, altura, fechanacim, nacionalidad, edad Las instancias del tipo de entidad se agrupan en un conjunto de entidades o extensión e ( , , Cristina Aliaga Gil, Libertad, 2. Yecla. Murcia. 3050, , 60, 28/07/979, España, 23) e2 ( , , Antonio Gil Sánchez, Paz, 5. Murcia. Murcia.3002, , 76, 4/04/944, España, 58) e3 (223344, , Julia Sauce, Justicia, 20. Yecla. Murcia. 3050, , 23/05/947, 59, España, 55)... Tipos de atributos Simples o Compuestos Almacenados o Derivados Monovalorados o Multivalorados Opcionales 2

7 Atributos Simples o Compuestos Atributos compuestos Pueden dividirse en otros con significado propio fechanacim dia mes año calle ciudad provincia codpostal Valor compuesto = concatenación de valores de componentes Atributos simples o divisibles. Atómicos genero direccion 3 Atributos Almacenados o Derivados Atributos derivados Valor calculado a partir de otra información ya existente (atributos, entidades relacionadas) Son información redundante... edad [de ], cálculo a partir de fechanacim» atributo derivado del valor de otro atributo numcopias [de una ], cuenta del nº de entidades copia relacionadas con cada película concreta» atributo derivado de entidades relacionadas Atributos almacenados nacionalidad [de una ] fechanacim [de un ] 4

8 Atributos Monovalorados o Multivalorados Atributos monovalorados (monovaluados) sólo un valor para cada entidad fechanacim [de un particular] añoestreno [de una concreta] Atributos multivalorados (multivaluados) más de un valor para la misma entidad nacionalidad [ coproducida por varios países ] telefono [ con varios teléfonos de contacto] Pueden tener límites superior e inferior del nº de valores por entidad nacionalidad (-2) telefono (0-3) 5 Atributos Opcionales (nulos) El nulo (null value) es usado cuando... Se desconoce el valor de un atributo para cierta entidad El valor existe pero falta altura [de un ] o se sabe si el valor existe o no numteléfono [de un ] La entidad no tiene ningún valor aplicable para el atributo: fechaalquiler [ sólo en vídeo-venta (no alquiler)] 6

9 otación para atributos ciudad provincia calle codpostal fechanacim dirección (0,3) telefono nombre (0,) altura (,2) nss dni edad nacionalidad [MPM999] calle ciudad provincia fechanacim codpostal dirección nombre (0,3) telefono altura (,2) D nss nacionalidad dni edad 7 Atributos Clave Atributo con valor distinto para cada instancia de un tipo de entidad dni en Una clave identifica de forma única cada entidad concreta atributo identificador otación dni dni [MPM999] 8

10 Atributos Clave (ii) Una clave puede estar formada por varios atributos clave compuesta Combinación de valores distinta para cada instancia (nombre, fechanacim) en el tipo de entidad Una clave compuesta debe ser mínima Un tipo de entidad puede tener más de una clave claves candidatas Claves o Identificadores Candidatos de : dni nss (nombre, fechanacim) 9 Atributos Clave (iii) Atributo identificador principal (IP) Clave Principal Elegido (por el diseñador) de entre los identificadores candidatos (IC), para ser el medio principal de identificación de las instancias del tipo de entidad dni en Atributos identificadores alternativos (IA) Claves Alternativas El resto de IC s nss y (nombre, fechanacim) en 20

11 otación para atributos clave [MPM999] ciudad provincia calle codpostal dirección fechanacim telefono (0,3) (0,) n-f altura (,2) nombre IP nacionalidad nss dni edad calle ciudad provincia fechanacim codpostal dirección nombre (0,3) telefono altura n-f D (,2) nss nacionalidad dni edad Es obligatorio que todo tipo de entidad tenga un identificador 2 DOMIIO (values set) Conjunto de valores Cada atributo simple está asociado a un dominio, que especifica sus valores válidos Atributo nombre telefono altura... Dominio OMBRES MEDIDAS... o suele representarse, aunque una forma de hacerlo sería: [MPM999] TELEFOOS Descripción Dominio cadenas de caracteres alfabéticos, separadas por espacios cadenas de caracteres numéricos, de hasta 9 caracteres números reales entre 0 y 2 5 (metros)... nombre telefono altura OMBRES TELEFOOS MEDIDAS 22

12 RELACIÓ (relationship) También interrelación Asociación, vínculo o correspondencia entre instancias de entidades relacionadas de alguna manera en el mundo real el director Julio Médem ha rodado la película Tierra el empleado trabaja en el local de videoclub principal la película El imperio contraataca es una continuación de la película La guerra de las galaxias 23 DIRECTOR HA_RODADO J. Médem C. Saura F. Trueba S. Segura A. Amenábar Tipo de Entidad: conjunto de instancias Instancia del tipo de relación Vacas Tesis Belle Epoque Torrente Tierra Abre los ojos Los otros Tipo de Relación: conjunto de instancias 24

13 TIPO DE RELACIÓ (relationship set) Estructura genérica o abstracción del conjunto de relaciones existentes entre dos o más tipos de entidad un DIRECTOR ha rodado s otación DIRECTOR HA_RODADO 25 Grado de un tipo de relación úmero de tipos de entidad que participan en el tipo de relación Binaria: grado 2 (el más frecuente) Ternaria: grado 3 Reflexiva (o recursiva): grado ACTOR ACTUA_E CLIETE ALQUILA COTIUACIO DE LOCAL_VIDEOCLUB 26

14 ombres de Rol (papel) Todo tipo de entidad que participa en un tipo de relación juega un papel específico en la relación DIRECTOR realizador HA_RODADO film Es en los tipos de relación reflexivos donde se deben usar los roles original VERSIO_DE versión 27 Restricciones estructurales sobre tipos de relación Limitan las posibles combinaciones de entidades que pueden participar en las relaciones Extraídas de la situación real que se modela Una película debe haber sido dirigida por uno y sólo un director Un director ha dirigido al menos una película y puede haber dirigido muchas Clases de restricciones estructurales: Razón de cardinalidad (o tipo de correspondencia) Razón de participación 28

15 Razón de Cardinalidad úmero máximo de instancias de tipo de relación en las que puede participar una misma instancia de tipo de entidad la cardinalidad de HA_RODADO es a HA_RODADO es de tipo a otación etiqueta en la línea que une entidad y relación Ojo: da la sensación de que se representa al revés DIRECTOR HA_RODADO 29 Razón de Cardinalidad (ii) Razones de cardinalidad más comunes: : ( uno a uno ) : ( uno a muchos ) M: ( muchos a muchos ) TRABAJA_E trabajador encargado SUPERVISA ACTOR personaje M ACTUA_E sucursal LOCAL_VIDEOCLUB lugar trabajo film 30

16 Razón de Cardinalidad (iii) [MPM999] úmero máximo de instancias de un tipo de entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad otación etiqueta o flecha en sentido... a trabajador encargado ACTOR : TRABAJA_E : SUPERVISA M: ACTUA_E sucursal lugar trabajo LOCAL_VIDEOCLUB 3 Razón de Cardinalidad (iv) [SKS998] úmero máximo de instancias de un tipo de entidad a las que otra instancia puede estar asociada, vía un conjunto de relaciones otación flecha en el sentido... a TRABAJA_E trabajador encargado SUPERVISA sucursal ACTOR ACTUA_E lugar trabajo LOCAL_VIDEOCLUB 32

17 Razón de Participación Especifica si toda la extensión de un tipo de entidad participa en un tipo de relación, o sólo parte de la extensión Indica si hay dependencia en existencia de un tipo de entidad respecto de un tipo de relación Clases de participación: Participación total (dependencia en existencia) Participación parcial 33 Razón de Participación (ii) otación Líneas dobles o simples DIRECTOR HA_ RODADO ACTOR personaje M ACTUA_E film TRABAJA_E trabajador encargado SUPERVISA sucursal lugar trabajo LOCAL_VIDEOCLUB 34

18 Cardinalidad de tipo de entidad Otra forma de expresar las razones de cardinalidad y participación PERSOA USA EDIFICIO POSEE PERSOA EDIFICIO PERSOA EDIFICIO USA POSEE p e p e p2 e2 e3 p2 e2 e3 p3 e4 p3 e4 35 Cardinalidad de tipo de entidad (ii) úmeros mínimo y máximo de instancias del tipo de relación en las que puede intervenir una instancia del tipo de entidad otación (min, max) en la línea que une entidad y relación M PERSOA (,n) (0,n) USA POSEE EDIFICIO (0,m) (,) 36

19 Cardinalidad de tipo de entidad (iii) TRABAJA_E SUPERVISA LOCAL_VIDEOCLUB ACTOR M ACTUA_E (,) TRABAJA_E (0,n) SUPERVISA ACTOR (,n) ACTUA_E (,) (,) LOCAL_VIDEOCLUB (0,m) 37 Cardinalidad de tipo de entidad (iv) [MPM999] úmeros mínimo y máximo de instancias de un tipo de entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad otación (min, max) en la línea que une entidad y relación M: PERSOA (0,m) USA (,n) EDIFICIO (,) POSEE : (0,n) 38

20 Cardinalidad de tipo de entidad (v) Comparación de notaciones PERSOA POSEE EDIFICIO (0,n) (,) POSEE ( PERSOA(0,n) : EDIFICIO(,) ) [MPM999] PERSOA (,) POSEE (0,n) EDIFICIO : POSEE( PERSOA(,) : EDIFICIO(0,n) ) PERSOA p p2 p3 EDIFICIO POSEE e e2 e3 e4 39 Cardinalidad de tipo de entidad (vi) Comparación de notaciones SUPERVISA LOCAL VIDEOCLUB [MPM999] : SUPERVISA (,) (0,n) LOCAL VIDEOCLUB [SKS998] SUPERVISA LOCAL VIDEOCLUB 40

21 Atributos de tipos de relación Similares a los atributos de tipos de entidad horas TRABAJA_E SUPERVISA fechainicio LOCAL_VIDEOCLUB [MPM999] M: papel salario ACTOR (0,m) ACTUA_E (,n) 4 Atributos de tipos de relación (ii) Conceptualmente pertenecen a la relación Un atributo de una M: es propio de la relación Un atributo de una : o : se puede llevar a uno de los tipos de entidad participantes horas horas TRABAJA_E SUPERVISA fechainicio horas LOCAL_VIDEOCLUB fechainicio 42

22 Tipo de Entidad Débil o tiene atributos clave propios Una instancia se identifica por su relación con una instancia de otro tipo de entidad Tipo de relación identificador Relaciona un tipo de entidad débil y un tipo de entidad regular (fuerte, dominante, padre, propietaria) Clave parcial (o discriminante) Atributos de la entidad débil, que identifican de forma única cada instancia, siempre que esté relacionada con una instancia del tipo de entidad regular Clave = (clave_entidad_regular,clave_parcial) otación COPIA 43 Tipo de entidad débil (ii) nss especialidad PACIETE ACUDE VISITA_MEDICA ASISTIDA POR MEDICO diahora ncolegiado nombre Tipo de Entidad Regular Tipo de Relación Identificador TIEE COPIA Clave parcial o Discriminante titulo numcopia Dependencia en existencia 44

23 Tipo de entidad débil (iii) o toda participación total (o dependencia en existencia) implica un tipo de entidad débil dni POSEE PERMISO CODUCCIO numlicencia tipo PERMISO_CODUCCIÓ no es débil: depende en existencia de, pero tiene clave primaria propia 45 Tipo de entidad débil (iv) [MPM999] Definición distinta de tipo de entidad débil La existencia de una instancia del tipo de entidad débil depende de la existencia de una instancia del tipo de entidad regular Tipo de relación débil (o dependencia) Relaciona un tipo de entidad débil y otro regular Clases de dependencia: En existencia En identificación 46

24 Tipo de entidad débil (v) [MPM999] Dependencia en existencia ( entre entidades) Si desaparece una instancia del tipo de entidad regular deben desaparecer las instancias de la entidad débil que dependen de ella Etiqueta E en el tipo de relación débil Dependencia en identificación Además de la dependencia en existencia... Una instancia del tipo de entidad débil no se puede identificar por sí misma Su clave es (clave_entidad_regular, clave_parcial) Etiqueta ID en el tipo de relación débil 47 Tipo de entidad débil (vi) [MPM999] dni : E POSEE Tipo de Relación Débil : ID TIEE titulo numlicencia tipo PERMISO CODUCCIO COPIA idcopia numcopia PERMISO_CODUCCIO es débil, pues depende en existencia de, pero no depende en identificación COPIA es débil, pues depende en existencia de, y también depende en identificación 48

25 Tipo de entidad débil (vii) Comparación de conceptos y notación [MPM999] CLIETE POSEE dni CLIETE (,) E POSEE : dni PRESTAMO numprestamo (0,n) PRESTAMO numprestamo Dependencia en existencia 49 Tipo de entidad débil (viii) Comparación de conceptos y notación (ii) [MPM999] PRESTAMO numprestamo PRESTAMO numprestamo TIEE : (,) ID TIEE (0,n) numpago PAGO PAGO Dependencia en identificación numpago idpago Entidad Débil de otra entidad débil 50

26 Tipo de entidad débil (ix) Comparación de conceptos y notación (iii) [MPM999] ACTOR M nombre ACTOR (0,m) nombre ACTUA_E ACTUA_E M: titulo (,n) titulo Participación total 5 Tipos de relación con grado superior a dos Tipo de relación ternaria [MPM999] fecha CLIETE (0,n) ALQUILA (0,m) LOCAL VIDEOCLUB (0,) CITA VIDEO fecha CLIETE (,) ALQUILA (,) LOCAL VIDEOCLUB (,n) CITA VIDEO Cardinalidad de los tipos de entidad 52

27 Tipos de relación con grado superior a dos (ii) Equivalencia ternaria varias binarias fecha CLIETE (0,n) ALQUILA (0,m) LOCAL VIDEOCLUB (0,) CITA VIDEO (0,n) CLIETE ALQUILA (,m) (0,) ALQUILA_E (,n) LOCAL VIDEOCLUB fecha CITA VIDEO (,) (,n) COTIEE 53 Tipos de relación con grado superior a dos (iii) Ternaria no equivalente a varias binarias idprov PROVEEDOR codpr cantidad (,n) (0,m) SUMIISTRA PRODUCTO fecha (,p) TIEDA nombre (,n) PROVEEDOR (,m) PROVEE (,n) TIEDA (,m) PUEDE SUMIISTRAR VEDE (,m) PRODUCTO (0,n) Pérdida de semántica... 54

28 Tipos de relación con grado superior a dos (iv)... coexistencia ternaria / binarias PROVEEDOR idprov (,n) PUEDE SUMIISTRAR (,m) PROVEE (,n) (,n) (0,m) SUMIISTRA (,p) fecha cantidad (,m) PRODUCTO (0,n) codpr TIEDA (,m) VEDE nombre 55 Tipos de relación con grado superior a dos (v)... relación ternaria como entidad débil cantidad fecha REALIZA (,n) PROVEEDOR idprov (,) SUMIISTRO (,) RECIBE (,n) (,) COTIEE (0,n) PRODUCTO codpr nombre TIEDA 56

29 Tipos de relación con grado superior a dos (vi) Relaciones ternarias falsas idemp dni EMPRESA (0,n) REALIZA (0,m) CADIDATO num fecha (,) ETREVISTA (0,) (,) GEERA OFERTA EMPLEO idoferta Tipo de entidad débil de más de un tipo de entidad 57