Fundamentos de Informática

Transcripción

1 Fundamentos de Informática Seminario 4 Diseño y Gestión de Bases de Datos 1

2 Etapas de la creación de una BD Datos generales sobre una organización concreta Datos operativos que se manejan en la organización Esquema conceptual de la base de datos Modelo lógico de la base de datos Implementación de la base de datos en un DBMS

3 Etapas de la creación de una BD Datos generales sobre una organización concreta Datos operativos que se manejan en la organización Esquema conceptual de la base de datos Modelo lógico de la base de datos Modelado conceptual: organizar los datos relevantes para el funcionamiento de una empresa. Poder destacar el papel de cada dato Conocer la importancia que tiene Clasificamos nuestros datos utilizando alguna herramienta que nos permita especificar: Entidades Atributos Conexiones Obtenemos: Esquema conceptual del sistema Implementación de la base de datos en un DBMS Ejemplo: escribe libros trata BD autor materia

4 El modelo E-R El modelo Entidad-Relación (E-R) Modelo de datos más extendido para el diseño conceptual: Posee una gran capacidad expresiva Es riguroso Simple y fácil de emplear Sirve para especificar las necesidades de información de una organización Diseño apropiado Diseño de calidad Diseño fácil de transmitir

5 El modelo E-R El modelo construido debe: Reflejar fielmente las necesidades de información de una organización: Será usado como base para el desarrollo de un sistema Ofrecer un diseño independiente del posterior almacenamiento de los datos y sus métodos de acceso Así se permite tomar decisiones objetivas acerca de la implementación más idónea.

6 El modelo E-R Independencia de etapas posteriores En general, se ignora: El modelo de datos para el esquema lógico El SGBD que se utilizará El futuro modo de almacenar y acceder a los datos Rapidez y agilidad en la modelización Son conceptos sencillos que con la práctica se desarrollan Relevancia Importante distinguir qué información es relevante para el funcionamiento de la empresa y cuál no. Más datos: Ruido Entorpece pasos posteriores Menos: El sistema no será útil para resolver alguna funcionalidad Especificación de restricciones Se parte de ellas para elaborar el diseño

7 Elementos básicos del modelo El enfoque E-R se basa en la clasificación de los datos en: Entidades Atributos Relaciones

8 Elementos básicos del modelo Conjuntos de entidades: Entidades que tienen las mismas cualidades Ejemplos: Empleados Libros Departamentos Algunos autores los denominan tipos.

9 Elementos básicos del modelo Ejemplos: Conjunto de entidades empleados: DNI Nombre Sueldo... Conceptos relevantes: Dominio Conjunto de valores permitidos para un determinado atributo Clave primaria Atributo o conjunto de atributos cuyos valores sirven para identificar unívocamente a cada una de las entidades de un conjunto. Ejemplos: Empleados: DNI Libros: ISBN

10 Elementos básicos del modelo Entidades fuertes y débiles

11 Elementos básicos del modelo Cardinalidad: Número máximo de entidades de un conjunto que se conecta o relaciona con una entidad de otro y viceversa. En el caso de las relaciones binarias: Muchos a muchos (n:m) Libros - Autores Uno a muchos (m:1) Departamento - Empleados Uno a uno (1:1) Persona Partida Nacimiento

12 Elementos básicos del modelo Las relaciones también pueden tener atributos que nos permitan caracterizarlas Venta: cantidad Matrícula: fecha Existe un tipo especial de relaciones que se denominan involutivas porque conectan un conjunto de entidades consigo mismo. Formalmente, una relación T A B es involutiva si B = A.

13 Diagrama E/R El modelo E-R se basa en la realización de diagramas: Permiten plasmar la información de una organización de forma ordenada Son un medio sencillo y de fácil comprensión para especificar el diseño conceptual

14 Diagrama E/R

15 Diagrama E/R Ejemplo: gestión docente universitaria Restricciones mínimas Se considera que un profesor pertenece a un solo departamento y que debe pertenecer a alguno. Se considera que un profesor puede impartir varios grupos de la misma o de diferentes asignaturas y que un grupo de una asignatura ha de ser impartido por, al menos, un profesor. Existen dos tipos de grupos, los de teoría y los de prácticas, con un máximo de alumnos por grupo. A los grupos se les imparte clase en días, horas y aulas determinadas. Los alumnos se matriculan de varias asignaturas (al menos una) pero han de hacerlo en un determinado grupo. A su vez, cada grupo tendría varios alumnos matriculados. Todo departamento debe tener un director, que es un profesor. Los atributos de cada entidad son los que cabría esperar.

16 Diagrama E/R Análisis previo

17 Diagrama E/R

18 Diagrama E/R Diagrama

19 Otros elementos del modelo: EE/R Herencia

20 Otros elementos del modelo: EE/R

21 Otros elementos del modelo: EE/R Algunas propiedades de las jerarquías: Exclusividad La categorización es disjunta Obligatoriedad La categorización es completa

22 Del diagrama E/R al modelo relacional Datos generales sobre una organización concreta Datos operativos que se manejan en la organización Esquema conceptual de la base de datos Modelo lógico de la base de datos Implementación de la base de datos en un DBMS Atributo 1 Atributo 2 Atributo 3 Atributo n Atributo 1 Atributo 2 Atributo n BD

23 Del diagrama E/R al modelo relacional

24 Conjuntos de entidades Traducción de un Conjunto de Entidades Fuerte Sea E un conjunto de entidades fuerte con atributos a 1, a 2,..., a n. Representamos dicho conjunto por medio de una tabla llamada E, donde cada tupla es una ocurrencia del conjunto de entidades y está caracterizada por n columnas distintas, una por cada atributo. Claves La clave primaria de la tabla correspondiente está constituida por los atributos que forman la clave primaria en el conjunto de entidades.

25 Conjuntos de entidades Traducción de un conjunto de entidades débil Sea A un tipo de entidad débil con atributos a 1, a 2,..., a n. Sea B el conjunto de entidades fuerte del que A depende, y sean b 1, b 2,..., b m los atributos de la clave primaria de B. Representamos A por una tabla con una columna por cada atributo del conjunto siguiente: {a 1,a 2,..., a n } {b 1, b 2,..., b m } Claves La clave primaria de la tabla correspondiente está constituida por los atributos que forman la clave primaria en el conjunto de entidades del que depende, más los campos necesarios del conjunto de entidades débil del que deriva la tabla. Hay que generar también una clave externa.

26 Conjuntos de entidades

27 Relaciones Traducción de una relación Sea R una relación que conecta los tipos de entidad E 1,..., E m. Entonces, la tabla para R contiene n columnas donde: n=n 1 +n n m +n R, con n i =número de atributos de la clave primaria del conjunto de entidades E i. n R =número de atributos propios de la relación. Si un tipo de entidad interviene varias veces, hay que cambiar el nombre de los atributos para evitar confusiones.

28 Relaciones Claves La clave primaria de la tabla correspondiente depende de las cardinalidades: Caso 1: Relaciones muchos a muchos La clave primaria está formada por la unión de todos los atributos que forman las claves primarias de los conjuntos de entidades que intervienen en la relación. En su caso puede que haya que añadir algunos atributos de la relación. Caso 2: relaciones muchos a uno La clave primaria está formada por la unión de todos los atributos que forman las claves primarias de los conjuntos de entidades que intervienen en la relación con cardinalidad muchos. Caso 3: relaciones uno a uno Podemos elegir como clave cualquiera de las dos.

29 Relaciones

30 Relaciones

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33 Otros elementos Traducción de relaciones de HERENCIA Dos alternativas: Crear una tabla por cada conjunto de entidades del diagrama. El conjunto de entidades más general pasa a ser una tabla según el criterio empleado para los conjuntos de entidades. Cada uno de los conjuntos de entidades de nivel inferior: Tabla constituida por todos los atributos propios más la clave primaria del conjunto de entidades superior. Crear una tabla por cada caso particular. Desaparece el conjunto de entidades de nivel superior o generalización. Los atributos se añaden a las tablas inferiores. Claves La clave primaria de cualquiera de las tablas está constituida por los atributos que forman la clave primaria en el conjunto de entidades de nivel superior.

34 Otros elementos

35 Otros elementos La segunda opción no es frecuente: Se pierde la jerarquía que subyace en el diagrama de partida. En algunos casos no resulta adecuado o no se puede utilizar: Si existen entidades del conjunto de entidades general que no pertenecen a ninguna de las especializaciones. Si existen conexiones propias del conjunto de entidades genérico o superclase.

36 Otros elementos

37 Otros elementos Relaciones n-arias Las relaciones n-arias señalan zonas complejas de nuestro diagrama. El paso de relaciones n-arias a tablas no suele ser tan directo como en los casos anteriores. Una misma relación (desde el punto de vista del diagrama) puede tener varias interpretaciones.

38 Fusión de tablas

39 Fusión de tablas Es el conjunto de tablas obtenido el mejor posible? Reducción del número de tablas Sin pérdida de información (de datos o de restricciones). Mejoramos la eficiencia Almacenamiento Rendimiento del sistema Forma: Fusión de tablas Condición necesaria: Misma clave primaria (candidata) Que no procedan de herencia. Conviene? Análisis profundo de los dominios de los datos y de sus relaciones. Evaluación objetiva del espacio ocupado y/o desperdiciado.

40 Fusión de tablas Ejemplo: PROFESORES(NRP,NOMBRE,CATEGORIA,AREA) PERTENECE(NRP,COD-DEP) PROF-PERT(NRP,NOMBRE,CATEGORIA,AREA,COD-DEP)? Fusión acertada porque: Misma información Llenado razonable de la columna COD-DEP

41 Fusión de tablas Ejemplo: DEPARTAMENTOS(COD-DEP,NOMBRE) DIRIGE(NRP, COD DEP ) DEP-DIR(COD-DEP,NOMBRE,NRP)? Fusión acertada: Todo departamento tendrá un director

42 Fusión de tablas Ejemplo: DIRIGE(NRP, COD DEP1) PROF-PERT(NRP,NOMBRE,CATEGORIA,AREA,COD-DEP2) PROF-PERT-DIR(NRP,COD-DEP1,NOMBRE,CATEGORIA, AREA,COD-DEP2)? Fusión inadecuada: Cod-Dep1 (proveniente de DIRIGE), tomará el valor nulo en la mayoría de las tuplas

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