Tema 3' Anlisis Estructurado

1
Tema 3.- Análisis Estructurado

• Modelo Entidad-Relación

2
Indice

• Introducción.
• Conceptos y Definiciones.
• Diseño de Bases de Datos.
• Transformación de un esquema en el modelo E/R a
  un esquema relacional.

3
Introducción

• Bases de datos para el almacenar la información.
• Obtener una representación de la información del
  sistema independiente de las aplicaciones y de
  los dispositivos físicos.
• Ventajas
• Afrontar cambios más eficazmente.
• Mantenimiento más sencillo.

4
Conceptos y Definiciones

• Bases de datos.
• Es un conjunto, colección o depósito de datos
  almacenados en un soporte informático de acceso
  directo. Los datos deben estar interrelacionados
  y estructurados de acuerdo con un modelo capaz de
  recoger el máximo contenido semántico.

5
Conceptos y Definiciones

• Sistema de Gestión de Bases de Datos
• Es un conjunto coordinado de programas,
  procedimientos, lenguajes, etc., que suministra,
  tanto a usuarios no informáticos como a
  analistas, programadores, al diseñador o al
  administrador de la base de datos, los medios
  necesarios para describir, manipular y utilizar
  los datos almacenados en la base, manteniendo su
  integridad, confidencialidad y seguridad.
• Incluye
• Lenguaje de descripción de datos (LDD).
• Lenguaje de manipulación de datos (LMD).
• Un modelo de datos Subyacente.

6
Conceptos y Definiciones

• Arquitectura ANSI a tres niveles
• Independencia entre las estructuras lógica y
  física de los datos.
• Independencia entre datos y aplicaciones.
• Niveles de abstracción
• Nivel conceptual.
• Nivel lógico Global/Extreno
• Nivel Interno

7
Conceptos y Definiciones

• Universo del discurso
• Es la parte o visión del mundo real relevante
  para nuestro sistema.
• Modelo de datos
• Es el conjunto de conceptos, reglas y
  convenciones que permiten describir y manipular
  los datos de la parcela del mundo real que
  constituye nuestro universo del discurso.

8
Conceptos y Definiciones

• Modelo Entidad-Relación (E/R)
• P. Chen en 1.976 y 1.977.
• Establece una visión global de los datos de una
  organización o de un sistema de información, en
  un nivel de abstracción próximo al usuario e
  independiente de las características del equipo
  donde después se vaya a instrumentar el sistema.
• Elementos
• Entidad
• Relación
• Atributo

9
Conceptos y Definiciones

• Modelo Entidad-Relación (ii)
• Entidad
• Cualquier objeto real o abstracto sobre el cual
  queremos tener información que tiene existencia
  por sí mismo y se puede identificar de manera
  clara y precisa.
• Hay que distinguir entre la entidad en sentido
  abstracto o genérico (Empleado) que se refiere a
  un conjunto de elementos con características
  comunes
• y las ocurrencias, realizaciones o instancias
  (José, Pedro, Alberto ....)

10
Conceptos y Definiciones

• Modelo Entidad-Relación (iii)
• Relación
• Asociación o correspondencia entre entidades.
  Puede haber más de una relación entre dos
  entidades.
• Grado
• Número de entidades que pueden participar en una
  relación
• Unitarias (misma entidad).
• Binarias (2 entidades)
• N-arias (N entidades)

11
Conceptos y Definiciones

• Relación (ii)
• Cardinalidad máxima (o tipo )
• Número máximo de ocurrencias de cada entidad que
  pueden intervenir en la relación que se está
  tratando.
• Ejemplos
• 11 En nuestro modelo de sociedad, un hombre está
  casado con una mujer y una mujer está casada con
  un hombre.
• 1N Un empleado pertenece a un departamento y a
  un departamento pueden pertenecer varios
  empleados.
• NM Un empleado puede trabajar en muchos
  proyectos y en un proyecto pueden trabajar muchos
  empleados.

12
Conceptos y Definiciones

• Modelo Entidad-Relación (iv)
• Atributo
• Cada una de las propiedades, características o
  unidades de información básicas de una entidad o
  de una relación.
• Entre todos los atributos de una entidad, aquel o
  aquellos que identifican unívocamente cada una de
  las ocurrencias de la entidad se denomina
  Identificador principal (o clave).
• El identificador principal es mínimo.

13
Ejemplo de esquema en el modelo E/R
14
Conceptos y Definiciones

• El Modelo Relacional
• Finales de los años sesenta Codd introdujo la
  teoría de las relaciones en el campo de las bases
  de datos.
• Corresponde con el nivel lógico global/externo de
  la arquitectura ANSI.
• Los datos se estructuran en forma de tablas o
  relaciones manteniendola independencia de esta
  estructura lógica respecto al modo de
  almacenamiento y a otras características de tipo
  físico.
• Independencia de ordenación, de indexación y de
  caminos de acceso.

15
Conceptos y Definiciones

• El Modelo Relacional (ii)
• Los cambios en los objetos de la base de datos a
  nivel lógico no repercuten en los programas ni en
  los usuarios que acceden.
• Los datos pueden presentarse bajo distintas
  formas según las necesidades de los usuarios.
• Para manejar las tablas se utilizan algunas
  operaciones clásicas de la teoría de conjuntos y
  otras específicas del modelo relacional.

16
Conceptos y Definiciones

• El Modelo Relacional (iii)
• A las columnas de cada tabla del modelo
  relacional se las denomina atributos y
  representan las propiedades de la tabla o
  relación.
• A las filas de las tablas se las denomina tuplas
  y representan las ocurrencias de la tabla o
  relación.
• El número de atributos de denomina grado.
• El número de tuplas se denomina cardinalidad.

17
Conceptos y Definiciones

• El Modelo Relacional (iv)
• La relación o tabla del modelo relacional tiene
  unas ciertas características
• No puede haber tuplas duplicadas.
• El orden de las tuplas es irrelevante.
• La tabla es plana, es decir, en el cruce de un
  atributo y una tupla sólo puede haber un valor.
• El orden de los atributos no es significativo.
• El conjunto sobre el que toman valores los
  atributos se denomina dominio del atributo.
• Los elementos del dominio serán homogéneos y si
  se descomponen perderían su semántica asociada.

18
Ejemplo 2
19
Conceptos y Definiciones

• El Modelo Relacional (v)
• El conjunto no vacío de atributos que identifica
  unívoca y mínimamente cada tupla de una relación
  se denomina clave candidata.
• El usuario elige una de las claves candidatas,
  que será denominada Clave primaria, para
  identificar las tuplas de la tabla.
• Una clave primaria es compuesta cuando está
  formada por más de un atributo.

20
Conceptos y Definiciones

• El Modelo Relacional (vi)
• Integridad de entidad, ningún atributo principal
  puede tomar un valor nulo.
• Se llama valor nulo a un símbolo especial que
  representa un valor desconocido, inaplicable,
  etc.
• Descriptor de una relación es un conjunto (no
  vacío) de atributos de una relación.
• Clave ajena de la relación R2 es un descriptor
  cuyos valores coinciden con los valores de la
  clave primaria de la tabla o relación R1. Ambas
  claves, primaria y ajena, toman valores del mismo
  dominio.
• La clave ajena sirve para relacional tablas.

21
Conceptos y Definiciones

• Ejemplo 3
• LIBRO ( código, título, idioma..., nombre-e)
• EDITORIAL (nombre-e, dirección, ciudad, país,
  ...)
• Nombre-e es clave ajena de LIBRO, y referencia a
  EDITORIAL (es clave primaria de EDITORIAL). Esta
  última se dice de la tabla referenciada.

22
Conceptos y Definiciones

• Ejemplo 4
• Los atributos que forman parte de una clave
  primaria compuesta, suelen ser claves ajenas de
  otras relaciones.
• EMPLEADO (cod-empl, nombre, domicilio,
  fecha-nac...)
• PROYECTO( cod-proy, nombre-p, ...)
• ASIGNACION( cod-empl, cod-proy, ...)
• cod-empl, cod-proy es una clave primaria
  compuesta y sus atributos principales cod-empl y
  cod-proy son claves ajenas de EMPLEADO y de
  PROYECTO, respectivamente.

23
Conceptos y Definiciones

• El Modelo Relacional (vii)
• Integridad Referencial
• Si una relación R2 tiene un atributo que es clave
  primaria de la relación R1, entonces los valores
  de dicho atributo deben concordar con los de la
  clave primaria o tener valores nulos.
• Vista
• Las vistas son tablas virtuales que se definen
  sobre una o más tablas.
• Las vistas son ventanas sobre tablas reales de
  las que sólo se almacena su definición no tienen
  representación directa en el almacenamiento.

24
Diseño de Bases de Datos

• Se realiza siguiendo la arquitectura ANSI a tres
  niveles cuyo diseño genera
• Esquema Conceptual.
• Es una buena representación de los recursos de
  información de la empresa con independencia de
  usuarios o aplicaciones en particular y sin
  considerar cuestiones de eficiencia.
• Se apoya en un modelo conceptual como el modelo
  E/R.
• Esquema lógico global/externo.
• Transformación del modelo conceptual para
  adaptarlo al modelo de datos en el que se apoya
  el SGBD que se va a utilizar.
• Esquema interno o físico.
• Es una instrumentación lo más eficiente posible
  del esquema lógico en función de los requisitos
  de los procesos, las especificaciones concretas
  del SGBD a utilizar, así como la configuración y
  características del equipo físico y del sistema
  operativo.

25
Diseño de Bases de Datos

• Para plasmar nuestro universo del discurso
  utilizando el modelo relacional se puede proceder
  siguiendo los siguientes pasos.
• Obtener directamente las tablas, atributos y
  restricciones que representan los objetos y
  reglas identificados a partir del análisis del
  mundo real.
• Obtener en primer lugar el esquema conceptual
  utilizando el modelo entidad relación (E/R). A
  continuación, mediante una serie de reglas de
  transformación, obtener a partir del esquema
  conceptual el esquema lógico global.

26
Diseño de Bases de Datos

• Aproximaciones para elaborar el esquema
  conceptual
• Descendente (top-down)
• Se parte del estudio del universo del discurso
  para elaborar el esquema conceptual y sobre él se
  definen las vistas de usuarios. De deben conocer
  bien los requisitos del sistema previamente.
• Ascendente (bottom-up).
• El esquema conceptual se obtiene mediante la
  integración de las vistas de los usuarios,
  teniendo en cuenta las restricciones entre vistas.

27
Transformación de un esquema en el modelo E/R a
un esquema relacional

• Reglas de transformación
• Toda entidad se convierte en una tabla o relación
  que toma el nombre de la entidad. Los atributos
  de la entidad serán las columnas de la tabla y el
  atributo identificador principal será la clave
  primaria. A menos que se indique lo contrario los
  atributos no identificadores podrán tomar valores
  nulos.

28
Transformación de un esquema en el modelo E/R a
un esquema relacional

• Reglas de transformación
• Las interrelaciones NM se transforman en una
  tabla cuya clave primaria será la concatenación
  de los atributos principales de las entidades que
  se asocia estos atributos serán claves ajenas
  que referencian a las respectivas tablas donde
  son claves primarias. Los atributos de la
  interrelación serán columnas de la tabla.

29
Transformación de un esquema en el modelo E/R a
un esquema relacional

• Reglas de transformación.
• Las interrelaciones 1N o 11 se transforman
  propagando el atributo identificador principal de
  la entidad que tiene cardinalidad máxima 1 a la
  que tiene cardinalidad máxima N. Si la relación
  fuese 11 la propagación de clave podría hacerse
  en cualquier sentido. El atributo propagado es
  una clave ajena que referencia a la tabla con
  cardinalidad máxima de 1.

30
Transformación de un esquema en el modelo E/R a
un esquema relacional