Mg. Samuel Oporto D

1
Modelo Entidad-Relación
BASE DEDATOS I

• Mg. Samuel Oporto Díaz

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BASE DE DATOS
3
Base de Datos

• Es un conjunto de datos relacionados entre sí,
  almacenados en conjunto sin redundancias
  innecesarias e independientes de los programas
  que los usan.
• Son persistentes en el tiempo. Usan un lenguaje
  para incluir, modificar o extraer los datos.
• Es un conjunto de datos operativos, accesibles
  desde algún nivel de la empresa (Estratégico,
  Táctico, Operativo).
• Una BD debe cumplir con las características de
• Unicidad Consistencia
• Seguridad Privacidad
• Disponibilidad Integridad

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Archivos Vs BD
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Sistema de Gestión de Bases de Datos

• Conjunto de programas que permite definir,
  construir y manipular bases de datos para
  diversas aplicaciones.
• Definir una BD es especificar...
• estructura de datos,
• tipos de datos y
• restricciones de los datos
• Construir una BD es...
• almacenar datos en algún medio de almacenamiento
  controlado por el SGBD
• Manipular la BD es...
• consultar datos
• introducir/modificar/eliminar datos, para
  reflejar cambios.
• generar informes a partir de los datos almacenados

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SGBD

• DataBase Management System SGBD DBMS

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Sistema de Base de Datos

• Tiene por objetivo proporcionar un entorno
  práctico y eficiente para almacenar y recuperar
  la información de la base de datos.
• No es necesarios un SGBD de propósito general
  para implementar una base de datos.
• Se puede construir un conjunto de programas
  propios para crear y mantener la base de datos.
• Sistema de Base de Datos
• SBD BD DBMS Software de Aplicación/Consultas

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Lenguajes

• DSL DDL DML
• DDL. (Lenguaje de definición de datos).- Define o
  declara objetos y restricciones de la BD.
  Estático e Invariante.
• DML. (Lenguaje de manipulación de datos).-
  Manipula o procesa objetos de la BD. Dinámico.
  Operaciones.
• DSL. (Lenguaje de dominio específico -
  declarativo)
• Representa un nexo entre el SBD y algún lenguaje
  anfitrión. Ejem SQL, HTML
• Provee herramientas a los lenguajes tradicionales
  para que se integren al Sistema de Base de Datos.
  Puede haber distintos tipos de DSL para un mismo
  sistema .

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DDL y DML

• DDL
• Detalla la implementación del esquema de la BD
• El compilador DDL genera la tablas que se
  almacena en el diccionario de datos
• El diccionario de datos contiene la metadata
  (datos acerca de los datos)
• create table customer (
• customer-id char(10),
• customer-name char(59))

• DML
• Accesa o manipula los datos de la BD
• Es un lenguaje de consultas
• Procedimental Qué y cómo obtener datos
• No procedimental Qué datos se necesitan, sin
  decir cómo obtenerlos.
• select customer-nam
• from customer
• where customer-id 192

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Niveles de Abstracción

• Nivel de Vista Describe una parte de la BD.
  Puede esconder información por seguridad
• Nivel Lógico Qué datos se almacenan en la BD y
  qué relaciones existen entre esos datos.
• Nivel Físico Cómo se almacenan los datos.

VISTA
LÓGICO
FÍSICO
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Niveles de Abstracción

• ARQUITECTURA DE TRES NIVELES
• Nivel Externo (Lenguaje de Programación tipo
  Pascal)
• tipo empleado registro (no acceso al salario)
• n_empleado cadena(6)
• n_depto cadena(4)
• fin
• Nivel Conceptual (Lenguaje de definición de
  datos, DDL)
• EMPLEADO (
• NUMERO_EMPLEADO CARACTER(6) CLAVE PRINCIPAL,
• NUMERO_DEPARTAMENTO CARACTER(4) NO NULO,
• SALARIO NUMERICO(5) NO NULO )
• Nivel Interno EMP_ALMACENADO LONGITUD20
• PREFIJO TIPOBYTE(6), DESPLAZAMIENTO0
• EMP TIPOBYTE(6), DESPLAZAMIENTO6,
  INDICEIEMP
• DEPTO TIPOBYTE(4), DESPLAZAMIENTO12
• PAGA TIPOPALABRA, DESPLAZAMIENTO16

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Modelos de BD

• Existen diversos modelos para modelar los datos

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Modelo Entidad - Relación

• Modelo E-R del mundo real
• Entidades (objeto o cosas del mundo real
  distinguible de otros)
• Relaciones (asociación entre entidades)
• Usado para el diseño de BD
• El diseño de una BD en modelo E-R luego es
  convertido en un diseño de modelo Relacional, el
  cual es usado para almacenamiento y procesamiento.

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Modelo Relacional

• El modelo relacional es un modelo de datos basado
  en la lógica de predicado y en la teoría de
  conjuntos.
• Una base de datos relacional es un conjunto de
  dos o mas tablas estructuradas en registros
  (líneas) y campos (columnas), que se vinculan
  entre sí por un campo en común.

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Ejemplo 1
16
Ejemplo 1
17
Ejemplo 2
18
Ejemplo 2
19
Ejemplo 3
20
Ejemplo 3
21
MODELO ENTIDAD-RELACION
22
Introducción

• Modelo de datos conceptual de alto nivel
• Propuesto por Peter P. Chen en 1976
• Describe el mundo real como un conjunto de
  ENTIDADES y de RELACIONES entre ellas
• Existe una familia de modelo ER
• Soportado por herramientas software de diseño
  (CASE)

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Elementos

• Entidad ( entity )
• Atributo ( attribute )
• Relación ( relationship )
• Dominio ( values set )

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1. Entidad

• 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)
• Las entidades tienen atributos.
• Ejemplo las personas tienen nombre, dirección,
  etc.
• Un conjunto de entidades es un conjunto de
  entidades del mismo tipo que comparten las mismas
  propiedades
• Ejemplo conjunto de todas las personas,
  empresas, árboles

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1. Entidad
cliente-id
cliente-nombre
cliente-calle
cliente-ciudad
prestamo-
monto
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2. Atributo

• Propiedad o característica de una entidad
• Una entidad particular es descrita por los
  valores de sus atributos

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2. Atributos Compuestos
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3. Relación

• Una relación es una asociación entre diferentes
  entidades.
• EjemploOrtiz posee
  A-102entidad cliente conjunto relaciones
  entidad cuenta
• Una relación también puede tener atributos
  descriptivos

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4. Dominio

• Conjunto de valores permitidos para cada atributo
  
• Tipos de atributos
• Simples y compuestos
• Univalorados y multivalorados
• E.j. multivalorado numero-telefono
• Derivados
• Puede ser derivado de valores de otros atributos
  o entidades
• E.j. edad, dada la fecha de nacimiento

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1. ENTIDAD
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Instancias de una entidad

• También...
• Ocurrencia
• Realización
• Ejemplar
• Entidad concreta o individual

PELICULA
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Tipo de Entidad (entity set)

• Define un conjunto de entidades que poseen los
  mismos atributos
• PELICULA titulo, genero, nacionalidad,
  añoestreno, numcopias
• EMPLEADO dni, nss, nombre, fechanacim,
  direccion, telefono, altura, nacionalidad, edad
• Notación

EMPLEADO
PELICULA
DIRECTOR
LOCALVIDEOCLUB
ACTOR
CLIENTE
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Tipo de Entidad

• EMPLEADO dni, nss, nombre, dirección, telefono,
  altura, fechanacim, nacionalidad, edad
• Las instancias del tipo de entidad se agrupan en
  un conjunto de entidades o extensión

e1 ? (87654321, 1122334455, Cristina Aliaga
Gil, Libertad, 2. Yecla. Murcia. 30510,
968100200, 160, 28/07/1979, España, 23) e2 ?
(12345678, 6677889900, Antonio Gil Sánchez,
Paz, 5. Murcia. Murcia.30012, 968111222, 176,
14/04/1944, España, 58) e3 ? (11223344,
1234567890, Julia Sauce, Justicia, 20. Yecla.
Murcia. 30510, 968000222, 159, 23/05/1947,
España, 55) ...
34
Claves

• Claves (Llaves) Atributos que identifican una
  entidad dentro de un conjunto de entidades.
• Superclave Conjunto de atributos no vacío, que
  identifica en forma única una entidad dentro de
  un conjunto de entidades. Superclave
  superclaves
• Clave candidata Es una superclave para la cual
  ningún subconjunto es superclave, excepto el
  mismo.
• Clave primaria. Es la clave candidata escogida
  por el diseñador. Atributo o conjunto de
  atributos que permiten identificar en forma única
  una tupla en la tabla y ningún subconjunto de
  ella posee esta propiedad (subrayado).
• Llave foránea Es un atributo que es llave
  primaria en otra entidad con la cual se
  relaciona. Relacionar las entidades.

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Tipo de Entidad Débil

• No tiene atributos clave propios
• Una instancia se identifica por su relación con
  una instancia de otro tipo de entidad
• Clave parcial (o discriminante)
• Atributos de la entidad débil, que identifican de
  forma única cada instancia.
• Clave (clave_entidad_regular, clave_parcial)

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2. ATRIBUTOS
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Tipos de atributos

• Simples o Compuestos
• Almacenados o Derivados
• Monovalorados o Multivalorados
• Opcionales

simples y monovalorados
compuestos
multivalorados
derivados
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Atributos Simples o Compuestos

• Atributos compuestos
• Pueden dividirse en otros con significado propio
• Valor compuesto concatenación de valores de
  componentes
• Atributos simples
• No divisibles. Atómicos

genero
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Atributos Almacenados o Derivados

• Atributos derivados
• Valor calculado a partir de otra información ya
  existente (atributos, entidades relacionadas)
• Son información redundante...
• edad de EMPLEADO, cálculo a partir de
  fechanacim
• atributo derivado del valor de otro atributo
• numcopias de una PELICULA, cuenta del número de
  entidades COPIA relacionadas con cada película
  concreta
• atributo derivado de entidades relacionadas
• Atributos almacenados
• fechanacim de cada EMPLEADO
• nacionalidad de una PELICULA

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Monovalorados o Multivalorados

• Atributos monovalorados (monovaluados)
• sólo un valor para cada entidad
• fechanacim de un EMPLEADO particular
• añoestreno de cada PELICULA concreta
• Atributos multivalorados (multivaluados)
• más de un valor para la misma entidad
• nacionalidad PELICULA coproducida por varios
  países
• telefono EMPLEADO con varios teléfonos de
  contacto
• pueden tener límites superior e inferior del
  número de valores por entidad
• nacionalidad (1-2)
• telefono (0-3)

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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 EMPLEADO
• No se sabe si el valor existe o no
• telefono de un EMPLEADO
• La entidad no tiene ningún valor aplicable para
  el atributo
• fechaalquiler PELICULA sólo en vídeo-venta (no
  alquiler)

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Notación para atributos
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Atributos Clave

• Atributo con valor distinto para cada instancia
  de un tipo de entidad
• dni en EMPLEADO
• Una clave identifica de forma única cada entidad
  concreta ? atributo identificador

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3. RELACIONES
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RELACIÓN (relationship)

• También interrelación
• Asociación, vínculo o correspondencia entre
  instancias de entidades relacionadas.
• el director Alejandro Amenábar ha rodado la
  película Mar adentro
• Abstracción
• un DIRECTOR ha rodado PELICULAs

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DIRECTOR HA_RODADO PELICULA

• ? Vacas
• ? Tesis
• ? Belle Epoque
• ? Torrente
• ? Tierra
• Abre los ojos
• Los otros

Instancia del tipo de relación
? ? ? ? ? ? ?
J. Médem ? C. Saura ? F. Trueba ? S. Segura
? A. Amenábar ?
Tipo de Entidad conjunto de instancias
Tipo de Relación conjunto de instancias
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Grado de un tipo de relación

• Número de tipos de entidad que participan en el
  tipo de relación

Binaria grado 2 (el más frecuente)
Reflexiva (o recursiva) grado 1
Ternaria grado 3
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Nombres de Rol (papel)

• Todo tipo de entidad que participa en un tipo de
  relación juega un papel específico en la relación
• Los nombres de rol se deben usar, sobre todo, en
  los tipos de relación reflexivos, para evitar
  ambigüedad

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Cardinalidad

• 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
• Número 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 1 a N
• HA_RODADO es de tipo 1 a N

50
Cardinalidad

• Números mínimo y máximo de instancias de un tipo
  de entidad que pueden estar relacionadas con una
  instancia del otro tipo de entidad
• Notación
• (min, max) en la línea que une entidad y relación

51
Cardinalidad

• Razones de cardinalidad más comunes
• 11 (uno a uno)
• 0N (cero o muchos)
• 1N (uno a muchos)
• MN (muchos a muchos)

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Cardinalidad recursiva
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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.
• Clases de participación
• Participación total (dependencia en existencia)
• Participación parcial

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Atributos de tipos de relación
55
Atributos de tipos de relación

• Conceptualmente pertenecen a la relación
• Un atributo de una MN es propio de la relación
• Un atributo de una 11 o 1N se puede llevar a
  uno de los tipos de entidad participantes

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TIPO DE ENTIDAD DEBIL
57
Tipo de entidad débil
58
Tipo de entidad débil

• 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

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Tipo de entidad débil
PERMISO_CONDUCCION es débil, pues depende en
existencia de EMPLEADO, pero no depende en
identificación
COPIA es débil, pues depende en existencia de
PELICULA, y también depende en identificación
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4. DOMINIOS
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Dominio (values set)

• Conjunto de valores
• Cada atributo simple está asociado a un dominio,
  que especifica sus valores válidos

Atributo Dominio Descripción Dominio
nombre NOMBRES cadenas de hasta 30 caracteres alfabéticos
telefono TELEFONOS cadenas de hasta 9 caracteres numéricos
altura MEDIDAS números reales entre 0 y 25 (metros)
... ... ...
No suele representarse, aunque una forma de
hacerlo sería
MPM1999
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Valores validos

• Los valores validos para un atributo deben tener
  asignado información acerca de
• Tipo de Datos. Los tipos básicos son entero,
  decima, caractery fecha-hora.
• Longitud. Es el número de dígitos o caracteres en
  el valor de un atributo.
• Formato de Fecha. Peste puede ser dd/mm/yyyy o
  yyyy/mm/dd.
• Rango. Especifica el intervalo entre los cuales
  se puede tomar valor un atributo.
• Restricción. Son restricciones particulares sobre
  un atributo.
• Soporte de NULL. El atributo puede aceptar
  valores NULL.
• Defaul. El atributo toma un valor por defecto
  cuando se instancia.

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Ejercicio 1

• Se tiene una empresa desarrollando varios
  proyectos, a los que son asignados varios
  empleados, pero cada empleado solo esta vinculado
  a un proyecto, en un momento dado.
• Cada proyecto consume diferentes recursos en
  cantidades determinadas los empleados están a
  cargo de un supervisor, que es un empleado
  también.
• Los empleados pueden tener personas beneficiarias
  (hijos, esposas, padres, etc.).

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Ejercicio 1
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Ejercicio 2

• Se desea diseñar una base de datos sobre la
  información de las reservas de una empresa
  dedicada al arriendo de automóviles.
• Los supuestos son
• Un determinado cliente puede tener en un momento
  dado varias reservas.
• Una reserva la realiza un único cliente, pero
  puede involucrar a varios autos.
• Se debe conocer la fecha de comienzo y término de
  la reserva.
• Todo auto tiene asignado un determinado garaje,
  que no puede cambiar.
• Cada reserva se realiza en una determinada
  agencia.
• Pueden existir clientes que no hayan hecho
  ninguna reserva.