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UNIDAD III

MoDELo ReLaCIONAL

FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS

Competencia Específica

Conoce y aplica el modelo relacional para la generación de esquemas de base de datos con el fin de organizar la información y atender necesidades del entorno

Temas

Introducción al Modelo Relacional

Conversión del Modelo E-R a Modelo Relacional

Esquema de la Base de Datos

Restricciones

al modelo relacional

Bases teóricas y principios fundamentales del modelo relacional de bases de datos

Concepto

• Marco conceptual utilizado para gestionar y organizar datos en bases de datos.
• Creado por Edgar F. Codd en 1970 en IBM.
• Organiza datos en tablas (relaciones) con filas y columnas.
• Cada fila es un registro único (tupla) ; cada columna, un atributo.

Objetivo Principal

• Simplificación de la estructura de los datos
• Independencia física y lógica de los datos.
• Consistencia e Integridad de datos.
• Minimización de redundancia
• Facilidad para realizar consultas

Características principales

• Las tablas son el elemento fundamental del modelo relacional y cada una tiene un nombre único.
• Cada tabla contiene datos sobre una entidad o concepto específico.
• Estas relaciones se pueden operar mediante Álgebra relacional
• Ejemplo: Una tabla llamada "Estudiantes" contiene datos sobre los estudiantes de una escuela, como nombre, matrícula, edad, etc.

Propiedades de las relaciones

Partiendo de la siguiente tabla o relación denominada “Estudiantes” compuesta por tres atributos: Nombre_alumno, Matrícula_alumno y Edad_alumno:

Hay dos conceptos fundamentales con las relaciones, los cuales son:

Tomando como ejemplo la relación “Estudiantes”, su grado de relación sería igual a 3 y su cardinalidad sería igual a 4.

• Cada fila de una tabla representa una instancia específica de la entidad.
• Cada fila es un conjunto de valores relacionados.
• En una relación, no puede haber dos tuplas (o filas) idénticas. Esto significa que no puede haber duplicados dentro de una tabla.

• Ejemplo: Una fila de la tabla "Estudiantes" representa un estudiante con su nombre, matrícula, y demás atributos.
• El orden de las filas no es relevante.

• Las columnas representan las características de los datos almacenados en las tablas.

• Cada columna tiene un nombre y un tipo de dato asociado.
• Ejemplo: Las columnas de la tabla "Estudiantes" podrían ser "Nombre", "Edad", "Matrícula".
• El orden en el que aparecen las columnas en una tabla no es relevante para el modelo relacional. Lo importante es que cada atributo esté correctamente asociado con sus valores.
• Cada atributo tiene un nombre único
• Cada valor de atributo es atómico.
• Los valores de los atributos pertenecen

a un dominio específico

• Es un atributo o conjunto de atributos que identifican de manera única a cada fila dentro de una tabla.

• Garantiza que no haya duplicados.
• Ejemplo: En la tabla "Estudiantes", la clave primaria podría ser la columna "Matrícula", ya que cada estudiante tiene una matrícula única.

• Es un atributo en una tabla que hace referencia a la clave primaria de otra tabla, creando una relación entre ambas tablas.
• Si un atributo es una clave foránea que referencia una clave primaria en otra tabla, sus valores deben coincidir con un valor existente en la clave primaria, asegurando la consistencia entre tablas.

• Ejemplo: Si hay una tabla "Inscripciones" que guarda las materias en las que se inscribe cada estudiante, podría tener una clave foránea que se refiere a la "Matrícula" en la tabla "Estudiantes".

Estudiantes

Inscripciones

• Los conjuntos de relaciones suelen tener ciertas restricciones, como por ejemplo el cardinal de asignación, el cual limita el número de entidades que se pueden relacionar o asociar con otra entidad de otro conjunto.

de MER al Relacional

De la conceptualización a la implementación en bases de datos relacionales

¿Porqué convertir un MER en Modelo Relacional?

• El MER es útil para la fase de diseño conceptual de una base de datos, pero para implementar el modelo en un sistema relacional, necesitamos convertir las entidades y relaciones en tablas.

• Las bases de datos relacionales utilizan tablas, no gráficos, por lo que la conversión es necesaria para llevar el diseño a la implementación práctica.

Pasos para convertir MER en Modelo Relacional

• El modelo relacional obtiene las tablas y sus relaciones a partir de las entidades, atributos y relaciones del modelo E-R.
• Las tablas del modelo relacional se pueden obtener de diversas formas, como:
• Creando un conjunto de tablas iniciales
• Generar las tablas a partir del diagrama E-R
• Aplicar operaciones de normalización para optimizar el esquema

Convertir entidades en tablas

• Cada entidad en el MER se convierte en una tabla en el modelo relacional.

• El nombre de la tabla será el mismo que el nombre del conjunto de entidades. Esto asegura que cada entidad (como "Alumno", "Profesor", etc.) tenga su propia tabla que represente sus datos.

• Los atributos de la entidad se convierten en columnas de la tabla.

• Se debe definir una clave primaria para cada tabla, que es un atributo (o combinación de atributos) que identifica de forma única cada fila.

Conversión de Relaciones

Atributos Derivados

• No se almacenan directamente en tablas.
• Se calculan a partir de otros atributos.
• Ejemplo: calcular "Edad" a partir de "Fecha de Nacimiento".

Claves Foráneas y su Importancia

Las claves foráneas son atributos en una tabla que hacen referencia a la clave primaria de otra tabla. Son esenciales para mantener la integridad referencial en la base de datos, asegurando que las relaciones entre tablas sean coherentes.

Ejemplo práctico

Del Modelo Relacional

Requisitos fundamentales para garantizar la integridad y coherencia de la información

Reglas de Integridad

Restricciones de Dominio

Dos reglas cruciales en bases de datos relacionales son la integridad de entidades y la integridad referencial.

Reglas de Integridad

Nulo

Regla de Integridad de Entidades

Regla de Integridad Referencial

Ejemplo

Regla de los nulos: Las claves ajenas pueden aceptar nulos, por lo que es posible encontrar facturas cuyo cliente se ignore.Regla del borrado: Al eliminar un cliente, se anulan referencias en FACTURAS.codcli, resultando en nulos. Regla de modificación: Si se modifica el código de un cliente, se actualiza FACTURAS.codcli para mantener la referencia.

Regla de Negocio

Bibliografía

Date, C. J. (2004). Introducción a los sistemas de bases de datos (8.ª ed.). Pearson Educación. ISBN: 978-8483228540 Silberschatz, A., Korth, H. F., & Sudarshan, S. (2011). Fundamentos de bases de datos (6.ª ed.). McGraw-Hill. ISBN: 978-6071507239

Simplificación de la estructura de Datos

Al representar los datos en forma de tablas, el modelo relacional facilita su comprensión y manipulación. Las tablas son intuitivas y están organizadas de manera lógica, lo que permite que usuarios y desarrolladores puedan trabajar con ellas fácilmente.

Consistencia e Integridad de los datos

A través de restricciones como claves primarias y claves foráneas, se asegura que los datos sean correctos y que las relaciones entre diferentes tablas se mantengan de manera coherente.

Independencia de los datos

El modelo busca separar la forma en que se almacenan físicamente los datos de la manera en que se presentan al usuario o las aplicaciones. Esto permite modificar la estructura interna de la base de datos sin afectar las aplicaciones que dependen de ella.

Minimización de la redundancia

A través de procesos como la normalización, el modelo relacional busca eliminar duplicaciones innecesarias de datos y optimizar el almacenamiento, manteniendo así una base de datos más limpia y eficiente.

Superclave

Una superclave garantiza que no haya duplicados en una tabla. Puede estar compuesta por uno o más atributos. Si todos los valores de los atributos que forman la superclave son iguales en dos filas, esas filas serían duplicadas, lo que no es permitido.

Dominio

Conjunto de valores permitidos para un atributo. Por ejemplo, cadenas de caracteres, números enteros, los valores Sí o No, etc.

Facilidad para realizar consultas

El modelo relacional permite utilizar lenguajes de consulta estructurados como SQL, que simplifican la recuperación, actualización y eliminación de datos de manera eficiente.

Atributo

Características que describen a una entidad o relación.

Clave candidata

Una superclave puede contener más atributos de los necesarios para identificar de forma única las filas en una tabla, mientras que la clave candidata contiene solo los atributos esenciales para esa identificación. Una relación puede tener varias claves candidatas, y de estas, se elige una como la clave primaria.