Bases de datos
- 1. República Bolivariana de Venezuela Ministerio para el Poder Popular para la Educación Universitaria Ciencia y Tecnología Universidad Territorial Deltaica “Francisco Tamayo” Tucupita Edo. Delta Amacuro Modelos De Datos Relacional Profesor: Bachiller: Ing. Aguilar Ángel Mendoza Doris C.I 26.655.673 Rodríguez Dervin C.I: 26.244.028 Sifontes Wilmar C.I 27.604.682 Julio, 2017
- 2. Bases del Modelo Relacional 2 Una base de datos relacional es un conjunto de una o más tablas estructuradas en registros (líneas) y campos (columnas), que se vinculan entre sí por un campo en común, en ambos casos posee las mismas características como por ejemplo el nombre de campo, tipo y longitud; a este campo generalmente se le denomina ID, identificador o clave. A esta manera de construir bases de datos se le denomina modelo relacional. Ejemplo:
- 3. Por ejemplo, este es el mismo modelo anterior, mostrado ya como tablas en un diagrama de SQL Server: 3
- 4. Tablas: El modelo relacional proporciona un manera simple de representar los datos: una tabla bidimensional llamada relación. Clave Principal: atributo o conjunto de atributos que identifican de manera exclusiva un asunto guardado en una tabla o relación. Tupla: Cada fila de la tabla. Atributo: Cada columna de la tabla. Dominio: Conjunto válido de valores representables por un atributo. Ejemplos: 4 título año duración Cód. Star Wars 1977 124 001 Mighty Ducks 1991 104 002 Wayne's World 1992 95 003 Filas (Tuplas) Atributos (Columnas) Clave Principal: Cód.
- 5. Algebra Relacional 5 Se llama álgebra relacional a un conjunto de operaciones simples sobre tablas relacionales, a partir de las cuales se definen operaciones más complejas mediante composición. Definen, por tanto, un pequeño lenguaje de manipulación de datos. Es un método que consiste básicamente en crear o construir nuevas relaciones a partir de relaciones existentes. Restricciones Inherentes del Modelo Relacional: No existen tuplas repetidas (obligatoriedad de clave primaria). La relación se ha definido como un conjunto de tuplas, y en matemáticas los conjuntos por definición no incluyen elementos repetidos. El orden de las tuplas y el de los atributos no es relevante.
- 6. Cada atributo de cada tupla solo puede tomar un único valor sobre el dominio sobre el que está definido. 6 Ningún atributo que forme parte de la clave primaria de una relación puede tomar un valor nulo (regla de integridad de entidad). Ejemplos para conversión A) Diagrama E-R a Relacional A continuación presentamos un modelo entidad relación que contiene 4 entidades
- 7. 7 Camión Camionero Paquete Provincia Matrícula Modelo Tipo Potencia Conduce Transporta Llega DNI Dirección Nombre Teléfono Población Salario Cod_Paquete Descripción Destinatario Dir_Destino Cod_Provincia Nombre N N N N 1 1 Diagrama Entidad Relación
- 8. 8 Camión Matrícula Modelo Tipo Potencia Conduce DNI Matrícula Fecha Camionero DNI Teléfono Dirección Salario Nombre Provincia Provincia Cód_Paquete Cód_Provinci a Paquete Cód_Provinci a Destinatario Nombre DNI Descripción 1 1 1 1 A continuación Presentamos el modela relacional del modelo E-R anterior
- 9. 9 B) De Entidades a Relaciones: Continuando con el ejemplo anterior vamos a convertir una entidad en una relación, tomaremos como referencia a la entidad Camionero: Camionero Nombre DNI Teléfono Dirección Salario Provincia Entidad Camionero en un modelo Entidad-Relacion Camionero DNI Provincia Nombre Teléfono Dirección Salario Entidad Camionero en un modelo Relacional Nota: En un modelo Relacional las entidades se llaman relaciones.
- 10. 10 Combinación de Relaciones de Datos La combinación de datos es un método de combinación que agrega a una tabla de datos procedentes de una fuente de datos columnas de datos de otra fuente de datos. La combinación de datos es útil en las siguientes condiciones: Se quiere juntar datos de diferentes bases de datos que no admiten las combinaciones entre bases de datos. Los datos se encuentran en diferentes niveles de detalle. Se puede usar la combinación de datos en lugar de las combinaciones en las siguientes condiciones: Los datos necesiten una limpieza. Las combinaciones generen datos duplicados. Tenga muchos datos.
- 11. 11 Normalización Normalización es un proceso que clasifica relaciones, objetos, formas de relación y demás elementos en grupos, en base a las características que cada uno posee. Si se identifican ciertas reglas, se aplica una categoría; si se definen otras reglas, se aplicará otra categoría. Se dice que una relación está en una determinada forma normal si satisface un cierto conjunto de restricciones. El proceso de normalización es reversible y no se pierde información. El proceso de normalización de una base de datos consiste en aplicar una serie de reglas a las relaciones obtenidas tras el paso del modelo E-R (entidad- relación) al modelo relacional.
- 12. 12 Anomalías de Inserción, Borrado y Modificación Anomalía de inserción: Imposibilidad de dar de alta una tupla por no disponer del valor de un atributo principal. Anomalía de borrado: Pérdida de información por dar de baja una tupla. Anomalía de modificación: Tiene que ver con la redundancia (repetición de la misma información en tuplas diferentes y consiguiente necesidad de propagar actualizaciones). En general, la normalización reduce la redundancia , pero no la elimina por completo. A continuación presentamos un ejemplo de anomalía de inserción Proveedores P# A# € C P P1 A21 125 Alcorcón Madrid P1 A06 85 Alcorcón Madrid Proveedores
- 13. 13 P# C P P1 Alcorcón Madrid A# € A21 125 A06 85 A25 75 P# A# P1 A21 P1 A06 Si en Proveedores queremos dar de alta un nuevo artículo, A25, de precio 75; pero aún no hemos decidido el proveedor; no podremos hacerlo, ya que el código de proveedor forma parte de la clave. Este es un ejemplo de anomalía de inserción, producido por la dependencia parcial del precio respecto de la clave. Parece lógico separar la información propia de proveedores por un lado y de artículos por otro, manteniendo además el nexo entre ambos en una nueva relación. Un nuevo diseño mejorado es por tanto el siguiente: Proveedores Artículos Suministra
- 14. 14 Dependencias Funcionales Una dependencia funcional son conexiones entre uno o más atributos. Por ejemplo si conocemos el valor de FechaDeNacimiento podemos conocer el valor de Edad. Las dependencias funcionales se escriben utilizando una flecha, de la siguiente manera: FechaDeNacimiento->Edad Descomposición de Relaciones Si bien un esquema de relación R puede no satisfacer cierta forma normal, es posible obtener una descomposición ρ=(R1,…,Rk) tal que cada esquema Ri la satisface. Definición: Una descomposición ρ=(R1,…,Rk) satisface una forma normal determinada si cada Ri satisface esa forma normal.
- 15. Formas Normales 15 Forma Normal 1FN Una relación R se encuentra en 1FN si y solo sí por cada renglón columna contiene valores atómicos. Una Relación en su primera Forma Normal debe cumplir lo siguiente: Las celdas de las tablas poseen valores simples y no se permiten grupos ni arreglos repetidos como valores, es decir, contienen un solo valor por cada celda. Todos los ingresos en cualquier columna (atributo) deben ser del mismo tipo. Cada columna debe tener un nombre único, el orden de las columnas en la tabla no es importante. Dos filas o renglones de una misma tabla no deben ser idénticas, aunque el orden de las filas no es importante.
- 16. 16 Ejemplo de Forma Normal 1FN: Forma Normal 2FN: Una relación está en 2FN si está en 1FN y si los atributos que no forman parte de ninguna clave dependen de forma completa de la clave principal. Es decir que no existen dependencias parciales. (Todos los atributos que no son clave principal deben depender únicamente de la clave principal).
- 17. 17 Consideremos una tabla describiendo las habilidades de los empleados: Habilidades de los empleados Empleado Habilidad Lugar actual de trabajo Jones Mecanografía 114 Main Street Jones Taquigrafía 114 Main Street Jones Tallado 114 Main Street Bravo Limpieza ligera 73 Industrial Way Ellis Alquimia 73 Industrial Way Ellis Malabarismo 73 Industrial Way Harrison Limpieza ligera 73 Industrial Way La única clave candidata de la tabla es {Empleado, Habilidad}. El atributo restante, Lugar actual de trabajo, es dependiente solo en parte de la clave candidata, llamada Empleado. Por lo tanto la tabla no está en 2NF.
- 18. 18 Observe la redundancia de la manera en que son representadas los Lugares actuales de trabajo: nos dicen tres veces que Jones trabaja en la 114 Main Street, y dos veces que Ellis trabaja en 73 Industrial Way. Esta redundancia hace a la tabla vulnerable a anomalías de actualización: por ejemplo, es posible actualizar el lugar del trabajo de Jones en sus registros "Mecanografía" y "Taquigrafía" y no actualizar su registro "Tallado". Los datos resultantes implicarían respuestas contradictorias a la pregunta "¿Cuál es el lugar actual de trabajo de Jones?". Una alternativa 2NF a este diseño representaría la misma información en dos tablas:
- 19. 19 Empleados Empleado Lugar actual de trabajo Jones 114 Main Street Bravo 73 Industrial Way Ellis 73 Industrial Way Harrison 73 Industrial Way Habilidades de los empleados Empleado Habilidad Jones Mecanografía Jones Taquigrafía Jones Tallado Bravo Limpieza ligera Ellis Alquimia Ellis Malabarismo Harrison Limpieza ligera Las anomalías de actualización no pueden ocurrir en estas tablas, las cuales están en 2NF. Sin embargo, no todas las tablas 2NF están libres de anomalías de actualización.
- 20. 20 Forma Normal 3FN: La tabla se encuentra en 3FN si es 2FN y si no existe ninguna dependencia funcional transitiva entre los atributos que no son clave. Un ejemplo de este concepto sería que, una dependencia funcional X->Y en un esquema de relación R es una dependencia transitiva si hay un conjunto de atributos Z que no es un subconjunto de alguna clave de R, donde se mantiene X->Z y Z->Y.
- 21. 21 Forma Normal 4FN: Una tabla se encuentra en 4FN si, y sólo si, para cada una de sus dependencias múltiples no funcionales X->->Y, siendo X una súper-clave que, X es o una clave candidata o un conjunto de claves primarias. Forma Normal 5FN: Un esquema de relaciones R está en 5FN con respecto a un conjunto D de dependencias funcionales, de valores múltiples y de producto, si para todas las dependencias de productos en D se cumple por lo menos una de estas condiciones: (R1, R2, R3, ... Rn) es una dependencia de producto trivial. Toda Ri es una súper-llave de R.
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