Modelo de datos
- 1. República Bolivariana De Venezuela Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión Barcelona Escuela de Ingeniería de Sistemas Cátedra: Base de datos SS Modelo de Datos Profesor: Ramón A. Aray López Bachiller: Luis Fernando Medina Iglesias 24.828.471 Barcelona, Febrero del 2018
- 2. INTRODUCCIÓN Hoy en día las empresas manejan una gran cantidad de datos. Cualquier empresa que se precie debe tener almacenados todos estos datos en una base de datos para poder realizarlos mediante una aplicación profesional; sin esta funcionalidad resultaría imposible tratar y manejar en su totalidad los datos que lleva a cabo la empresa y se perdería un tiempo y un dinero muy valiosos Uno de los pasos cruciales en la construcción de una aplicación que maneje una base de datos, es sin duda, el diseño de la base de datos, en donde lo más importante son LOS MODELOS DE DATOS. Si los modelos no son definidos apropiadamente, podemos tener muchos dolores de cabeza al momento de ejecutar consultas a la base de datos para tratar de obtener algún tipo de datos. No importa si nuestra base de datos tiene sólo 20 registros, o algunos cuantos miles, es importante asegurarnos que nuestra base de datos está correctamente diseñada para que tenga eficiencia y que se pueda seguir utilizando por largo del tiempo. En este TEMA se mencionarán algunos principios básicos del diseño de base de datos y se tratarán algunas reglas que se deben seguir cuando se crean bases de datos. Dependiendo de los requerimientos de la base de datos, el diseño puede ser algo complejo, pero con algunas reglas simples que tengamos en la cabeza será mucho más fácil crear una base de datos perfecta para nuestro siguiente proyecto.
- 3. MODELO DE DATOS Un modelo de datos es un lenguaje orientado a hablar de una Base de Datos. Típicamente un modelo de datos permite describir: Las estructuras de datos de la base: El tipo de los datos que hay en la base y la forma en que se relacionan. Las restricciones de integridad: Un conjunto de condiciones que deben cumplir los datos para reflejar la realidad deseada. Operaciones de manipulación de los datos: típicamente, operaciones de agregado, borrado, modificación y recuperación de los datos de la base. Otro enfoque es pensar que un modelo de datos permite describir los elementos de la realidad que intervienen en un problema dado y la forma en que se relacionan esos elementos entre sí. No hay que perder de vista que una Base de Datos siempre está orientada a resolver un problema determinado, por lo que los dos enfoques propuestos son necesarios en cualquier desarrollo de software.
- 4. CLASIFICACIÓN Una opción bastante usada a la hora de clasificar los modelos de datos es hacerlo de acuerdo al nivel de abstracción que presentan: Modelos de Datos Conceptuales Son los orientados a la descripción de estructuras de datos y restricciones de integridad. Se usan fundamentalmente durante la etapa de Análisis de un problema dado y están orientados a representar los elementos que intervienen en ese problema y sus relaciones. El ejemplo más típico es el Modelo Entidad- Relación. Modelos de Datos Lógicos Son orientados a las operaciones más que a la descripción de una realidad. Usualmente están implementados en algún Manejador de Base de Datos. El ejemplo más típico es el Modelo Relacional, que cuenta con la particularidad de contar también con buenas características conceptuales (Normalización de bases de datos). Modelos de Datos Físicos Son estructuras de datos a bajo nivel implementadas dentro del propio manejador. Ejemplos típicos de estas estructuras son los Árboles B+, las estructuras de Hash, etc.
- 5. UTILIDAD Actualmente, vivimos en la era de la tecnología y los datos, ya que estos tienen infinidad de usos: económicos, sociales, etc… y se han convertido en foco de mayor estudio e inversión. Pero desde ya hace décadas que se establecieron modelos para su almacenamiento y gestión, aparecieron los primeros modelos. Los datos han adoptado una importancia de grandes dimensiones en la actualidad, más si cabe, de ahí la relevancia de los modelos de base de datos. Siempre han tenido un papel clave en la informática, en la empresa y en muchos sectores, ya que la recopilación y gestión de los datos son fundamentales para que las empresas o instituciones mantengan su orden y sus relaciones. Por todo esto, es muy importante establecer efectivos modelos de gestión de base de datos y un correcto mantenimiento y mejora. De forma breve y concisa, los datos se encuentran en el día a día de cualquier empresa e institución y contienen información relevante y vital, y las bases de datos además de facilidades, rapidez y actualización hacia la información que se requiere, proporcionan muchas funciones muy útiles para la gestión y tratamiento de los datos. Por todo esto, los modelos de base de datos han adquirido una alta importancia.
- 6. DEFINICIONES BÁSICAS • La abstracción de datos es una técnica o metodología que permite diseñar estructuras de datos. La abstracción consiste en representar bajo ciertos lineamientos de formato las características esenciales de una estructura de datos. Este proceso de diseño evita los detalles específicos de implementación de los datos. ABSTRACCIÓN • La necesidad de definir datos desde una visión conceptual ha llevado al desarrollo de técnicas de modelado de datos semánticos. Es decir, técnicas para definir el significado de los datos dentro del contexto de sus interrelaciones con otros datos. El mundo real, en términos de recursos, ideas, eventos, etc., se define simbólicamente en los almacenes de datos físicos. Un modelo de datos semánticos es una abstracción que define cómo los símbolos almacenados se relacionan con el mundo real. Así, el modelo debe ser una verdadera representación del mundo real. SEMÁNTICA
- 7. DEFINICIONES BÁSICAS • El término integridad de datos se refiere la correctitud y completitud de la información en una base de datos. Cuando los contenidos se modifican con sentencias INSERT, DELETE o UPDATE, la integridad de los datos almacenados puede perderse de muchas maneras diferentes. Pueden añadirse datos no válidos a la base de datos, tales como un pedido que especifica un producto no existente. INTEGRIDAD • Las restricciones le permiten definir la manera en que Motor de base de datos exigirá automáticamente la integridad de una base de datos. Las restricciones definen reglas relativas a los valores permitidos en las columnas y constituyen el mecanismo estándar para exigir la integridad. El uso de restricciones es preferible al uso de Desencadenadores DML, reglas y valores predeterminados. RESTRICCIONES
- 8. MODELO ENTIDAD - RELACIÓN Un modelo entidad-relación o diagrama entidad-relación (a veces denominado por sus siglas en inglés, E-R "Entity relationship"; en español DER: "Diagrama de Entidad-Relación") es una herramienta para el modelado de datos que permite representar las entidades relevantes de un sistema de información, así como sus interrelaciones y propiedades. El Modelo Entidad-Relación 1. Se elabora el diagrama (o diagramas) entidad-relación. 2. Se completa el modelo con listas de atributos y una descripción de otras restricciones que no se pueden reflejar en el diagrama. El modelado de datos no acaba con el uso de esta técnica. Son necesarias otras técnicas para lograr un modelo directamente implementable en una base de datos. Brevemente: permite mostrar resultados entre otras entidades pertenecientes a las existentes de manera que se encuentre la normatividad de archivos que se almacenarán. • Transformación de relaciones múltiples en binarias. • Normalización de una base de datos de relaciones (algunas relaciones pueden transformarse en atributos y viceversa). • Conversión en tablas (en caso de utilizar una base de datos relacional).
- 9. ELEMENTOS ENTIDAD Representa una “cosa”, "objeto" o "concepto" del mundo real con existencia independiente, es decir, se diferencia únicamente de otro objeto o cosa, incluso siendo del mismo tipo, o una misma entidad. Algunos Ejemplos: • Una persona. (Se diferencia de cualquier otra persona, incluso siendo gemelos). • Un automóvil. (Aunque sean de la misma marca, el mismo modelo,..., tendrán atributos diferentes, por ejemplo, el número de chasis). • Una casa (Aunque sea exactamente igual a otra, aún se diferenciará en su dirección). Una entidad puede ser un objeto con existencia física como: una persona, un animal, una casa, etc. (entidad concreta); o un objeto con existencia conceptual como: un puesto de trabajo, una asignatura de clases, un nombre, etc. (entidad abstracta). Una entidad está descrita y se representa por sus características o atributos. Por ejemplo, la entidad Persona las características: Nombre, Apellido, Género, Estatura, Peso, Fecha de nacimiento.
- 10. ELEMENTOS ATRIBUTOS Los atributos son las características que definen o identifican a una entidad. Estas pueden ser muchas, y el diseñador solo utiliza o implementa las que considere más relevantes. En un conjunto de entidades del mismo tipo, cada entidad tiene valores específicos asignados para cada uno de sus atributos, de esta forma, es posible su identificación unívoca. En particular, los atributos identificativos son aquellos que permiten diferenciar a una instancia de la entidad de otra distinta. Por ejemplo, el atributo identificativo que distingue a un alumno de otro es su número de id. Para cada atributo, existe un dominio del mismo, este hace referencia al tipo de datos que será almacenado a restricciones en los valores que el atributo puede tomar (cadenas de caracteres, números, solo dos letras, solo números mayores que cero, solo números enteros...). Cuando algún atributo correspondiente a una entidad no tiene un valor determinado, recibe el valor nulo, bien sea porque no se conoce, porque no existe o porque no se sabe nada al respecto del mismo.
- 11. ELEMENTOS CONJUNTOS RELACIONALES Consiste en una colección, o conjunto, de relaciones de la misma naturaleza. Ejemplo: Dados los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped", todas las relaciones de la forma habitación- huésped, permiten obtener la información de los huéspedes y sus respectivas habitaciones. La dependencia o asociación entre los conjuntos de entidades es llamada participación. En el ejemplo anterior los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped" participan en el conjunto de relaciones habitación- huésped. Se llama grado del conjunto de relaciones a la cantidad de conjuntos de entidades participantes en la relación.
- 12. ELEMENTOS CORRESPONDENCIA DE CARDINALIDADES Dado un conjunto de relaciones en el que participan dos o más conjuntos de entidades, la correspondencia de cardinalidad indica el número de entidades con las que puede estar relacionada una entidad dada. Dado un conjunto de relaciones binarias y los conjuntos de entidades A y B, la correspondencia de cardinalidades puede ser: • Uno a Uno: (1:1) Un registro de una entidad A se relaciona con solo un registro en una entidad B. (ejemplo dos entidades, profesor y departamento, con llaves primarias, código_profesor y jefe_depto respectivamente, un profesor solo puede ser jefe de un departamento y un departamento solo puede tener un jefe). • Uno a Varios: (1:N) Un registro en una entidad en A se relaciona con cero o muchos registros en una entidad B. Pero los registros de B solamente se relacionan con un registro en A. (ejemplo: dos entidades, vendedor y ventas, con llaves primarias, código_vendedor y venta, respectivamente, un vendedor puede tener muchas ventas, pero una venta solo puede tener un vendedor). • Varios a Uno: (N:1) Una entidad en A se relaciona exclusivamente con una entidad en B. Pero una entidad en B se puede relacionar con 0 o muchas entidades en A (ejemplo empleado-centro de trabajo). • Varios a Varios: (N:M) Una entidad en A se puede relacionar con 0 o con muchas entidades en B y viceversa (ejemplo asociaciones-ciudadanos, donde muchos ciudadanos pueden pertenecer a una misma asociación, y cada ciudadano puede pertenecer a muchas asociaciones distintas).
- 13. ELEMENTOS RESTRICCIONES DE PARTICIPACIÓN Dado un conjunto de relaciones R en el cual participa un conjunto de entidades A, dicha participación puede ser de dos tipos: Total: Cuando cada entidad en A participa en al menos una relación de R. Parcial: Cuando al menos una entidad en A NO participa en alguna relación de R.
- 14. ELEMENTOS CLAVES Es un subconjunto del conjunto de atributos comunes en una colección de entidades, que permite identificar inequívocamente cada una de las entidades pertenecientes a dicha colección. Asimismo, permiten distinguir entre sí las relaciones de un conjunto de relaciones. Dentro de los conjuntos de entidades existen los siguientes tipos de claves: • Superclave: Es un subconjunto de atributos que permite distinguir unívocamente cada una de las entidades de un conjunto de entidades. Si se añade un atributo al anterior subconjunto, el resultado seguirá siendo una superclave. • Clave candidata: Se trata de superclave mínima, es decir, cualquier subconjunto de atributos de la misma no puede ser una superclave. • Clave primaria: Es una clave candidata, elegida por el diseñador de la base de datos, para identificar unívocamente las entidades en un conjunto de entidades. Los valores de los atributos de una clave, no pueden ser todos iguales para dos o más instancias.
- 15. ELEMENTOS CLAVES Para poder distinguir unívocamente las relaciones en un conjunto de relaciones R, se deben considerar dos casos: • R NO tiene atributos asociados: En este caso, se usa como clave primaria de R la unión de las claves primarias de todos los conjuntos de entidades participantes. • R tiene atributos asociados: En este caso, se usa como clave primaria de R la unión de los atributos asociados y las claves primarias de todos los conjuntos de entidades participantes. Si el conjunto de relaciones, R, sobre las que se pretende determinar la clave primaria está compuesto de relaciones binarias, con los conjuntos de entidades participantes A y B, se consideran los siguientes casos, según sus cardinalidades: • R es de muchos a uno de A a B entonces sólo se toma la clave primaria de A, como clave primaria de R. • R es de uno a muchos de A a B entonces se toma sólo la clave primaria de B, como clave primaria de R. • R es de uno a uno de A a B entonces se toma cualquiera de las dos claves primarias, como clave primaria de R. • R es de muchos a muchos de A a B entonces se toma la unión de los atributos que conforman las claves primarias de A y de B, como clave primaria de R.
- 16. REPRESENTACIÓN GRÁFICA Formalmente, los diagramas ER son un lenguaje gráfico para describir conceptos. Informalmente, son simples dibujos o gráficos que describen información que trata un sistema de información y el software que lo automatiza.
- 17. REPRESENTACIÓN GRÁFICA Entidades Las entidades son el fundamento del modelo entidad relación. Podemos adoptar como definición de entidad cualquier cosa o parte del mundo que es distinguible del resto. Por ejemplo, en un sistema bancario, las personas y las cuentas bancarias se podrían interpretar como entidades. Las entidades pueden representar entes concretos, como una persona o un avión, o abstractas, como por ejemplo un préstamo o una reserva. Se representan por medio de un rectángulo. que pueden ser de tipo: maestras, transaccionales, históricas y temporales
- 18. REPRESENTACIÓN GRÁFICA Atributos Se representan mediante un círculo o elipse etiquetado mediante un nombre en su interior. Cuando un atributo es identificativo de la entidad se suele subrayar dicha etiqueta. Por motivos de legibilidad, los atributos suelen no aparecer representados en el diagrama entidad-relación, sino descritos textualmente en otros documentos adjuntos.
- 19. REPRESENTACIÓN GRÁFICA Relación Describe cierta dependencia entre entidades o permite la asociación de las mismas. Por ejemplo: Si tenemos dos entidades, CLIENTE y HABITACIÓN, podemos entender la relación entre ambas al tomar un caso concreto (ocurrencia) de cada una de ellas. Entonces, podríamos tener la ocurrencia Habitación 502, de la entidad HABITACIÓN y la ocurrencia Henry Johnson McFly Bogard, de la entidad CLIENTE, entre las que es posible relacionar que la habitación 502 se encuentra ocupada por el huésped de nombre Henry Johnson McFly Bogard.
- 20. CONCLUSIÓN Un proyecto de desarrollo de un sistema de información comprende varios componentes o pasos llevados a cabo durante la etapa de análisis, el cual ayuda a traducir las necesidades del cliente de un modelo de sistema que utiliza uno mas de los componentes: software, hardware, personas, base de datos, documentación y procedimientos. El diseño de la base de datos aplicando alguno de los modelos existentes constituye la base fundamental para la construcción de un sistema de información. El modelo entidad – relación permite aplicar altos niveles de abstracción útiles en los paradigmas de programación actuales.
- 21. BIBLIOGRAFÍA fdonorat. (4 de Febrero de 2009). Abstracción y visión de datos. Obtenido de Bases de Datos: Fundamentos de BDs y algo más…: https://uvfdatabases.wordpress.com/2009/02/04/abstraccion-de-datos/ Kyocera Document Solutions. (s.f.). La importancia del modelo de base de datos. Obtenido de Kyocera: https://smarterworkspaces.kyocera.es/blog/importancia-del-modelo-de-base-de-datos/ Microsoft TechNet. (s.f.). Restricciones. Obtenido de Microsoft TechNet: https://technet.microsoft.com/es- es/library/ms189862(v=sql.105).aspx Wikipedia. (24 de Septiembre de 2017). Integridad de datos. Obtenido de Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Integridad_de_datos Wikipedia. (4 de Septiembre de 2017). Modelo de datos. Obtenido de Wikipedia : https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_de_datos Wikipedia. (16 de Febrero de 2018). Modelo entidad-relación. Obtenido de Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_entidad-relaci%C3%B3n#Entidad Wikipedia. (9 de Febrero de 2018). Modelo semántico de datos. Obtenido de Wikipedia: https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_sem%C3%A1ntico_de_datos