Unidad Cuatro

1
Unidad Cuatro

• Metodología de Diseño de una Base de Datos

2
Etapas del Diseño de Bases de Datos

• Diseño Conceptual, cuyo objetivo es obtener una
  buena representación de los recursos de
  información de la empresa, con independencia de
  usuarios o aplicaciones en particular y fuera de
  consideraciones de eficiencia del computador.
• Diseño Lógico, cuyo objetivo es transformar el
  esquema conceptual obtenido en la etapa anterior,
  adaptándolo al modelo de datos en el que se apoya
  el SGBD que se va a utilizar (modelo relacional).
• Diseño Físico, cuyo objetivo es conseguir una
  instrumentación lo más eficiente posible del
  esquema lógico.

3
Etapa 1 Diseño conceptual

• Consiste en dos etapas
• Etapa de análisis de requisitos
• Etapa de conceptualización

4
Análisis de requisitos

• El análisis de requisitos debe responder a la
  pregunta qué representar? Para ello hay que
  estudiar las reglas de la empresa (del negocio) a
  los diferentes niveles de la organización, para
  elaborar una descripción de la organización.
  Esquema percibido.
• Puede utilizarse el lenguaje natural.

5
Conceptualización

• La segunda etapa responde a la pregunta Cómo
  representar?. Aquí se utilizan los modelos
  conceptuales. Nosotros utilizaremos el MER y sus
  extensiones, que básicamente define entidades,
  atributos, interrelaciones y restricciones
  semánticas. Esquema conceptual.
• En el paso del esquema percibido al esquema
  conceptual. No existen reglas claras que permitan
  decidir que elemento es una entidad o cual otro
  una interrelación.
• Existen 2 enfoques Enfoque lingüístico y
  categorización de objetos.

6
En el enfoque lingüístico

• Un sustantivo (nombre común) que actúa como
  sujeto o complemento directo en un frase es por
  lo general un tipo de entidad, aunque podría ser
  un atributo. Ej. los socios piden prestados
  libros, existen 2 posibles entidades SOCIO y
  LIBRO.
• Los nombres propios indican ocurrencias de un
  tipo de entidad, Ej Date,C indica una ocurrencia
  de AUTOR.
• Un verbo transitivo o una frase verbal es un tipo
  de interrelación, Ej pedir prestado indica una
  interrelación entre las entidades LIBRO y SOCIO.
• Una preposición entre 2 nombres suele ser un tipo
  de interrelación o también establece la
  asociación entre una entidad y sus atributos. Ej
  la institución del autor, podemos pensar en la
  interrelación entre AUTOR e INSTITUCION o bien,
  el atributo institución de AUTOR.

7
En el enfoque de categorización de objetos

• Una entidad es un objeto de datos que tiene más
  propiedades que su nombre o se utiliza como
  operando en una sentencia de selección, borrado o
  inserción. Ej en la biblioteca existen libros
  que poseen una serie de propiedades, como son el
  título, idioma, nro. de copias, etc. LIBRO es una
  entidad, ya que tiene varias propiedades. Ej
  cuando un socio deja serlo, es preciso eliminarlo
  de la base de datos, SOCIO es una entidad, por
  ser un operando en una sentencia de borrado.
• Un atributo es un objeto de datos al que se
  asigna un valor o se utiliza como operando en una
  operación aritmética, boolean, etc. Ej se puede
  consultar si el título de un libro es Bases de
  datos, luego, título es un atributo.
• Una interrelación es un objeto de datos que hace
  posible la selección de una entidad por medio de
  una referencia a un atributo de otra entidad. Ej
  seleccionar los libros que ha escrito un
  determinado autor, por lo que escribir es una
  interrelación, ya que nos permite seleccionar una
  entidad (LIBRO) por medio de una referencia a un
  atributo de otra entidad (Nombre de AUTOR).

8
Casos especiales

• "ES_UN" nos permite crear jerarquías de
  entidades, corresponde al concepto de
  generalización de Smith y Smith (1977). Ej tanto
  un libro como un artículo son documentos
• Los atributos de DOCUMENTO son heredados por
  ARTICULO y LIBRO. También pueden haber atributos
  que son exclusivos de las entidades subtipos, por
  ejemplo, editorial podría ser un atributo de
  LIBRO pero no de ARTICULO

9
Casos especiales

• TIENE, este verbo, posee muchas interpretaciones.
• Ocurrencia de, Ej. un libro tiene varios
  ejemplares, en el sentido que un ejemplar es una
  ocurrencia de libro. Cual sería el identificador
  de la entidad, que es ocurrencia, (EJEMPLAR)???.
  Se forma con el identificador de la entidad
  principal (LIBRO) junto a un atributo
  discriminante de la ocurrencia. Ej libros con 5
  dígitos y 2 dígitos para los ejemplares.
• Interrelación entre entidades Ej los libros
  pueden tener más de un autor, actúa como
  interrelación entre AUTOR y LIBRO.
• Asociación de las entidades con sus atributos
  (agregación) Ej los libros tienen un título, un
  año de publicación y un idioma, estamos asociando
  a la entidad LIBRO una serie de atributos.

10
Detalles a considerar

• Si decimos los socios piden prestados libros,
  estaríamos generando un diagrama con entidades
  LIBROS, SOCIOS, EJEMPLARES, e interrelaciones
  presta (LIBROS, SOCIOS) y tiene
  (LIBROS,EJEMPLARES), lo que es incorrecto.
• Debería ser, las mismas entidades, e
  interrelaciones tiene (LIBROS, EJEMPLARES) y pide
  (EJEMPLARES,SOCIOS).
• En las jerarquías de supertipo y subtipos, los
  atributos deben definirse a un nivel adecuado, es
  decir, si tanto libros como artículos tienen
  titulo e idioma, estos atributos deben estar en
  DOCUMENTO.

11
Características del Esquema Conceptual

• La fase de modelación conceptual cumple los
  siguientes objetivos
• Captar y almacenar el universo del discurso
  mediante una descripción rigurosa, representando
  la información que describe a la organización y
  que es necesaria para su funcionamiento.
• Aislar la representación de la información de los
  requisitos de la máquina y exigencias de cada
  usuario en particular.
• Independizar la definición de la información de
  los SGBD en concreto.

12
Características de los esquemas conceptuales

• Claridad, la significación es no ambigua.
• Coherencia, sin contradicciones o confusiones
• Plenitud, representa lo esencial sin ser
  exhaustivo.
• Fidelidad, la representación del universo del
  discurso ha de hacerse sin desviaciones ni
  deformaciones.
• Simplicidad, máxima sencillez (Nº reducido de
  componentes, conceptos separados, redundancia
  controlada)

13
Proceso de Integración de Vistas

• Las vistas se dividen en idénticas y no
  idénticas. Las idénticas contienen los mismos
  tipos de objetos, puede que con distintos
  nombres. Las no idénticas, poseen diferentes
  tipos de objetos (todo o en parte). Dentro de
  estas ultimas hay que distinguir las que son
  equivalentes de las que no lo son.
• La integración de vistas consiste en partir de
  dos vistas y obtener una tercera que las englobe,
  así sucesivamente hasta llegar al esquema global.

14
Posibles problemas

• 1.- Conflictos de nombres
• Homonimia, a dos objetos se les ha asignado el
  mismo nombre
• Sinonimia, un mismo objeto con mas de un nombre
  Ejemplo
• conflicto de nombre e entidades, un sistema trata
  con AUTOR y con cod_autor como atributo
  identificador y otro, con ESCRITOR e
  identificador cod_escritor. Solución usar una
  sola con su respectivo identificador.
• Conflicto de nombre en interrelaciones, una
  REVISTA publica ARTICULO o bien, en una REVISTA
  aparece un ARTICULO. Solución Cambiar el nombre,
  adoptar uno solo.

15
Posibles problemas

• 2.- Conflictos entre entidades
• Una entidad es un subconjunto de otra. Solución
  introducir un subtipo. Ej entidades REVISTA y
  PUBLICACION, esta última incluye además revistas,
  recopilaciones y otros tipos, se puede resolver
  introduciendo la revista como un subtipo de
  publicación. Se llama restricción de selección.
• Una entidad es disjunta con respecto a otra, pero
  ambas poseen atributos comunes, es decir, son un
  subtipo de una tercera entidad. Solución crear
  el supertipo. Se llama restricción de disyunción.

16
Posibles problemas

• 3.- Conflicto entre tipos de objetos en los que
  un atributo en una vista es una entidad es otra o
  viceversa
• La solución es transformar el atributo en entidad
  o la entidad en atributo según convenga.
• Ej entidad EDITORIAL o atributo de LIBRO?. Si
  vemos que es importante almacenar información de
  la editorial la consideraremos una entidad, sino
  será atributo.

17
Posibles problemas

• 4.- Conflicto de cardinalidades en
  interrelaciones
• Ej interrelación escribe entre AUTOR y
  DOCUMENTO, en un caso 1,n y en otro n,n. Pude
  ser
• Se trata de la misma interrelación, en este caso
  se deja la menos restrictiva n,n.
• Se trata de dos interrelaciones distintas como
  escribe de tipo n,n y edita de tipo 1,n
  (suponiendo que un documento puede ser editado
  por una persona). En este caso se deben reflejar
  ambas interrelaciones con distintos nombres.
• La entidad AUTOR tiene una interrelación con
  DOCUMENTO que es escribe, mientras que un subtipo
  de ella (que es EDITOR) tiene otra interrelación
  con DOCUMENTO, que es edita.
• Existen dos subtipos de la entidad AUTOR, que
  poseen interrelaciones distintas con DOCUMENTO,
  por ejemplo, el subtipo ESCRITOR y el subtipo
  EDITOR con las interrelaciones escribe y edita,
  respectivamente.

18
Posibles problemas

• 5.- Análisis de redundancia de interrelaciones
• Una vez integradas las vistas, habrá que analizar
  si se producen redundancias de interrelaciones,
  lo que gráficamente se refleja en ciclos.

19
Etapa 2 Diseño Lógico

• En esta etapa transformaremos el esquema
  conceptual obtenido en la fase anterior a un
  esquema relacional. Este esquema sigue siendo
  independiente del SGBD que se utilizará en la
  siguiente etapa.
• El paso del esquema E/R al relacional se basa en
  los siguientes principios
• Todo tipo de entidad se convierte en una tabla
• Todo tipo de interrelación NM (muchos a muchos)
  se transforma en una tabla
• Todo tipo de interrelación 1N (uno a muchos) se
  traduce en el fenómeno de propagación de la clave
  o bien se crea una nueva tabla.

20
Ejemplo

• Editorialescodigo_editorial, nombre_editorial,
  direccion_editorial
• Libroscodigo_libro, titulo, idioma,
  codigo_editorial
• Autorescodigo_autor, nombre_autor, nacionalidad
• Libros_Autorescodigo_libro, codigo_autor

21
Transformación de interrelaciones

• Interrelaciones muchos a muchos
• Se transforma en una tabla que tendrá como clave
  primaria la concatenación de las claves primarias
  de las entidades que asocia. Cada uno de estos
  atributos que forman parte de la clave primaria
  son clave foránea respecto a las tablas en donde
  son claves primarias.

22
Transformación de interrelaciones

• Interrelaciones uno a muchos
• Propagar la clave primaria de la entidad que
  tiene cardinalidad máxima 1 a la que tiene n.
• Transformarlo en una tabla, como si se tratara de
  una interrelación de muchos a muchos. Esto es más
  conveniente cuando
• El número de ocurrencias de la entidad que
  propaga su clave es muy pequeño, evitando los
  valores nulos.
• Cuando se prevé que en el futuro dicha
  interrelación se convierta en una muchos a muchos
• Cuando la interrelación tiene atributos propios
• Un aspecto importante en estas interrelaciones se
  relaciona con las cardinalidades mínimas. Si la
  cardinalidad mínima de la entidad que se propaga
  es 1, significa que no pueden admitirse valores
  nulos en la clave foránea (clave propagada). En
  cambio, si es 0, si se admiten valores nulos

23
Transformación de interrelaciones

• Interrelaciones de uno a uno
• Son casos en donde se puede crear una tabla o
  bien propagar la clave. Esto último puede ser en
  ambas direcciones.
• Si las entidades que se asocian tienen una
  interrelación opcional en ambos sentidos

Hombresid_hombre, nombre_hombre Mujeresid_mujer
, nombre_mujer Matrimoniosid_hombre,id_mujer
24
Transformación de interrelaciones

• Si las entidades que se asocian tienen una
  interrelación opcional en un sentido y
  obligatoria en otro

Empleadosid_empleado, nombre_empleado Departamen
tosid_departamento, nombre_departamento,
id_empl_jefe
25
Transformación de interrelaciones

• Interrelaciones padre-hijo

Libroscodigo_libro, titulo Ejemplarescodigo_lib
ro, codigo_ejemplar, estado
26
Transformación de interrelaciones

• Transformación de subconjuntos

27
Transformación de interrelaciones

• Una sola tabla, correspondiente al supertipo. Es
  conveniente cuando existan muy pocos atributos
  diferentes entre los subtipos y las
  interrelaciones que los asocian con el resto de
  las entidades del diagrama son las mismas para
  todos los subtipos.
• DOCUMENTOcódigo, título, idioma,...,tipo
• Una tabla para cada entidad el supertipo y los
  subtipos correspondientes. Es conveniente cuando
  existen muchos atributos diferentes entre los
  subtipos y además se quieren mantener los
  atributos comunes de todos ellos en una tabla
  (supertipo).
• DOCUMENTOcódigo, título, idioma,...
• ARTICULOcódigo,....
• LIBROcódigo,...
• Tablas para los subtipos, que contengan además
  los atributos comunes. Es conveniente cuando
  existen muchos atributos distintos entre los
  subtipos y los accesos realizados sobre los datos
  de los distintos subtipos siempre afectan a
  atributos comunes.
• LIBROcódigo,título, idioma,...
• ARTICULOcódigo,título, idioma, ....

28
Etapa 3 Diseño Físico

• Algunos elementos de diseño físico son
• Indices. Son lógicamente y físicamente
  independientes de los datos. Se crean o eliminan
  sin que produzca efectos en la base de datos. Se
  mantienen en forma automática por los SGBD.
• Secuencias. Son generadores de números
  secuenciales utilizados como valor único para un
  determinado atributo de una relación. Sin
  secuencias, el proceso normal de generación de
  estos enteros conlleva un bloqueo manual en
  acceso para actualización de la tabla que los
  contiene. Con este mecanismo, las estructuras se
  bloquean justo en el momento de la actualización.
• Cluster o agrupaciones. Es una estructura formada
  por una o varias tablas. Las filas de éstas que
  comparten el mismo valor de clave se almacenan
  físicamente juntas.
• Vistas. Son visiones lógicas de tablas, que
  permiten entregar a los usuarios sólo la
  información que a éstos les interesa. Facilitan
  el control de la seguridad de la base de datos
• Sinónimos. Proporcionan un nombre alternativo
  para referenciar tablas, vistas o secuencias.
• Links. Son enlaces definidos desde la base de
  datos local a una base de datos remota.