Modelo Relacional

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Modelo Relacional
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• E. F. Codd - modelo relacional en1970.
• Antes punteros físicos (direcciones de disco)
  relacionaban registros de distintos archivos.
• Relacionar registro A con registro B -gt añadir a
  registro A un campo conteniendo la dirección en
  disco de registro B.
• Este campo siempre señalaría desde el registro A
  al registro B.
• Vulnerabilidad añadir un nuevo disco y mover los
  datos de una localización física a otra
  -gtconversión de los archivos de datos.
• Sistemas basados en modelo de red y modelo
  jerárquico, primera generación de los SGBD.

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• Modelo relacional segunda generación de los
  SGBD.
• Datos estructurados a nivel lógico como tablas
  formadas por filas y columnas.
• A nivel físico pueden tener una estructura
  completamente distinta.
• Tablas pueden ser construidas
• Crear conjunto de tablas iniciales y aplicar
  ciertas operaciones hasta conseguir el esquema
  más óptimo.
• Convertir diagrama MER a tablas y posteriormente
  aplicar también estas operaciones hasta conseguir
  el esquema óptimo.

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• Primera técnica de las primeras en existir.
• Segunda, más reciente, mucho más conveniente
• Partir de un diagrama visual es muy útil para
  apreciar los detalles (modelo conceptual).
• Crear tablas es mucho más simple a través de las
  reglas de conversión (MER-Relacional).
• En ambos casos hay que aplicar operaciones a las
  tablas al partir del MER éstas son mínimas.
• Aún con normalizacion deficiente, se garantiza un
  esquema aceptable, no así en la primera técnica.
• Modelo relacional ve tres aspectos de los datos
• Estructura de datos. (Aquí estamos)
• Integridad de datos.
• Manejo de datos.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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• Estructura
• La relación es el elemento básico del modelo
  relacional y se representa por una tabla.
• Tablas se representan gráficamente como una
  estructura rectangular formada por filas y
  columnas.
• Cada columna almacena información sobre una
  propiedad determinada de la tabla (atributo)
  nombre, carnet, apellidos, edad,....
• Cada fila posee una ocurrencia o ejemplar de la
  instancia representada por la tabla (tuplas).

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Relación Tabla
Tupla Fila
Atributo Columna
Numero de tuplas Cardinalidad
Numero de atributos Grado
Dominio Colección de valores, de los cuales uno o más atributos obtienen sus valores reales.
Clave primaria Identificador único para la tabla una columna o combinación de columnas con la propiedad de que nunca existen 2 filas de la tabla con el mismo valor en esa columna o combinación de columnas.
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Pelicula
título año duración Tipo
Star Wars 1977 124 color
Mighty Ducks 1991 104 color
Wayne's World 1992 95 color
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Oficina
Onum Calle Area Población Teléfono Fax
O5 Enmedio, 8 Centro Castellón 964 201 240 964 201 340
O7 Moyano, s/n Centro Castellón 964 215 760 964 215 670
O3 San Miguel, 1 Villarreal 964 520 250 964 520 255
O4 Trafalgar, 23 Grao Castellón 964 284 440 964 284 420
O2 Cedre, 26 Villarreal 964 525 810 964 252 811
Plantilla
Enum Nombre Apellido Dirección Teléfono Puesto Fecha_nac Salario DNI Onum
EL21 Amelia Pastor Magallanes, 15 Castellón 964 284 560 Director 12/10/62 30000 39432212 O5
EG37 Pedro Cubedo Bayarri, 11 Villarreal 964 535 690 Supervisor 24/3/57 18000 38766623 O3
EG14 Luis Collado Borriol, 35 Villarreal 964 522 230 Administ. 9/5/70 12000 24391223 O3
EA9 Rita Renal Casalduch, 32 Castellón 964 257 550 Supervisor 19/5/60 18000 39233190 O7
EG5 Julio Prats Melilla, 23 Villarreal 964 524 590 Director 19/12/50 24000 25644309 O3
EL41 Carlos Baeza Herrero, 51 Castellón 964 247 250 Supervisor 29/2/67 18000 39552133 O5
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• Dominio
• Cada atributo de una base de datos relacional se
  define sobre un dominio.
• Varios atributos pueden estar definidos sobre el
  mismo dominio.
• Permiten especificar los posibles valores válidos
  para uno o varios atributos.
• Un dominio D es un conjunto finito de valores
  homogéneos y atómicos caracterizados por un
  nombre.
• Homogéneo significa que los valores son todos del
  mismo tipo y atómicos significa que son
  indivisibles.
• El dominio "Nacionalidades" tiene valores
  España, Francia, Chile, Argentina...
• Si descompusiéramos España en E,s,p,... perdería
  la semántica. (indivisible)

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• Ejemplos
• Colores Es el conjunto de los colores Drojo,
  verde, azul
• Números de DNI Es conjunto de números del DNI
  válidos (0-9), formados por ocho dígitos.
• Edad Edades posibles de los empleados entre 18 y
  80 años.
• Cada domino debe tener un tipo de datos.
• El tipo de datos del dominio "nacionalidades" es
  un conjunto de caracteres de longitud 10.
• Se considera que los dominios no incluyen nulos,
  ya que nulo (NULL) no es un valor.

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Atributo Nombre del Dominio Descripción Definición
Onum NUM_OFICINA Posibles valores de número de oficina 3 digitos rango O1-O99
Calle NOM_CALLE Nombres de calles de España 25 caracteres
Area NOM_AREA Nombres de áreas de las poblaciones de España 20 caracteres
Población NOM_POBLACION Nombres de las poblaciones de España 15 caracteres
Teléfono NUM_TEL_FAX Números de teléfono de España 9 digitos
Fax NUM_TEL_FAX Números de teléfono de España 9 dígitos
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Tipos de DatosCada dominio debe definirse sobre
algún tipo de dato
Entero (Integer) Números enteros sin parte decimal.
Carácter (Char) Caracteres del código ASCII, de 0-255
Boleano (Boolean) Pueden contener los valores de falso o verdadero
Real Números que pueden incluir una parte decimal
Cadena (String) En una secuencia de caracteres que se trata como un solo dato.
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Cuál utilizar dependerá del problema qué
valores se desea almacenar.Los tipos de datos a
utilizar dependerán del SGBD. Otros
Fecha/Hora para introducir datos en formato
fecha u horaMoneda introducir datos en formato
número y con el signo monetario Autonumérico se
numera automáticamente el contenido
Enteros
Reales
Tipo  Rango de valores que acepta 
Integer  (Entero) -32,768 a 32,767 
Word     (Palabra) 0 a 65535 
ShortInt  (Entero corto) -128 a 127 
Byte  0 a 255 
LongInt  (Entero largo) -2,147,483,648 a 2,147,483,648 
Tipo  Rango de valores que acepta 
Real 2.9E-39 a 1.7E38
Single  1.5E-45 a 3.4E38
Double  5.0E-324 a 1.7E308
Extended  1.9E-4851 a 1.1E4932
Comp  -9.2E18 a 9.2E18
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• Nulos (NULL)
• Un nulo no representa el valor cero ni la cadena
  vacía.
• El nulo implica ausencia de información.
• Necesidad de valores nulos cuando
• Tuplas con atributos desconocidos en ese momento.
• Añadir un nuevo atributo a una tabla ya
  existente atributo que en el momento de
  introducirse no tendrá ningún valor para las
  tuplas de la relación.
• Posibilidad de atributos inaplicables a ciertas
  tuplas, como la editorial para un artículo.
• En claves foráneas indican que el registro actual
  no está relacionado con ninguna tabla.

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• Atributo
• Un atributo A es el papel que tiene un
  determinado dominio en una relación.
• D es el dominio de A y se denota dom(A).
• Es muy usual dar mismo nombre al atributo y al
  dominio.
• Si varios atributos de una misma tabla están
  definidos sobre el mismo dominio, hay que darles
  nombres distintos
• una tabla no puede tener dos atributos con el
  mismo nombre.
• Atributos edad_física y edad_mental pueden estar
  definidos sobre el mismo dominio edad atributos
  precio_compra y precio_venta pueden estar
  definidos sobre el mismo dominio precio, enteros
  de longitud 5 mayores que 0.

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• Relación
• Una relación se compone de una cabecera y un
  cuerpo.
• Cabecera formada por un conjunto de atributos,
  cada uno corresponde a un único dominio.
• No hay dos atributos que se llamen igual.
• Cuerpo formado por un conjunto de tuplas que
  varía en el tiempo conjunto de pares
  atributovalor.
• Cantidad de atributos grado
• Cantidad de tuplas cardinalidad.
• Cabecera de relación OFICINA
• (OnumNUM_OFICINA), (CalleNOM_CALLE),
  (AreaNOM_AREA), (PoblaciónNOM_POBLACION),(Teléfo
  noNUM_TEL_FAX), FaxNUM_TEL_FAX).
• Una tupla
• (OnumO5), (CalleEnmedio,8), (AreaCentro),
  (PoblaciónCastellón), (Teléfono964 201 240),
  (Fax[phone]).

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• Claves
• Clave candidata conjunto no vacío de atributos
  que identifican univoca y mínimamente a una
  tupla. Toda relación siempre tendrá una.
• Clave primaria clave candidata escogida para
  identificar a las tuplas de una relación.
• Clave alternativa claves candidatas no elegidas
  como primarias.
• Clave ajena o foránea de una relación R2
  conjunto no vacío de atributos cuyos valores han
  de coincidir con los valores de la clave primaria
  de otra relación R1. Clave foránea y clave
  primaria han de estar definidas sobre los mismos
  dominios.
• Ningún componente de la clave primaria puede en
  algún momento no tener valor (aceptar nulos).

21

• Transformación MER-Relacional
• Se transformará el esquema conceptual (MER) a un
  esquema relacional.
• Este esquema sigue siendo independiente de SGBD.
• El paso del esquema MER al relacional se basa en
  los siguientes principios

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• Todo tipo de entidad se convierte en relación.
• Cada entidad del MER da lugar a una nueva
  relación.
• Identificador principal atributo(s) que forman
  la clave primaria de la nueva relación. Se
  subrayan.
• Cada atributo de una entidad se transforma en un
  atributo de esta relación. Tomar en cuenta
• Atributos obligatorios atributos que deben
  contar con un valor en la tabla, no debe aceptar
  valores nulos. (restricción NOT NULL.)
• Atributos opcionales atributos que pueden tomar
  valores nulos (no se conoce el valor, etc, NULL)
• Identificador alternativo atributo alternativo
  en la entidad que debe ser único en la relación
  (restricción UNIQUE).
• Atributos monovaluados dan lugar a un atributo
  de la relación.

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• Cliente (id_cliente, nombre_cliente,
  calle_cliente, ciudad_cliente) PK id_cliente
• (PK primary key-gtclave primaria)

24

• Atributos multivaluados dan lugar a una nueva
  relación cuya clave primaria es la concatenación
  de la clave primaria de la entidad en la que está
  el atributo multivaluado mas el nombre del
  atributo multivaluado.
• Cliente (id_cliente, nombre_cliente,
  direccion_cliente) PK id_cliente
• Teléfonos_cliente (id_cliente, telefono_cliente)
  PK id_cliente, telefono_cliente FK id_cliente
  referencia a Cliente.
• FK foreign key-gtclave foranea)

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• Atributos compuestos se pueden transformar según
  las siguientes alternativas
• Eliminar el atributo compuesto considerando todos
  sus componentes como atributos individuales.
• Cliente (id_cliente, nombre_cliente, calle,
  numero, ciudad, telefono_cliente) PK id_cliente
• Eliminar los componentes individuales y
  considerar el atributo compuesto entero como un
  sólo atributo.
• Cliente (id_cliente, nombre_cliente,
  direccion_cliente, telefono_cliente) PK
  id_cliente

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• Atributos derivados atributos que se obtienen
  como resultado de un calculo sobre otros
  atributos.
• No existe para los atributos derivados una
  representación directa y concreta en el modelo
  relacional y sus SGBD.
• En este caso, los atributos se tratan de la forma
  usual.
• Se calcula el valor del atributo derivado cada
  vez que se inserten o borren las ocurrencias de
  los atributos que intervienen en el cálculo de
  este.
• Para esto se implementan los procedimientos del
  caso y se añaden las restricciones
  correspondientes.

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• Atributos de Interrelaciones
• Si la interrelación se transforma en una
  relación, todos sus atributos pasan a ser
  columnas de la relación.
• En caso de que la relación se transforme mediante
  propagación de clave, sus atributos migran junto
  con la clave a la relación que corresponda

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• Dependencia por identidad.
• Una interrelación 1N de dependencia en
  identificación da lugar a una propagación de
  clave desde la entidad fuerte a la entidad débil.
  La entidad débil requiere de la clave de la
  entidad fuerte para su identificación. La clave
  queda formada por la concatenación de la clave
  foránea y la clave de la entidad débil.
• Libro (codigo, nombre, nr_hojas, editorial) PK
  codigo
• Ejemplar (codigo, numero, estado, posición) PK
  codigo, numero FK codigo referencia a Libro.

29

• Todo tipo de interrelación NM se transforma en
  relación.
• Las interrelaciones NM dan lugar a una nueva
  relación cuya clave serán las claves primarias de
  las entidades que enlaza la interrelación.
• Los atributos que forman la clave primaria de
  esta nueva relación son claves foráneas respecto
  a las tablas en donde son claves primarias.

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• Cliente (id_cliente, nombre_cliente,
  calle_cliente, ciudad_cliente) PK id_cliente
• Cuenta (numero_cuenta, saldo) PK numero_cuenta
• Tiene (id_cliente, numero_cuenta) PK. Id_cliente,
  numero_cuenta FK id_cliente referencia a
  Cliente, numero_cuenta referencia a Cuenta.

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• Cliente (id_cliente, nombre_cliente,
  calle_cliente, ciudad_cliente) PK id_cliente
• Cuenta (numero_cuenta, saldo) PK numero_cuenta
• Tiene (id_cliente, numero_cuenta, privilegio) PK.
  Id_cliente, numero_cuenta FK id_cliente
  referencia a Cliente, numero_cuenta referencia a
  Cuenta.

32

• Todo tipo de interrelación 1N se traduce en el
  fenómeno de propagación de la clave.
• Se propaga la clave primaria de la entidad que se
  encuentra en el lado 1 a la entidad que se
  encuentra en el lado N.
• Region (numero_region, nombre_region,
  habitantes_region) PK numero_region
• Ciudad (nombre_ciudad, habitantes_ciudad,
  numero_region) PK nombre_ciudad, FK
  numero_region referencia a Region.

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• Proveedor (codigo, nombre, direccion) PK codigo
• Vendedor (codigo, nombre, precio_unitario,
  codigo_prov, fecha) PK codigo, FK codigo_prov
  referencia a Proveedor
• Un aspecto importante en estas interrelaciones
  tiene que ver 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.

34

• Si en la parte de cardinalidad minima hay una
  participación parcial
• Vendedor (nombre_vendedor, fono_vendedor) PK
  nombre_vendedor
• Pedido (numero_pedido, fecha, tasa_descuento,
  nombre_vendedor) PK numero_pedido, FK
  nombre_vendedor referencia a Vendedor
• En este caso puede ocurrir que tasa_descuento y
  nombre_vendedor tomen valores nulos.

35

• Si el número relativo de esos pedidos es grande,
  y no se puede admitir valores nulos, una mejor
  alternativa
• Se crea una nueva relación para la interrelación
  cuyo tratamiento seria igual que el de las
  interrelaciones NM con la salvedad de que la
  clave primaria de la nueva relación constara de
  la clave primaria de la entidad que se encuentra
  en el lado N de la interrelación.
• Vendedor (nombre_vendedor, fono_vendedor) PK
  nombre_vendedor
• Pedido (numero_pedido, fecha) PK numero_pedido
• Pedido_Ventas (numero_pedido, nombre_vendedor,
  tasa_descuento) PK numero_pedido, FK
  numero_pedido referencia a Pedido,
  nombre_vendedor referencia a Vendedor

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• Si en la parte de cardinalidad maxima hay una
  participación parcial se necesitan tres tablas
• Auto (patente_auto, marca_auto) PK patente_auto
• Persona (CI_persona, nombre_persona,
  direccion_persona) PK CI_persona
• Auto_persona (CI_persona, patente_auto) PK
  patente_auto, CI_persona, FK patente_auto
  referencia a Auto, CI_persona referencia a
  Persona
• Se podría propagar también la clave de la entidad
  que tiene la cardinalidad minima a la que tiene
  máximo N
• Auto (patente_auto, marca_auto, CI_persona) PK
  patente_auto, FK CI_persona referencia a Persona
• Persona (CI_persona, nombre_persona,
  direccion_persona) PK CI_persona

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• Interrelaciones 11
• Si la relación es del tipo 11 y es obligatorio
  (total), cada entidad se transforma en una tabla
  con clave principal el identificador de la
  entidad correspondiente y cada tabla tendrá como
  clave ajena el identificador de la otra tabla con
  la cual está relacionada.
• Empresa (codigo_empresa, direccion_empresa,
  CI_director) PK codigo_empresa, FK CI_director
  referencia a Director
• Director (CI_director, nombre, codigo_empresa) PK
  CI_director, FK codigo_empresa referencia a
  Empresa

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• Una de las entidades tiene cardinalidad (0,1) y
  la otra (1,1), conviene propagar la clave de la
  entidad con cardinalidad (1,1) a la tabla
  resultante de la entidad de cardinalidad (0,1).
  Esta clave foránea no debe aceptar valores nulos.
• Empleado (codigo_empleado, nombre_empleado) PK
  codigo_empleado
• Depto (codigo_depto, nombre_depto,
  codigo_empleado) PK codigo_depto, FK
  codigo_empleado referencia a Empleado.

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• Si las entidades que se asocian tienen ambas
  cardinalidades (0,1) se generan tres tablas, una
  para cada entidad y otra para la relación que
  deberá contener como atributos las claves
  primarias de las entidades que participan en la
  relación.
• Se evitan los valores nulos que aparecerian en
  caso de propagar una de las claves primarias.
• Persona (codigo_persona, nombre_persona) PK
  codigo_persona
• Animal (codigo_animal, nombre_animal) PK
  codigo_animal
• Persona_Animal (codigo_persona, codigo_animal,
  fecha) PK codigo_persona, codigo_animal FK
  codigo_persona referencia a Persona,
  codigo_animal referencia a Animal.

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• Relaciones reflexivas
• Para transformarlas se debe suponer que se trata
  de una relación binaria con la particularidad que
  las dos entidades son iguales y aplicar las
  reglas vistas.
• Persona (CI_persona, nombre_persona,
  CI_o_persona) PK CI_persona FK CI_o_persona
  referencia a Persona
• La clave foránea no puede aceptar nulos (todas
  las personas tienen un padrino).
• Todas las personas de la base son padrinos de al
  menos una persona.

41

• El siguiente caso es igual que el anterior, con
  la diferencia que la clave foránea si puede
  aceptar nulos (una persona puede o no tener
  padrino).

42

• Los mismos esquemas se darán para los siguientes
  casos. Aquí la diferencia es que una persona de
  la base puede no aparecer como padrino de alguien
  (0,n). (No todas las personas de la base son
  padrinos)

43

• En el siguiente caso una persona de la base puede
  no aparecer como padrino y una persona puede no
  tener padrino, por lo que debe aceptar valor nulo
  en la clave foránea.

44

• Casos NM
• Se tendria una tabla por entidad persona, y una
  tabla representando la relación apadrina
• Persona (CI_persona, nombre_persona) PK
  CI_persona
• Apadrina (CI_persona, CI_o_persona) PK
  CI_persona, CI_o_persona FK CIpersona,
  CI_o_persona referencia a Persona

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• Generalizaciones
• Las generalizaciones no son objetos que puedan
  representarse directamente en el modelo
  relacional.
• Ante una entidad y sus subtipos caben varias
  soluciones de transformación, con la consiguiente
  pérdida de semántica dependiendo de la estrategia
  elegida, las cuales son 3

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• Integrar la jerarquía de generalización en una
  sola entidad uniendo los atributos de las
  subentidades y añadiendo estos atributos a los de
  la superentidad.
• Se añade un atributo discriminativo para indicar
  el caso al cual pertenece la entidad en
  consideración.
• Es aplicable a todos los casos, con todas las
  coberturas.
• El problema es tener que manejar en algunos casos
  demasiados valores nulos.
• Las operaciones que sólo actuaban sobre una
  subentidad tendrán que buscar ahora los casos
  correspondientes dentro del conjunto completo de
  casos.

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• Estudiante (matricula_estudiante,
  nombre_estudiante, carrera, titulo_tesis, tipo)
  PK matricula_estudiante

48

• Eliminar la superentidad reteniendo las
  subentidades.
• Aquí los atributos heredados deben propagarse
  entre las subentidades.
• No es práctica para generalizaciones superpuestas
  o parciales sólo lo es para jerarquías totales y
  exclusivas.
• Si el número de atributos de la superentidad
  (comunes a toda las subentidades) es excesivo, su
  duplicación en el esquema de cada subentidad no
  se justifica.

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• Ingeniero (rut_empleado, nombre_empleado,
  especialidad) PK rut_empleado
• Gerente (rut_empleado, nombre_empleado,
  nr_supervisados) PK rut_empleado

50

• Retener todas las entidades y establecer
  explícitamente las interrelaciones entre la
  superentidad y las subentidades.
• Esta alternativa se puede considerar como la más
  general de las tres, ya que siempre es posible.
• Las desventajas de este enfoque son que el
  esquema resultante es bastante complejo y hay una
  redundancia inherente al representar cada eslabón
  ES-UN en la jerarquía original a través de una
  relación explícita.
• Las ventajas, por otra parte, son que modela
  todos los casos, lo que la hace más flexible ante
  cambios de requerimientos
• Es conveniente si la mayoría de las operaciones
  son estrictamente locales respecto a la
  superentidad o a una de las subentidades.

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• Proyecto (nr_proyecto, nombre_proyecto) PK
  nr_proyecto
• Desarrollo_Sw (nr_proyecto, nr_módulos) PK
  nr_proyecto FK nr_proyecto referencia a Proyecto
• Subcontrato (nr_proyecto, contratista_principal)
  PK nr_proyecto FK nr_proyecto referencia a
  Proyecto