2 el modelo_relacional_y_la_normalizacion
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- 1. DISEÑO DE BASES DE DATOS
- 2. UNIDAD 2 DISEÑO DE BASE DE DATOS
- 3. 2.1 EL MODELO RELACIONAL
- 4. 2.1 EL MODELO RELACIONAL El modelo relacional •Es la base de casi todos los DBMS •En el modelo relacional una tabla se le conoce como relación •Es una relación de registros o tuplas y de atributos o campos •Para que una tabla sea un relación debe cumplir: •Una celda contiene solo un valor •Todos los valores de una misma columna deben ser del mismo tipo •Cada columna o campo debe tener un nombre único •El orden de las columnas no importan •Dos tuplas dentro de la misma tabla no pueden ser idénticas
- 5. 2.1 EL MODELO RELACIONAL El modelo relacional A1 A2 A3 A3 A4 T1 V1,V2 V3 V4 V5 V6 T2 .... ... .... .... ... T3 V7 V8 V9 V10 V11 T4 V7 V8 V9 V10 V11
- 6. 2.1 EL MODELO RELACIONAL El modelo relacional RESTRICCIONES DEL MODELO RELACIONAL •Restricción de clave candidata: toda clave candidata debe ser única, sus valores no se pueden repetir •Restricción de integridad de la entidad: toda clave primaria no puede ser nula, debe tener un valor •Restricción de integridad referencial: todo valor de una clave externa debe existir en la tabla principal
- 7. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d e A f 1 N g B Relación 1:N La tabla principal (1) hereda su llave a tabla secundaria (N) A{c,d,e} B{f,g,h,c(FK)} h
- 8. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d e A f N N g h B Relación N:N Se crea una nueva entidad conteniendo, como mínimo, las claves o llaves de las tablas principales como llaves foráneas; la combinación de ambas es la llave primaria para esta nueva entidad. A{c,d,e} B{f,g,h} A-B{c(FK),f(FK)}
- 9. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d A e c 1 1 g B Relación 1:1 Opción 1: ambas tablas comparten la misma llave principal A{c,d,e} B{c,g,h} h
- 10. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d e A f 1 1 g h B Relación 1:1 Opción 2: tablas con llaves diferentes; una hereda su llave a la otra pero como una clave única,candidata (no se puede repetir) A{c,d,e} B{f,g,h,c(CK)}
- 11. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d A e 1 N Relación recursiva 1:N La clave primaria de la entidad se vuelve a colocar con otro nombre como llave foránea. A{c,d,e,c_copia(FK)}
- 12. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d A e 1 1 Relación recursiva 1:1 La clave primaria de la entidad se vuelve a colocar con otro nombre como llave única (candidata). A{c,d,e,c_copia(CK)}
- 13. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d e Entidad subtipo Se convierte igual que una relación 1:1 en una de sus opciones A s Es un f g B h A{c,d,e} B{f,g,h,c(CK)}
- 14. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d e A f 1 N g h B Entidad débil La clave de la entidad fuerte aparece como clave foránea en la entidad débil así como forma parte de su llave primaria A{c,d,e} B{f, c(FK),g,h}
- 15. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R f c g d h e A Atributos compuestos El atributo se coloca en su forma descompuesta; su forma compuesta desaparece A{c,d,f,g,h}
- 16. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d e A Atributos multivaluados Un atributo multivaluado genera otra entidad teniendo como clave principal, el atributo mismo, mas la clave de la tabla de donde se deriva A{c,d} E{c(FK),e}
- 17. 2.1 EL MODELO RELACIONAL Conversión del Modelo E-R al Modelo R c d e A Atributos derivados Un atributo derivado desaparece del modelo R. Posteriormente deberá implementarse por programación SQL A{c,d}
- 19. 2.2 NORMALIZACIÓN Normalización •Es el proceso por medio de cual una tabla con algún problema (principalmente duplicidad de datos o estructura no óptima) se convierte en dos o más tablas •Dos términos importantes al hablar de normalización son: •DEPENDENCIA FUNCIONAL •LLAVE
- 20. 2.2 NORMALIZACIÓN Dependencia funcional •Es una relación entre uno o más atributos en la cual uno (o varios) determinan a otros •Matemáticamente si una variable Y depende del valor de la variable X (determinante) se dice que X determina funcionalmente a Y X ->Y PrecioTotal= PreciodelArtículo x Cantidad •En BD podemos decir NumeroCuentadelCliente : BalancedelCliente Matrícula : Carrera (solo si un alumno puede cursar únicamente una carrera)
- 21. 2.2 NORMALIZACIÓN Dependencia funcional •Es posible tener dependencia funcionales que involucren grupos de atributos (X,Y) -> Z Ej: (Matrícula, Materia): Calificación •No es correcto lo siguiente: X-> Z, Y-> Z Matrícula: Calificación, Materia: Calificación
- 22. 2.2 NORMALIZACIÓN Dependencia funcional •Un atributo puede determinar a varios X->(Y , Z) Matrícula: NombreAlumno, Carrera •Si es correcto asumir: X->Y, X->Z Matrícula: NombreAlumno, Matrícula: Carrera
- 23. 2.2 NORMALIZACIÓN Llave •Una llave es un grupo de uno o más atributos que identifican únicamente a una tupla o renglón Registro_FITIT Llave Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 Diseño Web $1000 0910007 AutoCad $2000 0730145 Diseño Web $1000
- 24. 2.2 NORMALIZACIÓN Llave •Si un alumno puede asistir a varios talleres la situación cambia Registro_FITIT Llave Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 Diseño Web $1000 0910007 AutoCad $2000 0730145 Diseño Web $1000 0730145 Programación $500
- 25. 2.2 NORMALIZACIÓN Llave •Si un alumno puede asistir a varios talleres, y se necesita tener el registro de todos los años Llave Registro_FITIT Matrícula Taller Costo Año 0830010 Programación $500 2009 0810123 Diseño Web $1000 2010 0910007 AutoCad $2000 2010 0730145 Diseño Web $1000 2009 0730145 Programación $500 2009 0730145 Diseño Web $1500 2010
- 26. 2.2 NORMALIZACIÓN Llave y dependencia funcionales •¿Cual es la llave? Matrícula •¿Cuáles son las dependencias funcionales? Matrícula : Taller, Costo Taller : Costo Registro_FITIT Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 Diseño Web $1000 0910007 AutoCad $2000 0730145 Diseño Web $1000
- 27. 2.2 NORMALIZACIÓN Llave y dependencia funcionales •¿Cual es la llave? Matrícula + Taller + Año •¿Cuáles son las dependencias funcionales? Matrícula , Taller, Año : Registro_FITIT Costo . . . . Taller ,Año : Costo Matrícula Taller Costo Año 0830010 Programación $500 2009 0810123 Diseño Web $1000 2009 0910007 AutoCad $2000 2010 0730145 Diseño Web $1000 2009 0730145 Programación $500 2009 0730145 Diseño Web $1500 2010
- 28. 2.2 NORMALIZACIÓN Anomalías de modificación •ANOMALÍA DE ELIMINACIÓN Al eliminar la inscripción del alumno 0910007 del taller de AutoCad, se elimina también el costo del taller Registro_FITIT Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 Diseño Web $1000 0910007 AutoCad $2000 0730145 Diseño Web $1000 0730145 Programación $500
- 29. 2.2 NORMALIZACIÓN Anomalías de modificación •ANOMALÍA DE INSERCIÓN No es posible registrar el costo de un nvo. Taller hasta no tener un alumno que se inscriba en el Registro_FITIT Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 ...... ..... Diseño Web ANDROID ANDROID $1000 $800 $800 0730145 Diseño Web $1000 0730145 Programación $500
- 30. 2.2 NORMALIZACIÓN Anomalías de modificación Una regla de español dice: “un párrafo solo debe tener una idea o tema. Si tiene más de un tema debe ser dividido en dos o más párrafos de manera que cada uno tenga solo un tema” Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 Diseño Web $1000 0910007 AutoCad $2000 La relación Registro_FITIT contiene datos de dos “temas” diferentes: La inscripción de alumnos en talleres Los costos de los talleres
- 31. 2.2 NORMALIZACIÓN Anomalías de modificación InscripcionTaller CostoTaller Matrícula IdTalle r IdTaller Nombre Costo 0830010 10 10 Programación $500 0810123 20 20 Diseño Web $1000 0910007 30 30 AutoCad $2000 •Al descomponer la tabla en dos, las anomalías de inserción y eliminación son superadas •Sin embargo, cada que se desee inscribir un alumno a un taller, primero deberíamos asegurarnos que este taller ha sido ya registrado en la tabla de costos •Esto es conocido como restricción de integridad referencial
- 32. 2.2 NORMALIZACIÓN Reglas de normalización (formas normales) •Existen una serie de técnicas o reglas para prevenir anomalías en las estructuras de las relaciones (tablas) •Estas son conocidas como formas normales •Dependiendo de su estructura una tabla puede estar en primera, segunda, . . . Primera forma normal (1NF) quinta forma normal Segunda forma normal (2NF) Tercera forma normal (3NF) Forma normal Boyce-Codd(BCNF) Cuarta forma normal (4NF) Quinta forma normal (5NF) Forma normal Dominio-Llave (DK/NF)
- 33. 2.2 NORMALIZACIÓN Primera Forma Normal (1NF) •Cualquier tabla de datos que cumple con la forma como se define una relación se dice que está en primera forma normal •Para que una tabla sea un relación debe cumplir: •Una celda contiene solo un valor, no se permiten grupos de valores •Todos los valores de una misma columna deben ser del mismo tipo •Cada columna o campo debe tener un nombre único •El orden de las columnas no importan •Dos tuplas dentro de la misma tabla no pueden ser idénticas •Cada valor de una columna debe ser atómico, es decir debe ser descompuesto a su mínimo compone
- 34. 2.2 NORMALIZACIÓN Primera Forma Normal (1NF) Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 Diseño Web $1000 0910007 AutoCad $2000 Tabla en Primera Forma Normal
- 35. 2.2 NORMALIZACIÓN Segunda Forma Normal (2NF) •Una relación se encuentra en la segunda forma normal si todos los atributos que NO son llave son dependientes de TODOS los atributos de la llave •Esta forma normal sólo se aplica a relaciones que tienen llaves compuestas •No puede haber dependencia parcial Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 Diseño Web $1000 0910007 AutoCad $2000 0830010 Diseño Web $1000 * Un estudiante participa en varios talleres
- 36. 2.2 NORMALIZACIÓN Segunda Forma Normal (2NF) Matrícula IdTalle r IdTaller Nombre Costo 0830010 10 10 Programación $500 0810123 20 20 Diseño Web $1000 0910007 30 30 AutoCad $2000 Tablas en Segunda Forma Normal
- 37. 2.2 NORMALIZACIÓN Tercera Forma Normal (3NF) Matrícula Taller Costo 0830010 Programación $500 0810123 Diseño Web $1000 0910007 AutoCad $2000 * Un estudiante participa únicamente en un taller Dependencias funcionales: Matrícula : Taller Taller : Costo Dependencia transitiva Matrícula : Costo (por medio del atributo taller)
- 38. 2.2 NORMALIZACIÓN Tercera Forma Normal (3NF) •Una relación se encuentra en tercera formar normal si esta en la segunda forma normal y no tiene dependencias transitivas •Esta forma normal sólo se aplica a relaciones que tienen llaves simples •Si la relación no está en tercera forma normal, debe de dividirse en dos o más tablas Matrícula IdTalle r IdTaller Nombre Costo 0830010 10 10 Programación $500 0810123 20 20 Diseño Web $1000 0910007 30 30 AutoCad $2000 Tablas en Tercera Forma Normal
- 39. 2.2 NORMALIZACIÓN Forma Normal Boyce-Codd (BCNF) •Si una relación tiene más de un atributo (o combinación de atributos) que identifica una tupla como única, a cada uno de ellos se le conoce como Llave candidata. Ej: alumno tiene dos llaves candidatas matrícula y curp •Una relación está en BCNF si cada determinante es una llave candidata
- 40. 2.2 NORMALIZACIÓN Forma Normal Boyce-Codd (BCNF) Considere lo siguiente: •Un alumno cursa una o varias materias de un área (Matemáticas, Programación, Inglés, Redes, Desarrollo Humano) •Un área puede tener uno o varios profesores especializados en ella. •Un profesor solo puede dar asesorías en una sola área •Por cada área se asigna un único maestro a cada alumno para asesorías Matrícula Área Asesor 100 Matemáticas J. Canales 150 Desarrollo Humano I. Jiménez 200 Matemáticas A. Riestra 250 Matemáticas J. Canales 300 Desarrollo Humano M. Pérez 300 Matemáticas A. Riestra
- 41. 2.2 NORMALIZACIÓN Forma Normal Boyce-Codd (BCNF) Llaves candidatas: •(Matrícula, Área) •(Matrícula, Asesor) Determinantes: Asesor: Área Matrícula Asesor Asesor Área 100 J. Canales J. Canales Matemáticas 150 I. Jiménez I. Jiménez Desarrollo Humano 200 A. Riestra M. Pérez Desarrollo Humano 250 J. Canales A. Riestra Matemáticas 300 M. Pérez 300 A. Riestra
- 42. 2.2 NORMALIZACIÓN Cuarta Forma Normal (4NF) Considere lo siguiente: •Un alumno cursa una o varias materias y pueden participar en varios clubes (ajedrez, soccer, futbol, rondalla, etc) Matrícula Materia Club 100 Matemáticas Soccer 100 Inglés Soccer 100 Matemáticas Rondalla 100 Inglés Rondalla 300 Matemáticas Ajedrez
- 43. 2.2 NORMALIZACIÓN Cuarta Forma Normal (4NF) •Una dependencia multivaluada es aquella que determina más de un solo valor •Se expresa AB •Papá Hijo •Una relación se encuentra en cuarta forma normal si está en BCNF y no tiene dependencias multivaluadas
- 44. 2.2 NORMALIZACIÓN Cuarta Forma Normal (4NF) •La tabla anterior en 4NF quedaría de la siguiente manera: Alumno_Materia Alumno_Club Matrícula Materia Matrícula Club 100 Matemáticas 100 Soccer 100 Inglés 100 Rondalla 300 Matemáticas 300 Ajedrez