1. Bases de Datos Unidad IV Modelo de Datos para la Implementación Modelo Relacional de Datos Sergio Sánchez Rios. Ingeniero en Informática – Licenciado en Informática Docente Jornada Parcial Universidad Viña del Mar

2. Proceso de Diseño de Base de Datos Una vez que hemos llevado a cabo el proceso de análisis de datos y obtenido el esquema conceptual o lógico de nuestra BD, es necesario implantarla en un sistema a través de un proceso de DISEÑO, que nos permitirá trasladar la estructura actual a un modelo de datos implementable. En este modelo nos centraremos

3. Modelo Relacional de Datos Introducción Este es el modelo seguido por la familia actual de sistemas de gestión de bases de datos. Este modelo fue propuesto por E. F. Codd en 1970, imponiéndose sobre los modelos anteriores (red y jerárquicos) durante la década de los 80. El motivo de su éxito reside por un lado en su sencillez (el usuario percibe la base de datos como un conjunto de “tablas”: datos organizados en filas y columnas) y por otro lado el carácter declarativo de su lenguaje de manipulación (el usuario, al formular una consulta, expresa lo que desea obtener, y no como obtenerlo).

7. Modelo Relacional de Datos Especificación Algebraica Tupla Ejemplo: Dado los dominios dom_dni: entero dom_nom: tira (20) dom_dir: tira (15) dom_edad: entero Sea el siguiente esquema de tupla: Persona = { (dni, dom_dni), (nombre, dom_nom), (dirección, dom_dir), (edad, dom_edad) }

10. Modelo Relacional de Datos Especificación Algebraica Relación Un tipo relación se define como un conjunto de pares de la forma: { (A1,D1), (A2,D2), ……. , (An,Dn) }. Una relación de esquema { (A1,D1), (A2,D2), …… , (An,Dn) } es un conjunto de Tuplas de dicho esquema. Es importante destacar que el esquema de una relación coincide con el esquema de sus tuplas. Se denomina “grado” de una relación al número de atributos de su esquema y “cardinalidad” de una relación al número de tuplas que la forma. La nomenclatura que se utilizara para una relación es: R ( A1:D1, A2:D2, ………. , An:Dn )

11. Modelo Relacional de Datos Especificación Algebraica Relación Ejemplo: Una relación de nombre PERSONA del esquema PERSONA se definiría: PERSONA (dni: dom_dni, nombre: dom_nom, dirección: dom_dir, edad: dom_edad) Su valor en un instante podría ser este conjunto de tuplas: PERSONA: { { (dni, 12345678), (nombre,’Pepa’), (dirección, ‘Colon’), (edad, 37) } , { (dni, 20450120), (nombre,’Juan’), (dirección, ‘Blanco’), (edad, 39) } } TUPLA

12. Modelo Relacional de Datos Especificación Algebraica Relación Se habla de la relación PERSONA definida del tipo (o esquema) { (dni: dom_dni, nombre: dom_nom, dirección: dom_dir, edad: dom_edad) } ; esta relación (objeto persistente) estará inicialmente vacía, y podrá tomar como valor cualquier relación (conjunto de tuplas) de dicho esquema. El conjunto de definiciones de relación que representan un sistema de información se denomina esquema relacional , y los valores (o extensiones) de las relaciones del esquema en un instante determinado constituyen la base de datos.

13. Modelo Relacional de Datos Especificación Algebraica Relación La representación como un conjunto de tuplas, a menudo resulta tediosa y poco clara; una forma mas cómoda y sencilla de representar gráficamente una relación es mediante una tabla en la cada fila representa una tupla y cada columna esta etiquetada con un nombre de atributo. PERSONA Atributos TUPLAS 34 Blanco Juan 20450120 39 Colon Pepa 12345678 edad dirección nombre dni

14. Modelo Relacional de Datos Especificación Algebraica Relación Concepto Relacional v/s Tabular Número de Filas Cardinalidad Fila Tupla Número de Columnas Grado Columna Atributo Tabla Relación Concepto Tabular Concepto Relacional

20. Modelo Relacional de Datos Especificación Algebraica Relación Las operaciones no son excluyentes, es decir puede existir una cierta combinación entre ellas para lograr algunos resultados. Ej.: Persona Donde edad > 30 [nombre, edad] 37 Sergio edad nombre

21. Modelo Relacional de Datos Esquema Relacional – Representación de la Realidad Sea el siguiente esquema relacional Río ( rcod: dom_rcod, nombre: dom_nom) Provincia (pcod: dom_pcod, nombre: dom_nom) Pasa_por (pcod: dom_pcod, rcod: dom_rcod) La base de datos correspondiente a este esquema permite gestionar información geográfica. Para cada objeto de la realidad del cuál se quiere tener información se define una relación (Río, Provincia) y sus atributos o cualidades de los cuales se desea tener información. Para representar las asociaciones (relaciones) entre objetos, se utilizan referencias explicitas mediante atributos que identifican a los objetos referidos (por ejemplo: cada tupla de la relación Pasa_por denota que un río, definido por el atributo rcod, pasa por una provincia, referida por el atributo pcod).

22. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad La definición de relación como un conjunto de tuplas de un mismo esquema, permite la existencia de relaciones que no representan estados válidos de la parcela del mundo real que se está representando. Ejemplo: Considere Empleado (dni : dom_dni, nombre: dom_nom, dirección: dom_dir, nº_emp: dom_nº, dep: dom_dep,) Departamento ( cod_dep: dom_dep, descripción: dom_des) Donde el atributo nº_emp de la relación Empleado es el número de ese empleado en la empresa, y el atributo dep de la relación Empleado indica a qué departamento está asignado, en caso de estarlo.

24. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad Restricción de Valor no Nulo La definición de una restricción de valor no nulo sobre un conjunto de atributos K de la relación R expresa la siguiente propiedad: “No debe haber en R una Tupla que tenga el valor nulo en algún atributo de K”. Ejemplo: Según el enunciado anterior deberían definirse con restricción de valor no nulo: dni, nº_emp y nombre de la Relación Empleado, y cod_dep y descripción de la Relación Departamento. Cabe destacar que la definición de esta propiedad para un atributo es una decisión del diseñador.

25. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad Restricción de Unicidad La definición de una restricción de unicidad sobre un conjunto de atributos K de la relación R expresa la siguiente propiedad: “ No debe haber en R dos tuplas que tengan el mismo valor en todos los atributos del conjunto K”. Ejemplo: Con el significado obvio para ambos esquemas de relación, los atributos que deberían definirse con restricción de unicidad son: dni y nº_emp de la relación Empleado, cod_dep de la relación Departamento.

27. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad Concepto clave primaria. Integridad de clave primaria. Ejemplo: En la relación Empleado hay dos posibles claves primarias, los conjuntos {dni} y {nº_emp}, ya que ambos cumplen las condiciones exigidas. En este caso, parece más aconsejable elegir como clave primaria {nº_emp}, ya que, en el contexto de una empresa, es razonable que este atributo sea el identificador interno para sus trabajadores. En la relación Departamento, la clave primaria sólo puede ser el conjunto de atributos {cod_dep}.

28. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad Concepto de clave ajena. Integridad Referencial Las claves ajenas son el mecanismo que proporciona el Modelo Relacional para expresar asociaciones entre los objetos representados por las relaciones del esquema de la base de datos . La forma de hacerlo consiste en incluir en el esquema de una relación R atributos identificadores de otra relación S; a este conjunto de atributos se les conoce como claves ajenas de la relación R que hace referencia a la relación S. Para que la clave ajena cumpla su función de referencia se debe asegurar de que los valores que toman sus atributos en las tuplas de R aparecen en alguna tupla de S.

30. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad Concepto de clave ajena. Integridad Referencial Cuando se define una clave ajena en una relación, se debe especificar el tipo de integridad referencial que se exige, excepto en caso de que la clave ajena conste sólo de un atributo o cuando todos ellos sufran restricciones de valor no nulo, ya que en estos casos los tipos de integridad coinciden. Ejemplo: El atributo dep de la relación Empleado debe definirse como clave ajena a la relación Departamento, de forma que nunca podrá haber un empleado asignado a un departamento que no aparezca en la relación Departamento. En este caso como la clave ajena consta de un único atributo y la referencia se hace a través de la clave primaria de la relación referida, no se necesita definir la integridad.

31. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad Concepto de clave ajena. Integridad Referencial Ejemplo: Sea el siguiente esquema relacional referente a una agencia de viajes especializada en organizar visitas culturales a distintas ciudades del mundo. La relación Viaje contiene la programación actual de viajes; la relación Oferta_guía contiene información sobre la disponibilidad de guías para las distintas ciudades; la relación Guía contiene los datos personales de los guías con los que trabaja la agencia; la relación Ciudad contiene información sobre las ciudades. Viaje(código: dom_código, destino: dom_destino, guía: dom_agente, fecha: dom_fecha) Clave Primaria: {código} Clave Ajena: {destino, guía}  Oferta_guía f (destino) = ciudad f (guía) = guía

32. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad Concepto de clave ajena. Integridad Referencial Ejemplo: Oferta_guía (ciudad: dom_ciudad, guía: dom_agente) Clave Primaria: {ciudad, guía} Clave Ajena: {guía}  Guía f (guía) = dni Clave Ajena: {ciudad}  Ciudad f (ciudad) = nombre Guía (dni: dom_agente, nombre: dom_nombre) Clave Primaria: {dni} Ciudad (nombre: dom_ciudad, país: dom_país) Clave Primaria: {nombre}

33. Modelo Relacional de Datos Restricciones de Integridad Concepto de clave ajena. Integridad Referencial Ejemplo: La clave ajena Viaje puede ser parcialmente nula, por lo tanto es importante indicar el tipo de integridad referencial que se exige. Para entender mejor la implicancia de la elección de integridad considere la siguiente extensión de la base de datos. Viaje Guía Oferta_Guía Ciudad ? Qbvfb V5 ? Valencia V4 ? ? V3 2 Cáceres V2 1 Valencia V1 Guía destino código Carmen 2 Pepe 1 Nombre Dni 2 Valencia 1 Cáceres 1 Valencia guía ciudad E Cáceres E Valencia país nombre