Base de datos

1. Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder popular para la educación
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Base de datos
Modelo de base de datos
Prof.:
Bachiller: Miguel Campos
C.I: 27.136.927

2. Introducción
Las Basesde datosse usan para mantenerenformaordenaday accesible lainformaciónde una
organización,sinembargonoexiste unaúnicaformade organizarlosdatosy hasta la fechase han
sucedidodiferentesenfoquesymodelos.
Lo que debe reconocerse enel estadoactual del arte,esel éxitode lacombinaciónde losmodelos
entidadrelaciónyel modelorelacional.Estacombinaciónesdominanteenel áreade base de
datosy sobre todo enlas aplicacionescomerciales.

3. Qué es un modelo de base de datos
Un modelo de base de datos muestra la estructura lógica de la base, incluidas las
relaciones y limitaciones que determinan cómo se almacenan los datos y cómo se
accede a ellos. Los modelos de bases de datos individuales se diseñan en base a
las reglas y los conceptos de cualquier modelo de datos más amplio que los
diseñadores adopten. La mayoría de los modelos de datos se pueden representar
por medio de un diagrama de base de datos acompañante.
Tipos de modelos de bases de datos
Hay muchos tipos de modelos de bases de datos. Algunos de los más comunes
incluyen:
 Modelo de base de datos jerárquico
 Modelo relacional
 Modelo de red
 Modelo de base de datos orientado a objetos
 Modelo entidad-relación
 Modelo de documentos
 Modelo entidad-atributo-valor
 Esquema de estrella
El mayor factor es si el sistema de gestión de bases de datos que estás usando es
compatible con un modelo en particular. La mayoría de los sistemas de gestión de
bases de datos están desarrollados con un modelo de datos particular en mente y
requieren que los usuarios adopten ese modelo, aunque algunos son compatibles
con múltiples modelos.
Además, diferentes modelos aplican a diferentes etapas del proceso de diseño de
bases de datos. Los modelos de datos conceptuales de alto nivel son mejores
para crear mapas de relaciones entre datos en las formas en que la gente percibe
esos datos. Por otro lado, los modelos lógicos basados en registros reflejan más
estrechamente las formas en que los datos se almacenan en el servidor.
La elección de un modelo de datos también depende de que alinees tus
prioridades con las fortalezas de la base de datos de un modelo en particular, ya
sea que esas prioridades incluyan velocidad, reducción de costos, usabilidad o
algo más.
Demos un vistazo detallado a algunos de los modelos de bases de datos más
comunes.

4. Modelo relacional
Siendo el modelo más común, el modelo relacional ordena los datos en tablas,
también conocidas como relaciones, cada una de las cuales se compone de
columnas y filas. Cada columna enumera un atributo de la entidad en cuestión, por
ejemplo, precio, código postal o fecha de nacimiento. En conjunto, a los atributos
en una relación se los llama dominio. Se elige un atributo particular o combinación
de atributos como clave primaria, a la cual se puede hacer referencia en otras
tablas, en donde se la denomina clave externa.
Cada fila, también denominada tupla, incluye datos sobre una instancia específica
de la entidad en cuestión, por ejemplo, un empleado específico.
El modelo también representa los tipos de relaciones entre esas tablas, incluidas
las relaciones uno a uno, uno a muchos y muchos a muchos.
Modelo jerárquico
El modelo jerárquico organiza los datos en una estructura de árbol, en la que cada
registro tiene un único elemento o raíz. Los registros del mismo nivel se clasifican
en un orden específico. Ese orden se usa a manera de orden físico para
almacenar la base de datos. El modelo es bueno para describir muchas relaciones
del mundo real.
Este modelo fue usado principalmente por los Sistemas de Gestión de Información
de IBM en las décadas de 1960 y 1970, pero raramente se los ve en la actualidad
debido a ciertas ineficiencias operativas.
Modelo de red
El modelo de red se basa en el modelo jerárquico, permitiendo relaciones de
muchos a muchos entre registros vinculados, lo que implica registros principales
múltiples. Basado en la teoría matemática de conjuntos, el modelo se construye
con conjuntos de registros relacionados. Cada conjunto consiste de un registro
propietario o principal y uno o más registros miembros o secundarios. Un registro
puede ser miembro o secundario en múltiples conjuntos, permitiendo que este
modelo represente relaciones complejas.
Fue muy popular en la década de 1970 después de que fue definido formalmente
por la Conference on Data Systems Languages (CODASYL).

5. Modelo de base de datos orientado a objetos
Este modelo define una base de datos como una colección de objetos, o
elementos de software reutilizables, con funciones y métodos relacionados. Hay
varios tipos de bases de datos orientadas a objetos:
Una base de datos multimedia incorpora elementos multimedia, tales como
imágenes, que no se podrían almacenar en una base de datos relacional.
Una base de datos de hipertexto permite que cualquier objeto se conecte a
cualquier otro objeto. Es útil para organizar lotes de datos disímiles, pero no es
ideal para análisis numérico.
El modelo de base de datos orientado a objetos es el mejor modelo conocido de
base de datos posrelacional ya que incorpora tablas, pero no se limita a ellas. A
dichos modelos también se los conoce como modelos de base de datos híbridos.
Modelo relacional de objetos
Este modelo de base de datos híbrido combina la sencillez del modelo relacional
con parte de la funcionalidad avanzada del modelo de base de datos orientado a
objetos. En esencia, permite a los diseñadores incorporar objetos en una
estructura familiar de tablas.
Entre los idiomas e interfaces de llamada se incluyen SQL3, lenguajes de
proveedores, ODBC, JDBC e interfaces de llamada patentadas que son
extensiones de lenguajes e interfaces usadas por el modelo relacional.
Modelo entidad-relación
Este modelo capta las relaciones entre entidades del mundo real de forma muy
similar al modelo de red, pero no está directamente ligado a una estructura física
de la base de datos. En cambio, con frecuencia se lo usa para diseñar una base
de datos conceptualmente.
Aquí, a las personas, lugares y cosas, acerca de las cuales se almacenan puntos
de datos, se las denomina entidades, cada una de las cuales tiene ciertos
atributos que en conjunto forman su dominio. La cardinalidad, o relaciones entre
entidades, también se representa en diagramas.
Una forma común del diagrama entidad-relación ER es el esquema de estrella, en
el cual una tabla central de información se conecta a múltiples tablas
dimensionales.

6. El modelo de datos entidad-relación está basado en una percepción del mundo
real que consta de una colección de objetos básicos, llamados entidades, y de
relaciones entre esos objetos.
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.
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.

7. Ejemplos:
A la colección de entidades «alumnos», con el siguiente conjunto de atributos en
común, (id, nombre, edad, semestre), pertenecen las entidades:
 (1, Sophia, 15 años, 2)
 (2, Josefa, 19 años, 5)
 (3, Carlos, 20 años, 2)
Cada una de las entidades pertenecientes a este conjunto se diferencia de las
demás por el valor de sus atributos. Nótese que dos o más entidades diferentes
pueden tener los mismos valores para algunos de sus atributos, pero nunca para
todos.
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.
Conjunto de relaciones
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.

8. Restricciones
Son reglas que deben respetar las entidades y relaciones almacenadas en la base
de datos.
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:
1. 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).
2. 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).
3. 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).
4. 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).
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.

9. 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:
1. 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.
2. Clave candidata: Se trata de superclave mínima, es decir, cualquier
subconjunto de atributos de la misma no puede ser una superclave.
3. 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.
Para poder distinguir unívocamente las relaciones en un conjunto de relaciones R,
se deben considerar dos casos:
1. 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.
2. 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:
1. R es de muchos a uno de A a B entonces sólo se toma la clave primaria de
A, como clave primaria de R.
2. R es de uno a muchos de A a B entonces se toma sólo la clave primaria de
B, como clave primaria de R.
3. R es de uno a uno de A a B entonces se toma cualquiera de las dos claves
primarias, como clave primaria de R.

10. 4. 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.
Diagrama entidad-relación
Anteriormente detallamos los conceptos relacionados al modelo ER, en esta
sección profundizaremos en como representarlos gráficamente. Cabe destacar
que para todo proceso de modelado, siempre hay que tener en claro los
conceptos, estos nos brindan conocimiento necesario y además fundamentan
nuestro modelo al momento de presentarlo a terceros.
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.
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.
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.
Relación
Describe cierta dependencia entre entidades o permite la asociación de las
mismas.

11. 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.
Otros modelos de bases de datos
Otros diversos modelos de bases de datos se han usado y siguen usándose en la
actualidad.
Modelo de archivo invertido
Una base de datos construida con estructura de archivo invertido se diseña para
facilitar búsquedas rápidas de texto completo. En este modelo, el contenido de
datos se indexa como una serie de claves en una tabla de búsqueda, donde los
valores indican la ubicación de los archivos asociados. Esta estructura puede
proporcionar un informe casi instantáneo de, por ejemplo, datos masivos y análisis
estadístico.
Este modelo ha sido usado por el sistema de gestión de bases de datos ADABAS
de Software AG desde 1970, y se sigue utilizando en la actualidad.
Modelo plano
El modelo plano es el modelo de datos más antiguo y más sencillo. Simplemente
presenta todos los datos en una sola tabla, que consiste de columnas y filas. Para
acceder a los datos o manipularlos, la computadora tiene que leer todo el archivo
plano y traerlo a la memoria, lo que vuelve a este modelo ineficiente para todo,
excepto para los conjuntos de datos más pequeños.
Modelo multidimensional
Esta es una variación del modelo relacional diseñado para facilitar un mejor
procesamiento analítico. Aunque el modelo relacional está optimizado para
procesamiento de transacciones en línea (OLTP), este modelo está diseñado para
procesamiento analítico en línea (OLAP).

12. Cada celda de una base de datos dimensional contiene datos acerca de las
dimensiones registradas por la base de datos. Visualmente, es como una
colección de cubos, en lugar de tablas bidimensionales.
Modelo semiestructurado
En este modelo, los datos estructurales comúnmente contenidos en el esquema
de la base de datos están incrustados con los datos mismos. Aquí la diferencia
entre los datos y el esquema es imprecisa en el mejor de los casos. Este modelo
es útil para describir sistemas, tales como ciertas fuentes de datos basadas en
web, las cuales tratamos como bases de datos, pero que no podemos limitar con
un esquema. También es útil para describir interacciones entre bases de datos
que no se apegan al mismo esquema.
Modelo de contexto
Este modelo puede incorporar elementos de otros modelos de bases de datos,
según sea necesario. Improvisa elementos de modelos orientados a objetos,
semiestructurados y de red.
Modelo asociativo
Este modelo divide todos los puntos de datos en base a si describen una entidad o
una asociación. En este modelo, una entidad es todo lo que existe de manera
independiente, mientras que una asociación es algo que solo existe en relación a
algo más.
El modelo asociativo estructura los datos en dos grupos:
 Un grupo de elementos, cada uno con un identificador único, un nombre y
un tipo.
 Un grupo de enlaces, cada uno con un identificador único y los
identificadores únicos de una fuente, verbo u objetivo. La información
almacenada tiene que ver con la fuente y cada uno de los tres
identificadores pueden hacer referencia ya sea a un enlace o a un
elemento.
Otros modelos menos comunes de bases de datos incluyen:
 Modelo semántico, el cual incluye información acerca de cómo los datos
almacenados se relacionan con el mundo real.
 Base de datos XML, la cual permite que los datos sean especificados e
incluso almacenados en formato XML.

13.  Gráfico etiquetado.
 Triplestore.
Modelos de bases de datos NoSQL
Además del modelo de base de datos de objetos, otros modelos distintos al tipo
SQL han surgido en contraste con el modelo relacional:
 El modelo de base de datos gráfico, el cual es aún más flexible que el
modelo de red, permitiendo que cualquier nodo se conecte a cualquier otro.
 El modelo multivalor, el cual se desprende del modelo relacional,
permitiendo que los atributos contengan una lista de datos en lugar de un
solo punto de datos.
 El modelo de documentos, el cual se diseña para almacenar y administrar
documentos o datos semiestructurados, en lugar de datos atómicos.
Bases de datos en la web
La mayoría de los sitios web dependen de cierto tipo de base de datos para
organizar y presentar datos a los usuarios. Cada vez que alguien usa las
funciones de búsqueda en estos sitios, sus términos de búsqueda son convertidos
en consultas para que un servidor de bases de datos los procese. Generalmente,
programas intermedios conectan el servidor web con la base de datos.
La amplia presencia de las bases de datos les permite ser usadas casi en
cualquier campo, desde compras en línea hasta el enfoque detallado en un
segmento de votantes como parte de una campaña política. Diversas industrias
han desarrollado sus propias normas para el diseño de bases de datos, desde el
transporte aéreo hasta la manufactura de vehículos.

14. Conclusión
En fin, retomando el primer tema de este artículo, espero que el enfoque de
construir el modelo de datos a partir del hecho registrable les sirva de alternativa
para facilitar su interpretación y lograr su realización. Aclaro que la única
originalidad de esta propuesta es la de haber tomado el enfoque por hechos, (el
cual se usa para detectar posibles tablas de hecho dentro de un DER ya existente,
con el objeto de diseñar diagramas de estrella o copo de nieve para un
datawarehouse[3]y usarlo en forma inversa para la construcción de un DER desde
el principio.