Modelo Entidad
Relación E-R
Fuentes http://www-db.stanford.edu/~ullman/fcdb.html
http://wofford-ecs.org/DataAndVisualization/ermodel/index.htm
Fundamentals of Database Systems, Elmasri y Navathe
Modelos de Datos
Diseño aplicaciones bd: complejo
Herramientas conceptuales apoyo diseño bd
Ayuda entender y especificar componentes de
bd y relaciones
Modelos
Conceptuales (de alto nivel): cercano usuario
• E-R
Físicos: detalles almacenamiento
Lógicos: cercanos SGBD, implementación
• Relacional
• Jerárquico
• Red
Modelo de Datos
Herramienta conceptual para describir:
Datos (Estructura)
• Constructores que definen estructura (grupos de elementos y
elementos)
Operaciones sobre datos
Restricciones sobre datos
• Especificadas garantizar datos válidos
Facilitan tránsito mundo real a estructuras para
almacenar en computador
Modelo de Datos E-R
Propuesto por Chen(1976)
Basado en conceptos
entidades
relaciones
Atributos
Propuestas de extensión
Propósito
Facilita diseño de esquemas de bd.
Incluye algunas restricciones
No incluye operaciones.
Diseño apoyado diagramas entidad-
relación
Conversión a diseño db relacional
ETAPAS DISEÑO
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
Etapas Diseño
Análisis de requerimientos
Diseño conceptual
Diseño Lógico
Refinamiento de Esquema
Diseño Físico
Diseño mecanismos de seguridad
Diseño Conceptual
Cuáles son las entidades y sus relaciones en la
organización?
Qué información sobre estas relaciones y
entidades se debe almacenar en la bd?
Cuáles reglas de negocio se deben asegurar?
Modelo E-R ayuda en esta tarea
Modelo E-R Básico
Entidad
Objeto del mundo real
Cada entidad tiene una llave
Conjunto Entidad (Tipo)
Colección de entidades similares
Atributos
Valores describiendo propiedades de una entidad
Relaciones (Conjunto Relación)
Conexiones entre dos o más conjuntos entidad
Tienen nombres asociados (pueden ser bidireccionales)
Diagramas E-R
Entidades organizadas en conjuntos entidad
Conjuntos entidad: igual tipo
Atributo de entidad con valor único: llave o clave
Llaves: simples o compuestas
Subrayadas (notación)
Estado entidad: entidades almacenadas
(instancias)
Conjuntos entidad denotados por EntidadEntidad
Diagramas E-R
Atributos: propiedades entidades
Asociados con dominios
Conectados a conjuntos entidad
Simples o compuestos
Llave: atributo especial
Representados por AtributoAtributo
Diagramas E-R
Entidades y atributos:
Conjunto Entidad = rectángulo.
Atributo = óvalos, conectados con líneas a su
conjunto entidad. Atómicos o compuestos (múltiples
componentes atómicos).
Estudiante
Nombre Fech-nac
ccééduladula
Estudiante
Fech_nac Nom
ccééduladula
Nombre Apellido
Diagramas E-R
Atributos
Valores Atributo: dominio
Simples o multivaluados
Estudiante
Nombre Promedio
ccééduladula
Asignatura
Nombre #créditos Prerreq.
CCóódigodigo
Relaciones
Una relación conecta dos o más entidades.
Grado de tipo relación: número de tipos de
entidad que participan en ella
Puede tener atributos propios
El rol de una entidad en una relación representa
su propósito en la relación
Nombre de relación con significado
Representadas por relacirelacióónn
Relaciones
Roles: miembro, lider, equipo lab.
Estudiante Equipos
miembro
Lider
Equipo de laboratorio
Equipo de laboratorio
Miembro de
Lider de
Relaciones con atributos
Profesor Ofrece Asignatura
Horario Aula
cédula Nombre
categoría
Código Nombre
Relaciones
Nombre asociado único
Conectan conjuntos entidad: líneas
Grado: Número entidades participantes
Tipo de asociación: 1-1, 1-m, m-n
Rol: Función que desempeña
Implícito
Necesidad especificación (reflexivas)
Conjunto Relación
El “valor” actual de un conjunto entidad:
conjunto de entidades que pertenecen a esta.
Ejemplo: El conjunto de todas las películas en la
bd.
El “valor” de un conjunto relación (tipo):
conjunto de tuplas (instancias de relación) con
una componente por cada conjunto entidad
relacionado.
Ejemplo: Conjunto Relación
Para cada relación Miembro de, el conjunto
relación podría ser:
Estudiante Equipo
Pedro P1
Juan P3
Luis P4
Jose P2
María P8
Relaciones Múltiples
Conectan más de dos entidades
Asignatura Ofrece Programa
Aulas
Relaciones Múltiples
Una flecha que apunta a un conjunto entidad E,
significa que si se selecciona una entidad de cada uno
de los otros dos conjuntos entidad en la relación,
éstas se relacionan con una única entidad en E.
Asignatura Ofrece Programa
Aula
Relaciones Recursivas
La misma entidad participa más de una vez en
la relación
Equipos de estudiantes jugando rol de
monitores de otros equipos y siendo
monitoreados por otros equipos.
Equipo Supervisión
Supervisa
supervisado
23
Cardinalidad de las
Relaciones
Relaciones Muchos-Muchos
En una relación muchos-muchos, una entidad de
un conjunto se puede conectar a muchas
entidades de otro conjunto.
E.g., un estudiante matricula muchas asignaturas y
una asignatura es matriculada por muchos
estudiantes.
Estudiantes AsignaturasMatricula
n m
Gráficamente
muchos-muchos
Relaciones Muchos-uno
Algunas relaciones binarias son muchos -uno
(uno-muchos) entre dos entidades.
Cada entidad del primer conjunto está
conectado a lo sumo con una entidad del
segundo conjunto.
Pero, una entidad del segundo conjunto puede
estar conectada a cero, uno o muchas
entidades del primer conjunto.
Gráficamente
muchos-uno
Ejemplo: Relación muchos-uno
Un computador tiene asignado un solo espacio
Sin embargo, en un espacio puede haber varios
equipos
Espacios Equipos
EN
1 n
Relaciones uno-uno
En una relación uno-uno, cada entidad de alguno
de los conjuntos entidad está relacionada a lo
sumo con una entidad del otro conjunto entidad
Un equipo tiene a los sumo un estudiante lider y un
estudiante lider lidera a lo sumo un equipo
Estudiante EquipoLider de
1 1
Gráficamente
uno-uno
Relaciones no-binarias: ejemplos
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
EntidadesEntidades DDéébilesbiles
Conjuntos de Entidades Débiles
Un conjunto entidad E se dice que es débil si
para identificar sus instancias, de manera
única, es necesario considerar la llave de otra
entidad.
El conjunto entidad propietaria(fuerte) y la
entidad débil participan tipo de relación muchos-
uno.
Representadas por
ED
E/R Diagramas
• Dificultad escoger atributo como identificación.
Ejemplar Libro
isbnnúmero nombre autorfecha-adqu
Conjunto Entidad Débil
Un conjunto entidad débil tiene una o más
relaciones muchos-uno con otros conjuntos
entidad (propietarios).
Existencia dependiente de otra entidad
Necesidad de identificación
Restricciones de Participación
Participación de entidades en relaciones son
parciales o totales (Líneas sencillas y dobles)
Fácil especificación en relaciones binarias
Representación de: exactamente uno, al menos
uno
Escuelas DirectorAdministra
Atributos o entidades ?
Claves (Tardieu et al. 1979): Reglas de entidad
Tener existencia propia
Instancias de un conjunto entidad distinguibles unas
de otras
Instancias de un conjunto entidad con iguales
propiedades
Técnicas de Diseño
Evita redundancia.
Uso de entidades débiles limitado.
No usar un conjunto entidad cuando sea
atributo
Evitando redundancia
Redundancia = decir lo mismo de dos formas
diferentes
Ahorrar espacio y reducir inconsistencias.
Dos representaciones del mismo hecho se
vuelven inconsistente si se cambia una y se
olvida cambiar la otra.
Ejemplo: correcto
Este diseño da la dirección de cada
fabricante exactamente una vez.
Equipos FabricanteHecho-por
referencia nombre direcc
Ejemplo: Incorrecto
Este diseño define al fabricante de equipos dos veces:
como atributo y como una entidad relacionada.
Equipos FabricanteHecho-por
referencia nombre direcc
fabricante
Se repite a dirección del fabricante una vez por
cada equipo. Se puede perder la dirección si no
hay, temporalmente, equipos de un fabricante.
Equipos
nombre fabric dir-fabric
Ejemplo: Incorrecto
Notación alterna (min,max) para
relaciones
Especificar mínimas y máximas instancias de
entidad e en conjunto entidad E que participan
en R
Por omisión min=0, max=n
min ≤ max, min ≥ 0, max ≥ 1
Refleja restricciones mundo real
Escuela con exactamente un director
Profesor en más de un proyecto
Notación alternativa
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
Notación alternativa
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
Notación alternativa
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
Otros conceptos de diseño
extendido
Relaciones IS-A
Indican relación clase-subclase
Representadas mediante un triángulo
Empleados
Profesores
isa
Nombre Cédula
Categoria
E-R Extendido
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
Especialización
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
Generalización
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
Generalización/Especialización
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
Generalización/Especialización UML
(tomada de Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)

Modelo Entidad Relacion E-R

  • 1.
    Modelo Entidad Relación E-R Fuenteshttp://www-db.stanford.edu/~ullman/fcdb.html http://wofford-ecs.org/DataAndVisualization/ermodel/index.htm Fundamentals of Database Systems, Elmasri y Navathe
  • 2.
    Modelos de Datos Diseñoaplicaciones bd: complejo Herramientas conceptuales apoyo diseño bd Ayuda entender y especificar componentes de bd y relaciones Modelos Conceptuales (de alto nivel): cercano usuario • E-R Físicos: detalles almacenamiento Lógicos: cercanos SGBD, implementación • Relacional • Jerárquico • Red
  • 3.
    Modelo de Datos Herramientaconceptual para describir: Datos (Estructura) • Constructores que definen estructura (grupos de elementos y elementos) Operaciones sobre datos Restricciones sobre datos • Especificadas garantizar datos válidos Facilitan tránsito mundo real a estructuras para almacenar en computador
  • 4.
    Modelo de DatosE-R Propuesto por Chen(1976) Basado en conceptos entidades relaciones Atributos Propuestas de extensión
  • 5.
    Propósito Facilita diseño deesquemas de bd. Incluye algunas restricciones No incluye operaciones. Diseño apoyado diagramas entidad- relación Conversión a diseño db relacional
  • 6.
    ETAPAS DISEÑO (tomada deFundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 7.
    Etapas Diseño Análisis derequerimientos Diseño conceptual Diseño Lógico Refinamiento de Esquema Diseño Físico Diseño mecanismos de seguridad
  • 8.
    Diseño Conceptual Cuáles sonlas entidades y sus relaciones en la organización? Qué información sobre estas relaciones y entidades se debe almacenar en la bd? Cuáles reglas de negocio se deben asegurar? Modelo E-R ayuda en esta tarea
  • 9.
    Modelo E-R Básico Entidad Objetodel mundo real Cada entidad tiene una llave Conjunto Entidad (Tipo) Colección de entidades similares Atributos Valores describiendo propiedades de una entidad Relaciones (Conjunto Relación) Conexiones entre dos o más conjuntos entidad Tienen nombres asociados (pueden ser bidireccionales)
  • 10.
    Diagramas E-R Entidades organizadasen conjuntos entidad Conjuntos entidad: igual tipo Atributo de entidad con valor único: llave o clave Llaves: simples o compuestas Subrayadas (notación) Estado entidad: entidades almacenadas (instancias) Conjuntos entidad denotados por EntidadEntidad
  • 11.
    Diagramas E-R Atributos: propiedadesentidades Asociados con dominios Conectados a conjuntos entidad Simples o compuestos Llave: atributo especial Representados por AtributoAtributo
  • 12.
    Diagramas E-R Entidades yatributos: Conjunto Entidad = rectángulo. Atributo = óvalos, conectados con líneas a su conjunto entidad. Atómicos o compuestos (múltiples componentes atómicos). Estudiante Nombre Fech-nac ccééduladula Estudiante Fech_nac Nom ccééduladula Nombre Apellido
  • 13.
    Diagramas E-R Atributos Valores Atributo:dominio Simples o multivaluados Estudiante Nombre Promedio ccééduladula Asignatura Nombre #créditos Prerreq. CCóódigodigo
  • 14.
    Relaciones Una relación conectados o más entidades. Grado de tipo relación: número de tipos de entidad que participan en ella Puede tener atributos propios El rol de una entidad en una relación representa su propósito en la relación Nombre de relación con significado Representadas por relacirelacióónn
  • 15.
    Relaciones Roles: miembro, lider,equipo lab. Estudiante Equipos miembro Lider Equipo de laboratorio Equipo de laboratorio Miembro de Lider de
  • 16.
    Relaciones con atributos ProfesorOfrece Asignatura Horario Aula cédula Nombre categoría Código Nombre
  • 17.
    Relaciones Nombre asociado único Conectanconjuntos entidad: líneas Grado: Número entidades participantes Tipo de asociación: 1-1, 1-m, m-n Rol: Función que desempeña Implícito Necesidad especificación (reflexivas)
  • 18.
    Conjunto Relación El “valor”actual de un conjunto entidad: conjunto de entidades que pertenecen a esta. Ejemplo: El conjunto de todas las películas en la bd. El “valor” de un conjunto relación (tipo): conjunto de tuplas (instancias de relación) con una componente por cada conjunto entidad relacionado.
  • 19.
    Ejemplo: Conjunto Relación Paracada relación Miembro de, el conjunto relación podría ser: Estudiante Equipo Pedro P1 Juan P3 Luis P4 Jose P2 María P8
  • 20.
    Relaciones Múltiples Conectan másde dos entidades Asignatura Ofrece Programa Aulas
  • 21.
    Relaciones Múltiples Una flechaque apunta a un conjunto entidad E, significa que si se selecciona una entidad de cada uno de los otros dos conjuntos entidad en la relación, éstas se relacionan con una única entidad en E. Asignatura Ofrece Programa Aula
  • 22.
    Relaciones Recursivas La mismaentidad participa más de una vez en la relación Equipos de estudiantes jugando rol de monitores de otros equipos y siendo monitoreados por otros equipos. Equipo Supervisión Supervisa supervisado
  • 23.
  • 24.
    Relaciones Muchos-Muchos En unarelación muchos-muchos, una entidad de un conjunto se puede conectar a muchas entidades de otro conjunto. E.g., un estudiante matricula muchas asignaturas y una asignatura es matriculada por muchos estudiantes. Estudiantes AsignaturasMatricula n m
  • 25.
  • 26.
    Relaciones Muchos-uno Algunas relacionesbinarias son muchos -uno (uno-muchos) entre dos entidades. Cada entidad del primer conjunto está conectado a lo sumo con una entidad del segundo conjunto. Pero, una entidad del segundo conjunto puede estar conectada a cero, uno o muchas entidades del primer conjunto.
  • 27.
  • 28.
    Ejemplo: Relación muchos-uno Uncomputador tiene asignado un solo espacio Sin embargo, en un espacio puede haber varios equipos Espacios Equipos EN 1 n
  • 29.
    Relaciones uno-uno En unarelación uno-uno, cada entidad de alguno de los conjuntos entidad está relacionada a lo sumo con una entidad del otro conjunto entidad Un equipo tiene a los sumo un estudiante lider y un estudiante lider lidera a lo sumo un equipo Estudiante EquipoLider de 1 1
  • 30.
  • 31.
    Relaciones no-binarias: ejemplos (tomadade Fundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 32.
  • 33.
    Conjuntos de EntidadesDébiles Un conjunto entidad E se dice que es débil si para identificar sus instancias, de manera única, es necesario considerar la llave de otra entidad. El conjunto entidad propietaria(fuerte) y la entidad débil participan tipo de relación muchos- uno. Representadas por ED
  • 34.
    E/R Diagramas • Dificultadescoger atributo como identificación. Ejemplar Libro isbnnúmero nombre autorfecha-adqu
  • 35.
    Conjunto Entidad Débil Unconjunto entidad débil tiene una o más relaciones muchos-uno con otros conjuntos entidad (propietarios). Existencia dependiente de otra entidad Necesidad de identificación
  • 36.
    Restricciones de Participación Participaciónde entidades en relaciones son parciales o totales (Líneas sencillas y dobles) Fácil especificación en relaciones binarias Representación de: exactamente uno, al menos uno Escuelas DirectorAdministra
  • 37.
    Atributos o entidades? Claves (Tardieu et al. 1979): Reglas de entidad Tener existencia propia Instancias de un conjunto entidad distinguibles unas de otras Instancias de un conjunto entidad con iguales propiedades
  • 38.
    Técnicas de Diseño Evitaredundancia. Uso de entidades débiles limitado. No usar un conjunto entidad cuando sea atributo
  • 39.
    Evitando redundancia Redundancia =decir lo mismo de dos formas diferentes Ahorrar espacio y reducir inconsistencias. Dos representaciones del mismo hecho se vuelven inconsistente si se cambia una y se olvida cambiar la otra.
  • 40.
    Ejemplo: correcto Este diseñoda la dirección de cada fabricante exactamente una vez. Equipos FabricanteHecho-por referencia nombre direcc
  • 41.
    Ejemplo: Incorrecto Este diseñodefine al fabricante de equipos dos veces: como atributo y como una entidad relacionada. Equipos FabricanteHecho-por referencia nombre direcc fabricante
  • 42.
    Se repite adirección del fabricante una vez por cada equipo. Se puede perder la dirección si no hay, temporalmente, equipos de un fabricante. Equipos nombre fabric dir-fabric Ejemplo: Incorrecto
  • 43.
    Notación alterna (min,max)para relaciones Especificar mínimas y máximas instancias de entidad e en conjunto entidad E que participan en R Por omisión min=0, max=n min ≤ max, min ≥ 0, max ≥ 1 Refleja restricciones mundo real Escuela con exactamente un director Profesor en más de un proyecto
  • 44.
    Notación alternativa (tomada deFundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 45.
    Notación alternativa (tomada deFundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 46.
    Notación alternativa (tomada deFundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 47.
    Otros conceptos dediseño extendido
  • 48.
    Relaciones IS-A Indican relaciónclase-subclase Representadas mediante un triángulo Empleados Profesores isa Nombre Cédula Categoria
  • 49.
    E-R Extendido (tomada deFundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 50.
    Especialización (tomada de Fundamentalsof database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 51.
    Generalización (tomada de Fundamentalsof database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 52.
    Generalización/Especialización (tomada de Fundamentalsof database Systems, Elmasri/Navathe)
  • 53.
    Generalización/Especialización UML (tomada deFundamentals of database Systems, Elmasri/Navathe)