Este documento explica los conceptos fundamentales del modelo relacional de bases de datos, incluyendo tablas, tuplas, atributos, dominios, claves primarias, claves externas y reglas de integridad. También describe cómo se mapean los diagramas entidad-relación al modelo relacional.

1. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
Bases de
Datos
Modelo relacional | Reglas de integridad
Agosto 2014

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Modelo relacional
• Una base de datos relacional consiste en un conjunto de
tablas (relaciones).
• A cada tabla se le asigna un nombre exclusivo.
• Cada fila de una tabla representa una relación entre un
conjunto de valores (tupla).
• Un atributo es el nombre de una columna.
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• Una tabla (relación) se compone del esquema y la extensión.
– Esquema: Consiste de un nombre de relación R y un conjunto de
atributos {a1, a2, …, an}
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• El grado de una tabla es el número de atributos que tiene.
• La cardinalidad de una tabla es el número de tuplas que
tiene.
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• El dominio de un atributo es el conjunto de valores legales
que puede poseer.
– Dominio(Ai) = dominio (Ai)
– En el esquema de la relación EMPLEADOS,
dominio(DNI) = númerosDNI.
• Puede haber atributos diferentes con un mismo dominio.
– PERSONAS(DNI, nombre, apellido, telcasa, teltrabajo)
– dominio(telcasa)= teléfono
– dominio(teltrabajo) = teléfono.
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• Extensión de la relación de esquema R(A1, A2,..., An)
– es un conjunto de tuplas ti(i = 1, 2,..., m),
– cada tupla ti es un conjunto de pares ti= {<A1:vi1>, <A2:vi2> ... <An:vin>}
– para cada par <Aj:vij>, se cumple que vij:
• es un valor de dominio(Aj),
• o un valor especial nulo.
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• No ordenación de los atributos.
– Pueden aparecer en cualquier orden.
• Los siguientes esquemas de relación, ¿son iguales?
– EMPLEADOS(DNI, nombre, apellido, sueldo)
– EMPLEADOS(nombre, apellido, DNI, sueldo)
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Propiedades de las relaciones
• Cada tabla (relación) tiene un nombre y es distinto de todas
las demás.
• No hay dos atributos que se llamen igual (en una misma
tabla).
• El orden de los atributos no altera.
• Cada tupla debe ser diferente de las demás.
• El orden de las tuplas no importa.
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Llaves: Superllaves
• Superllave (superkey).
– Conjunto de uno o más atributos, que de manera conjunta permiten
identificar una entidad de entre las demás.
– Subconjunto de atributos tal que no puede haber dos tuplas que
tengan la misma combinación de valores para los atributos de dicho
subconjunto.
– EMPLEADOS(DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono)
• ¿Posibles superclaves?
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• Superllave (superkey).
– Conjunto de uno o más atributos, que de manera conjunta permiten
identificar una entidad de entre las demás.
– Subconjunto de atributos tal que no puede haber dos tuplas que
tengan la misma combinación de valores para los atributos de dicho
subconjunto.
– EMPLEADOS(DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono)
– {DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono},
– {DNI, apellido},
– {DNI}
– {NSS}
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Llaves: Llave candidata
• Llave candidata.
– Superllave mínima.
– Cumple que ningún subconjunto propio es superllave.
– Un atributo y una superllave no forman una llave candidata.
– EMPLEADOS(DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono)
– {DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono},
– {DNI, apellido},
– {DNI}
– {NSS}
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12. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Llave candidata.
– Superllave mínima.
– Cumple que ningún subconjunto propio es superllave.
– Un atributo y una superllave no forman una llave candidata.
– EMPLEADOS(DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono)
– {DNI}
– {NSS}
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Llaves: llave primaria
• Llave primaria.
– Denota una llave candidata que es elegida por el diseñador de la BD
como el medio principal para identificar entidades.
– Las llaves candidatas no elegidas como primaria se denominan llaves
alternativas.
– R(A1, A2, ..., Ai, ..., An)
– EMPLEADOS(DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono)
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14. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Llave primaria.
– Denota una llave candidata que es elegida por el diseñador de la BD
como el medio principal para identificar entidades.
– Las llaves candidatas no elegidas como primaria se denominan llaves
alternativas.
– R(A1, A2, ..., Ai, ..., An)
– EMPLEADOS(DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono)
– EMPLEADOS(DNI, NSS, nombre, apellido, teléfono)
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• DESPACHOS(edificio, número, superficie)
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• DESPACHOS(edificio, número, superficie)
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Llaves: Llave foránea
• Llave foránea.
– Llaves que conectan tuplas entre tablas.
– Tiene el conjunto de atributos de una tabla que referencian la clave
primaria de otra (o la misma) tabla.
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• Valores de la llave foránea:
– deben estar presentes en la clave primaria correspondiente.
– o bien deben ser valores nulos.
– < 42.240.103, Jorge, López, NULO, Diagonal, 102 >
– <55.555.555, María, Casagran, NULO, París, 400>
– <13.333.981, Pedro, Contreras, 33.567.710, Marina, 122>
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• Propietario(num_P, nombre, direccion, tel)
Inmueble(clave_I, tipo, alquiler, num_P)
• Propietario Inmueble
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Atributo Dominio Descripción Definición
num_P numero_propietario Clave numérica de propietario 3 dígitos
nombre nombre_propietario Nombre de propietario 30 caracteres
tel num_tel Número de teléfono de propietario 9 dígitos
Num_P

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Integridad
• Propiedad de los datos de corresponder a representaciones
plausibles del mundo real.
• EMPLEADOS(DNI, nombre, apellido, sueldo)
• ¿Una tupla con sueldo = -1000?
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22. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
Reglas de integridad
• Restricción de dominio.
• Reglas de negocios.
• Regla de integridad de unicidad de la clave primaria.
• Regla de integridad de entidad de la clave primaria.
• Regla de integridad referencial.
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23. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Restricción de dominio.
– A cada atributo se le impone un dominio (conjunto de valores
permitidos).
– Un valor no nulo de un atributo debe pertenecer al dominio de ese
atributo.
• Reglas de negocios.
– Los usuarios o los administradores de la BD pueden imponer ciertas
restricciones específicas sobre los datos.
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24. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Regla de integridad de unicidad de la clave primaria.
– Toda llave primaria no debe tener valores repetidos.
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25. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Regla de integridad de unicidad de la clave primaria.
– Toda llave primaria no debe tener valores repetidos.
– ¿Insertar? <Diagonal, 120, 30>
– ¿Modificar? <Marina, 122, 15> por <Marina, 120, 15>
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26. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Regla de integridad de entidad de la clave primaria.
– Ninguno de los atributos que componen la llave primaria puede
ser nulo.
– Si <NULO, 120, 30>
• ¿Se trata del edificio Marina, Diagonal, otro o no se sabe?
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27. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Regla de integridad referencial.
– Se aplica a las claves externas (foráneas).
– Sus valores deben coincidir con los valores de la llave primaria a
la que hacen referencia o ser nulos.
– Agregar <56.666.789, Pedro, López, Valencia, 325> ¿?
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28. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Inserción de <12.764.411, Jorge, Puig, Diagonal, 220> en
EMPLEADOS.
• Modificación de <40.444.255, Juan, García, Marina, 120> de
EMPLEADOS por <40.444.255, Juan, García, Marina, 400>.
• Borrado de <Marina, 120, 10> de DESPACHOS.
• Modificación de <Diagonal, 120, 10> de DESPACHOS por
<París, 120, 10>
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29. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Políticas para evitar violar reglas de integridad referencial:
– Restricción.
– Actualización en cascada.
– Anulación.
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30. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Restricción.
– No aceptar la operación de actualización.
– Caso de borrado. No borrar una tupla si tiene una clave primaria
referenciada por alguna clave foránea.
– Caso de modificación. No modificar ningún atributo de la clave
primaria de una tupla si está referenciada por alguna clave foránea.
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31. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• ¿Borrar? Cliente numcliente=10
• ¿Borrar? Cliente numcliente=18
• ¿Modificar? Cliente numcliente=15
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32. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Actualización en cascada.
– Al actualizar una tupla, se efectúen operaciones compensatorias que
actualicen a otras tuplas que sean referenciadas por la modificada.
– Caso de borrado. Permite borrar un tupla t cuya llave primaria es
referenciada, borrando las demás tuplas que la usen como llave
foránea.
– Caso de modificación. Permite la modificación de atributos de la llave
primaria de una tupla t modificando las demás tuplas que hagan
referencia a t.
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33. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Caso de borrado: EDIFICIOS <Diagonal, …>
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34. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Caso de borrado: EDIFICIOS <Diagonal, …>
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35. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Caso de modificación: EDIFICIOS <Marina, …> por <Mar,…>
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36. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Caso de modificación: EDIFICIOS <Marina, …> por <Mar,…>
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37. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Anulación.
– Permite la actualización de una tupla, haciendo operaciones
compensatorias que pongan en nulo a los atributos de la clave
foránea de las tuplas referenciadas.
– Sólo aplica si los atributos de la clave foránea admiten valores nulos.
– En caso de borrado o modificación: Permite el borrado/modificación
de una tupla t que tiene una clave referenciada y modifica las tuplas
que le hacen referencia (los atributos de la clave foránea toman valor
nulo).
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38. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Anulación en caso de borrado. VENDEDORES <1,…>
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39. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Anulación en caso de borrado. VENDEDORES <1,…>
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40. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Anulación en caso de modificación. VENDEDORES <2,…> por
<5,…>
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41. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Anulación en caso de modificación. VENDEDORES <2,…> por
<5,…>
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42. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
Paso de ER al modelo relacional
• Las entidades pasan a ser tablas.
• Los atributos pasan a ser columnas.
• Identificares a claves primarias.
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• Relación muchos a muchos:
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• Relaciones n-arias:
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• Relación uno a varios:
– Relación binaria no requiere transformarse en una tabla.
– La tabla del lado «muchos» (n) incluye:
• La llave foránea de la otra tabla.
• Atributos de la relación.
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47. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Jugador(clave, nombre, id_equipo)
• Equipo(id, nombre)
• *Nota*: SOLO si el número mínimo de la relación es 0, se
deben permitir nulos en la llave foránea.
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• Relación uno a uno:
– La relación no se convierte en tabla.
– El identificador de una se indica como clave externa en la otra.
– Si una entidad participa opcionalmente en la relación, su identificador
es el que se usara como llave externa en la otra tabla.
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Novio Noviatiene
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Empleado Cargo_Politicotiene
1 1

49. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Relación recursiva:
– Igual que en los casos anteriores, pero:
– Un mismo atributo puede aparecer dos veces.
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50. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Relación recursiva:
– Igual que en los casos anteriores, pero:
– Un mismo atributo puede aparecer dos veces.
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51. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
• Generalización y especificación:
– Las subentidades se vuelven tablas.
– Si la clave de la superentidad es distinta a la de las subentidades, su
identificador se usa como llave externa en las subentidades.
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52. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
– Si la clave es la misma, las entidades tendrán la misma clave como
atributo identificador.
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53. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
– La superentidad se convierte en una tabla sólo si existe la posibilidad
de que haya ejemplares en ella que no sean ejemplares de las
subentidades.
– Si no, basta con convertir en tablas las subentidades (heredando los
atributos de la superior).
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54. Servicios Web - IntroducciónDiseño de bases de datos – Modelo relacional y reglas de integridad
Referencias bibliográficas
• Date C., An introduction to database system, Addison Wesley.
• Sánchez J., Principios sobre Bases de Datos Relacionales, Licencia Creative
Commons, 2004. Disponible en
• http://www.jorgesanchez.net/bd/. Última visita agosto 2014.
• Costal Costa D., El modelo relacional y el álgebra relacional, UOC, GNU
Free Document License, 2007.
• Marqués Mercedes, Bases de datos, Universitat Jaume I, ISBN: 978-84-
693-0146-3, Licencia Creative Commons, 2011.
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