Este documento describe los pasos para diseñar una base de datos relacional, incluyendo la creación de un modelo conceptual, lógico y físico. Explica la importancia de entender el contexto del problema y realizar las relaciones correctas entre entidades. También destaca la necesidad de validar las formas normales hasta la tercera forma normal para evitar redundancias y dependencias complejas.

1. Diseño de bases de datos relacionales.
1
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS
“ESPE”
DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA
COMPUTACIÓN.
TÍTULO: METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO DE
BASES DE DATOS RELACIONALES.
AUTOR: ANTHONY TORRES
SANGOLQUÍ, ENERO 2018.
AFILIACIÓN INSTITUCIONAL: Estudiante de
ingeniería de sistemas e infomática. Email:
artorres3@espe.edu.ec

2. Diseño de bases de datos relacionales.
2
Los pilares fundamentales de un DB esta basicamente en su diseño, ya que es el factor de
exito para que una DB sea funcional, tenga mantenibilidad y sobre todo tenga el factor de
escalabilidad. Desde su diseño satisfacera la petición de información por las partes
interesadas, y esto sera posible con la correcta normalizacion de la misma. La
normalizacion conlleva una trazabilidad que comienza desde los niveles de abstraccion,
contexto del problema, identificar las politicas del escenario, reglas del negocion sus
procesos de normalización y muchos procesos mas hasta llegar a un modelo físico(PDM)
el cual tendra que estar obligadamente normalizado con la tercera forma normal(3NF).
The fundamental pillars of a DB are basically in its design, since it is the success factor
for a DB to be functional, maintainable and above all have the scalability factor. From its
design it will satisfy the request of information by the interested parties, and this is
possible with the correct normalization of it. Normalization involves a traceability that
starts from the levels of abstraction, the context of the problem, identifies the policies of
the scenario, the rules of the normalization process and many more processes until
reaching the physical model (PDM), which will have to be bound normalized with the
third normal form (3NF).
Normalización; modelos conceptuales; crud; DB; niveles de abstracción.
Standardization; conceptual models; crud; DB; levels of abstraction.
ABSTRACT
PALABRAS CLAVES
KEYWORDS
RESUMEN

3. Diseño de bases de datos relacionales.
3
Una base de datos es un conjunto de datos no redundantes, que por ende deben estar
interrelacionados entre sí, por esta razón en el la construcción de bases de datos
relacionales se estudia el aspecto más primordial en las bases de datos el cual son el
diseño de base de datos ya que de ahí están los cimientos para el funcionamiento la
mantenibilidad y sobre todo la escalabilidad de dicha DB.
[1]
Las relaciones se definen como un lazo que une dos objetos con una característica en
común en este caso entidades.
Al nosotros hablar de bases de datos relacionales, queremos referirnos a formar una
relación entre dos entidades para optimizar y reducir el tiempo de los diferentes procesos
de manejo CRUD, y de esta manera eliminando cualquier posibilidad de que existan
redundancia entre los datos de un DB.
Tenemos por ejemplo dos entidades una entidad denominada “Padre”, y la otra
denominada hijo “Hijo” la relación que existe entre ellas dos seria la paternidad, puesto
a que un padre tendría varios hijos y un hijo tendrá solamente un padre.
[2]
Para el diseño se establece tres etapas primordiales las cuales son:
1. Diseño Conceptual(CDM)
2. Diseño lógico(LDM)
3. Diseño físico(PDM)
En estas etapas se producen los procesos de identificación de políticas, reglas, la razón de
ser y los niveles de abstracción, conforme avanza el diseño y las etapas se aplican y
validan las formas de normalización en este caso se realizara hasta la tercera forma
normal.
INTROUCCIÓN

4. Diseño de bases de datos relacionales.
4
Cabe mencionar que las dos primeras etapas del diseño son abstractas ya que no dependen
de ninguna implementación concreta, pero la tercera etapa depende del SGBD(Sistema
de Gestión de Base de Datos).
El diseño de bases de datos relacionaras y normalizadas en tercera forma normal es un
proceso cronológico los mismo que están divididos en tres macro temas y cada macro
tema dividido en micro temas.
Para el desarrollo tomaremos en cuenta lo siguiente un estudiante deberá pagar una cierta
cantidad de dinero por el número de créditos de cada asignatura reprobada.
[3]
1. Diseño Conceptual(CDM). - Es un proceso de abstracción del mundo real que cuenta
con reglas y políticas únicas por cada negocio o problema a resolver, se basa en el
estudio del modelo entidad relación, una metodología que dice que para el éxito del
diseño se deben establece tanto:
• El escenario.
• Niveles de abstracción
• Políticas del escenario
• Reglas del negocio,
• La razón de ser
Ya que a partir de aquí se empezarán a formar las entidades y buscaremos el
modelo entidad relación.
1.1. Entidad. – Es el conjunto de datos con características similares que se conciben
en un todo autónomo e indivisible, es el menor objeto con significado en una
instancia.
METODOLOGÍA

5. Diseño de bases de datos relacionales.
5
Tenemos la entidad “Alumno” y la entidad “Asignatura”, ya que cada una de
ellas contara con datos pertenecientes solamente a una entidad.
1.2. Atributo. – Son los componentes que agrupados forman la entidad, los mismos
que cuentan con un domino, uno o más atributos se establecerán como clave
primaria.
Clave primaria. – Es un atributo o el conjunto de atributos que identifican de
forma única a una entidad.
Alumno: nombre, cedula, carrera, teléfono etc.
Clave foránea. – Es la primera clave primaria heredad, que junto con la clave
primaria, identifican de manera única a los atributos de la entidad.
1.3. Relaciones entre entidades. – Son lasos que unen de manera indirecta a
entidades que se deben relacionar entre sí, las mismas que pueden ser: Uno a
Uno, Uno a muchos, Muchos a Uno y Muchos a Muchos.
La relación formada entre Alumno y asignatura, será de Uno a muchos.
1.4. Elaboración del Conceptual Data Medel(CDM). – Existen varios softwares en
los que podremos desarrollar el CDM (Power Designer, Visual Paradimg), el
mismo que debe seguir los pasos previamente establecidos y elaborados.
(MTIG, 2014)
2. Diseño Lógico(LDM). – Es la segunda etapa del diseño de bases de datos
relacionales, aquí se describen el modelo relacional y se transforma el esquema
entidad- relación a uno relacional.
Tiene como objetivo validar las relaciones, verificación de atributos y los dominios
de estos y las restricciones.
[3]
2.1. Restricciones de Integridad
Son de dos tipos restricciones de integridad referencial y restricciones de
participación total. Las mismas que están obligadas al cumplimiento de ciertas
condiciones en la DB.
2.2. Validaciones del Modelo Conceptual Lógico. Se realiza una retroalimentación
con base en las reglas y políticas establecidas durante la primera etapa.
2.3. Primera forma normal (1NF). – En el PDM se realiza la verificación de la
primera forma normal que consiste en la atomicidad de cada uno de los atributos

6. Diseño de bases de datos relacionales.
6
es decir que cada atributo dentro de una entidad no se lo pueda dividir de tal
manera que forme otra sub-entidad.
3. Diseño Físico(PDM). - Es la estructura lógica de una DB, consiste en la generación
de un esquema físico para la DB el mismo que será implementado por el SGDB
(Sistema de Gestión de la Base de Datos).
En este también se definen los índices los mismos que son estructuras de datos que
permiten un acceso más eficaz a los datos.
[2]
3.1. Verificar el PDM. – En este punto conlleva a la revisión de las entidades
dinámicas y calves foráneas heredadas, al generar el PDM la herramienta
utilizada generara una entidad dinámica por cada relación de muchos a muchos
la misma que tendrá una clave primaria que será la de la entidad con mas numero
de registros, y una clave foránea que será la entidad faltante, en caso de tener
igual numero de registros se loa realizara mediante otro criterio la misma que
puede ser completada según criterios del diseñador de la DB, en la relación de
uno a muchos o viceversa se heredara una clave foránea a la entidad en donde
tenga la relación de muchos.
3.2. Verificación de la segunda forma normal (2NF). – En este apartado debemos
tener claro el concepto de dependencia funcional la misma que dice que los
atributos que no pertenezcan a la clave primaria deberán depender en su totalidad
de esta y debe estar en un solo sentido es decir ser univoca, es decir que cuando
un software necesite realizar un SELECT pueda encontrar cualquier atributo a
partir de su PK.
3.3. Generar la base de datos. – Despues de la depuración durante todo el proceso
de el diseño de base de datos relacionales se procede se procede a generar la base
de datos para el DBMS (Database Managment System) previo haber creado un
ODBC (Open Database Connection).
3.4. Verificar tercera forma normal. – En esta subetapa se cuenta con la base de
datos generada, se verifican dependencias funcionales es decir que los atributos
que no pertenezcan a la clave primaria dependan total mente y de igual manera
las relaciones solo existan de forma unívoca es decir en una sola dirección
(A B ) y solo en esta dirección, de tal manera que si existe una dependencia
transitiva esta se debe eliminar.
[1]

7. Diseño de bases de datos relacionales.
7
4. Diseño Conceptual(CDM)
• El escenario: Pago de créditos reprobados.
• Niveles de abstracción
o Macro: Pago de créditos por todas las materias reprobadas.
o Meso: Pago de materia por mas de una materia reprobada.
o Micro: Pago de una materia reprobada.
• Políticas del escenario: Previo a normas por parte de la entidad académica se
llegan a las siguientes políticas.
o Todo crédito reprobado tendrá un limite de fecha para su pago.
o No podrán ver su historial académico sin haber cancelado la totalidad
de los créditos de materias no aprobadas.
• Reglas del negocio:
o Todo crédito no pagado a tiempo tendrá una penalización de un
porcentaje dispuesto por la universidad.
o No podrá tomar la materia consecutiva incluso si ya paso la materia
repetida hasta la cancelación de los créditos.
• La razón de ser: La razón de ser es el estudiante ya que sin el no existieran
materias repetidas e incluso no existieran las materias porque no habría quien
la tome, por esta razón se llega a esa conclusión ya que sin el estudiante todo
el sistema no tendría sentido ni un fin al cual llegar.
4.1. Entidad.
• Estudiante la razón de ser del sistema.
• Materia Son los cursos impartidos para el estudiante.
• Tarifa Es el costo que tendrá por materia(Entidad dinámica)
Figura 1. Entidades Fuente: Elaboración Propia
CASO DE ESTUDIO.

8. Diseño de bases de datos relacionales.
8
4.2. Atributo.
• Estudiante(idEstudiante, nomEstudiante, numCreditos).
• Matria(IdMateria, nomMateria,numCreditosMateria).
• Tarifa(idTarifa, numCreditosReprobados).
Figura2. Entidades y atributos Fuente: Elaboración Propia
4.3. Relaciones entre entidades.
Existe una sola relación la cual es entre estudiante y materia la cual sabes que un
estudiante podrá tomar obligadamente una materia o muchas, y una materia
deberá ser tomada por al menos un estudiante o por muchos. Entonces se forma
una relación de muchos a muchos la misma que en el proceso del PDM formara
la entidad tarifa la cual es el resultado de esta múltiple relación.
La relación formada entre Alumno y asignatura, será de Uno a muchos.
4.4. Elaboración del Conceptual Data Medel(CDM). – Existen varios softwares en
los que podremos desarrollar el CDM (Power Designer, Visual Paradimg), el
mismo que debe seguir los pasos previamente establecidos y elaborados.
Figura 3. Entidades y relaciones Fuente: Elaboración Propia
5. Diseño Lógico(LDM).
Figura 4. Modelo lógico de el dieseño.

9. Diseño de bases de datos relacionales.
9
5.1. Validaciones del Modelo Conceptual Lógico. Se valida el modelo conceptual
lógico con sus relaciones.
5.2. Primera forma normal (1NF). – Se verifica atomicidad de cada uno de los
atributos de cada entidad de esta manera corroborando la primera forma normal.
6. Diseño Físico(PDM). -
Figura 5. Modelo lógico de el diseño.
6.1. Verificar el PDM. – Se procede a verificar el modelo físico como se muestra en
figura 5 ya que la entidad dinámica formada es tarifas con la clave primaria y la
s foráneas heredadas por parte de las entidades que la conforman, se procede a
completarlo con datos propios de esa entidad.
6.2. Verificación de la segunda forma normal (2NF). – Se comprueba la
dependencia funcional que existe entre las entidades.
6.3. Generar la base de datos. – Con las opciones de la herramienta PD; previo haber
creado la base de datos vacía en el DBMS y con el ODBC correspondiente; se
generó cada tabla de acuerdo con cada entidad del modelo físico completado
6.4. Verificar tercera forma normal. – Podemos verificar la dependencia que existe
en el diseño ya que si nosotros quisiéramos saber cual es el valor total que un
estudiante deberá pagar pro sus créditos reprobados lo podemos hacer ya que la
entidad formada como tarifa la cual tiene esa información tiene la clave foránea
heredada del estudiante entonces con la id del estudiante sabríamos ese valor.
[1]

10. Diseño de bases de datos relacionales.
10
Si el valor del crédito subiría su tarifa de aquí en tres años el diseño es adaptable ya que
el base de datos guardara el valor total en la entidad tarifa de igual manera recolecta el
número de créditos tomados por el estudiante y el de la materia, podría realizar el calculo
y guardarlo mediante programación ya que no esta sujeto a basarse en un solo valor sino
por el número de créditos reprobados por el estudiante.
1. El diseño relacional en una DB es muy importante ya que nos permiten tener
ordenados por tablas nuestros datos es decir mayor optimización y menor tiempo de
respuesta en los softwares que se los utilice, además la utilización de estas conlleva a
una mejor migración en el caso que se produjera ya que DB como mongo que no es
SQL guardan datos no relacionados la migración de estos datos seria casi imposible.
2. Al diseñar una base de datos relacional, primero debemos entender el contexto en el
que se resolverá el problema y realizar las correctas relaciones entre entidades.
3. Es indispensable el conocimiento técnico y tecnológico de bases de datos para realizar
un buen diseño y que no presente problemas a futuro y además sea mantenible.
DISCUSIÓN
CONCLUSIONES

11. Diseño de bases de datos relacionales.
11
[1]
Diaz, O. (2015). 3Ciencias. Obtenido de
https://www.3ciencias.com/articulos/articulo/metodologia-para-disenar-bases-de-
datos-relacionales-con-base-en-el-analisis-de-escenarios-sus-politicas-y-las-reglas-del-
negocio/
[2]
MTIG. (2014). MTGI. Obtenido de
https://www.fdi.ucm.es/profesor/fernan/MTIG_/Tema%202%20Dise%C3%B1o.pdf
[3]
Budnik; l. Krawczk; H. (2011). “Dynamic Analysis of Enterprise Business Scenarios”. Enterprise
Distributed Object Computing Conference Workshops (EDOCW); 2011 15th IEEE International;
112-121.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS