base de datos

CCoolleeggiioo TTccnniiccoo SSaalleessiiaannoo

APLICACIONES INFORMTICAS

Sistemas Gestores de Bases de Datos

Ing. Wilson Cedillo P. MSc.

Terceros de Bachillerato

2010-2011

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IIINNNDDDIIICCCEEE GGGEEENNNEEERRRAAALLL

INDICE GENERAL .................................................................................................................................... 2

INDICE DE GRFICOS .............................................................................................................................. 5

UNIDAD 1 .............................................................................................................................................. 8

TEMA: SISTEMAS DE BASES DE DATOS ................................................................................................... 8

1. INTRODUCCIN TERICA ........................................................................................................................ 8

1.1 Dato e Informacin ................................................................................................................. 8

1.2 Qu es una base de datos? ................................................................................................... 8

1.3 El sistema de gestin de la base de datos .............................................................................. 9

1.4 Objetivos de los sistemas de bases de datos .......................................................................... 9

2. PLANIFICACIN Y DISEO DE BASES DE DATOS .......................................................................................... 11

2.1 Introduccin Terica ............................................................................................................. 11

2.2 Ciclo de vida de las Aplicaciones de bases de datos ............................................................. 12

2.3 Diseo de bases de datos ...................................................................................................... 13

3. DISEO CONCEPTUAL DE BASES DE DATOS UTILIZANDO EL MODELO E-R ........................................................ 15

3.1 Modelos de datos ................................................................................................................. 15

3.2 El modelo E-R ........................................................................................................................ 15

3.3 Generalizacin, especializacin y Agregacin ...................................................................... 19

3.4 Tcnica para el modelado entidad relacin .......................................................................... 21

3.5 Ejercicios Resueltos ............................................................................................................... 21

4. DISEO LGICO DE BASES DE DATOS UTILIZANDO EL MODELO RELACIONAL .................................................... 23


4.2 El Modelo Relacional ............................................................................................................ 23

4.3 Conversin del diagrama E-R a tablas .................................................................................. 26

5. NORMALIZACIN DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL DISEO LGICO DE UNA BASE DE DATOS ................................. 36


5.2 Dependencia Funcional ......................................................................................................... 36

5.3 Qu es la Normalizacin? ................................................................................................... 38

5.4 Primera Forma Normal (1FN) ............................................................................................... 39

5.5 Segunda Forma Normal (2NF) .............................................................................................. 45

5.6 Tercera Forma Normal (3FN) ................................................................................................ 47

UNIDAD 2 ............................................................................................................................................ 51

TEMA: LENGUAJE DE CONSULTAS SQL ................................................................................................. 51

1. INTRODUCCIN TERICA ...................................................................................................................... 51

1.1 Qu es el lenguaje de consultas SQL? ................................................................................. 51

1.2 Breve Historia ....................................................................................................................... 51

1.3 Componentes del SQL ........................................................................................................... 53

2. ESTRUCTURA BSICA ........................................................................................................................... 54

3. ALIAS ............................................................................................................................................... 55

4. TIPOS DE DATOS ................................................................................................................................. 56

5. PREDICADOS Y CONECTORES ................................................................................................................. 56

6. TUPLAS DUPLICADAS ........................................................................................................................... 58

7. OPERACIONES DE CONJUNTO. ............................................................................................................... 59

INDICES

Colegio Tcnico Salesiano Sistemas Gestores de bases de datos Tercero de Bachillerato Aplicaciones Informticas

3

7.1 Pertenencia a un conjunto .................................................................................................... 60

7.2 Comparacin de conjuntos ................................................................................................... 61

8. PRUEBAS PARA RELACIONES VACAS ........................................................................................................ 61

9. ORDENACIN DE LA PRESENTACIN DE TUPLAS ......................................................................................... 62

10. FUNCIONES DE AGREGACIN ............................................................................................................ 62

11. MODIFICACIN DE LA BASE DE DATOS ................................................................................................ 64

11.1 Eliminacin ........................................................................................................................... 64

11.2 Insercin ............................................................................................................................... 65

11.3 Actualizaciones ..................................................................................................................... 65

11.4 Valores nulos ........................................................................................................................ 66

12. DEFINICIN DE DATOS ..................................................................................................................... 66

12.1 Creacin ................................................................................................................................ 66

12.2 Eliminacin ........................................................................................................................... 66

12.3 Actualizacin......................................................................................................................... 67

13. EJERCICIOS PROPUESTOS ................................................................................................................. 67

UNIDAD 3 ............................................................................................................................................ 72

TEMA: ACCESS 2007 ............................................................................................................................. 72

1. INTRODUCCIN .................................................................................................................................. 72

1.1 Estructura de ficheros de Access ........................................................................................... 72

2. ELEMENTOS BSICOS DE ACCESS 2007 ................................................................................................... 73

2.1 La pantalla inicial .................................................................................................................. 73

2.2 La interfaz ............................................................................................................................. 73

3. CREAR, CERRAR Y ABRIR UNA BASE DE DATOS ........................................................................................... 75

3.1 Crear una base de datos mediante una plantilla .................................................................. 75

3.2 Crear una base de datos en blanco ....................................................................................... 76

4. CREAR TABLAS ................................................................................................................................... 77

4.1 Agregar una tabla ................................................................................................................. 77

4.2 Insertar una tabla, empezando en la vista Hoja de datos .................................................... 77

4.3 Insertar una tabla, empezando en la vista Diseo ................................................................ 78

4.4 La clave principal o clave primaria ....................................................................................... 81

4.5 Importar datos de otro origen .............................................................................................. 82

5. PROPIEDADES DE LOS CAMPOS .............................................................................................................. 83

5.1 Introduccin .......................................................................................................................... 83

5.2 Tamao del campo ............................................................................................................... 84

5.3 Formato del campo ............................................................................................................... 85

5.4 Lugares decimales ................................................................................................................ 86

5.5 Mscara de entrada ............................................................................................................. 86

5.6 Ttulo ..................................................................................................................................... 87

5.7 Valor predeterminado .......................................................................................................... 87

5.8 Regla de validacin ............................................................................................................... 87

5.9 Texto de validacin ............................................................................................................... 88

5.10 Requerido .............................................................................................................................. 88

5.11 Permitir longitud cero ........................................................................................................... 88

5.12 Indexado ............................................................................................................................... 88

6. LAS RELACIONES ................................................................................................................................. 89

6.1 Tipos de relaciones de tabla ................................................................................................. 90

6.2 Descripcin de la integridad referencial ............................................................................... 92

INDICES


4

6.3 Crear una relacin. ............................................................................................................... 93

6.4 Aadir tablas a la ventana Relaciones. ................................................................................. 95

6.5 Quitar tablas de la ventana Relaciones. ............................................................................... 95

6.6 Modificar relaciones. ............................................................................................................ 96

6.7 Eliminar relaciones................................................................................................................ 96

6.8 Mostrar relaciones directas .................................................................................................. 97

7. LAS CONSULTAS ................................................................................................................................. 97

7.1 Tipos de consultas ................................................................................................................. 97

7.2 Crear una consulta ................................................................................................................ 99

7.3 Aadir campos .................................................................................................................... 101

7.4 Encabezados de columna.................................................................................................... 101

7.5 Ejecutar la consulta ............................................................................................................ 102

7.6 Modificar el diseo de una consulta ................................................................................... 102

7.7 Ordenar las filas .................................................................................................................. 102

7.8 Seleccionar filas .................................................................................................................. 103

7.9 Consultas con parmetros .................................................................................................. 105

7.10 Las consultas multitabla ..................................................................................................... 105

UNIDAD 4 .......................................................................................................................................... 109

TEMA: MYSQL .................................................................................................................................... 109

1. INTRODUCCIN ................................................................................................................................ 109

2. CARACTERSTICAS ............................................................................................................................. 109

3. HISTORIA ........................................................................................................................................ 109

4. ESQUEMA DE DENOMINACIONES ......................................................................................................... 110

5. CONFORMACIN DE LA INSTALACIN .................................................................................................... 111

6. COMANDOS BSICOS......................................................................................................................... 112

7. CREAR Y UTILIZAR UNA BASE DE DATOS ................................................................................................. 114

8. CREAR Y SELECCIONAR UNA BASE DE DATOS ........................................................................................... 115

9. CREACIN DE TABLAS ........................................................................................................................ 115

10. CARGANDO DATOS EN UNA TABLA ................................................................................................... 119

BIBLIOGRAFA .................................................................................................................................... 122

INDICES

IIINNNDDDIIICCCEEE DDDEEE GGGRRRFFFIIICCCOOOSSS

GRFICO 1 SISTEMA GESTOR DE BASES DE DATOS..................................................................................................... 9

GRFICO 2 REPRESENTACIN GRFICA DE UNA ENTIDAD .......................................................................................... 16

GRFICO 3 REPRESENTACIN GRFICA DE LOS ATRIBUTOS EN UNA ENTIDAD ............................................................... 16

GRFICO 4 RELACIN ENTRE DOS ENTIDADES ........................................................................................................ 17

GRFICO 5 RELACIN DE GRADO 3 O TERNARIA ..................................................................................................... 17

GRFICO 6 RELACIN 1 A 1 ............................................................................................................................... 18

GRFICO 7 RELACIN 1 A N .............................................................................................................................. 18

GRFICO 8 RELACIN N A N .............................................................................................................................. 18

GRFICO 9 EJEMPLOS DE GENERALIZACIN .......................................................................................................... 19

GRFICO 10 EJEMPLO DE AGREGACIN ............................................................................................................... 20

GRFICO 11 DIAGRAMA E-R DEL EJERCICIO 1 ....................................................................................................... 21



GRFICO 14 ENTIDAD ALUMNO ......................................................................................................................... 28

GRFICO 15 ESQUEMA E-R DE UNA FACTURA ....................................................................................................... 28

GRFICO 16 ESQUEMA E-R CON RELACIN UNO A UNO .......................................................................................... 30

GRFICO 17 ESQUEMA E-R CON RELACIN UNO A MUCHOS .................................................................................... 32

GRFICO 18 ESQUEMA E-R CON RELACIN MUCHOS A MUCHOS .............................................................................. 34

GRFICO 19 PANTALLA INICIAL DE ACCESS 2007 .................................................................................................. 73

GRFICO 20 CINTA DE OPCIONES ....................................................................................................................... 73

GRFICO 21 ENTORNO DE ACCESS 2007 ............................................................................................................. 75

GRFICO 22 OPCIN NUEVA BASE DE DATOS EN BLANCO ........................................................................................ 76

GRFICO 23 TABLA INICIAL DE LA BASE DE DATOS .................................................................................................. 76

GRFICO 24 GRUPO TABLAS DE LA FICHA CREAR ................................................................................................... 77

GRFICO 25 COMO CAMBIAR A LA VISTA DISEO .................................................................................................. 79

GRFICO 26 VISTA DISEO ............................................................................................................................... 79

GRFICO 27 CAMPOS DE LA TABLA PROFESORES ................................................................................................... 80

GRFICO 28 TIPOS DE DATOS DE LOS CAMPOS ...................................................................................................... 80

GRFICO 29 BOTN PARA AGREGAR LA CLAVE PRINCIPAL ........................................................................................ 81

GRFICO 30 ERROR DE CLAVE ............................................................................................................................ 82

GRFICO 31 GRUPO IMPORTAR DE LA FICHA DATOS EXTERNOS ............................................................................... 83

GRFICO 32 PROPIEDADES DE LOS CAMPOS .......................................................................................................... 84

GRFICO 33 FORMULARIO NOTAS ...................................................................................................................... 89

GRFICO 34 CAMPOS EN COMN ENTRE LAS TABLAS PROFESORES Y MATERIAS ........................................................... 90

GRFICO 35 BOTN RELACIONES DE LA PESTAA HERRAMIENTAS DE BASE DE DATOS. .................................................. 93

GRFICO 36 CUADRO DE DILOGO MOSTRAR TABLAS ............................................................................................ 93

GRFICO 37 TABLAS AGREGADAS A LA VENTANA RELACIONES .................................................................................. 94

GRFICO 38 CUADRO DE DILOGO MOSTRAR RELACIONES ...................................................................................... 94

GRFICO 39 RELACIN UNA A VARIOS DE LA TABLA PROFESORES CON LA TABLA ALUMNOS ............................................ 95

GRFICO 40 BOTN MOSTRAR TABLA DE LA PESTAA DISEO ................................................................................. 95

GRFICO 41 MEN CONTEXTUAL DE UNA TABLA EN LA VENTANA RELACIONES ............................................................ 96

GRFICO 42 MEN CONTEXTUAL DE UNA RELACIN .............................................................................................. 96

GRFICO 43 CONSULTA SQL EN ACCESS .............................................................................................................. 99

GRFICO 44 BOTN DISEO DE CONSULTA DE LA PESTAA CREAR ............................................................................ 99

GRFICO 45 CUADRO DE DILOGO MOSTRAR TABLA PARA CONSULTAS ...................................................................... 99

GRFICO 46 VENTANA VISTA DISEO DE CONSULTAS .......................................................................................... 100

GRFICO 47 BOTN EJECUTAR CONSULTAS........................................................................................................ 102

INDICES


6

GRFICO 48 VARIAS CONDICIONES EN UNA CONSULTA .......................................................................................... 104

GRFICO 49 CONDICIONES EN DIFERENTES FILAS ................................................................................................. 104

GRFICO 50 CUADRO DE DILOGO PARA INTRODUCIR VALORES .............................................................................. 105

GRFICO 51 BOTN MOSTRAR TABLA .............................................................................................................. 105

GRFICO 52 COMBINAR TABLAS ....................................................................................................................... 106

GRFICO 53 PROMPT DE MYSQL .................................................................................................................... 112

GRFICO 54 INSTRUCCIN SELECT CON OPERACIONES MATEMTICAS BSICAS EN MYSQL ........................................ 113

GRFICO 55 SENTENCIAS CON MLTIPLES LNEAS ................................................................................................ 113

GRFICO 56 PARA CANCELAR UN COMANDO UTILICE /C ........................................................................................ 113

GRFICO 57 SENTENCIA SHOW DATABASES .................................................................................................. 114

GRFICO 58 SENTENCIA USE .......................................................................................................................... 115

GRFICO 59 SENTENCIA CREATE DATABASE ................................................................................................... 115

GRFICO 60 CAMBIO DE UNA BASE DE DATOS ..................................................................................................... 115

GRFICO 61 SENTENCIA SHOW TABLES .......................................................................................................... 116

GRFICO 62 SENTENCIA CREATE TABLE ......................................................................................................... 116

GRFICO 63 SENTENCIA DESCRIBE ................................................................................................................. 116

GRFICO 64 CREAR UNA TABLA CON UNA CLAVE PRIMARIA .................................................................................... 119

GRFICO 65 CREAR UNA TABLA CON UNA CLAVE PRIMARIA Y UNA CLAVE FORNEA ..................................................... 119

GRFICO 66 USO DE CLAVES COMBINADAS EN LLAVES FORNEAS ........................................................................... 119

GRFICO 67 INGRESO DE DATOS UTILIZANDO EL BLOC DE NOTAS ............................................................................. 120

GRFICO 68 SENTENCIA LOAD DATA .............................................................................................................. 120

GRFICO 69 SENTENCIA INSERT INTO ............................................................................................................ 121

GRFICO 70 SENTENCIA SELECT ..................................................................................................................... 121

UNIDAD 1 Sistemas de bases de datos

SSGGBBDD

UNIDAD 1 Sistemas de Bases de Datos


8

UUUNNNIIIDDDAAADDD 111

Tema: Sistemas de Bases de Datos

1. Introduccin Terica

1.1 Dato e Informacin

En esencia, un sistema de bases de datos no es ms que un sistema para

archivar en computador; o sea, es un sistema computarizado cuyo

propsito general es mantener informacin y hacer que est disponible

cuando se solicite. Para tener claro sta definicin es necesario hacer la

distincin entre dos trminos que parecieran ser sinnimos: dato e

informacin:

Dato: El dato es conjunto de caracteres con algn significado, pueden

ser numricos, alfabticos, o alfanumricos.

Informacin: Es un conjunto ordenado de datos los cuales son

manejados segn la necesidad del usuario, para que un conjunto de

datos pueda ser procesado eficientemente y pueda dar lugar a

informacin, primero se debe guardar lgicamente en archivos.

1.2 Qu es una base de datos?

Una base de datos es un conjunto de datos almacenados entre los que

existen relaciones lgicas y ha sido diseada para satisfacer los

requerimientos de informacin de una empresa u organizacin.

La base de datos es un gran almacn de datos que se define una sola vez y

que se utiliza al mismo tiempo por muchos departamentos y usuarios. La

base de datos no pertenece a un departamento, se comparte por toda la

organizacin.

Adems, la base de datos no slo contiene los datos de la organizacin,

tambin almacena una descripcin de dichos datos. Esta descripcin es lo

que se denomina metadatos, se almacena en el diccionario de datos o

catlogo y es lo que permite que exista independencia de datos.

UNIDAD 2 Lenguaje de Consultas SQL


9

1.3 El sistema de gestin de la base de datos

El sistema de gestin de la base de datos (DBMS1) es una aplicacin que

permite a los usuarios (clientes) definir, crear y mantener la base de datos,

y proporciona acceso controlado a la misma.

Grfico 1 Sistema gestor de bases de datos

En general, un DBMS proporciona los siguientes servicios:

Permite la definicin de la base de datos mediante el lenguaje de

definicin de datos (DDL2). Este lenguaje permite especificar la

estructura y el tipo de los datos, as como las restricciones sobre los

datos. Todo esto se almacenar en la base de datos.

Permite la insercin, actualizacin, eliminacin y consulta de datos

mediante el lenguaje de manejo de datos (DML3).

Proporciona un acceso controlado a la base de datos.

1.4 Objetivos de los sistemas de bases de datos

Los objetivos principales de un sistema de base de datos es disminuir los

siguientes aspectos:

Redundancia e inconsistencia de datos: Si los archivos que mantienen

almacenada la informacin son creados por diferentes tipos de programas

1 DBMS: De las siglas en ingls Data Bases Management System cuya traduccin al espaol es Sistemas

manejadores de bases de datos. 2 DDL: De las siglas en ingls Data Definition Language cuya traduccin al espaol es Lenguaje de

definicin de datos. 3 DML: De las siglas en ingls Data Manipulation Language cuya traduccin al espaol es Lenguaje de

manipulacin de datos



10

de aplicacin existe la posibilidad de que si no se controla detalladamente el

almacenamiento, se pueda originar un duplicado de informacin, esto se

conoce como redundancia de datos. Esto aumenta los costos de

almacenamiento y acceso a los datos, adems de que puede originar la

inconsistencia de los datos4, por ejemplo: que se actualiza la direccin de

un alumno en un archivo y que en otros archivos permanezca la anterior.

Dificultad para tener acceso a los datos: Un sistema de base de datos

debe contemplar un entorno de datos que le facilite al usuario el manejo de

los mismos. Por ejemplo supngase la siguiente situacin: en el colegio uno

de los departamentos necesita averiguar los nombres de todos los alumnos

que viven en la parroquia Totoracocha de la ciudad de Cuenca. El

departamento pide al centro de cmputo que genere la lista

correspondiente. Puesto que esta situacin no fue prevista en el diseo del

sistema, no existe ninguna aplicacin de consulta que permita este tipo de

solicitud, esto ocasiona una deficiencia del sistema.

Aislamiento de los datos: Cuando los datos estn repartidos en varios

archivos, y estos no pueden tener diferentes formatos, es difcil escribir

nuevos programas de aplicacin para obtener los datos apropiados.

Anomalas del acceso concurrente: Para mejorar el funcionamiento

global del sistema y obtener un tiempo de respuesta ms rpido, muchos

sistemas permiten que mltiples usuarios actualicen los datos

simultneamente. En un entorno as la interaccin de actualizaciones

concurrentes puede dar por resultado datos inconsistentes.

Problemas de seguridad: La informacin de toda organizacin es

importante, aunque unos datos lo son ms que otros, por tal motivo se

debe considerar el control de acceso a los mismos, no todos los usuarios

pueden visualizar alguna informacin, por tal motivo para que un sistema

de base de datos sea confiable debe mantener un grado de seguridad que

garantice la autentificacin y proteccin de los datos. En un colegio por

ejemplo, el personal de contabilidad slo necesita tener acceso a la parte de

la base de datos que tiene informacin acerca de la parte econmica de la

4 Inconsistencia de datos: Es cuando diversas copias de un mismo dato no concuerdan entre s



11

institucin y no a otro tipo de informacin como por ejemplo a las notas de

los estudiantes.

Problemas de integridad: Los valores de datos almacenados en la base

de datos deben satisfacer cierto tipo de restricciones de consistencia. Estas

restricciones se hacen cumplir en el sistema aadiendo cdigos apropiados

en los diversos programas de aplicacin.

ACTIVIDAD GRUPAL

Con un grupo de tres compaeros realice un foro para debatir la

importancia de los sistemas de bases de datos. Entregue un documento con

las conclusiones y opiniones que se han llegado al final de la actividad.

2. Planificacin y diseo de bases de datos

2.1 Introduccin Terica

Todo sistema de informacin debe ser previamente planificado para evitar

futuros inconvenientes y dicha planificacin debe realizarse por fases, stas

fases de la planificacin del sistema se conoce como el ciclo de vida de un

sistema de informacin que se relaciona directamente con el desarrollo de

aplicaciones de bases de datos.

La razn para preocuparse por el diseo de las bases de datos es que es

crucial para la consistencia, integridad y precisin de los datos. Si una base

de datos est mal diseada, los usuarios tendrn dificultades a la hora de

acceder a ciertos tipos de informacin y existe el riesgo aadido de que

ciertas bsquedas puedan producir informacin errnea.

Vindolo desde una perspectiva diferente, la base de datos es como una

casa que queremos que nos construyan. Qu es lo primero que hay que

hacer? Desde luego, lo que no vamos a hacer es buscar a un constructor

que haga la casa sobre la marcha y lo haga como l quiera. Seguramente,

buscaremos primero a un arquitecto que disee nuestra nueva casa y

despus haremos que el constructor la edifique. El arquitecto expresar

nuestras necesidades en una serie de planos, anotando todos los requisitos

de los diversos sistemas (estructural, mecnico y elctrico). Despus, el



12

constructor pondr los materiales necesarios, tal y como se indica en los

planos y en las especificaciones.

Volviendo a la perspectiva de las bases de datos, el diseo lgico

corresponde con la fase de elaboracin de los planos arquitectnicos, y la

implementacin fsica de la base de datos es la casa ya construida. El

diseo lgico describe el tamao, la forma y los sistemas necesarios para la

base de datos. Despus, se construye la implementacin fsica del diseo

lgico de la base de datos mediante el DBMS.

Se pueden hacer malos diseos, pero una base de datos bien diseada

contendr informacin correcta, almacenar los datos ms eficientemente y

ser ms fcil de gestionar y de mantener.

2.2 Ciclo de vida de las Aplicaciones de bases de datos

Una aplicacin de base de datos es un sistema de informacin, es decir, un

conjunto de recursos que permiten recoger, gestionar, controlar y difundir

la informacin de toda una empresa u organizacin.

Un sistema de informacin est formado por los siguientes componentes:

La base de datos.

El DBMS.

Los programas de aplicacin.

Los dispositivos fsicos (ordenadores, medios de almacenamiento,

etc.).

El personal que utiliza y que desarrolla el sistema.

La base de datos es un componente fundamental de un sistema de

informacin, razn por la cual en este documento se van a estudiar cada

una de las etapas del ciclo de vida de desarrollo del software desde la

perspectiva del desarrollo de una aplicacin de bases de datos, siguiendo un

enfoque orientado a datos.

Bajo esa perspectiva las etapas del ciclo de vida de una aplicacin de bases

de datos son las siguientes:

Planificacin del proyecto.



13

Definicin del sistema.

Recoleccin y anlisis de los requisitos.

Diseo de la base de datos.

Seleccin del DBMS.

Diseo de la aplicacin.

Prototipado.

Implementacin.

Conversin y carga de datos.

Prueba.

Mantenimiento.

Estas etapas no son estrictamente secuenciales. De hecho hay que repetir

algunas de las etapas varias veces, haciendo lo que se conocen como ciclos

de realimentacin. Por ejemplo, los problemas que se encuentran en la

etapa del diseo de la base de datos pueden requerir una recoleccin de

requisitos adicional y su posterior anlisis.

Debido a la naturaleza de la materia nuestro estudio se centrar solamente

en una de las fases del ciclo de vida: el diseo de base de datos.

ACTIVIDAD

Investigue cada una de las etapas del ciclo de vida del desarrollo del

software. Se evaluar: Portada, ndice de contenidos, ndice de grficos (si

es que los hay), calidad de la teora investigada, ejemplos, conclusiones,

recomendaciones y bibliografa.

Recuerde que una buena investigacin implica una buena sustentacin de la

misma.

2.3 Diseo de bases de datos

Como se pudo ver en la Planificacin y diseo de la bases de datos, el

diseo de una base de datos se descompone en: diseo conceptual, diseo

lgico y diseo fsico.



14

Diseo conceptual: En esta etapa se debe construir un esquema de la

informacin que se usa en la empresa, independientemente de cualquier

consideracin fsica. A este esquema se le denomina esquema conceptual.

Al construir el esquema, los diseadores5 descubren la semntica

(significado) de los datos de la empresa. El objetivo es comprender:

La perspectiva que cada usuario tiene de los datos.

La naturaleza de los datos, independientemente de su representacin

fsica.

El uso de los datos a travs de las reas de aplicacin.

El esquema ms popular para el diseo conceptual es el modelo E-R6.

Diseo lgico: El diseo lgico es el proceso de construir un esquema de la

informacin que utiliza la empresa, basndose en un modelo de base de

datos especfico, independiente del DBMS concreto que se vaya a utilizar y

de cualquier otra consideracin fsica.

En esta etapa, se transforma el esquema conceptual en un esquema lgico

que utilizar las estructuras de datos del modelo de base de datos en el que

se basa el DBMS que se vaya a utilizar, como puede ser el modelo

relacional, el modelo de red, el modelo jerrquico o el modelo orientado a

objetos.

La normalizacin es una tcnica que se utiliza para comprobar la validez de

los esquemas lgicos basados en el modelo relacional, ya que asegura que

las relaciones (tablas) obtenidas no tienen datos redundantes.

Diseo fsico: El diseo fsico es el proceso de producir la descripcin de la

implementacin de la base de datos en memoria secundaria: estructuras de

almacenamiento y mtodos de acceso que garanticen un acceso eficiente a

los datos.

5 Los diseadores de la base de datos realizan el diseo lgico de la base de datos, debiendo identificar

los datos, las relaciones entre datos y las restricciones sobre los datos y sus relaciones. El diseador de la base de datos debe tener un profundo conocimiento de los datos de la empresa y tambin debe conocer sus reglas de negocio. Las reglas de negocio describen las caractersticas principales de los datos tal y como las ve la empresa. 6 Un diagrama o modelo entidad-relacin (a veces denominado por su siglas en ingls E-R "Entity

relationship"). Se ver ms adelante en detalle.



15

Para llevar a cabo esta etapa, se debe haber decidido cul es el DBMS que

se va a utilizar, ya que el esquema fsico se adapta a l. Entre el diseo

fsico y el diseo lgico hay una realimentacin, ya que algunas de las

decisiones que se tomen durante el diseo fsico para mejorar las

prestaciones, pueden afectar a la estructura del esquema lgico. En

general, el propsito del diseo fsico es describir cmo se va a implementar

fsicamente el esquema lgico obtenido en la fase anterior.

3. Diseo conceptual de bases de datos utilizando el Modelo

E-R

Como ya se dijo anteriormente el diseo de bases de datos es el proceso

por el que se determina la organizacin de una base de datos, incluidos su

estructura, contenido y las aplicaciones que se han de desarrollar.

3.1 Modelos de datos

Un modelo de datos es una serie de conceptos que puede utilizarse para

describir un conjunto de datos y las operaciones para manipularlos. Hay dos

tipos de modelos de datos: los modelos conceptuales y los modelos lgicos.

En el diseo de bases de datos se usan primero los modelos conceptuales

para lograr una descripcin de alto nivel de la realidad, y luego se

transforma el esquema conceptual en un esquema lgico.

3.2 El modelo E-R

El modelo E-R est formado por un conjunto de conceptos que permiten

describir la realidad mediante un conjunto de representaciones grficas y

lingsticas.

Originalmente, el modelo E-R slo inclua los conceptos de entidad, relacin

y atributo. Ms tarde, se aadieron otros conceptos, como los atributos

compuestos y las jerarquas de generalizacin, en lo que se ha denominado

modelo entidad-relacin extendido.

Entidad y atributos

Entidades: Es todo lo que existe y es capaz de ser descrito (sustantivo), se

distingue de otros objetos de acuerdo a sus caractersticas llamadas



16

atributos. Por ejemplo puede ser una entidad el sustantivo persona pues el

mismo se diferencia de cualquier otra persona, incluso siendo gemelos.

O puede ser una entidad el sustantivo casa pues aunque sea exactamente

igual a otra, an se diferenciar en su direccin.

Grfico 2 representacin grfica de una entidad

Las entidades se representan grficamente mediante rectngulos y su

nombre aparece en la parte interna. Un nombre de entidad slo puede

aparecer una vez en el esquema conceptual.

Una entidad puede ser un objeto con existencia fsica 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).

Hay dos tipos de entidades: fuertes y dbiles. Una entidad dbil es una

entidad cuya existencia depende de la existencia de otra entidad. Una

entidad fuerte es una entidad que existe pos s sola y no depende de la

existencia de otras.

Atributos: es una caracterstica (adjetivo) de una entidad o relacin. Una

entidad est descrita y se representa por sus caractersticas o atributos. Por

ejemplo, la entidad Alumno puede llevar consigo las caractersticas: Cdigo,

Nombres, Direccin, Telfono, etc.

Grfico 3 Representacin grfica de los atributos en una Entidad

De entre los atributos habr uno o un conjunto de ellos que no se repite; a

este atributo o conjunto de atributos se le llama clave de la entidad, (para

la entidad alumno una clave seria CDIGO). En el esquema se los distingue

por que el atributo clave se encuentra subrayado.

ALUMNO

ALUMNO

Cdigo Nombres

Direccin Telfono



17

Relacin (Interrelacin)

Es una correspondencia o asociacin entre dos o ms entidades (verbo).

Cada relacin tiene dos extremos y se representas grficamente con

rombos, dentro de ellas se coloca el nombre de la relacin.

Grfico 4 Relacin entre dos entidades

La cantidad de entidades en una relacin determina el grado de la relacin,

por ejemplo la relacin ALUMNO-CURSO es de grado 2 (binarias), ya que

intervienen la entidad ALUMNO y la entidad CURSO, la relacin PADRES,

puede ser de grado 3, ya que involucra las entidades PADRE, MADRE e

HIJO.

Grfico 5 Relacin de grado 3 o ternaria

Cardinalidad

La cardinalidad nos especifica los tipos de relaciones que existen entre las

entidades en el modelo E-R para establecer con esto las validaciones

necesarias para conseguir que los datos de la instancia7 correspondan con

la realidad.

a) Relacin uno a uno (1:1): A cada ocurrencia de una entidad le

corresponde como mximo una ocurrencia de la otra entidad relacionada.

7 Instancia: Valor nico en un momento dado de una base de datos

MADRE

PADRE

HIJO PADRES

Cdigo Nombres

Direccin Telfono

ALUMNO

Nivel Paralelo

CURSO PERTENECE



18

Una entidad del tipo A solo se puede relacionar con una entidad del tipo B, y

viceversa.

Por ejemplo: La entidad HOMBRE con la entidad MUJER y entre ellos la

relacin MATRIMONIO, es una relacin 1 a 1, ya que asocia a un HOMBRE

con una nica MUJER por lo tanto ningn HOMBRE tiene ms de una MUJER

en MATRIMONIO, y ninguna MUJER tiene ms de una HOMBRE en

MATRIMONIO. El extremo de la flecha indica el uno de la relacin.

Grfico 6 Relacin 1 a 1

b) Relacin uno a muchos (1:N): Significa que una entidad del tipo A

puede relacionarse con cualquier cantidad de entidades del tipo B, y una

entidad del tipo B solo puede estar relacionada con una entidad del tipo A.

Por ejemplo: La entidad CURSO y la entidad ALUMNO y entre ellos la

relacin ESTUDIAR EN. En un CURSO pueden ESTUDIAR muchos ALUMNOS,

pero un ALUMNO puede ESTUDIAR EN un solo CURSO.

Grfico 7 Relacin 1 a N

c) Relacin muchos a muchos (N:N): Establece que cualquier cantidad

de entidades del tipo A pueden estar relacionados con cualquier cantidad de

entidades del tipo B.

Por ejemplo: La entidad ALUMNO y la entidad ASIGNATURA y entre ellos la

relacin APRENDER. Un ALUMNO puede APRENDER varias asignaturas y una

ASIGNATURA puede ser APRENDIDA por varios ALUMNOS.

Grfico 8 Relacin N a N

HOMBRE MUJER MATRIMONIO

ALUMNO CURSO ESTUDIAR EN

ALUMNO ASIGNATURA ESTUDIAR EN



19

3.3 Generalizacin, especializacin y Agregacin

a) Generalizacin

La generalizacin consiste en identificar atributos comunes a ciertas

entidades, para lo cual podemos crear: una entidad de nivel superior que

las contenga, y otras entidades de nivel inferior con los atributos

particulares. Ejemplo:

Grfico 9 Ejemplos de Generalizacin

Se puede observar que las entidades EMPLEADO y ESTUDIANTE heredan8 de

la entidad PERSONA los atributos Nombre, Direccin y Telfono. De la

misma manera la entidad EMPLEADO tiene un atributo particular llamado

8 La herencia es un tipo de relacin entre una entidad "padre" y una entidad "hijo". La entidad "hijo"

hereda todos los atributos y relaciones de la entidad "padre". Por tanto, no necesitan ser representadas dos veces en el diagrama.

EMPLEADO

Salario

IS A

Nombre

Direccin

Telfono

IS A

PERSONA

ADMINISTRATIVO

Cargo Departamento

PROFESOR

Materia Horas de clase

ESTUDIANTE

Calificacin

Atributos semejantes

(Generalizados)

Entidad global

generada

IS A: Se lee ES UN

Atributos individuales

Atributos individuales



20

salario que hereda a las entidades ADMINISTRATIVO y PROFESOR, las

cuales tienen tambin sus propios atributos individuales.

Como podemos observar la Generalizacin trata de eliminar la redundancia

(repeticin) de atributos, al englobar los atributos semejantes. La

entidad(es) de bajo nivel heredan todos los atributos correspondientes.

b) Especializacin

Si identificamos un subconjunto de entidades dentro de un conjunto de

entidades que tienen algunos atributos particulares, entonces estos

subgrupos se convierten en conjuntos de entidades de nivel inferior que

tienen atributos o participan en relaciones que no son aplicables al conjunto

de entidades de nivel superior.

c) Agregacin

La agregacin surge cuando ms de una entidad se asocian de tal forma

que se las puede ver como a una nueva entidad. Esta nueva entidad, fruto

de esa ntima unin, se puede relacionar con otras entidades. Se representa

enmarcando la relacin en un rectngulo.

Grfico 10 Ejemplo de Agregacin

Para ejemplificar una agregacin consideraremos un ejemplo que consiste

en una empresa en la cual existen trabajando muchos empleados que

trabajan en diferentes proyectos, pero dependiendo del trabajo que realiza

en pueden llegar a utilizar un equipo o maquinaria; en este problema

intervienen 3 entidades: Empleado, Proyecto y Maquinaria, el diagrama E-R

correspondiente sera el que se visualiza en la figura 9.

MAQUINARIA

Id

PROYECTO

Nmero Nombre Horas

TRABAJA

USA

EMPLEADO

Id



21

Como el modelo E-R no permite la unin entre dos o ms relaciones, la

relacin TRABAJA es englobada como si fuera una entidad ms de la

relacin USA, grficamente se dibuja un rectngulo para englobarlas. Slo

as podemos decir que la entidad TRABAJA se relaciona con la entidad

MAQUINARIA a travs de la relacin USA. Para indicarnos que un trabajo

usa un determinado equipo o maquinaria segn el tipo de trabajo que se

trate.

3.4 Tcnica para el modelado entidad relacin

El modelado entidad-relacin es una tcnica para el modelado de datos

utilizando diagramas entidad relacin. No es la nica tcnica pero s la ms

utilizada. Brevemente consiste en los siguientes pasos:

1. Se parte de una descripcin textual del problema o sistema de

informacin a automatizar (los requisitos).

2. Se hace una lista de los sustantivos y verbos que aparecen.

3. Los sustantivos son posibles entidades o atributos.

4. Los verbos son posibles relaciones.

5. Analizando las frases se determina la cardinalidad de las relaciones y

otros detalles.

6. Se elabora el diagrama (o diagramas) entidad-relacin.

7. Se completa el modelo con listas de atributos y una descripcin de

otras restricciones que no se pueden reflejar en el diagrama.

3.5 Ejercicios Resueltos

Ejercicio 1: Realizar un diagrama E-R del siguiente enunciado: Una

editorial publica varios libros. Un libro es publicado por una sola editorial.

Grfico 11 Diagrama E-R del Ejercicio 1

Ejercicio 2: Una editorial publica varios libros. Un libro es publicado por

una sola editorial. Un lector puede tomar prestados varios libros.

EDITORIAL LIBRO PUBLICA



22


Ejercicio 3

Se pretende crear una base de datos para almacenar informacin sobre los

proyectos que realizan en un curso. Los datos a tener en cuenta son:

Cada proyecto tiene asociado un identificador numrico y un nombre. Adems se guardar qu estudiante es el director de dicho proyecto.

Tambin se quiere guardar informacin sobre los informes que en cada aporte se hacen de cada proyecto. Para ello se guardar la

fecha del informe y se detallar cules han sido las tareas realizadas

en el aporte, quin las realiz y el tiempo que dedic a cada una de

ellas. Las tareas dentro de los proyectos suelen ser casi siempre las

mismas, aunque las realicen distintas personas y le dediquen tiempos

distintos. Adems un mismo estudiante puede realizar distintas

tareas en el mismo aporte y una tarea puede ser desarrollada por

ms de un empleado.

De los estudiantes se guardar el cdigo y su nombre.


EDITORIAL

LIBRO

PUBLICA

LECTOR TIENE

ESTUDIANTE

TAREA

Tiempo

REGISTRA INFORME

DIRIGE

GUARDA

IdTarea

Descripcin Fecha

IdInforme

IdProyecto Nombre

PROYECTO

Cdigo

Nombre



23

4. Diseo lgico de bases de datos utilizando el Modelo

Relacional


El objetivo del diseo lgico es convertir los esquemas conceptuales locales

en un esquema lgico global que se ajuste al modelo de DBMS sobre el que

se vaya a implementar el sistema.

Los modelos de bases de datos ms extendidos desde la perspectiva del

diseo lgico son el modelo relacional, el modelo de red y el modelo

jerrquico. El modelo orientado a objetos es tambin muy popular, pero no

existe un modelo estndar orientado a objetos.

En este punto nos concentraremos en desarrollar un buen modelo "lgico"

que se conoce como "esquema de la base de datos" a partir del cual se

podr realizar el modelado fsico en el DBMS, es importante mencionar que

es un paso necesario, no se puede partir de un modelo conceptual para

realizar un fsico.

4.2 El Modelo Relacional

El objetivo del modelo relacional es crear un "esquema", lo cual como se

explicar ms adelante consiste de un conjunto de "tablas" que representan

"relaciones", relaciones entre los datos.

La ventaja del modelo relacional es que los datos se almacenan, al menos

conceptualmente, de un modo en que los usuarios entienden con mayor

facilidad. Los datos se almacenan como tablas y las relaciones entre las filas

y las tablas son visibles en los datos. Este enfoque permite a los usuarios

obtener informacin de la base de datos sin asistencia de sistemas

profesionales de administracin de informacin.

Las caractersticas ms importantes de los modelos relacionales son:

Es importante saber que las entradas en la tabla tienen un solo valor (son atmicos); no se admiten valores mltiples, por lo tanto la

interseccin de un rengln con una columna tiene un solo valor,

nunca un conjunto de valores.



24

Todas las entradas de cualquier columna son de un solo tipo. Por ejemplo, una columna puede contener nombres de clientes, y en otra

puede tener fechas de nacimiento. Cada columna posee un nombre

nico, el orden de las comunas no es de importancia para la tabla, las

columnas de una tabla se conocen como atributos. Cada atributo

tiene un dominio, que es una descripcin fsica y lgica de valores

permitidos.

No existen 2 filas en la tabla que sean idnticas.

La informacin en las bases de datos son representados como datos explcitos, no existen apuntadores o ligas entre las tablas.

En el enfoque relacional es sustancialmente distinto de otros enfoques en

trminos de sus estructuras lgicas y del modo de las operaciones de

entrada/salida. En el enfoque relacional, los datos se organizan en tablas

llamadas relaciones, cada una de las cuales se implanta como un archivo.

En terminologa relacional una fila en una relacin representa un registro o

una entidad; Cada columna en una relacin representa un campo o un

atributo.

As, una relacin se compone de una coleccin de registros cuyos

propietarios estn descritos por cierto nmero de atributos predeterminados

implantados como campos.

Las tablas del diagrama relacional, pueden ser construidas partiendo de

convertir el diagrama e-r a tablas y posteriormente aplicar operaciones de

normalizacin hasta conseguir el esquema ptimo.

Esta es muy conveniente en varios aspectos:

El partir de un diagrama visual es muy til para apreciar los detalles,

de ah que se llame modelo conceptual.

El crear las tablas inciales es mucho ms simple a travs de las

reglas de conversin.

Se podra pensar que es lo mismo porque finalmente hay que

"normalizar" las tablas de todas formas, pero la ventaja de partir del

modelo e-r es que la "normalizacin" es mnima por lo general.



25

Lo anterior tiene otra ventaja, an cuando se normalice de manera

deficiente, se garantiza un esquema aceptable.

Conceptos bsicos

Tablas: El modelo relacional proporciona una manera simple de representar

los datos: una tabla bidimensional llamada relacin.

ALUMNOS

CODIGO NOMBRES DIRECCIN

1234 David Bustamante Av. 24 de Mayo

5678 Toms Alarcn Gran Colombia

La relacin Alumnos tiene la intencin de manejar la informacin de las

instancias en la entidad Alumnos, cada rengln corresponde a una entidad

Alumno y cada columna corresponde a uno de los atributos de la entidad.

Sin embargo las relaciones pueden representar ms que entidades, como se

explicar ms adelante.

El grado de esta tabla es el nmero de campos que posee, en nuestro caso

la tabla ALUMNOS es de grado 3.

Campos o atributos: Los atributos son las columnas de una relacin y

describen caractersticas particulares de ella.

Relacin, Esquema o Tabla: Es el nombre que se le da a una relacin y el

conjunto de atributos en ella.

Alumnos (Cdigo, Nombres, Direccin)

Tuplas o registros: Cada uno de los renglones en una relacin

conteniendo valores para cada uno de los atributos.

(1234, David Bustamante, Av. 24 de Mayo)

Dominios: Se debe considerar que cada campo (columna) debe ser

atmico, es decir, que no sea divisible, no se puede pensar en un atributo

como un "registro" o "estructura" de datos.

Claves: Como en una tabla, las tuplas pueden estar en cualquier orden, no

podemos referenciar una tupla concreta a mediante su posicin entre las



26

dems, y necesitamos alguna forma de seleccionar una tupla concreta. La

forma de hacerlo es mediante una clave.

Una clave es un atributo o conjunto de atributos cuyo valor es nico y

diferente para cada tupla.

Clave primaria: De entre todas las claves candidatas, el administrador,

cuando define la tabla, debe decidir cul de ellas va a ser la clave principal o

clave primaria.

Una clave primaria es aquella columna (pueden ser tambin dos columnas o

ms) que identifica nicamente a esa fila. La clave primaria es un

identificador que va a ser nico para cada fila. Se acostumbra poner la clave

primaria como la primera columna de la tabla pero esto no tiene que ser

necesario, si no es ms una conveniencia. Muchas veces la clave primaria

es autonumrica.

Clave Candidata: En una tabla puede que tengamos ms de una clave, en

tal caso se puede escoger una para ser la clave primaria, las dems claves

son las claves candidatas, adems es la posible clave primaria. P.ej., en

nuestro caso de la tabla Alumnos, la clave puede ser tanto el atributo

Cdigo, como el atributo Nombre

Claves Alternativas: Una clave alternativa es aquella clave candidata que

no ha sido seleccionada como clave primaria, pero que tambin puede

identificar de forma nica a una fila dentro de una tabla. Ejemplo: Si en una

tabla Alumnos definimos Cdigo como clave primaria, el nmero de cdula

de ese alumno podra ser una clave alternativa.

Clave Fornea: Una clave fornea es aquella columna que existiendo como

dependiente en una tabla, es a su vez clave primaria en otra tabla.

Clave Compuesta: Una clave compuesta es una clave que est compuesta

por ms de una columna o campo.

4.3 Conversin del diagrama E-R a tablas

En el tema anterior estudiamos un modelo conceptual de datos que nos

permita describir la informacin que se desea almacenar en una base de

datos cualquiera: el modelo Entidad-Relacin.



27

La ventaja de este modelo es que es independiente del modelo lgico sobre

el que se vaya a implantar finalmente dicha base de datos. Por otro lado,

cuando dicho modelo lgico es el modelo relacional, resulta bastante

sencillo pasar del diagrama E-R al esquema relacional mediante unas

cuantas reglas sencillas y fciles de aplicar.

Antes de comenzar es necesario resaltar las diferencias existentes entre

estos dos modelos.

De una parte, el modelo E-R trabaja a nivel conceptual, estableciendo

cules son las entidades fuertes y dbiles que intervienen en nuestra base

de datos, y las relaciones existentes entre ellas; sin embargo, no hace

referencia alguna a la forma en que estos objetos se almacenan en

ninguna base de datos, entre otras cosas por se trata slo de un modelo

conceptual. Por contra, el modelo relacional lo que trata es de representar

la informacin en la forma en que se va a almacenar en la memoria del

ordenador (o al menos en la forma en que el usuario la ve). Para ello se

vale casi nicamente del concepto de tabla.

Por tanto, lo que se pretende con este apartado es pasar de describir

conceptualmente el mundo mediante entidades y relaciones, a describirlo

lgicamente mediante tablas.

Una vez preparados los atributos de las entidades y relaciones, la

conversin del diagrama E-R al modelo relacional pasa por dos etapas: una

en la que se convierten las entidades, y otra en la que se convierten las

relaciones. No obstante, las tablas que se van obteniendo no adoptan su

forma definitiva hasta que se ha acabado el proceso.

Conversin de entidades a tablas.

Una entidad A con atributos a1...aN se convierte en una tabla de nombre A,

y nombres de columna o atributos a1...aN. Si la clave de la entidad A est

formada por los atributos ai...ai+k, la clave de la tabla correspondiente

estar formada por dichos atributos.



28

En definitiva, podemos decir que existe una correspondencia directa entre el

concepto de entidad del diagrama E-R (una vez eliminados los atributos

mltiples y los compuestos), y el concepto de tabla relacional.

P.ej., siguiendo con el caso anterior, la entidad ALUMNO se convertira en la

tabla adjunta, en la que no hay ningn dato insertado.

Grfico 14 Entidad Alumno

ALUMNO

CODIGO NOMBRES DIRECCIN TELFONO

Si la entidad es dbil, ser necesario incluir tambin los atributos

correspondientes a su entidad fuerte, indispensables para poder establecer

una clave identificativa en la tabla as formada.

Conversin de relaciones binarias a tablas

Supongamos el ejemplo de un diagrama que nos permite representar las

facturas propias de cualquier negocio. Dado que el nmero de lneas de

detalle de una factura es indeterminado, es necesario crear una relacin

dbil que relacione cada factura con los detalles que en ella se facturan, tal

y como se ve en el diagrama del la figura.

Grfico 15 Esquema E-R de una factura

ALUMNO

Cdigo Nombres

Direccin Telfono

Nmero IVA

Cliente Fecha

FACTURA

NmeroLnea PrecioUnitario

TIENE

Cantidad CdigoArtculo

LNEAS DETALLE



29

FACTURA

NMERO FECHA CLIENTE IVA

LNEAS DE DETALLE

NMERO_ FACTURA

NMERO LNEA

CANTIDAD CDIGO ARTCULO

PRECIO UNITARIO

Cuando convertimos las entidades FACTURAS y LNEAS DE DETALLE en sus

tablas correspondientes, obtenemos las de la figura, en la que se observa

quela tabla de LNEAS DE DETALLE hereda los atributos que forman la clave

de FACTURAS.

Con este mtodo est claro cules son las instancias de LNEAS DE

DETALLE que se relacionan con cada Factura concreta, ya que partiendo del

Nmero de la Factura buscamos todas las tuplas de LNEAS DE DETALLE en

las que coincida su atributo Nmero de Factura. Por otro lado, averiguar a

qu Factura pertenece una Lnea de Detalle es trivial, todo caso que se

conoce la clave de dicha Factura a travs de Nmero de Factura.

De esta forma, la relacin dbil Detalle queda representada en el modelo

relacional por la inclusin de la clave de la relacin fuerte en la tabla de la

dbil.

Conversin de relaciones uno a uno

La conversin de una relacin uno a uno, no da lugar a una tabla nueva,

sino que modifica una de las dos tablas correspondientes a las entidades

que relaciona.

Una relacin R del tipo uno a uno con atributos r1...rN que relaciona

entidades A y B de claves ai...ai+k y bj...bj+m, modifica la tabla de la entidad

A, aadindole como atributos los de la clave de B, y los suyos propios, esto

es bj...bj+m y r1...rN.

Por ejemplo, supongamos el diagrama E-R de la figura que representa a

una entidad CLIENTES y a una entidad CASILLEROS DE ROPA, en un

sistema en el que queremos representar parte de un gimnasio, de manera

que un cliente alquila un casillero para guardar su ropa, y un CASILLEROS

DE ROPA slo puede pertenecer como mucho a un CLIENTE. Esta situacin



30

se representa mediante la relacin ALQUILA, que en tal caso es del tipo uno

a uno.

Grfico 16 Esquema E-R con relacin uno a uno

Tras convertir las entidades CLIENTES y CASILLEROS DE ROPA en tablas, se

obtienen las de la figura adjunta.

CLIENTE

CDULA NOMBRE APELLIDO DIRECCIN

CASILLERO DE ROPA

NMERO SITUACIN

Si ahora aplicamos la regla dada anteriormente, nos damos cuenta de su

ambigedad, en el sentido de que hace referencia a una entidad A y otra B.

En nuestro caso, da lo mismo cual consideremos como entidad A (si a

CLIENTES o CASILLEROS DE ROPA), ya que el proceso a seguir es idntico

escojamos la que escojamos.

Supongamos que la entidad A es CLIENTES, en tal caso para convertir la

relacin ALQUILA con atributos Fecha alquiler y Duracin, ampliaremos la

tabla de Clientes con la clave de CASILLEROS DE ROPA, o sea Nmero, y los

atributos de la relacin CASILLEROS DE ROPA, dando lugar a la tabla

siguiente.

CLIENTE

CDULA NOMBRE APELLIDO DIRECCIN NMERO FECHA ALQUILER

DURACIN

Cdula Direccin

Apellido Nombre

CLIENTE

Nmero Situacin

ALQUILA

Duracin FechaAlquiler

CASILLERO ROPA



31

Como resultado de esta conversin, hemos transformado una tabla

aadindole atributos que permiten seguir la relacin existente entre un

CLIENTE y un CASILLERO DE ROPA. Podemos saber directamente qu

CASILLEROS DE ROPA tiene asignado un CLIENTE sin ms que consultar su

clave, en este caso el atributo Nmero, que, por el hecho de ser clave,

identifica de forma nica una tupla en la tabla de CASILLEROS DE ROPA.

Asimismo, acompaamos la adicin de esta clave con la adicin de los

atributos propios de la relacin, con lo que podemos saber qu CASILLERO

DE ROPA ha alquilado cada CLIENTE, en qu Fecha alquiler y por cunta

Duracin.

Por otro lado, para saber a partir de un Nmero de CASILLERO DE ROPA,

qu CLIENTE la ha alquilado, basta con inspeccionar todas las tuplas de

Clientes en busca de uno cuyo atributo Nmero coincida con el que estamos

buscando.

Por tanto, lo que en el diagrama E-R no era ms que un dibujo que

relacionaba instancias de una entidad, lo hemos convertido en tablas y

atributos insertados en ellas que nos permiten seguir el hilo de las

instancias relacionadas.

Esta operacin, en la que la clave de una tabla emigra a otra, da lugar a

lo que se llama clave fornea, que no es ms que el conjunto de atributos

que conforman la clave migrada.

Conversin de relaciones uno a muchos.

Cuando la relacin que se desea convertir es del tipo uno a muchos, la

solucin es muy parecida a la del punto anterior, y consiste en migrar una

de las claves a la tabla correspondiente a la otra entidad.

Una relacin R del tipo uno a muchos con atributos r1...rN que relaciona

entidades A y B de claves ai...ai+k y bj...bj+m de manera que una instancia de

A se puede relacionar con muchas de B, modifica la tabla de la entidad B,

aadindole como atributos los de la clave de A, y los suyos propios, esto es

ai...ai+k y r1...rN.



32

Tpico ejemplo de esta situacin es el diagrama E-R que representa la

relacin entre una lista de vuelos comerciales y las compaas areas que

los realizan. Esto puede verse en la figura adjunta.

Grfico 17 Esquema E-R con relacin uno a muchos

Tras haber convertido las entidades en tablas se obtienen las de la figura

siguiente.

COMPAIAS

NOMBRE DIRECCIN NACIONALIDAD

VUELOS

DESCRIPTOR LUGAR DE SALIDA

FECHA DE SALIDA

SITUACIN DESTINO

En esta situacin, para convertir la relacin REALIZAR al modelo relacional,

observamos que una COMPAA se relaciona con muchos VUELOS, por lo

que siguiendo la regla anterior, COMPAA hace las veces de entidad A, y

VUELOS hace las veces de entidad B. Por tanto, para convertir la relacin,

basta con incluir la clave de COMPAAS en la tabla de VUELOS, dando

lugar al siguiente esquema.

COMPAIAS


VUELOS

DESCRIPTOR LUGAR DE

SALIDA

FECHA DE

SALIDA

SITUACIN DESTINO NOMBRE

Nombre Direccin

Nacionalidad

COMPAAS

Descriptor Destino

REALIZA VUELOS

FechaDeSalida

LugarDeSalida Situacin



33

En este caso, la relacin REALIZAR carece de atributos propios por lo que

no se aaden ms atributos a la tabla de VUELOS.

En este punto es interesante hacer notar que en el diagrama E-R existe la

posibilidad de tener entidades distintas con atributos distintos pero con el

mismo nombre; p.ej., puede ser comn tener la entidad CLIENTES con un

atributo CDULA, y a la vez tener la entidad EMPLEADOS con un atributo

tambin llamado CDULA. Esto es posible porque cuando se hace referencia

a CDULA, es necesario tambin indicar la entidad a que nos referimos:

CLIENTES o EMPLEADOS.

Sin embargo, en el momento de efectuar la conversin del diagrama a las

tablas relacionales, vemos que en ciertas situaciones es necesario migrar

las claves de unas entidades a otras, lo cual puede dar conflictos de

nombres. Por ejemplo, qu ocurrira si el atributo que forma la clave de

VUELOS (destinado a guardar el cdigo del vuelo: IB-713, AV-098, etc.),

en lugar de llamarse Descriptor se llamase Nombre? Est claro que cuando

se migrase la clave de la COMPAA a la tabla de VUELOS habra un

problema, pues tendramos dos atributos con el mismo nombre.

Pues bien, tanto si se produce esa situacin como si no, cuando se migra la

clave de una tabla a otra, nada nos impide renombrar los atributos en su

nueva ubicacin. Por ejemplo, en el caso anterior, la tabla VUELOS podra

haber quedado como se ve en la figura: el atributo Nombre ha pasado a

llamarse Nombre de Compaa.

COMPAIAS


VUELOS

DESCRIPTOR LUGAR DE SALIDA

FECHA DE SALIDA

SITUACIN DESTINO NOMBRE DE COMPAA

Lo que s est claro, en cualquier caso, es que el atributo Nombre de

Compaa sigue siendo clave fornea, aunque tenga distinto nombre.



34

Conversin de relaciones muchos a muchos.

Este es el caso ms general de conversin de relaciones, pudiendo incluso

aplicarse en las relaciones uno a uno y uno a muchos. El nico motivo por el

que no se da esta regla como nica regla general es la eficiencia, ya que

como veremos implica la creacin de tablas nuevas y la duplicacin de

informacin en gran cantidad.

Una relacin R del tipo muchos a muchos con atributos r1...rN que

relaciona entidades A y B de claves ai...ai+k y bj...bj+m respectivamente, se

convierte en una tabla llamada R y compuesta por los atributos de las

claves de A y B, as como por los atributos propios de la relacin R, esto es

ai...ai+k, bj...bj+m, y r1...rN. Los atributos ai...ai+k, bj...bj+m forman la clave de

la nueva tabla.

En el caso de las relaciones muchos a muchos no podemos ampliar ninguna

de las tablas asociadas porque necesitaramos un nmero indeterminado de

claves forneas. Por tanto, la solucin pasa por crear una nueva tabla con el

nico objetivo de contener los pares de instancias que se relacionan;

evidentemente, en lugar de repetir toda la informacin de cada instancia, se

almacena tan slo la informacin identificativa: la clave.

Para ilustrar esto, supongamos que queremos representar la informacin

relativa a los ALUMNOS del colegio y los CLUBES en que se halan

matriculados. El diagrama E-R que representa puede verse en la figura.

Grfico 18 Esquema E-R con relacin muchos a muchos

Dado que la relacin MATRCULAS es muchos a muchos, segn la regla

anterior, la conversin implica crear una nueva tabla con el mismo nombre,

o sea MATRCULAS, y con los atributos Veces Matriculado y Convocatorias

ALUMNO MATRICULA CLUB

Nombre Apellido

Cdula AoNacimiento Cdigo Nombre

VecesMatriculado ConvocatoriasAgotadas



35

Agotadas, as como las claves de ALUMNOS y ASIGNATURAS, o sea, Cdula

y Cdigo, que podemos renombrar como Cdula del Alumno y Cdigo de

Club, quedando las tablas de la figura siguiente.

ALUMNOS

CDULA NOMBRE APELLIDO AO DE NACIMIENTO

CLUB

CDIGO NOMBRE

MATRCULA CLUB

CDULA ALUMNO

CDIGO DE CLUB

VECES MATRICULADO

CONVOCATORIAS AGOTADAS

Con este esquema de tablas, para saber en qu CLUBES se ha matriculado

un alumno concreto, basta con buscar todas las veces que parezca su

cdula en la tabla MATRCULAS; cada tupla en la que aparezca contendr

adems la clave de una de los clubes en la que est matriculado.

Para saber el nombre de cada club utilizaremos el Cdigo de club como

clave para buscar el nombre en la tabla CLUBES.

Es interesante hacer notar la necesidad de los atributos asociados a la

relacin, tal y como explicbamos en el captulo de diagramas E-R.

ACTIVIDAD

Investigue cmo se hace la Transformacin de relaciones no binarias a

tablas. Se evaluar: Portada, ndice de contenidos, ndice de grficos (si es

que los hay), calidad de la teora investigada, ejemplos, conclusiones,

recomendaciones y bibliografa.

Recuerde que una buena investigacin implica una buena sustentacin de la

misma.



36

5. Normalizacin desde el punto de vista del diseo lgico de

una base de datos


Una vez creadas las tablas en el modelo relacional hay que verificarlas y

revisar si an se puede reducir u optimizar de alguna manera.

Los problemas tales como la redundancia que ocurren cuando se abarrotan

demasiados datos en una sola relacin son llamados anomalas. Los

principales tipos son:

1. Redundancia: la informacin se repite innecesariamente en muchas

tuplas. En la relacin siguiente: ALUMNO, CURSO, PARALELO,

ESPECIALIDAD.

2. Anomalas de actualizacin: cuando al cambiar la informacin en

una tupla se descuida el actualizarla en otra. Si en la relacin

encontramos que la EDAD de David Bustamante es 15 podramos

cambiarlo nicamente para la primer tupla y olvidar actualizar las

dems.

3. Anomalas de eliminacin: si un conjunto de valores llegan a estar

vacos y se llega a perder informacin relacionada como un efecto de

la eliminacin. Si eliminamos la materia CCNN 2, perdemos tambin

la tupla del alumno Polo Garca.

ALUMNOS

ALUMNO CURSO PARALELO EDAD ESPECIALIDAD MATERIA

David Bustamante Dcimo F 14 Bsica Matemticas III

David Bustamante Dcimo F 14 Bsica Computacin III

David Bustamante Dcimo F 14 Bsica Ingls III

Polo Garca Octavo A 12 Bsica CCNN I

Ral Bolaos Noveno B 13 Bsica Ingls II

Ral Bolaos Noveno B 14 Bsica CCSS II

5.2 Dependencia Funcional

En el diseo de esquemas de bases de datos el concepto de dependencia

funcional (functional dependency) es vital para eliminar "redundancia",



37

otros factores sera el manejo de dependencias multivaluadas y las

restricciones de integridad referencial.

Como vimos anteriormente, las relaciones pueden usarse como modelos del

mundo real, estos hechos del mundo real implican que no todo conjunto

de tuplas conforman una instancia vlida del esquema de relacin, an

cuando los valores de las tuplas hayan sido tomados de los dominios

correctos. Por ejemplo, si tenemos el esquema:

Alumnos= {Cdigo, Nombre, Edad, Curso}

La siguiente instancia no es vlida:

ALUMNOS

CDIGO NOMBRE EDAD CURSO

1234 David Bustamante 314 Dcimo

5678 Toms Alarcn 15 Primero de Bachillerato

9101 Humberto Lpez 12 Tercero de Bachillerato

1121 Miguel Farfn 16 Tercero de Bachillerato

5678 Mario Osorio 15 Segundo de Bachillerato

Podemos distinguir dos tipos de restricciones9 sobre las relaciones:

Restricciones que dependen de la semntica del dominio. Estas

restricciones surgen de comprender el significado de las componentes de las

tuplas. En el ejemplo anterior, David Bustamante no puede tener 314 aos

y Humberto Lpez no puede estar en Tercero de Bachillerato cuando slo

tiene 12 aos de edad. Conocer estas restricciones no ayudan a lograr un

buen diseo de la base de datos, pero es necesario considerarlas para que

el DBMS chequee los errores que posiblemente ocurrirn en el momento de

cargar los datos.

Restricciones que dependen de la igualdad o desigualdad de

valores. Estas restricciones no dependen de qu valor tiene una tupla en

una componente dada, sino que se basan en que dos tuplas coinciden en

ciertas componentes. En el ejemplo anterior, no puede suceder que Pedro y

Mario Osorio tengan el mismo valor en el campo CDIGO, ms all de cul

9 Restricciones: Es una condicin que obliga el cumplimiento de ciertas condiciones en la bases de datos.



38

sea ese valor. Estas restricciones se conocen con el nombre de

dependencias. Existen distintos algunos tipos de dependencias: funcionales,

multivaluadas, de inclusin y de producto (join). Cada tipo de dependencia

es un caso particular de la que le sigue.

Si deseamos disponer de mtodos algortmicos eficientes para el diseo de

una base de datos relacional debemos primero estudiar y resolver

problemas relacionados con la manipulacin de dependencias entre los

datos. Por alcance de ste curso analizaremos solamente las dependencias

funcionales.

Entonces qu es la Dependencia funcional?

Una dependencia funcional es una conexin entre uno o ms atributos. Por

ejemplo si conocemos el valor de FechaDeNacimiento podemos conocer el

valor de Edad.

Las dependencias funcionales del sistema se escriben utilizando una flecha,

de la siguiente manera:

FechaDeNacimiento Edad

Aqu a FechaDeNacimiento se le conoce como un determinante. Se puede

leer de dos formas FechaDeNacimiento determina a Edad o Edad es

funcionalmente dependiente de FechaDeNacimiento.

Las dependencias funcionales representan restricciones de la realidad. Por

consiguiente, la nica manera de determinar las dependencias funcionales

que se cumplen en una tabla R es analizando cuidadosamente las

restricciones de la realidad que estamos representando.

Las dependencias funcionales son afirmaciones del mundo real que nos

dicen qu instancias son vlidas para un esquema R.

5.3 Qu es la Normalizacin?

Se puede entender la normalizacin como una serie de reglas que sirven

para ayudar a desarrollar tablas que minimicen los problemas de lgica.

Cada regla est basada en la que le antecede.



39

Una de las ventajas de la normalizacin de base de datos es el consumo de

espacio. Una base de datos normalizada ocupa menos espacio en disco que

una no normalizada. Hay menos repeticin de datos, lo que tiene como

consecuencia un mucho menor uso de espacio en disco.

El proceso de normalizacin tiene un nombre y una serie de reglas para

cada fase. Esto puede parecer un poco confuso al principio, pero poco a

poco se va entendiendo el proceso, as como las razones para hacerlo de

esta manera.

Grados de normalizacin

Existen bsicamente tres niveles de normalizacin: Primera Forma Normal

(1NF), Segunda Forma Normal (2NF) y Tercera Forma Normal (3NF). Cada

una de estas

base de datos

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