LOREINE VANESSA VILLAMIZAR FUENTES Administracin de Base de DatosContenidoConceptos bsicos y su aplicacin

El propsito de una base de datosVentajas al utilizar una base de datos

Definicin de base de datos

Modelo Entidad- Relacin

Diagramas Entidad Relacin (DER)

Entidades, Atributos

Descripcin de relaciones

Tipos de relaciones

Modelo de datos

Lenguaje de definicin de datos

Lenguaje de manipulacin de datos

Modelo relacional

Relacin matemtica / Tabla relaciona

Qu es una llave

Qu es un esquema de base de datos relacional

Reglas de integridad estructurales

Llave fornea

Diseo de un sistema que utiliza base de datosConceptos bsicos y su aplicacin

El rea de bases de datos ha sido un rea muy importante dentro de la Ciencia de la Computacin y ms recientemente como parte esencial de las Tecnologas de Informacin. Al decir que el mundo vive en la era de la informacin, lo primero que se viene a la mente es el lugar donde se almacenan los datos requeridos para producir informacin, las Bases de Datos.El propsito de una Base de Datos es: ayudar a la gente y a las organizaciones a llevar un registro de las cosas, de aquellos objetos acerca de los cuales les interesa guardar datos. Estos datos son los que permitirn generar informacin de esas cosas u objetos. Para comprender por que es importante este almacenamiento de datos, se puede primero analizar que problemas se presenta cuando se utilizan solo datos sin la estructura que ofrece una Base de Datos:

Al tener sistemas aislados, con diferentes medios en los cuales se almacena informacin, un mismo dato puede estar almacenado en diferentes lugares

Al estar el mismo dato almacenado en diferentes lugares, puede tener diferentes valores en esos diferentes lugares, lo que puede provocar inconsistencias, si no se logra tener esas copias con la informacin consistente

La privacidad de datos se ve afectada, debido a que los departamentos necesitan compartir datos, pero no todos los que custodian, solo los que consideran pueden compartir, creando problemas al no contar con todo lo que necesitan, aunque la empresa pueda tenerlos disponibles.

En contraste, las bases de datos almacenan los datos en tablas simples, donde cada una de ellas est definida para apoyar un tema o rea especifica. Esto permite mantener una definicin sencilla, y un uso sencillo de la tabla, en consecuencia. Las tablas poseen una estructura que permite relacionarlas fcilmente entre si, a travs del uso de llaves, o campos comunes, que permiten una navegacin sencilla y natural a travs de ellas, siempre y cuando su diseo sea el correcto.

En la siguiente figura se muestra lo que es una arquitectura de base de datos, donde se observa que los datos son independientes de los programas que los utilizan, lo que ofrece beneficios al eliminar los problemas de redundancia.

Las ventajas de utilizar una Base de Datos, a travs del software de administracin, se puede entender claramente en los siguientes casos:

1. Una base de datos permite almacenar grandes volmenes de datos, con un mnimo de datos duplicados. Esto permite tener un acceso rpido y eficiente a los mismos, cuando se requiere obtener informacin a partir de ellos. Al estar almacenados en un lugar comn, es factible aplicar reglas de integridad, que permite validad sus consistencia.

2. La informacin almacenada en una base de Datos se integra eficientemente, y no posee limitaciones impuestas por la organizacin de la empresa. Esta integracin permite que los datos seas usados eficientemente, y con un mnimo de problemas de integridad, por diferentes usuarios y departamentos en toda la organizacin. Esto le ofrece como beneficio a un administrador tener acceso a datos a los cuales antes no tena acceso, por estar almacenados en diferentes medios y sistemas.

3. Un beneficio muy importante se asocia a la calidad en los servicios de datos. La base de datos permite tener una durabilidad y permanencia de los datos que no es cuestionable. Otro aspecto relacionado a esta ventaja es que las transacciones que se ejecutan directamente sobre la base de datos quedan registradas permanentemente, lo que permite su acceso posterior, para cualquier consulta, o para la proteccin ante cualquier falla del sistema. 4. En teora, una base de datos dura indefinidamente, hasta que se decide guardarla en un ambiente fuera del uso directo de un sistema, o se decide borrarla definitivamente. 5. La durabilidad de una base de datos permite la recuperacin de los datos a un estado estable, antes de ocurrir la falla. Esto da la seguridad necesaria para ofrecer datos confiables a cualquier sistema de misin crtica de una empresa, como sera el sistema en lnea de ventas, o en general, cualquier sistema en lnea, tal como los que forman un negocio basado en Internet. 6. Un Sistema de Administracin de Bases de Datos permite compartir los datos de una Base de Datos sencilla y eficientemente, a una comunidad de usuarios diferentes. Las vistas son el medio que el software de administracin de base de datos ofrece para que un grupo de usuarios tenga acceso solo a la porcin de la base de datos a la cual ellos tienen derecho de acceso. De la misma forma, para un equipo de desarrollo de una aplicacin, una vista le permite el acceso a solo los datos que tienen derecho, de acuerdo a los requerimientos que el sistema bajo desarrollo debe resolver. 7. El acceso concurrente a los datos es otra de las ventajas. Este acceso permite que diferentes usuarios, a travs de sus aplicaciones, accedan a los datos, mezclando sus operaciones, con la seguridad que las mismas sern ejecutadas de tal forma que no se afecten negativamente entre si. Esta es una condicin indispensable para el uso de una base de datos desde Internet.

8. Finalmente, la seguridad. Este es un componente crtico en cualquier base de datos que puede ser accesada por Internet. Las tcnicas de seguridad y mtodos de acceso que una base de datos ofrece hoy soy de tal forma seguros que el uso es de tal forma natural para todos los que acceden directamente a la misma. Se previene el acceso no autorizado a la base de datos, los mensaje se encriptan de tal forma que es casi imposible decodificarlos. Con esto se ofrece un ambiente seguro, que permite trabajar de manera confiable con la base de datos. Definicin de Base de DatosLa Tecnologa de Bases de datos es hoy un elemento comn en la mayora de todas las aplicaciones de computadoras o tecnologa de Informacin., sin importar el tipo de aplicacin, o el giro de la compaa., sea un sistema financiero en un banco, o un sistema de punto de venta en un supermercado, o un sistema de control de produccin en una empresa manufacturera. En todos los casos elementos comunes de Tecnologa de Informacin son tanto las Bases de Datos como los Sistemas de Administracin de Bases de Datos requeridos

La gente interacta normalmente con Bases de Datos, y sus tecnologas asociadas. Para dejar en claro estos trminos y tecnologas, se definen a continuacin, para aclarar los temas principales que se cubren en este curso. Los trminos a definir y que se usarn con esta definicin en el resto de curso son:

Datos.

Antes de definir que es una Base de Datos es primordial entender que es un dato. Los datos son hechos, que sirven para describir a objetos, gente, o eventos. Son la materia prima utilizada para producir informacin.

Base de Datos.

Para hablar de una definicin de base de datos se debe primero entender algunos requerimientos que deben ser resueltos:

La necesidad de compartir datos, entre diferentes usuarios, y que los datos presenten una relacin entre ellos, y que estn diseados para cumplir las necesidades de informacin de la empresa, y de sus diferentes partes que la forman

Una definicin de los datos integrada, que ofrezca una definicin de los mismos, para poder tener la independencia requerida entre los datos de la empresa, y los programas de aplicacin que los van a utilizar

Se requiere de un modelo que represente los datos de la empresa, compuesta comnmente por entidades, atributos, y relacionesEsto permite tener la primera definicin de una base de datos:

Es una coleccin integrada, de datos relacionados. Dicho de otra forma: coleccin auto descrita de registros relacionados o tablas. Algunos de sus componentes son:

Datos del usuario

La Metadata, o datos acerca de la estructura de la base de datos misma

Indices y estructuras de datos relacionadas

Procedimientos almacenados (Stored procedures), o programas o mdulos almacenados dentro de la base de datos, y que sirven para su manipulacin

Triggers, o procedimientos que se ejecutan cuando ocurre un evento o actividad particular sobre la base de datos

Metadata de aplicaciones, o datos que permiten describir las aplicaciones que se ejecutan sobre la base de datos

Dos caractersticas son esenciales en la definicin de una Base de Datos:

Datos relacionados.

Esta caracterstica implica el que los datos representan hechos, relacionados lgicamente, acerca de aspectos del mundo real que son de inters para el rea que apoya una aplicacin. Por ejemplo, los datos que se necesitan en una Base de Datos orientada al rea de administracin de una empresa, en la cual se manejan datos de: clientes, pedidos que los clientes realizan, los artculos que los pedidos incluyen, el surtido de los pedidos, la facturacin a los clientes de sus pedidos entregados, los pagos que los clientes realizan sobre sus facturas, etc. Lo mismo se puede hacer para describir los datos que se manejan en el rea de manufactura de una empresa.

Datos integrados.

Esta caracterstica implica que los datos para mltiples aplicaciones se almacenan juntos, y pueden ser manipulados de igual forma por dichas aplicaciones. Al estar almacenados juntos, los datos puedes compartirse, permitiendo que mltiples aplicaciones las utilicen, sin hablar de fronteras, que establecen normalmente barreras artificiales para este uso compartido. Un buen ejemplo es la informacin que se genera cuando un rea de la empresa registra la informacin de una orden interna para compra de un producto. Esta informacin es compartida y utilizada por el rea interna de compras, que genera una orden de compra al proveedor, quien surte la orden que ser recibida en el almacn, y cuya informacin comparte con contabilidad, que la requiere para sus registros. Las cuentas por pagar atienden las facturas de los proveedores, en base a la informacin de los pedidos entregados. Esto ejemplifica la necesidad y la facilidad para compartir estos datos.

Ventaja del enfoque de uso de una base de datos

Un beneficio muy importante asociado al uso de loas bases de datos es:

El acceso controlado a los datos. Esto redunda en beneficios asociados por el uso de

Un sistema de seguridad, que permita el uso de la base de datos solo por el personal autorizado para el uso de la base de datos.

Un sistema de control de la integridad, que permita que los datos almacenados cumplan con las reglas de integridad definidas para los mismos, y que garanticen a su ves la integridad y consistencia de la base de datos

Un sistema de control de concurrencia., que permita la ejecucin de transacciones concurrentes sobre la base de datos, sin perder la integridad de los datos almacenados.

Un sistema de recuperacin, que permita que la base de datos sea restablecida a un estado correcto o vlido de la base de datos, justo antes de que una falla interrumpiera su uso por parte de los programas de aplicacin Un mecanismo de vistas, que permita a los usuarios solo acceder a los datos que ellos necesitan usar.De la discusin de los conceptos de bases de datos se desprende la importancia de hablar de un Sistemas de Administracin Bases de Datos, por lo que se incluye este concepto, para su discusin a la luz del concepto de bases de datos. Este concepto ser posteriormente presentado.Modelo Entidad Relacin

Para la creacin de una base de datos es necesario contar primero con el modelo de datos que permita crearla. El modelo de datos, como abstraccin de la realidad, es la herramienta utilizada para la representacin de las entidades y los atributos que las describen, asi como las relaciones entre ellas. Este modelo sirve como base para poder crear una base de datos. El enfoque de modelacin mas usado es el modelo Entidad-Relacin.

El modelo entidad-relacin (E-R) se basa en percibir y modelar el mundo real en base a elementos bsicos de construccin: entidades y relaciones entre ellas, as como atributos que permiten describir a ambos elementos. De todo lo anterior se deduce que el punto clave en la construccin de la base de datos ser el modelo de datos. Con la modelacin de los datos requeridos por una base de datos se logra:

1. Formalizacin: definir formalmente las estructuras permitidas y las restricciones a fin de representar los datos que requiere una aplicacin, y la base de datos requerida

2. Diseo: el modelo resultante es la materia prima esencial para el diseo de la base de datos.

El modelo de Entidad Relacin, fue propuesto por Peter Chen, en 1976. Usado como el modelo sobre el cual se define el modelo de datos requerido por una aplicacin.

Crea un modelo de datos en trminos de: entidades, sus atributos y asociaciones entre las ocurrencias de sus entidades, llamadas relaciones (Relationships).

Se proponen 3 clases de objetos:

Entidades Atributos RelacionesEntidades: Objetos principales acerca de los cuales se almacena informacin.

Cosas de importancia o inters para un rea de negocios o para un sistema que requiere del almacenamiento de datos.

Ejemplos: Cliente, Producto, Inventario, Proveedor, Factura

Las entidades se clasifican en Fuertes y Dbiles

Entidad Fuerte: Posee un identificador que determina de manera nica a las ocurrencias de la entidad. Tiene existencia propia, que no depende de la existencia de otras entidades. Se representa:

Entidad Dbil: Deriva su existencia de los atributos que son identificadores de una o ms entidades padres.Su existencia est limitada o determinada por la existencia de las entidades padres. Se representa:

Atributos:

Describen a las entidades. Representan caractersticas o cualidades de una entidad.

Ejemplos: nombre de una persona, nombre de ciudad, nmero de empleado, fecha de contratacin, monto a pagar .

Los atributos se representan de la siguiente forma:Identificador: identifican de manera nica a cada ocurrencia de la entidad.

Descriptor:

Describen una caracterstica o cualidad de la entidad

Representacin de las relaciones:

Permiten representar diferentes tipos de asociaciones entre las entidades.

Tienen semntica, es decir, describen informacin acerca de la forma en que se asocian las entidades.

Se representan as:

(existen mltiples formas de representarlas)

Diagramas de Entidad relacin (DER)

Propsito: Mostrar las Entidades y cmo stas se relacionan.

El DER se concentra slo en las entidades de datosEjemplo de construccin de un Diagrama de Entidad Relacin

Pregunta inicial:Cules son las entidades de inters acerca de las cuales se desea almacenar datos ?

Para un negocio comercial podran ser:CLIENTES, PRODUCTOS, INVENTARIO, PROVEEDORES, FACTURAS, ORDENES DE COMPRA.Construccin:

Dibujar un bloque para cada entidad identificada.

Nombres de las entidades:

se recomienda que sean en singular

Ejemplo: CLIENTE en lugar de CLIENTES.

Siguiente pregunta:

Cul relacin existe entre cada par de entidades ?

Ejemplos:

Un CLIENTE se puede asociar con muchas FACTURAS, y cada FACTURA puede ser slo asociada a un CLIENTE.

Tomando PRODUCTO y FACTURA:

Un PRODUCTO puede asociarse con muchas FACTURAS, y una FACTURA puede ser asociada a muchos PRODUCTOs.

Tomando PRODUCTO e INVENTARIO:

Un PRODUCTO puede asociarse con una ocurrencia de INVENTARIO, y una ocurrencia de INVENTARIO puede ser asociada a un solo PRODUCTO.

Representacin:

Entidades en un solo diagrama :

Qu pasa con respecto al nombre de las relaciones?Concepto importante acerca del anlisis ER:una relacin muchos-a-muchos puede ser dividida en 2 relaciones uno-a-muchos, identificando la "entidad interseccin".

Por ejemplo:

La relacin muchos-a-muchos entre PRODUCTO y FACTURAs

Puede ser vista como dos relaciones 1 a muchos:

Se aade una entidad "interseccin" entre las dos originales:

Pregunta:

Qu permite asociar a un PRODUCTO con muchas FACTURAS, o a una FACTURA con muchos PRODUCTOs ?

Una respuesta: ARTICULO-VENDIDO, o DETALLE-FACTURA

Para la relacin muchos-a-muchos entre PRODUCTOs y PROVEEDOREs:

Otra entidad: "ENVIO-PRODUCTO" , cualquier proveedor puede surtir cualquier producto

Para cada relacin uno-a-uno:Se pregunta si las dos entidades son realmente entidades separadas, o pueden ser combinadas.

Ejemplo: Entre PRODUCTO e INVENTARIO no existe una razn importante para mantener una entidad separada describiendo el inventario.

Diagrama de Entidad relacin, resuelto:

EJERCICIO: Es una FACTURA una entidad, o es una relacin entre un CLIENTE y un PRODUCTO ?

Es posible encontrar argumentos para apoyar a ambos puntos de vista.

Condicin clave para la diferenciacin:

Si se puede definir un atributo identificador, es una entidad

Si no se le puede encontrar un atributo identificador y asocia otras entidades, es una relacinAl analizar cada par de entidades, se pregunta por sus relaciones. Si existen, deben ser clasificadas de acuerdo a los siguientes tipos de relaciones:

Cada Divisin es administrada por uno, y solo un Gerente"

Cada Gerente administra una, y solo una Divisin"

"Cada Cliente puede tener una o ms facturas con la empresa""Cada factura se asigna a un solo cliente"

Cada proveedor suministra uno o ms productos" Cada producto es suministrado por uno o ms proveedores"EJERCICIO:

Es una FACTURA una entidad, o es una relacin entre un CLIENTE y un PRODUCTO ?

Es posible encontrar argumentos para apoyar a ambos puntos de vista.

Condicin clave para la diferenciacin:

Si se puede definir un atributo identificador, es una entidad

Si no se le puede encontrar un atributo identificador y asocia otras entidades, es una relacin

Descripcin de RelacionesAl analizar cada par de entidades, se pregunta por sus relaciones. Si existen, deben ser clasificadas de acuerdo a los siguientes tipos de relaciones:

Cada Divisin es administrada por uno, y solo un Gerente"

Cada Gerente administra una, y solo una Divisin"

"Cada Cliente puede tener una o ms facturas con la empresa""Cada factura se asigna a un solo cliente"

Cada proveedor suministra uno o ms productos" Cada producto es suministrado por uno o ms proveedores"Relacin obligatoria:Una entidad puede estar relacionada en todas sus ocurrencias.

Ejemplo: DEPARTAMENTO y EMPLEADO

un DEPARTAMENTO debe estar asociado a uno o varios empleados que trabajan en l.

Un EMPLEADO debe estar asociado a uno y solo un DEPARTAMENTO

Es incorrecto tener ocurrencias de una entidad sin ocurrencias de la otra.

Representacin: obligatoria

Tipos de relaciones

Relacin opcional:Dos entidades pueden estar relacionadas, pero no en todas sus ocurrencias.

Ejemplo: EMPLEADO y PROYECTO.

Un empleado puede estar asignado a un proyecto, a algunos proyectos o a ninguno.

Un proyecto puede estar autorizado, y no tener empleados asignados.

Representacin: opcional

Relacin Unitaria

Una entidad puede estar relacionada consigo misma.

Ejemplo:

"Un empleado puede ser jefe de cero o ms empleados" o

"Un empleado siempre reporta a otro empleado"

Sistema de Administracin de Base de Datos.

Un Sistema de Administracin de Base de Datos, o DBMS, (por sus siglas en ingls, Database Management System) es de manera sencilla, software para la creacin y administracin de bases de datos, y sus sistemas asociados, en una computadora.

Las funciones principales de un DBMS son:

La creacin de bases de datos, sus tablas componentes, y las estructuras de apoyo asociadas

Permitir la lectura y escritura de los datos almacenados en una base de datos

Permitir el mantenimiento a las estructuras de una base de datos

Forzar el cumplimiento de las reglas de integridad definidas para una base de datos

Mantener el control de concurrencia a los datos, cuando se presenta la ejecucin concurrente de transacciones a la base de datos

Ofrecer los mecanismos de seguridad para el acceso a las bases de datos definidas y mantenidas en el DBMS

Ofrecer las facilidades de respaldo y recuperacin de las bases de datos, necesarias para garantizar la seguridad e integridad de las bases de datos manejdas por el DBMS

Ejemplos de DBMSs comerciales: Oracle, DB2, Microsoft Access, SQL ServerQue es una Base de Datos RelacionalUn sistema de Administracin de Bases de Datos permite que los datos permanezcan independientes de los programas de aplicacin que los manipula. Esta es una caracterstica muy importante, por todos los beneficios que le ofrece a quien desarrolla programas para accesarlos. Esta caracterstica recibe diferentes nombres, tales como independencia de datos, o independencia lgica. Esta independencia se logra a travs de un proceso de abstraccin de datos, que permite definir a los mismos de manera abstracta, independiente de la tecnologa en la cual la base de datos llegara a implantarse.

Para lograr lo anterior, un concepto fundamental de la abstraccin de datos en bases de datos es el concepto de un modelo de datos, el cual permite definir los requerimientos de datos de un rea de la empresa, mucho antes de pensar en como representarlos en tecnologa.

El modelo de datos entonces define a los datos de tal forma que se organizan para ser manipulados en la base de datos. Este mdulo permite introducir el concepto de Bases de Datos Relacionales, y la forma en la cual los datos se pueden definir para ser representados en base a relaciones matemticas, o relaciones, esencia del modelo relacional. La forma natural de representar una relacin es en base a una tabla, o representacin tabular de las relaciones.

El modelo relacional es el modelo de datos que soporta a la mayora de los productos de bases de datos en el mercado actual. Es un modelo formal, basada en las matemticas, en su concepto de relacin matemtica y en la teora de conjuntos. El contenido de este mdulo y el siguiente presentan los conceptos y trminos que se presentan a continuacin:

Relaciones matemticas o tablas relacionales

Llaves, primaria, alterna, fornea

Diseo de bases de datos relacionales

Normalizacin

Que es un Modelo de Datos

Un concepto muy importante y fundamental para hablar de abstraccin de datos en el rea de bases de datos es el modelo de datos. Un modelo de datos permite representar los requerimientos de datos de un rea bajo anlisis en una forma organizada, para facilitar su representacin en un producto de bases de datos, y posteriormente su manipulacin.

Un modelo de datos se forma de:

Elementos de modelacin, que permiten definir la estructura de los datos, tales como tipos de datos, dominios, y reglas de integridad. (DDL)

Operaciones para poder actualizar y consultar la base de datos. (DML)

Que es un Lenguaje de Definicin de Datos (DDL). Son los elementos de modelacin que permiten definir el metadata de la base de datos, es decir, los datos acerca de los datos, que se almacenan en el DBMS, en el catlogo del sistema.

Que es un Lenguaje de Manipulacin de Datos (DML). Son las operaciones que permiten el acceso a la base de datos para actualizacin y consulta a los datos de la base de datos, y poder resolver cualquier consulta que los usuarios requieran de la misma.

El uso de un modelo de datos en la creacin de una Base de Datos

Para la creacin de una base de datos es necesario contar primero con el modelo de datos que permita crearla. (Modelo de Entidad Relacin)Que es el modelo relacional

El modelo relacional fue propuesto por E.W. Codd en 1970. Es actualmente el modelo que soporta a la gran mayora de los sistemas de bases de datos de la actualidad. El modelo provee caractersticas nicas de modelacin, que permiten crear modelos de datos relacionales, con relativa facilidad.

El modelo Relacional ofrece las siguientes ventajas:

Los datos se representan en relaciones, cuya manera natural de representacin es en forma de tabla bidimensional. Esta representacin es muy simple de entender y visualizar, adems de que es conocida y utilizada en muchas formas de trabajo de la vida diaria, tanto en la escuela como en el trabajo.

Un ejemplo de una tabla relacional se presenta a continuacin:

Alumno

MatrculaNombre

Apellido

Ciudad

Estado

Carrera

Fecha de Nacimiento

45175

Jos

Prez

Monterrey

NL

Ing. En Electrnica

21/01/1980

46550

Luis

Martnez

Hermosillo

SON

Ing. En Computacin

12/06/1981

47123

Ren

Gonzlez

Toluca

MEX

Lic. En Economa

13/09/1992

Es un modelo formal de datos, caracterstica que lo diferencia de los otros modelos.

Es un modelo basado en las matemticas, en el concepto de relacin matemtica y en teora de conjuntos.

La manera natural de representar una relacin es en forma de tabla, que permite una conceptualizacin y explicacin sencilla de este concepto.

Adems, por ser un concepto matemtico, las tablas que forman una base de datos relacional son manipuladas con muchas ventajas por operadores matemticos muy sencillos y poderosos, el lgebra y el clculo relacional. A partir de estos operadores es muy sencillo resolver cualquier consulta que un usuario requiera. Estos lenguajes, conjuntos de operadores, estn presentes en el SQL, lenguaje estndar para la manipulacin de Bases de Datos relacionales comerciales.

La teora que soporta a las bases de datos relacionales es muy formal, matemtica. Por esta razn, es importante conocerla para tener un entendimiento que permita obtener el mximo aprovechamiento de sta. Los conceptos que se presentan en este apartado deben permitir que se aproveche al mximo la tecnologa, por lo que su entendimiento es indispensable. Se presentan esos conceptos a continuacin.

Que es una Relacin Matemtica/Tabla relacional

Un elemento fundamental en el modelo relacional es el concepto de relacin matemtica, o tabla relacional.

Una relacin o tabla relacional, en su forma ms simple, es un conjunto de renglones (tambin conocidos como tuplas, registros, ocurrencias, o instancias).

De una manera mas formal, es el conjunto de tuplas, o renglones, formados por un conjunto de valores tomados a partir de n diferentes dominios. Se puede expresar de la siguiente manera:

Relacin R:

Dado un conjunto de n dominios, D1 a Dn, una relacin R se define como el conjunto de tuplas ordenadas, denotadas como donde cada tupla es formada tomando un valor de cada uno de los dominios

Se denota asi: R = {1, 2, , m }Por ejemplo, en la tabla relacional ALUMNO, cada rengln corresponde a los datos de un alumno en particular. La tabla o relacin contiene entonces los renglones que representan los datos de los alumnos en una escuela.

Cada uno de los datos almacenados en un rengln representa el valor de un atributo, para cada atributo que forma una tabla relacional. En la tabla de alumno, los atributos que describen a la tabla o relacin son: Matrcula, Nombre, Apellido, Ciudad, Carrera y Fecha de Nacimiento.

Finalmente, cada columna de la tabla relacional, cada atributo, contiene los valores del atributo para cada uno de los renglones u ocurrencias de la tabla. Los valores que un atributo puede tomar se conocen como el dominio del atributo, y es muy importante su definicin, ya que permite cuidar las reglas de los valores vlidos en un atributo.

Cada tabla debe tener entonces la siguiente definicin:

Nombre de la tabla

Nombre para cada columna o atributo que forma la tabla

El dominio sobre el cual est definido cada uno de los atributos que forman la tabla.

Caractersticas de una tabla relacional

Una tabla relacional es una tabla bidimensional que posee la siguientes caractersticas:

Los renglones poseen datos acerca de una entidad, entendiendo como entidad a algo acerca de lo cual se desea almacenar datos.

Las columnas contienen datos acerca de los atributos de la entidad.

Cada posicin en la tabla almacena un valore simple, atmico, de un atributo

Todos los valores almacenados en una columna son del mismo tipo, es decir, estn definidos sobre el mismo dominio

Cada columna o atributo debe poseer un nombre nico

El orden de las columnas no es relevante

El orden de los renglones no es relevante

No pueden existir dos renglones idnticos en la tabla

Se utiliza el nombre de tabla relacional, en lugar de relacin, para evitar confundir con el nombre que se le da a una relacin en el sentido natural del Espaol, es decir, la asociacin entre elementos, aunque es importante aclarar que no todas las tablas son relaciones

Los siguientes trminos se utilizan de manera equivalente, para referirse a trminos comunes en el rea de Bases de Datos: Tabla/rengln/columna = archivo/registro/campo = relacin/tupla/atributo

El grado de una relacin es el nmero de columnas o atributos de la misma y no puede ser cero, una tabla no puede existir sin columnas.

La cardinalidad de una tabla es el nmero de renglones o tuplas en la tabla.

Que es una Llave

Una llave est formada por uno o ms atributos que permiten identificar de forma nica a cada tupla o rengln en una tabla relacional. Una llave compuesta es una llave que est formada por dos o ms atributos.

Adems:

Una tabla relacional puede tener solo una llave primaria, pero pueden tener llaves adicionales, que son llamadas llaves candidatas o alternas

Una llave primaria se usa para

Establecer relaciones entre diferentes tablas Permiten organizar la forma en que las tablas se almacenan

Son usadas para generar ndices, mecanismos usados para el acceso eficiente a los datos

Llave primaria

En tablas en las cuales existe ms de una llave, se selecciona a una de ellas, como la llave con la cual se realizan bsquedas o con la cual se establecen relaciones entre las tablas. Este es el caso de la llave primaria. Las llaves restantes son llamadas llaves alternas o secundarias.

La seleccin de la llave primaria se considera normalmente sobre la base de ser la llave ms pequea, aunque no es una condicin absoluta. El caso de una llave compuesta, que consiste de varios atributos, es mucho ms compleja de manejar como llave primaria, por ejemplo.

Que es un Esquema de Base de Datos Relacional

Un esquema de base de datos relacional es un conjunto de definiciones de tablas relacionales, y un conjunto de reglas o restricciones de integridad.

La definicin de tablas relacionales procede de definir los requerimientos de un rea de aplicacin. Las reglas de integridad definen todas aquellas condiciones, o restricciones, que los datos deben cumplir, para mantener la integridad de los datos, y su valor.

Las reglas de integridad se agrupan en:

Estructurales, que son especficas al modelo de datos relacional.

Semnticas, que son especficas a la aplicacin, impuestas por las reglas de negocio que la aplicacin misma pide cumplir. Un ejemplo puede ser las condiciones que una empresa puede requerir para la contratacin de un empleado, y que el sistema debe cumplir, lo que impone reglas que los datos de la base de datos debe cumplir.

Las reglas de integridad en una base de datos permiten que la informacin almancenada en la misma posea la consistencia e integridad requerida por sus usuarios. Estas reglas provienen de la definicin misma del modelo relacional, pero estn dirigidas a que su cumplimiento garantice que los datos sean correctos, o consistentes.

Por su importancia es indispensable que se conozca sobre las mismas, que se definan en la creacin de la base de datos, y que el acceso a la base de datos cumpla con ellas. A continuacin se presentan las bases del manejo de reglas de integridad, para que se busque su cumplimiento.

Reglas de Integridad Estructurales del Modelo Relacional:

1. Regla de Integridad de Dominio. Hace referencia a que los valores de los datos deben ser atmicos. El dominio de cada atributo debe estar compuesto de valores atmicos, por lo tanto no puede ser un valor compuesto de otros valores ms simples, como un arreglo, o un registro de valores. Si se requiere almacenar una direccin por ejemplo, ser necesario separar en diferentes atributos, como Calle, nmero, colonia, ciudad.2. Regla de Integridad de Llave. Establece que la llave de una entidad debe ser nica. Regla de Integridad de entidad: Establece que no se permite un valor nulo, como parte de una llave primaria. El valor nulo es permitido para todos los dominios, y se utiliza para cuando el valor del atributo no est definido, o no aplica, y el dominio definido para el atributo lo permite. Por ejemplo, el dominio de NumeroDeEmpleadoDelJefe en la tabla de Empleados, cuando se trabaja en el registro del director de la empresa., y el valor de este nmero no aplica para el director. Se almacena entonces un NULO. 3. Regla De Integridad referencial: Las referencia de una tabla a otra tabla debe ser con valores de llaves consistentes.

Que significa la regla de Integridad referencial

La regla de integridad referencial sirve para forzar que las relaciones entre tablas, que se establecen mediante llaves, mantengan siempre datos consistentes entre las mismas.

Las relaciones entre las tablas se establecen entre renglones de una tabla con renglones en la segunda tabla. Estas relaciones se establecen mediante las llaves, donde la llave primaria de una tabla se replica en otra tabla, para establecer la relacin. La replica de la llave primaria en otra tabla, recibe el nombre de llave fornea (foreign key).

Que es una llave fornea

Una llave fornea (FK) es uno o mas atributos en una tabla, que son la llave primaria en otroa tabla, inclusive la misma. La llave fornea debe cumplir con:

1. Los atributos que forma la FK deben estar definidos en los mismos dominios que los atributos que forman la PK relacionada a la FK. La condicin hace referencia a que los valores deben coincidir entre la FK y la PK, no sobre los nombres de los atributos, por lo cual los nombres en ambas llaves pueden ser diferentes.

2. El valor de la FK en un rengln de la tabla, debe coincidir con un valor de la PK en la otra tabla, o ser un valor NULO. Esto garantiza que la informacin es consistente entre las tablas que mantienen una relacin entre ellas.

Para mostrar estas relaciones en un diagrama, se dibuja una flecha que va de la FK a la PK, mostrando la relacin entre ambas tablas. En el siguiente ejemplo se muestra la relacin existente entre Ventas realizadas a los clientes, la llave fornea es ID Cliente en la tabla Ventas

En general, las reglas de integridad referencial pueden ser definidas entre dos tablas, en cualquier direccin, e inclusive pueden ser definidas entre ocurrencias o renglones de la misma tabla.

Ejemplo: qu relaciones se pueden definir entre un departamento acadmico y los profesores que trabajan en l?

Un departamento acadmico se asocia con los diferentes profesores que trabajan en l. Por otro lado un profesor es jefe o director de un departamento acadmico.

Diseo de un Sistema que utiliza una Base de Datos

El diseo de una base de datos relacional puede seguir diferentes caminos.

La primera opcin toma como base la observacin del mundo real bajo estudio, generando un conjunto de tablas, que contengan los atributos y las restricciones de integridad sobre las mismas.

Otra opcin es dividir el diseo en dos fases:

definir el modelo conceptual y su esquema, transformar el esquema conceptual en un esquema relacional mediante un conjunto de reglas de transformacinAunque la normalizacin es una base muy importante para el diseo de una base de datos, este diseo no puede limitarse a la aplicacin exclusiva de la teora de la normalizacin.

El diseo de una base de datos, por otro lado, tiene mltiples puntos de vista, y formas de desarrollarse, de acuerdo a esos puntos de vista. Para este curso, la idea del diseo es que se convierta en un proceso prctico, que facilite el proceso de diseo.

En base a esos puntos de vista, un proceso de diseo prctico, incluye las siguientes fases:

Fase 0: Anlisis de requerimientos. (No forma parte del proceso de diseo)Aunque esta fase realmente corresponde a la fase de anlisis de un proyecto, se presenta con el fin de establecer que de esta fase se obtiene la materia prima para el diseo de la base de datos. De esta fase entonces se requiere obtener los requerimientos de datos que el sistema bajo anlisis ha formalizado. El documento de anlisis, en la parte de requerimientos de datos, es entonces la entrada al proceso de diseo.

Fase 1: Diseo conceptual de la base de datosEsta fase puede ser considerada tanto parte de la fase de anlisis de requerimientos, como parte de la fase de Diseo. Es decir, para algunos puede formar parte del anlisis de requerimientos, donde el producto de esta fase es el modelo de datos construido en base a una herramienta especfica. Para otros, esta actividad corresponde a la fase de diseo de software, especficamente, del diseo de la base de datos. Para este caso se considera parte del diseo de la base de datos.

Esta fase corresponde a la definicin del esquema conceptual, que es el esquema que define el modelo de datos a alto nivel, independiente de cualquier sistema de administracin de bases de datos. Por ser un modelo abstracto, no puede utilizarse para definir la estructura de la base de datos.

Fase 2: fase de diseo lgico (Transformacin del modelo de datos o esquema conceptual, al SMBD a utilizar).En esta fase se transforma la salida del diseo conceptual, o esquema conceptual, al esquema de la base de datos en el modelo de datos del DBMS a utilizarFase 3: Diseo de la base de datos fsica.Consiste en definir las estructuras de almacenamiento y de acceso para alcanzar una rendimiento ptimo de las aplicaciones que se ejecutarn sobre la base de datos. Se tienen diferentes criterios para la definicin de la base de datos fsica: el tiempo de respuesta de ejecucin de las aplicaciones y consultas a la base de datos, la utilizacin del espacio de almacenamiento disponible o el volumen de transacciones por minuto, que se ejecutan sobre la base de datos

Estas fases son genricas, por lo que deben revisarse para el caso particular de cada empresa.

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