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Modelacin de Datos - Cuatrimestre Oct-Dic/2010 - M.T.C. Gerardo Pavel Hernndez Jara
Modelo Entidad-Relacin
Notacin:
Elmasri y Navathe .
Miguel Piattini y Marcos E.
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Modelacin de Datos - Cuatrimestre Oct-Dic/2010 - M.T.C. Gerardo Pavel Hernndez Jara
Objetivos:
Conocer los conceptos y notacin del modelo
conceptual de datos entidad-relacin extendido.
Comprender los significados del concepto de nulo en
el modelo entidad-relacin extendido.
Contenidos:
1. Introduccin e historia del modelo
2. Conceptos bsicos del modelo
3. Extensiones del modelo
Modelo Entidad-Relacin
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Modelacin de Datos - Cuatrimestre Oct-Dic/2010 - M.T.C. Gerardo Pavel Hernndez Jara
Bibliografa
[EN 2002] Elmasri, R.; Navathe, S.B. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. 3 ed. Addison-Wesley, (Cap. 3 y 4)
[MPM 1999] De Miguel, A.; Piattini, M.; Marcos, E. Diseo de bases de datos relacionales. Ra-Ma. (Cap. 2)
[CBS 1998] Connolly, T.; Begg C.; Strachan, A. Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation and Management. 2nd
ed. Addison-Wesley. (Cap. 5)[SKS 1998] Silberschatz, A;Korth, H; Sudarshan, S. Fundamentos de Bases
de Datos. 3 edicin. Madrid: McGraw-Hill. (Cap. 2)
Modelo Entidad-Relacin
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Modelo de datos conceptual de alto nivel Propuesto por Peter P. Chen en 1976
Extensiones/aportaciones de muchos otros autores
No existe un nico MER, sino una FAMILIA DE MODELOS
Describe el mundo real como un conjunto de ENTIDADESy de RELACIONES entre ellas
Gran difusin Muy extendido en los mtodos de diseo de bases de datos
Soportado por herramientas software de diseo (CASE)
1. Introduccin e historia del modelo Entidad-Relacin
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En el proceso de diseo...
DISEO CONCEPTUAL
Requisitos de datos
EsquemaConceptual MER
1. Introduccin e historia del modelo Entidad-Relacin
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Descripcin concisa de los requisitos de informacin de los usuarios
Descripciones detalladas de
TIPOS DE DATOS
RELACIONES ENTRE DATOS
RESTRICCIONES que los DATOS deben cumplir
Sin detalles de implementacin
Ms fcil de entender
Comunicacin con el usuario no tcnico
Esquema conceptual
1. Introduccin e historia del modelo Entidad-Relacin
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2. Conceptos bsicos del modelo
Entidad ( entity ) Atributo ( attribute ) Dominio ( values set ) Relacin ( relationship )
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ENTIDAD
Cosa u objeto del mundo real con existencia
propia y distinguible del resto
Objeto con existencia...
fsica o real (una persona, un libro, un empleado)
abstracta o conceptual (una asignatura, un viaje)
Persona, lugar, cosa, concepto o suceso, real o abstracto, de inters para la empresa (ANSI, 1977)
2. Conceptos bsicos del modelo
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ATRIBUTO
Propiedad o caracterstica de una entidad
Una entidad particular es descrita por los valores de sus
atributos:titulo = El alquimista impacientegenero = Thrillernacionalidad = Espaaaoestreno = 2002
p1
...
nss = 1122334455dni = 87654321
nombre = Cristina Aliaga Gilnacionalidad = Espaa
e1
...
2. Conceptos bsicos del modelo
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TIPO DE ENTIDAD (entity set)
Define un conjunto de entidades que poseen los mismos atributosPELICULA: titulo, genero, nacionalidad, aoestreno,numcopiasEMPLEADO: dni, nss, nombre, fechanacim, direccion, telefono,
altura, nacionalidad, edadNotacin
EMPLEADO
LOCAL
VIDEOCLUB
PELICULA DIRECTOR
ACTORCLIENTE
2. Conceptos bsicos del modelo
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Instancia de un tipo de entidad
Tambin...
Ocurrencia
Realizacin
Ejemplar
Entidad concreta o individual
PELICULA
titulo = El seor de los anillosgenero = Fantasanacionalidad = EEUUaoestreno = 2001
p2
...
titulo = Ameliegenero = Comedianacionalidad = Franciaaoestreno = 2001
p4
...
titulo = Amores perrosgenero = Dramanacionalidad = Mjicoaoestreno = 1999
p3
...
2. Conceptos bsicos del modelo
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Intensin y Extensin
Un tipo de entidad describe el esquema o intensin para un conjunto de entidades que poseen la misma estructura
EMPLEADO: dni, nss, nombre, direccin, telefono, altura, fechanacim,
nacionalidad, edad
Las instancias del tipo de entidad se agrupan en un conjunto de entidades o extensin
e1 (87654321, 1122334455, Cristina Aliaga Gil, Libertad, 2. Yecla. Murcia. 30510, 968100200, 160, 28/07/1979, Espaa, 23)
e2 (12345678, 6677889900, Antonio Gil Snchez, Paz, 5. Murcia. Murcia.30012, 968111222, 176, 14/04/1944, Espaa, 58)
e3 (11223344, 1234567890, Julia Sauce, Justicia, 20. Yecla. Murcia. 30510, 968000222, 159, 23/05/1947, Espaa, 55)
...
2. Conceptos bsicos del modelo
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Tipos de atributos
Simples o Compuestos
Almacenados o Derivados
Monovalorados o Multivalorados
Opcionales
2. Conceptos bsicos del modelo
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Atributos Simples y Compuestos
Atributos compuestos
Pueden dividirse en otros con significado propio
Valor compuesto = concatenacin de valores de
componentes
Atributos simples
No divisibles. Atmicos
fechanacim
dia mes ao
direccion
calle ciudad provincia codpostal
genero
2. Conceptos bsicos del modelo
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Atributos Almacenados y Derivados
Atributos derivados Valor calculado a partir de otra informacin ya
existente (atributos, entidades relacionadas)
Son informacin redundante...
edad [de EMPLEADO], clculo a partir de fechanacim atributo derivado del valor de otro atributo
numcopias [de una PELICULA], cuenta del nmero de entidades COPIA relacionadas con cada pelcula concreta
atributo derivado de entidades relacionadas
Atributos almacenadosfechanacim [de cada EMPLEADO]nacionalidad [de una PELICULA]
2. Conceptos bsicos del modelo
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Atributos Monovalorados o Multivalorados
Atributos monovalorados (monovaluados) slo un valor para cada entidad
fechanacim [de un EMPLEADO particular]aoestreno [de cada PELICULA concreta]
Atributos multivalorados (multivaluados) ms de un valor para la misma entidad
nacionalidad [ PELICULA coproducida por varios pases ]telefono [ EMPLEADO con varios telfonos de contacto]
pueden tener lmites superior e inferiordel nmero de valores por entidad
nacionalidad (1-2)
telefono (0-3)
2. Conceptos bsicos del modelo
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Atributos Opcionales (nulos)
El nulo (null value) es usado cuando...
Se desconoce el valor de un atributo para cierta entidad
El valor existe pero faltaaltura [de un EMPLEADO]
No se sabe si el valor existe o no telefono [de un EMPLEADO]
La entidad no tiene ningn valor aplicable para el atributo:
fechaalquiler [PELICULA slo en vdeo-venta (no alquiler)]
2. Conceptos bsicos del modelo
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Notacin para atributos
[EN2002] [MPM1999]
fechanacimdireccin
telefono
calle provinciaciudadcodpostal
dni edad
altura
(0,3)
D
nss
nombre
nacionalidad
(1,2)
EMPLEADO(0,3)
direccin
(1,2)
(0,1)EMPLEADOnombre
fechanacim telefono
calleprovinciaciudad
codpostal
edadnss
dni
altura
nacionalidad
2. Conceptos bsicos del modelo
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Atributos Clave
Atributo con valor distinto para cada instancia de un tipo de entidad
dni en EMPLEADO
Una clave identifica de forma nica cada entidad concreta atributo identificador
NotacinEMPLEADO
[EN2002]
EMPLEADO
dni
[MPM1999]dni
2. Conceptos bsicos del modelo
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Atributos Clave (ii)
Una clave puede estar formada porvarios atributos clave compuesta Combinacin de valores distinta para cada instancia
(nombre, fechanacim) en el tipo de entidad EMPLEADO Una clave compuesta debe ser mnima
Un tipo de entidad puede tener ms de una clave claves candidatasClaves o Identificadores Candidatos de EMPLEADO: dni nss (nombre, fechanacim)
2. Conceptos bsicos del modelo
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Atributos Clave (iii)
Atributo identificador principal (IP) Clave Principal
Elegido (por el diseador) de entre los identificadores candidatos (IC), para ser el medio principal de identificacin de las instancias del tipo de entidad
dni en EMPLEADO
Atributos identificadores alternativos (IA) Claves Alternativas
El resto de ICs
nss y (nombre, fechanacim) en EMPLEADO
2. Conceptos bsicos del modelo
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Notacin para atributos clave
[EN2002] [MPM1999]
En el MER es obligatorio que todo tipo de entidad tenga un identificador
nombre
fechanacim
EMPLEADO
direccin
telefono
calle provinciaciudadcodpostal
dni edad
altura
(0,3)
D
nss nacionalidad
(1,2)n-f
(0,3)
(1,2)
(0,1)EMPLEADO
nombre
fechanacim telefono
calleprovinciaciudad
codpostal
edadnss
dni
altura
nacionalidad
n-f
direccin
IP
2. Conceptos bsicos del modelo
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DOMINIO (values set)
Conjunto de valores
Cada atributo simple est asociado a un dominio, que especifica sus valores vlidos
No suele representarse, aunque una forma de hacerlo sera: [MPM1999]
Atributo Dominio Descripcin Dominio
nombre NOMBRES cadenas de hasta 30 caracteres alfabticos
telefono TELEFONOS cadenas de hasta 9 caracteres numricos
altura MEDIDAS nmeros reales entre 0 y 25 (metros)
... ... ...
TELEFONOS
NOMBRES
telefono
nombre
MEDIDASaltura
EMPLEADO
2. Conceptos bsicos del modelo
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RELACIN (relationship)
Tambin interrelacin
Asociacin, vnculo o correspondenciaentre instancias de entidades relacionadas de alguna manera en el mundo real
el director Alejandro Amenbar ha rodado la pelcula Mar adentro
el empleado 87654321 trabaja en el local de videoclubprincipal
la pelcula El imperio contraataca es una continuacin de la pelcula La guerra de las galaxias
2. Conceptos bsicos del modelo
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DIRECTOR HA_RODADO PELICULA
J. Mdem
C. Saura
F. Trueba
S. Segura
A. Amenbar
Vacas
Tesis
Belle Epoque
Torrente
Tierra
Abre los ojos
Los otros
Tipo de Relacin: conjunto de instancias
Tipo de Entidad: conjunto de instancias
Instancia del tipo de
relacin
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TIPO DE RELACIN (relationship set)
Estructura genrica o abstraccin del conjunto de relaciones existentes entre dos o ms tipos de entidadun DIRECTOR ha rodado PELICULAs
Notacin
DIRECTOR PELICULAHA_RODADO
2. Conceptos bsicos del modelo
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Grado de un tipo de relacin
Nmero de tipos de entidad que participan
en el tipo de relacin
Binaria: grado 2 (el ms frecuente)
Ternaria: grado 3
Reflexiva (o recursiva): grado 1
ACTOR PELICULAACTUA_EN
CLIENTE PELICULA
LOCAL_VIDEOCLUB
ALQUILA
PELICULACONTINUACIONDE
2. Conceptos bsicos del modelo
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Nombres de Rol (papel)
Todo tipo de entidad que participa en un tipo de relacin juega un papel especfico en la relacin
Los nombres de rol se deben usar, sobre todo, en los tipos de relacin reflexivos, para evitar ambigedad
original
versinPELICULAVERSION_DE
DIRECTOR PELICULAHA_RODADOrealizador film
2. Conceptos bsicos del modelo
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Restricciones estructurales sobre tipos de relacin
Limitan las posibles combinaciones de entidades que pueden participar en las relaciones
Extradas de la situacin real que se modela
Una pelcula debe haber sido dirigida por uno y slo undirector
Un director ha dirigido al menos una pelcula y puede haber dirigido muchas
Clases de restricciones estructurales:
Razn de cardinalidad (o tipo de correspondencia)
Razn de participacin
2. Conceptos bsicos del modelo
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Razn de Cardinalidad Notacin EN2002
Nmero mximo de instancias de tipo derelacin en las que puede participar una misma instancia de tipo de entidad la cardinalidad de HA_RODADO es 1 a N HA_RODADO es de tipo 1 a N
Notacin
etiqueta en la lnea que une entidad y relacin
Ojo: da la sensacin de que se representa al revs
1
N
DIRECTOR
PELICULA
HA_RODADO
2. Conceptos bsicos del modelo
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Razones de cardinalidad :
1:1 (uno a uno)
1:N (uno a muchos) M:N (muchos a muchos)
Razn de Cardinalidad Notacin EN2002
ACTOR
PELICULA
personaje
film
M
ACTUA_EN
N
EMPLEADO
LOCAL_VIDEOCLUB
encargado
sucursal
1
trabajador
lugar trabajo
1
TRABAJA_EN SUPERVISA
N1
2. Conceptos bsicos del modelo
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Razn de Cardinalidad Notacin [MPM1999] Nmero mximo de instancias de un tipo de
entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad
Notacin Etiqueta (1:1, 1:N, M:N) junto al tipo de relacin, o Flecha en sentido ... a N
ACTOR
PELICULA
M:N ACTUA_EN
EMPLEADO
LOCAL_VIDEOCLUB
encargado
sucursal
trabajador
lugar trabajo
TRABAJA_EN SUPERVISA1:N1:1
2. Conceptos bsicos del modelo
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Razn de Cardinalidad Notacin [SKS1998] Nmero mximo de instancias de un tipo de
entidad a las que otra instancia puede estar asociada, va un conjunto de relaciones
Notacin flecha en el sentido ... a 1
ACTOR
PELICULA
ACTUA_EN
EMPLEADO
LOCAL_VIDEOCLUB
encargado
sucursal
trabajador
lugar trabajo
TRABAJA_EN SUPERVISA
2. Conceptos bsicos del modelo
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Razn de Participacin Notacin [EN2002]
Especifica si toda la extensin de un tipo de entidad participa en un tipo de relacin, o slo parte de la extensin
Indica si hay dependencia en existencia de un tipo de entidad respecto de un tipo de relacin
Clases de participacin:
Participacin total (dependencia en existencia)
Participacin parcial
2. Conceptos bsicos del modelo
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Razn de Participacin (ii) [EN2002] Notacin
Lneas dobles
o simples
EMPLEADO
LOCAL_VIDEOCLUB
encargado
sucursal
1
trabajador
lugar trabajo
1
TRABAJA_EN SUPERVISA
N1
DIRECTOR
PELICULA
HA_ RODADO
1
N
PELICULA
personaje
film
M
ACTUA_EN
N
ACTOR
2. Conceptos bsicos del modelo
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Cardinalidad de tipo de entidad Otra forma de expresar las razones de
cardinalidad y participacin
PERSONA EDIFICIO
p1
p2
p3
e1
e2
e3
e4
USA
p1
p2
p3
e1
e2
e3
e4
POSEE
PERSONA EDIFICIO
POSEE
PERSONA USA EDIFICIO
2. Conceptos bsicos del modelo
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Cardinalidad de tipo de entidad Notacin [EN2002] Nmeros mnimo y mximo de instancias del tipo de
relacin en las que puede intervenir una instanciadel tipo de entidad
Notacin
(min, max) en la lnea que une entidad y relacin
POSEE
PERSONA USA EDIFICIO(1,n) (0,m)
(1,1)(0,n)
2. Conceptos bsicos del modelo
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Cardinalidad de tipo de entidad (iii) [EN2002]EMPLEADO
LOCAL_VIDEOCLUB
11
TRABAJA_EN SUPERVISA
N1
(0,n)
(1,1)
(1,1)
(1,1)
EMPLEADO
LOCAL_VIDEOCLUB
TRABAJA_EN SUPERVISA
PELICULA
M
ACTUA_EN
N
ACTOR
PELICULA
(1,n)
ACTUA_EN
(0,m)
ACTOR
2. Conceptos bsicos del modelo
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Cardinalidad de tipo de entidad Notacin MPM1999]
Nmeros mnimo y mximo de instancias de un tipo de entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad
Notacin
(min, max) en la lnea que une entidad y relacin
POSEE
PERSONA USA EDIFICIO(0,m) (1,n)
(0,n)(1,1)
2. Conceptos bsicos del modelo
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Cardinalidad de tipo de entidad (v)
Comparacin de notaciones
POSEE ( PERSONA(0,n) : EDIFICIO(1,1) )
POSEE( PERSONA(1,1) : EDIFICIO(0,n) )
PERSONA POSEE EDIFICIO(0,n) (1,1) p1
p2
p3
e1
e2
e3
e4
POSEE
PERSONA EDIFICIO
PERSONA POSEE EDIFICIO(1,1) (0,n)
[EN2002]
[MPM1999]
En toda notacin, la cardinalidad de una entidad es la etiqueta de la lnea que la une a la relacin
2. Conceptos bsicos del modelo
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Cardinalidad de tipo de entidad
Comparacin de notaciones (ii)
EMPLEADOLOCAL
VIDEOCLUBSUPERVISA1 N[EN2002]
[MPM1999] EMPLEADO LOCALVIDEOCLUB
1:N
SUPERVISA(1,1) (0,n)
EMPLEADOLOCAL
VIDEOCLUBSUPERVISA[SKS1998]
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Cardinalidad de tipo de entidad
Cardinalidad de tipos de entidad recursivos
[EN2002]
[MPM1999]1:1
(0,1)
(0,1)
PELICULA SECUELA DEprecuela
continuacin
N
1subalterno
superior
(0,1)
(0,n)
EMPLEADO JEFE DE
PELICULA VERSIONA N:1(0,1)
(0,n)versinoriginal
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Atributos de tipos de relacin
[EN2002]
[MPM1999]
EMPLEADO
LOCAL_VIDEOCLUB
11
TRABAJA_EN SUPERVISA
N1
horas fechainicio
PELICULA(0,m)
ACTUA_EN(1,n)
ACTOR
salariopapel
M:N
Ojo: una relacin puede tener atributos, pero nunca una clave.
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Atributos de tipos de relacin (ii)
Conceptualmente pertenecen a la relacin
Un atributo de una M:N es propio de la relacin
Un atributo de una 1:1 o 1:N se puede llevar a uno de
los tipos de entidad participantes
horas fechainicio
[EN2002]
horas
horas
fechainicio
EMPLEADO
11
TRABAJA_EN SUPERVISA
N1
LOCAL_VIDEOCLUB
2. Conceptos bsicos del modelo
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Tipo de Entidad Dbil Notacin [EN2002] No tiene atributos clave propios
Una instancia se identifica por su relacin con una instancia de otro tipo de entidad Tipo de relacin identificador
Relaciona un tipo de entidad dbil y un tipo de entidad regular (fuerte, dominante, padre, propietaria)
Clave parcial (o discriminante) Atributos de la entidad dbil, que identifican de forma nica
cada instancia, siempre que est relacionada con una instancia del tipo de entidad regular
Clave = (clave_entidad_regular, clave_parcial)
NotacinCOPIA
2. Conceptos bsicos del modelo
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Tipo de entidad dbil (ii) [EN2002]
PELICULA
numcopia
titulo
1
N
COPIA
TIENE
PACIENTE
VISITA_MEDICA diahora
1nss
N
MEDICO ncolegiado
nombre
N
1
especialidad
ACUDE
ASISTIDAPOR
Tipo de Relacin
Identificador
Clave parcial oDiscriminante
Tipo de EntidadRegular
Dependencia
en existencia
2. Conceptos bsicos del modelo
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Tipo de entidad dbil (iii) [EN2002] No toda participacin total (o dependencia en existencia)
implica un tipo de entidad dbil
EMPLEADO
numlicencia
dni
1
N
PERMISOCONDUCCION
POSEE
tipo
PERMISO_CONDUCCIN no es dbil: depende en existencia de EMPLEADO, pero tiene clave primaria propia
2. Conceptos bsicos del modelo
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Tipo de entidad dbil (iv)Notacin [MPM1999]
Definicin distinta de tipo de entidad dbil
La existencia de una instancia del tipo de entidad dbil depende de la existencia de una instancia del tipo de entidad regular
Tipo de relacin dbil (o dependencia) Relaciona un tipo de entidad dbil y otro regular
Clases de dependencia:
En existencia
En identificacin
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Tipo de entidad dbil (v) [MPM1999] Dependencia en existencia ( entre entidades)
Si desaparece una instancia del tipo de entidad regulardeben desaparecer las instancias de la entidad dbil que dependen de ella
Etiqueta E en el tipo de relacin dbil
Dependencia en identificacin Adems de la dependencia en existencia...
Una instancia del tipo de entidad dbil no se puede identificar por s misma
Su clave es (clave_entidad_regular, clave_parcial)
Etiqueta ID en el tipo de relacin dbil
2. Conceptos bsicos del modelo
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Tipo de entidad dbil (vi) [MPM1999]
PERMISO_CONDUCCION es dbil, pues depende en existencia de EMPLEADO, pero no depende en identificacin
COPIA es dbil, pues depende en existencia de PELICULA, y tambin depende en identificacin
numcopia
titulo
COPIA
1:NTIENE
ID
PELICULA
idcopia
numlicencia
EMPLEADO
PERMISOCONDUCCION
POSEE1:NE
dni
tipo
Tipo de Relacin
Dbil
2. Conceptos bsicos del modelo
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Tipo de entidad dbil (vii)
Comparacin de conceptos y notacin
CLIENTE
numprestamo
dni
1
N
PRESTAMO
POSEE
numprestamo
CLIENTE
PRESTAMO
POSEE 1:NE
dni
(1,1)
(0,n)
[EN2002] [MPM1999]
Dependencia en existencia
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Tipo de entidad dbil (viii)
Comparacin de conceptos y notacin (ii)
[EN2002] [MPM1999]
numpago
PRESTAMO
PAGO
TIENE1:1ID
numprestamo
(1,1)
(0,n)
idpago
PRESTAMO
numpago
numprestamo
1
N
PAGO
TIENE
Dependencia en identificacin Entidad Dbil de otra entidad dbil
-
Modelacin de Datos - Cuatrimestre Oct-Dic/2010 - M.T.C. Gerardo Pavel Hernndez Jara
Tipo de entidad dbil (ix)
Comparacin de conceptos y notacin (iii)
ACTOR
titulo
nombre
M
N
PELICULA
ACTUA_EN
[EN2002] [MPM1999]
titulo
ACTOR
PELICULA
M:N
nombre
(0,m)
(1,n)
ACTUA_EN
Participacin total