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Semestre 4
Fascículo
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Fundamentos de
Bases de Datos
Semestre 4
Fundamentos de bases de datos
Fundamentos de bases de datos
Semestre 4
Tabla de contenido Página
Introducción 1
Conceptos previos 2
Mapa conceptual Fascículo 1 3
Logros 3
El modelo entidad relación. 3
Entidades Fuertes y Débiles. 3
Discriminante o Clave Parcial. 12
Relación Identificadora. 13
Entidad Propietaria. 14
Generalización y Especialización. 14
Resumen 18
Bibliografía recomendada 19
Nexo 20
Seguimiento al autoaprendizaje 21
Créditos: 2
Tipo de asignatura: Teórico – Práctica
Semestre 4
Fundamentos de bases de datos
Copyright©2008 FUNDICIÓN UNIVERSITARIA SAN MARTÍN
Facultad de Universidad Abierta y a Distancia,
“Educación a Través de Escenarios Múltiples”
Bogotá, D.C.
Prohibida la reproducción total o parcial sin autorización
por escrito del Presidente de la Fundación.
La redacción de este fascículo estuvo a cargo de
LUIS HERNANDO DUQUE RIOS
Tutor Programa de Ingeniería de Sistemas a Distancia.
Sede Bogotá, D.C.
Corrección de estilo;
MARLON CARRERO R.
Diseño gráfico y diagramación a cargo de
SANTIAGO BECERRA SÁENZ
ORLANDO DÍAZ CÁRDENAS
Impreso en: GRÁFICAS SAN MARTÍN
Calle 61A No. 14-18 - Tels.: 2350298 - 2359825
Bogotá, D.C., Noviembre de 2010
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Fascículo No. 2
Semestre 4
Fundamentos de base de datos
Fundamentos de
base de datos
Introducción
Para tener un punto de partida en la introducción a las bases de datos es
necesario, primero aclarar las distintas representaciones de percepción del
mundo en un modelo orientado a funcionar sobre una base de datos.
Como solución a esta inquietud surge el modelo Entidad Relación, el cual
establece la representación de objetos por medio de Entidades y las
relaciones entre sí. Este modelo es uno de los más utilizados para el
diseño conceptual de bases de datos y ha sido creado para dar solución a
la interacción de las empresas con el mundo real. Está formado por un
conjunto de conceptos que permite describir la realidad mediante
representaciones gráficas. A continuación algunos de los más utilizados.
Figura 1. Elementos gráficos modelo Entidad Relación.
El modelo Entidad Relación es una visión de alto nivel de las Bases de
Datos. El aspecto semántico del modelo E-R se hace visible en la
representación del significado de los datos, herramienta extremadamente
útil para lograr corresponder los significados en interacciones de las
empresas del mundo real con un esquema conceptual.
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Fundamentos de bases de datos
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Fascículo No. 2
Semestre 4
En el modelo E-R tal como
fue propuesto por Chen, se
distinguen los siguientes ele-
mentos.
Entidad, Interrelación, Domi-
nio, Atributo.
Propuesto por Chen en dos artículos en 1976 y 1977. “El modelo E-R
puede ser usado como una base para una vista unificada de los datos,
adoptando el enfoque más natural del mundo real que consiste en
entidades e interrelaciones”.
El modelo entidad-relación está formado por un conjunto de conceptos
que permiten describir la realidad mediante un conjunto de representa-
ciones gráficas y lingüísticas. Originalmente, el modelo sólo incluía los con-
ceptos de entidad, relación y atributo. Más tarde, se añadieron otros con-
ceptos, como los atributos compuestos y las jerarquías de generalización,
en lo que se ha denominado modelo entidad-relación extendido.
Conceptos previos
Para una correcta comprensión del presente fascículo el estudiante
requerirá tener un conocimiento previo de cuál es el objetivo de una base
de datos y conocer sus ventajas comparadas con los sistemas de
almacenamiento de información en archivos conceptos vistos y aclarados
en la asignatura Datos de tercer semestre, para así hallar el mejor uso que
pueda extraer de una base de datos. Así mismo deberá conocer los
conceptos de términos dato, Información, almacenamiento, persistencia,
seguridad, acceso.
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Fundamentos de bases de datos
Fundamentos de
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Fascículo No. 2
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Mapa conceptual fascículo 2.
Al finalizar el estudio del presente fascículo el estudiante estar en capacidad
de:
Ser capaz de modelar un objeto de la vida real y proponer sus posibles
relaciones con otros objetos.
Desarrollar un modelo que solucione una necesidad puntual de almacena-
miento de información utilizando el modelo Entidad Relación.
Comprender y aplicar al desarrollo de modelos de bases de datos, el con-
cepto de generalización y especialización de Entidades, así como el con-
cepto de herencia.
Proveer los elementos básicos de la tecnología de bases de datos que
permitan diseñar y administrar.
El modelo entidad relación
Entidades Fuertes y Débiles
Antes de adentrarnos en el detalle de las entidades Fuertes y Débiles
debemos tener claro el concepto de Entidad y sus atributos.
LogrosLogrosLogros
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Entidad
Hace referencia a cosas, objetos reales o abstractos que existen en un
contexto determinado o pueden llegar a existir en él. Son distinguibles del
resto de su misma especie y como tal pueden ser representados en un
modelo conceptual de base de datos y del cual deseamos guardar
información. Así mismo, una entidad está compuesta por Atributos que no
son más que características de la Entidad. Con este par de conceptos ya
podemos definir más claramente las Entidades Fuertes y Débiles.
Ejemplo de entidad y atributos:
Figura 2. Ejemplo de entidad
Nombre de la entidad ESTUDIANTE y sus atributos (Nombres, Apellidos,
No de Cedula, Fecha de Nacimiento, Sexo, Código), como se puede
observar ésta es una entidad.
Las Entidades pueden ser definidas por:
a) un NOMBRE
b) un SIGNIFICADO
c) unos ATRIBUTOS
d) Un IDENTIFICADOR
El NOMBRE debe ser:
Conciso: En singular (Ej.: CLIENTE, ESTUDIANTE) o frases simples en
singular (CUENTA CORRIENTE)
Adecuado: De uso común en la organización y que no excluya ciertas
ocurrencias
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Diagrama Entidad Relación es
la representación gráfica del
modelo Entidad-Relación, per-
mite ilustrar la estructura de la
Base de Datos del problema
modelado.
Único: Dentro del modelo evitar sinónimos y homónimos.
EL SIGNIFICADO o definición, debe ser expresado a través de un texto
conciso, preciso, claro e indicando, si existieran, las dependencias con
otros tipos de entidades.
Un conjunto de ATRIBUTOS que caracterizan a todas las entidades de ese
tipo:
- NOMBRE, CEDULA DE IDENTIDAD, CALLE y CIUDAD son posibles
atributos del conjunto de entidades CLIENTE.
- NUMERO DE CUENTA y SALDO son posibles atributos del conjunto de
entidades CUENTA.
Para cada atributo existe un conjunto de valores permitidos, denominado
el dominio de ese atributo:
El dominio del atributo NOMBRE puede ser el conjunto de todos los
nombres permitidos de personas.
El dominio del atributo NÚMERO DE CUENTA puede ser el conjunto
de todos los números de cuenta permitidos en ese banco.
El IDENTIFICADOR es un atributo o conjunto de atributos que permiten
distinguir a cada entidad dentro del conjunto de entidades del mismo tipo.
Diagrama Entidad-Relación
Es la representación gráfica del modelo Entidad-Relación, permite ilustrar
la estructura de la Base de Datos del problema modelado. Escribe
Johnson: "los diagramas ER constituyen una notación para documentar un
diseño tentativo de bases de datos. Los analistas los utilizan para facilitar el
proceso de diseño" [Joh00].
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Está compuesto por los siguientes elementos.
Estos elementos se unen a través de líneas para formar así el diagrama.
Ejemplo:
Figura 3. Ejemplo simple de diagrama entidad relación
Dependiendo del tipo de atributo, se representan en forma diferente:
Simples y monovalorados: Se simbolizan con una elipse sencilla.
Compuestos: Se representan por una elipse de la cual salen otras
elipses con los atributos simples.
Multivalorados: Se representan con una elipse doble.
Derivados: Se representan con una elipse punteada.
Conjunto de entidades Débiles. Es aquel conjunto de entidades que no
tienen atributos que puedan identificar una entidad en forma única, es
decir que no poseen atributos para conformar la llave primaria; por lo tanto
dependen de una entidad fuerte.
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Gráficamente se representa así:
Figura 4. Ejemplo gráfico entidad débil.
Figura 5. Notación para atributos clave.
En el modelo Entidad-Relación es necesario que todo tipo de entidad
tenga un identificador. En la gráfica podemos encontrar (dni) como
identificador primario, (nss) como identificador y (fechanacim nombre)
como identificador compuesto
Grado de un tipo de relación
Número de tipos de entidad que participan en el tipo de relación
Binaria: grado 2 (el más frecuente)
Figura 6. Notación para relación binaria
Ternaria: grado 3
Figura 7. Notación para relación Ternaria
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Reflexiva (o recursiva): grado 1
Figura 8. Notación para relación Reflexiva
2.1
1. De dos ejemplos de los tres diferentes grados de relación.
2. Dibuje un diagrama Entidad-Relación con un mínimo de cinco
entidades, en el que pueda identificarse los diferentes grados de
relación.
Nombres de ROL (papel)
Todo tipo de entidad que participa en una relación juega un papel
específico en la relación.
Figura 9. Notación para rol en una relación
Los nombres de rol se deben usar, sobre todo, en los tipos de relación
reflexivos, para evitar ambigüedad.
Figura 10. Notación para rol en una relación reflexiva
Cardinalidad de las relaciones
La cardinalidad indica el número de entidades del primer conjunto (E1)
que se relaciona con entidades del segundo conjunto (E2) o viceversa.
Figura 11. Notación para cardinalidad de un relación
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Dependiendo de la cantidad de elementos del segundo conjunto con los
que se relacione la cardinalidad, ésta puede ser:
Uno a uno: 1:1. Una entidad del conjunto (E1) se relaciona con una única
entidad del conjunto de entidades (E2) y viceversa.
Figura 12. Notación para cardinalidad de una relación 1 a 1.
Uno a muchos: 1:n. Una entidad del conjunto de entidades (E1) se
relaciona con varias entidades del conjunto de entidades (E2) y una
entidad del conjunto de entidades (E2) solo puede estar relacionada con
una entidad del conjunto de entidades (E1).
Figura 13. Notación para cardinalidad de una relación 1 a muchos.
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Muchos a uno: n:1. Una entidad en (E1) está relacionada con una única
entidad de (E2) y una entidad del conjunto de entidades (E2) está
relacionada con muchas entidades del conjunto de entidades (E1).
Figura 14. Notación para cardinalidad de una relación muchos a 1
Muchos a muchos: n:n. Una entidad del conjunto de entidades de (E1)
está relacionada con muchas entidades del conjunto de entidades (E2) y
una entidad del conjunto de entidades de (E2) está relacionada con
muchas entidades del conjunto de entidades (E1).
Figura 15. Notación para cardinalidad de una relación muchos a muchos
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Una entidad Fuerte (también
conocida como entidad regu-
lar) es aquella que puede ser
identificada unívocamente.
Una Entidad Débil es aquella
que por sí sola, con sus atri-
butos, no puede ser identifica-
da unívocamente.
2.2
Por cada uno de los tipos de cardinalidad, de un ejemplo y haga el
diagrama en donde se muestre cómo los elementos de una entidad se
relacionan con los elementos de otra.
Entidad Fuerte
Una entidad Fuerte (también conocida como entidad regular) es aquella
que puede ser identificada unívocamente. En otras palabras, sus atributos
permiten identificarla de forma única sin lugar a que exista otra entidad con
los mismos atributos idénticos a ella. Un conjunto que si tiene una clave
primaria se denomina conjunto de entidades fuertes. Existen por sí mismas
y la existencia de un ejemplar en la entidad no depende de la existencia de
otros ejemplares en otra entidad. Su representación gráfica se hace
mediante un rectángulo y el nombre se ubica en su interior.
Entidad Débil
Una Entidad Débil es aquella que por sí sola, con sus atributos, no puede
ser identificada unívocamente. Es decir, cabe la posibilidad de que exista
más de una entidad con la que se compartan los mismos atributos. Un
conjunto de entidades débiles es aquel que no tiene suficientes atributos
para formar una clave primaria. Su representación gráfica se hace
mediante un doble rectángulo y con el nombre en su interior.
Figura 16. Ejemplo de relación Entidad Fuerte y Débil.
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En la figura podemos observar un claro ejemplo de Entidad Fuerte
(compositores) y Entidad Débil (canciones). Para este caso en particular, la
noción de que exista una misma canción con el mismo título, que sería el
atributo más representativo de la Entidad canciones, nos indica que como
tal, este atributo sin el atributo Autor, daría como resultado que existan
infinidad de canciones con títulos idénticos, así que la única forma de
identificarlos sería combinando el atributo Titulo y Autor, ya que un Autor
no le pondría el mismo nombre a dos de sus composiciones.
Figura 17. Ejemplo de relación Entidad Fuerte y Débil.
En este ejemplo la entidad nota como tal no tiene sentido sino hace refe-
rencia a un estudiante. Es por ello que podemos decir que ESTUDIANTE
es una Entidad Fuerte y NOTA es una entidad Débil.
Discriminante o Clave Parcial
El discriminante es un atributo que identifica de forma única cada elemento
en una Entidad débil Ej.: Un IdPago identifica de forma única cada pago
para un préstamo en particular.
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Figura 18. Ejemplo discriminante o clave parcial.
En el gráfico anterior observamos como en la entidad débil PAGO existe un
atributo IdPago que me identifica de forma única un elemento de esa
entidad. Pero para complementar esta relación existe también el
identificador del préstamo al cual corresponde el pago.
Figura 19. Ejemplo discriminante o clave parcial.
Otro ejemplo de Clave parcial es la relación que existe entre la Entidad
Fuerte CUENTA y la Entidad Débil TRANSACCION ( MOVIMIENTO ). En
esta relación la clave parcial en la Entidad TRANSACCION es el
NRO.TRANSACCION ya que con este atributo podemos identificar de
forma única, dado que para cada cuenta estos números de transacción
identifican unívocamente una única transacción.
Relación Identificadora
Es la relación que asocia el conjunto de entidades débiles con el conjunto
de entidades identificadoras. La relación identificadora es varios a uno del
conjunto de entidades débiles, al conjunto de entidades identificadoras.
Una instancia de la entidad Hijo está identificada por la asociación con la
entidad Padre. Luego, esta relación se refiere a que cada instancia de una
entidad hijo debe estar asociada con una y sólo una instancia de la entidad
padre. La existencia de un hijo en este tipo de entidad depende del padre:
el hijo sólo existe si existe el padre.
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Ejemplo de una relación identificadora:
La clave primaria del padre, a través de la relación forma parte de la clave
primaria (Identidad) del hijo.
Para su identificación el hijo depende del padre y no puede existir sin él.
Figura 20. Ejemplo relación identificadora
Aserción 1: Cada MASTER DE LA PELÍCULA < es alquilada como > 0, 1,
o mas COPIAS DE LA PELÍCULA.
Aserción 2: Cada COPIA DE LA PELÍCULA < es creada de > uno y sólo
un MASTER DE LA PELÍCULA.
Aserción 3: Una COPIA DE LA PELÍCULA no puede existir sin el MASTER
DE LA PELÍCULA.
Entidades Propietarias
Para que un conjunto de entidades débiles tenga sentido, debe estar
asociada con otro conjunto de entidades, denominado el conjunto de
entidades identificadoras o propietarias. Cada entidad débil debe estar
asociada con una entidad identificadora; es decir, se dice que el conjunto
de entidades débiles depende existencialmente del conjunto de entidades
identificadoras. Se dice que el conjunto de entidades identificadoras es
propietario del conjunto de entidades débiles que identifica.
Generalización y Especialización
Existe una extensión del modelo E-R, el llamado Modelo E.R Extendido,
que permite modelar ciertas características de forma más sencilla. Estas
características son la especialización/generalización y la agregación.
La Generalización y Especialización tiene dos restricciones semánticas
asociadas:
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- Totalidad (todo ejemplar del supertipo tiene que pertenecer a algún
subtipo).
- Solapamiento (un mismo ejemplar del supertipo puede pertenecer a
más de un subtipo). El caso contrario se llama exclusividad.
Figura 21. Ejemplo generalización y especialización
Generalización
Se considera como un caso especial de interrelación entre uno o varios
tipos de entidades (subtipos) y un tipo más general (supertipo), cuyas
características son comunes a todos los subtipos.
Para todos los propósitos prácticos, la generalización es una inversión
simple de la especialización. En términos del propio diagrama E-R no se
distingue entre especialización y generalización. La única diferencia es el
punto de vista usado al realizar el diseño o, en otras palabras, el punto de
partida y el objetivo final.
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Figura 22. Jerarquía de Generalización
Especialización
Un grupo de entidades puede contener subgrupos de entidades que son
similares entre sí. Cada subgrupo se diferencia en algo de los otros. Por
ejemplo, Considérese el grupo de entidades persona con atributos
nombre, calle y ciudad. Una persona puede clasificarse además como
cliente o empleado. Estos dos tipos de persona se describen mediante un
conjunto de atributos que incluyen los atributos del grupo de entidades
persona y además, otros posibles atributos adicionales. Por ejemplo, las
entidades cliente pueden añadir el atributo id-cliente, mientras que las
entidades empleado podrían añadir id-empleado y sueldo. El proceso de
clasificación de subgrupos dentro de un grupo de entidades se denomina
especialización. Se puede aplicar repetidamente la especialización para
refinar el esquema de diseño. En términos de un diagrama E-R, la
especialización se representa mediante un componente triangular
etiquetado ES (por ejemplo, un empleado ES una persona. La relación ES
se puede llamar también relación superclase-subclase. Los conjuntos de
entidades de nivel más alto y más bajo se representan como conjuntos de
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entidades regulares, es decir, como rectángulos que contienen el nombre
del conjunto de entidades.
Figura 23.
Ejemplo especialización
La generalización procede de observar que varios conjuntos de entidades
que comparten algunas características comunes se describen mediante
los mismos atributos y participan en los mismos conjuntos de relaciones.
Basada en sus similitudes, la generalización sintetiza estos conjuntos de
entidades en uno solo, el conjunto de entidades de nivel más alto. La
generalización se usa para resaltar las similitudes entre los conjuntos de
entidades de nivel más bajo y para ocultar las diferencias; también permite
economizar la representación para que los atributos compartidos no estén
repetidos.
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Una entidad hace referencia a cosas, objetos reales o abstractos que
existen en un contexto determinado o pueden llegar a existir, que son
distinguibles del resto de su misma especie y como tal pueden ser
representadas en un modelo conceptual de base de datos y del cual
deseamos guardar información.
La forma de representarlo es por medio de los Diagramas Entidad-
Relación. Entre los elementos gráficos que encontramos para construirlos
tenemos el rectángulo representa el grupo de entidades. El rectángulo
doble representa el grupo de entidades débiles. La elipse representa los
atributos de cada entidad. El rombo representa el conjunto de relaciones.
Estos elementos se unen entre sí para formar el diagrama.
El grado de un tipo de relación es la cantidad de entidades con las que se
relaciona, binaria grado 2: solo intervienen 2 entidades, ternaria grado 3:
intervienen 3 entidades, reflexiva o recursiva: interviene una sola entidad.
Todo tipo de entidad que participa en una relación juega un papel
específico en la relación.
La cardinalidad indica el número de entidades del primer conjunto (E1)
que se relación con entidades del segundo conjunto (E2) o viceversa.
Una entidad Fuerte: (también conocida como entidad regular) es aquella
que puede ser identificada unívocamente. Se identifica por si misma por
medio de alguno de sus atributos. Un conjunto de entidades débiles es
aquel que no tiene suficientes atributos para formar una clave primaria.
El discriminante es un atributo que identifica de forma única cada elemento
en una Entidad débil.
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Fascículo No. 2
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Una relación Identificadora es la relación que asocia el conjunto de
entidades débiles con el conjunto de entidades identificadoras.
Entidades Propietaria: Para que un conjunto de entidades débiles tenga
sentido, debe estar asociada con otro conjunto de entidades, denominado
el conjunto de entidades identificadoras o propietarias.
La generalización se considera como un caso especial de interrelación
entre uno o varios tipos de entidades (subtipos) y un tipo más general
(supertipo), cuyas características son comunes a todos los subtipos.
La especialización es un grupo de entidades puede contener subgrupos
de entidades que son similares entre sí. Cada subgrupo se diferencia en
algo de los otros.
[EN 2002] Elmasri, R.; Navathe, S.B. Fundamentos de Sistemas de Bases
de Datos. 3ª ed. Addison-Wesley, (Cap. 3 y 4). Texto Guia
[MPM 1999] De Miguel, A.; Piattini, M.; Marcos, E. Diseño 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. 3ª edición. Madrid: McGraw-Hill. (Cap. 2)
Base de Datos – Fundamentos de BDs y algo más
http://uvfdatabases.wordpress.com/category/modelo-entidad-relacion/
UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR
Sistemas de información III - CONSIDERACIONES GENERALES DE LA
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Fascículo No. 2
Semestre 4
METODOLOGÍA IDEF1X
http://prof.usb.ve/lmendoza/Documentos/PS-
6117%20(Laboratorio)/Transparencias%20PS6117%20(Lab)%20Metod.%2
0IDEF1X.pdf
En el siguiente fascículo se se desarrollará el concepto de relación entre
dos entidades. Por otra parte, se proporcionarán al estudiante las primeras
sentencias estructuradas del lenguaje SQL permitiendo que identifique y
practique los conceptos de consulta y modificación de estructuras de
datos.
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Fascículo No. 2
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Seguimiento al autoaprendizajeSeguimiento al autoaprendizajeSeguimiento al autoaprendizaje
b) Verdadero
Fundamentos de bases de datos - Fascículo No. 2
Nombre_______________________________________________________
Apellidos ________________________________ Fecha: _________________
Ciudad___________________________________Semestre: _______________
Marque con una X la respuesta correcta
1- Una entidad fuerte se conoce también con el nombre de:
a) Entidad primaria
b) Entidad regular
c) Clave primaria
d) Ninguna de las anteriores
2- De las siguientes afirmaciones marque con una X la correcta
a) Una entidad débil es fácil de identificar por si sola
b) Una entidad débil depende de los atributos de otra entidad para ser identi-
ficada.
c) Una entidad débil tiene los atributos necesarios para identificarse por sí sola.
d) Ninguna de las anteriores.
3- El símbolo con el que se identifica una entidad débil en un diagrama Entidad-
Relación es:
a) Un rectángulo
b) Un rombo
c) Una elipse
d) Un rectángulo doble
4- Un discriminante o clave parcial es:
a) Atributo que identifica de forma única un elemento en una Entidad.
b) Atributo que identifica de forma única cada elemento en una Entidad débil.
c) Atributo simple de una entidad.
d) Ninguna de las anteriores.
5- Indique si la siguiente afirmación es Falsa o Verdadera
Una relación Identifcadora es aquella que asocia el conjunto de entidades
débiles con el conjunto de entidades identificadoras.
a) Falso