Diseño de Base de Datos

Diseño Conceptual: Modelo E/R Guía metodológica para abordar la resolución de los problemas

La presente es un instrumento de apoyo para los estudiantes de Informática del ISEP Gregoria Santos, que pretendan dominar las diversas técnicas requeridas para el Diseño de Base de Datos.

Parte 1 Algunas heur铆sticas para la identificaci贸n de los distintos constructores.

Abordar el problema 

La elaboración de un esquema E/R que recoja la semántica de un determinado Universo del Discurso (planteamiento) es un proceso creativo para el que no existe un procedimiento definido. Sin embargo, si es posible seguir una serie de recomendaciones o heurísticas que nos ayuden en el diseño.

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Semántica 

Estudio de los símbolos (notación gráfica) y sus combinaciones para la creación de un esquema (Diseño de la Base de Datos).

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Heurística 1.

2.

f. Técnica de la indagación y del descubrimiento.

En el campo informático, es considerada como manera de buscar la solución de un problema mediante métodos no rigurosos, como por tanteo, reglas empíricas, etc.

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Heurísticas para la identificación de los distintos constructores 

El modelo E/R, prevé el uso de constructores que ayudan a recoger mayor semántica del planteamiento del problema, como: ◦ Cardinalidades mínimas y máximas en las interrelaciones. ◦ Generalizaciones. ◦ Dependencia de existencia y en identificación.

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Las entidades 

Son los objetos (conceptos) sobre los que debe recogerse información (denotan personas, lugares, cosas o eventos de interés). ◦ En el enunciado habitualmente se muestran como nombres.



A cada una de las posibles ocurrencias (cada persona, lugar, cosa o evento concreto de la entidad se le denomina ejemplar.

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Los atributos Se utilizan para detallar las entidades asignándose propiedades descriptivas tales como: nombre, color, peso.  Existen dos tipos de atributos: Identificadores y descriptores.  No sólo es posible especificar atributos en las entidades, sino también en la interrelaciones.  En el enunciado aparecen como nombres. 

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Atributos en las relaciones 

Las relaciones también pueden tener atributos.

1:N

CLIENTE

(0:1)

compra

(1:n)

PRODUCTO

fecha

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Identificadores y Descriptores Los atributos identificadores, se utilizan para distinguir de manera única cada una de las ocurrencias de una entidad (pueden ser Principales y Alternativos).  Los atributos descriptores, se utilizan para describir una ocurrencia de entidad.  También existe el concepto de dominio (conjunto de valores sobre los que se define). 

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Representación en el esquema E/R 

La entidad EMPLEADO puede tener el atributo "estado civil" definido sobre el dominio "Estados civiles" (compuesto por los valores: soltero, casado, viudo, divorciado) 27/10/2012

Estado Civil

EMPLEADO

Estados Civiles Estado Civil

EMPLEADO

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Dependencia de los atributos identificadores según su fuerza Las entidades fuertes tienen existencia propia; es decir, poseen identificadores internos que determinan de manera única la existencia de sus ocurrencias.  Ejemplo: 

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Las entidades débiles Se determinan por dos causales: 1. Su existencia en la BD depende de una entidad fuerte (para su identificación, requiere de los atributos identificadores de otra entidad). Dependencia en existencia.

2. No poseen identificadores internos que permitan la identificación de cada una de las ocurrencias y requieren la presencia de atributos externos. Dependencia en identificación. 

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Las interrelaciones Representan asociaciones del mundo real entre una o más entidades.  Se caracterizan por:  Su nombre, el grado (número de entidades que participan en la interrelación), tipo de correspondencia 

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Parte 2 Algunas heur铆sticas para la elecci贸n entre varios constructores.

Restricción de la cardinalidad 

Se definen las cardinalidades máximas y mínimas de las entidades que participan en una interrelación; como, el número máximo y mínimo de ejemplares de una entidad que puede relacionarse con un único ejemplar de la otra, u otras entidades que participan en la interrelación.

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Representación de las restricciones de cardinalidad 1:N

PROYECTO

(0:1)

participar

(1:N)

EMPLEADO

(1:N) en EMPLEADO indica que un ejemplar de la entidad PROYECTO esta relacionado con uno o más ejemplares de la entidad EMPLEADO en la interrelación participar.  (0:1) en PROYECTO indica que un ejemplar de la entidad empleado está relacionado con cero o un ejemplar de la entidad PROYECTO en la interrelación participar 

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En cuanto a las generalizaciones Nos proporcionan un mecanismo de abstracción que permite especializar una entidad (que se denominará en supertipo) en subtipo y viceversa.  De esta forma un conjunto de ocurrencias de una entidad como ocurrencias de otra entidad. 

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Ejemplo: Una "Persona" es un "Animal" y un "Reptil" es un "Animal"; en este caso "Animal" puede considerarse el supertipo y "Persona" y "Reptil" son subtipos de "Animal". ď‚— Podemos identificar generalizaciones si encontramos una serie de atributos comunes a un conjunto de entidades. ď‚—

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N掳 Emp

Nombre Emp. Salario PROYECTO

INGENIERO

SECRETARIO

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TECNICO

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Elección entre varios constructores Aunque es sencillo definir los constructores de entidad, atributo, interrelación, no es tan sencillo distinguir su papel en el modelo de BD. ¿Qué es lo que hace que un concepto sea una atributo, una entidad, o una interrelación?.

Entidades vs. Atributos 

Los atributos no tienen existencia por sí mismos sino que tienen sentido en cuanto a que pertenecen a una determinada entidad o interrelación. ◦ Si existe información descriptiva sobre un concepto u objeto, entonces debería clasificarse como entidad. ◦ Si solo se necesita un identificador para un objeto, el objeto debería clasificarse como un atributo.

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Entidades vs. Atributos multivaluados 

Con independencia de que el atributo sea simple o compuesto, si se sabe que tendrá un número

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Entidades vs. Interrelaciones  



Las interrelaciones asocian una o varias entidades, mientras que las entidades no.

Así, se ha sustantivado una interrelación y al introducir un nuevo concepto, se ha convertido en un entidad.

La nominalización puede resultar útil en un proceso de diseño complejo, para reducir el grado de interrelación, para encontrar elementos de interés para el sistema que inicialmente no se había tenido en cuenta.

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Parte 3 Como se estructuran los problemas

1. Estudiar el enunciado 

Elabora dos listas: 1. Escribe los candidatos a ser entidades.

2. Escribe las posibles interrelaciones junto con sus correspondencias (cardinalidades 1:1, 1:N, N:M)



Especifica aquellos conceptos dudosos que no se sabe cómo representar… con un signo de interrogación (?).

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2. Construye una Matriz de Entidades 

Elabora una matriz en la que las filas y las columnas sean las entidades. Cada celda puede contener o no nombre de interrelaciones.

E1 E2

E1

E2

E3

…

En

I1

I2

--

…

I3

I4

15

…

…

16

…

…

…

In

E3 …

En

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… continuación.

La celdas que aparecen con una cruz se corresponden con interrelaciones que ya está especificadas en la otra mitad de la matriz.  El símbolo (--) en una celda, indica que no existe interrelaciones entre las dos entidades referenciadas.  Indica los tipos de correspondencia de cada interrelación. 

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3. Construye el primer esquema E/R ď‚—

Utilizando la matriz de entidades se construye un primer esquema E/R con las entidades, atributos, interrelaciones y sus tipos de correspondencia.

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4. Depura el esquema E/R Estudiando las posibles redundancias siempre y cuando existan ciclos.  Varias entidades unidas por varias interrelaciones semánticamente formado por un ciclo.  Estudiar detalladamente las cardinalidades de las interrelaciones y hacer la comprobación tanto en un sentido como en el otro. 

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Enunciado 

Supongamos el siguiente enunciado sobre municipios, viviendas y personas. Cada persona sólo puede habitar en una vivienda y estar empadronada en un municipio, pero puede ser propietaria de varias viviendas.

Nos interesa también conocer las personas que dependen del Cabeza de Familia (C.F.).

Se indicarán los supuestos semánticos que se consideren oportunos para justificar todas las decisiones de diseño.

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1. Elaborar Lista de Entidades 

Describa los candidatos a ser entidades e interrelaciones e indicar también los conceptos que no se sabe cómo catalogar.

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MUNICIPIO VIVIENDA PERSONA

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… Interrelaciones PERSONA

habita

VIVIENDA

PERSONA

Empadronada

MUNICIPIO

PERSONA

propiedad

VIVIENDA

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a) Supuesto dados en el enunciado Cada PERSONA sólo puede HABITAR en una VIVIENDA.  Cada PERSONA puede ser PROPIETARIA de más de una VIVIENDA.  Las PERSONAS dependen del cabeza de familia.  Una PERSONA está empadronada en un único MUNICIPIO 

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b) Supuestos no dados en el enunciado En una VIVIENDA pueden HABITAR muchas PERSONAS.  Una VIVIENDA puede ser PROPIEDAD de muchas PERSONAS.  Una PERSONA sólo puede tener un cabeza de familia y cabeza de familia puede serlo de varias Personas.  Un Municipio puede tener muchas viviendas y una VIVIENDA pertenece a un solo MUNICIPIO. 

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Construir una matiz E/R 

Para crear la matriz se analiza los supuestos semánticos explícitamente representada en el enunciado, así como los que están implícitos o son de sentido común.

PERSONA

PERSONA

MUNICIPIO

VIVIENDA

C.F. (1:N)

Empadronada (1:N)

Habita (1:N) Propiedad (N:M)

--

Esté_En (N:1)

MUNICIPIO VIVIENDA

--

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3. Diagramar una versi贸n preliminar 1:N

C.F,

1:N empadronada

PERSONA

1:N

habita

propiedad

VIVIENDA

N:M

MUNICIPIO

est谩_en

N:1

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4. Análisis de cardinalidades mínimas C.F..- Una persona tiene obligatoriamente como mínimo una PERSONA que es Cabeza de Familia y una PERSONA que es cabeza de familia puede que no tenga ninguna persona a cargo.  Habita.- Una PERSONA habita como mínimo en una VIVIENDA y en una VIVIENDA puede que no habite ninguna PERSONA.  Propiedad.- Una PERSONA puede que no sea propietaria de ninguna VIVIENDA y una VIVIENDA puede que no sea propiedad de ninguna PERSONA 

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4. Análisis de cardinalidades mínimas Empadronada.- Una PERSONA está empadronada como mínimo en un MUNICIPIO (y como máximo también) y en un MUNICIPIO como mínimo está empadronada una PERSONA.  Está_En.- Una VIVIENDA está en un único MUNICIPIO y en un MUNICIPIO hay, como mínimo, una VIVIENDA. 

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4. Análisis de cardinalidades mínimas 1:N

C.F

(0.n)

(1.1)

1:N (1.n)

PERSONA (0.n) 1:N

habita

empadronada

(0.n) N:M

propiedad

(1.1)

VIVIENDA

(1.1)

MUNICIPIO

(0.n)

(1.1) (1.n)

está_en

N:1

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5. Análisis de redundancias 

Como existen dos ciclos en el esquema E/R hay que estudiar si existe alguna interrelación redundante, es decir, si hay alguna interrelación cuya semántica pueda obtenerse a partir de las otras interrelaciones.

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5. Anรกlisis de redundancias 1:N

C.F

(0.n)

(1.1)

PERSONA (0.n) 1:N

habita

(0.n) N:M

propiedad

(1.1)

VIVIENDA

MUNICIPIO

(0.n)

(1.1) (1.n)

estรก_en

N:1

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