El modelo de datos relacional (Base de Datos)

Presentación U.T.D "Francisco Tamayo" PNF. Informática, materia: Base de Datos

1. El modelo de datos relacional Tucupita, Julio del 2017 PROFESOR: PARTICIPANTES: Ing. Angel Aguilar Josmila Gonzalez Sergio Rojas José Guerra

2. Bases del modelo Relacional El modelo relacional constituye una alternativa para la organización y representación de la información que se pretende almacenar en una base de datos. Se trata de un modelo teórico matemático que, además de proporcionarnos los elementos básicos de modelado ( las relaciones ), incluye un conjunto de operadores ( definidos en forma de un álgebra relacional ) para su manipulación, sin ambigüedad posible. El modelo relacional

3. M odelo Relacional

4. bases de datos relacionales: Relación : Película (título, año, duración) Titulo Año Duración La guerra de las galaxias 1977 123 El señor de los anillos I 2001 178 Mar adentro 2004 125 Atributos Tuplas Dominio= textos Dominio= enteros Cardinalidad =3 Grado de la relación=3

5. Modelo Relacional 2.1- Esquemas de los modelos Relacional Un esquema contiene la definición de una estructura (generalmente relaciones o tablas de una base de datos), es decir, determina la identidad de la relación y qué tipo de información podrá ser almacenada dentro de ella; en otras palabras, el esquema contiene los metadatos de la relación. Todo esquema constará de : Nombre de la relación (su identificador). Nombre de los atributos (o campos) de la relación y sus dominios; el dominio de un atributo o campo define los valores permitidos para el mismo, equivalente al tipo de dato por ejemplo  character ,  integer ,  date ,  string ... 2.2- Atributos de los modelos Relacional Los atributos son las características que definen o identifican a una entidad. Estas pueden ser muchas, y el diseñador solo utiliza o implementa las que considere más relevantes. En un conjunto de entidades del mismo tipo, cada entidad tiene valores específicos asignados para cada uno de sus atributos, de esta forma, es posible su identificación unívoca. Ejemplos: A la colección de entidades «alumnos», con el siguiente conjunto de atributos en común, (id, nombre, edad, semestre), pertenecen las entidades : (1, Sophia , 15 años, 2) (2, Josefa, 19 años, 5 )

6. Modelo Relacional 2.3- Tablas de los modelos Relacional Representan tanto las entidades como las relaciones del modelo E-R. Matriz rectangular bidimensional (filas y columnas). Cada elemento o casilla de la matriz es un ítem de datos elemental. Mínimo elemento lógico de acceso y modificación . 2.4- Tuplas de los modelos Relacional Cada uno de los renglones en una relación conteniendo valores para cada uno de los atributos . (Star Wars, 1977, 124, color) 2.5- Dominios de los modelos Relacional Se debe considerar que cada atributo (columna) debe ser atómico, es decir, que no sea divisible, no se puede pensar en un atributo como un "registro" o "estructura" de datos.

7. Modelo Relacional 2.6- Claves de los modelos Relacional Clave candidata Conjunto de atributos de una tabla que identifican unívocamente cada tupla de la tabla. Clave primaria Clave candidata que se escoge como identificador de las tuplas . Clave alternativa Cualquier clave candidata que no sea primaria Clave externa o secundaria Atributo de una tabla relacionado con una clave de otra tabla. Claves Ejemplo:

8. Algebra Relacional El Algebra Relacional es un lenguaje de procedimientos de alto nivel que permite, mediante el uso de ciertos operadores, derivar las tablas deseadas desde las tablas base del modelo relacional. Consta de un conjunto de operadores que toman como entrada una o dos relaciones y producen como resultado una nueva relación.

9. 4-Restricciones del Modelo Relacional Se trata de unas condiciones de obligado cumplimiento por los datos de la base de datos. Las hay de varios tipos. Inherentes Semánticas El modelo relacional permite a los usuario incorporar restricciones personales a los datos. Las principales son: Clave primaria . Hace que los atributos marcados como clave primaria no puedan repetir valores. Unicidad . Impide que los valores de los atributos marcados de esa forma, puedan repetirse. Obligatoriedad . Prohíbe que el atributo marcado de esta forma no tenga ningún valor Integridad referencial . Prohíbe colocar valores en una clave externa que no estén reflejados en la tabla donde ese atributo es clave primaria. Regla de validación. Condición que debe de cumplir un dato concreto para que sea actualizado. Son aquellas que no son determinadas por los usuarios, sino que son definidas por el hecho de que la base de datos sea relacional. Por ejemplo: No puede haber dos tuplas iguales El orden de las tuplas no importa El orden de los atributos no importa Cada atributo sólo puede tomar un valor en el dominio en el que está inscrito Inherentes Semánticas

10. 5 y 6-Restricciones del Modelo Relacional El modelo relacional de datos contempla tres tipos de restricciones : 1. Integridad de la clave . Ningún atributo de una clave candidata puede tomar valores nulos. Lógicamente, los atributos que forman una clave candidata han de tomar siempre valores distintos para cada posible tupla . 2. Integridad de referencia o referencial . Sea T1.a un atributo de la tabla T1 que forma parte de una clave ajena para la tabla T2. Es decir, que en T2 existe un atributo definido con el mismo dominio, aunque no obligatoriamente con igual nombre, y que es parte de su clave primaria. Entonces, T1.a debe ser siempre igual a algún valor ya contenido en el atributo referenciado en la tabla T2, o bien tomar un valor nulo. 3. Otras restricciones  de acuerdo con la semántica concreta del problema. Pueden ser sencillas, como la especificación de valores mínimos o máximos que puede tomar un atributo numérico, lista de valores permitidos de un atributo, o más complejas: condiciones sobre valores de los atributos en función de valores de otros atributos de esa u otras tablas.

11. Diagrama E/R a Modelo Relacionales

12. Diagrama de Entidades a Relaciones

13. Diagrama E/R a Modelo Relacionales

14. C ombinación de relaciones de Base Datos La combinación de datos es un método de combinación que agrega a una tabla de datos procedentes de una fuente de datos columnas de datos de otra fuente de datos . Normalmente se utilizan las combinaciones para llevar a cabo este tipo de relación de datos, pero a veces, dependiendo de factores como el tipo de datos y su granularidad, es mejor utilizar la combinación de datos . Imagínese , por ejemplo, que tiene datos transaccionales almacenados en banco banesco y datos sobre la cuota almacenados en un libro de trabajo de Excel. Los datos que quiere juntar se encuentran en bases de datos diferentes, y la granularidad de los datos capturados en cada tabla es diferente en cada fuente de datos, por lo que la combinación de datos es la mejor forma de combinar esos datos. La combinación de datos es útil en las siguientes condiciones : Quiere juntar datos de diferentes bases de datos que no admiten las combinaciones entre bases de datos . Los datos se encuentran en diferentes niveles de detalle . Los datos necesiten una limpieza . Las combinaciones generen datos duplicados . Tenga muchos datos.

15. Normalización de bases de datos Normalización de bases de datos La   normalización de bases de datos  es un proceso que consiste en designar y aplicar una serie de reglas a las relaciones obtenidas tras el paso del modelo entidad-relación al modelo relacional. Las bases de datos relacionales se normalizan para: Evitar la redundancia de los datos. Disminuir problemas de actualización de los datos en las tablas. Proteger la integridad de datos. En el modelo relacional es frecuente llamar  tabla  a una relación, aunque para que una tabla sea considerada como una relación tiene que cumplir con algunas restricciones: Cada tabla debe tener su nombre único. No puede haber dos filas iguales. No se permiten los duplicados. Todos los datos en una columna deben ser del mismo tipo. Dependencia funcional Una dependencia funcional es una conexión entre uno o más atributos. Por ejemplo si se conoce el valor de DNI tiene una conexión con Apellido o Nombre. Las dependencias funcionales del sistema se escriben utilizando una flecha, de la siguiente manera: FechaDeNacimiento Edad De la normalización (lógica) a la implementación (física o real) puede ser sugerible tener estas dependencias funcionales para lograr la eficiencia en las tablas. B es funcionalmente dependiente de A

16. Normalización de bases de datos Anomalías Se denominan así en teoría de Bases de Datos a ciertos problemas que aparecen con frecuencia en el manejo de las mismas cuando el diseño no ha sido realizado de forma “normalizada ” Anomalías de inserción Dar de alta a un libro obliga a isertar en la base de datos tantas tuplas como autores tenga el libro Anomalías de modificación Al cambiar el editorial de un libro obliga a modificar todas las tuplas que corresponden a ese libro Anomalías de borrado El borrado de un libro obliga a borrar varias tuplas , tantas como autores tenga ese libro . Normalización de bases de datos

17. Borrado y Modificación de un bases de datos El concepto de  Foreign Key  (clave ajena) es un concepto que merece especial atención. Supongamos que un alumno se matricula de un curso (hablamos de una relación M:M dónde, consecuentemente se crea una tabla nueva) y que éste finalmente no se da. ¿Qué ocurre con el alumno?. El modelo relacional permite hasta cuatro maneras de borrado y/o actualización: Borrado y/o modificación en cascada (CASCADE), el padre afecta a sus hijos. Al borrarse la tabla se borra también todas las referencias. En nuestro caso al desparecer el curso, también desaparecería el alumno en la relación. Borrado y/o modificación restringido (RESTRICT), si hay hijos no se puede modificar ni eliminar el padre. Es decir, si la tabla tiene contenido no se puede ni modificar ni eliminar la tabla. En nuestro ejemplo, no se podría borrar el curso mientras hayan alumnos matriculados. Borrado y/o modificación con puesta a nulos (SET NULL), clave ajena de la tabla referencia a nulo. Es decir, que si borras la tabla de esa clave ajena, donde aparezca como clave ajena aparecerá NULL. En nuestro caso el curso del alumno aparecería a NULL en la relación Borrado y/o modificación con puesta de valor por defecto (SET DEFAULT), si borras y/o modificas, se pondría un valor predefinido por defecto. En nuestro ejemplo definiríamos que el curso por defecto sería el curso 3. Al eliminar el curso, todos los alumnos del curso eliminado quedarían automáticamente matriculados en el curso "3".

18. Descomposición de Relaciones bases de datos Formas Normales y Superiores Se pueden utilizar un conjunto de dependencias funcionales para diseñar una base de datos relacional en la que no se encuentren la mayor parte de las propiedades no deseables. Cuando se diseñan este tipo de sistemas, puede hacerse necesaria la descomposición de una relación en varias relaciones de menor tamaño. Esquema-cliente-préstamo = ( nombre-cliente, número-préstamo , importe ) Formas Normales Superiores La cuarta forma normal(4FN)es usada en la normalización de bases de datos. La 4NF se asegura de que las dependencias multivaloradas independientes estén correctas y representadas en un diseño de base de datos. Otras formas nos dices que: Básicamente nos dice que los esquemas relacionales pueden comprenderse todavía aun mas con otras técnicas como las dependencias de reunión que podrían considerarse como las dependencias multivaloradas y la forma normal de reunión por proyección.

19. Forma normal (base de datos) Las formas normales (NF) proporcionan los criterios para determinar el grado de vulnerabilidad de una tabla a inconsistencias y anomalías lógicas. Cuanto más alta sea la forma normal aplicable a una tabla, menos vulnerable será a inconsistencias y anomalías. Edgar F. Codd originalmente definió las tres primeras formas normales (1NF, 2NF, y 3NF). Estas formas normales se han resumido como requiriendo que todos los atributos no-clave sean dependientes en "la clave, la clave completa, y nada excepto la clave". Las cuarta y quinta formas normales (4NF y 5NF) se ocupan específicamente de la representación de las relaciones muchos a muchos y uno muchos entre los atributos. La sexta forma normal (6NF), en pocas palabras, se basa en el principio de que si se tiene más de dos claves candidatas en una tabla, se tendrán que crear otras tablas con estas . Por ejemplo si tenemos "ítem" con un id código de producto y con los atributos descripción y precio que son claves candidatas se tendría que crear otras tablas separando la tabla ítem: ItemDesc { código_producto *, Descripción} ItemPrecio { código_producto *, Precio }. La sexta forma normal no es muy utilizada porque genera más tablas cuando tenemos pequeñas bases de datos.