El estudiante en la unidad 2 adquirirá conocimientos de los conceptos de un modelo conceptual de datos de alto nivel, como lo es el modelo Entidad- Relación (ER). Este modelo es muy utilizado debido a que es una herramienta fundamental en el diseño conceptual de las bases de datos. En esta unidad se presentará el concepto de modelo Entidad-Relación (ER) y los requisitos para aplicarlo en un ejemplo de una base de datos. Posteriormente se tratarán los conceptos básicos del modelo ER, las entidades, sus atributos y claves. Se especificarán los diferentes tipos y conjuntos de entidades, así como los vínculos o interrelaciones, roles, restricciones estructurales y los tipos de entidades débiles. Seguidamente, para incluir los tipos de vínculos se explicará el refinamiento del diseño para la base de datos del ejemplo mencionado anteriormente. Por último, se suministrarán por medio de un ejemplo la notación completa para los diagramas ER, los nombres apropiados para los elementos de esquemas de base de datos, las elecciones de diseño para el diseño conceptual ER y las notaciones esquemáticas alternativas para mostrar los diagramas ER.
Objetivo de la Unidad 2: Aplicar el modelo entidad-relación de una base de datos para la solución de problemas o situaciones dadas.
Contenido de la Unidad 2: El contenido contempla el estudio de los siguientes puntos:
Concepto.
Uso de modelos conceptuales de alto nivel para el diseño de base de datos.
Ejemplo de aplicación de una base de datos.
Tipos de entidades, conjunto de entidades, atributos y claves.
Vínculos, tipos de vínculos, roles y restricciones estructurales.
Tipos de entidades débiles.
Refinamiento del diseño ER para la base de datos EMPRESA.
Diagrama ER, convenciones de denominación y cuestión de diseño.
Recomendaciones para el estudio del contenido de la unidad 2
1.- A continuación se dará a conocer una tabla en la que puede ubicar en el material de referencia los contenidos de la unidad 2, bien sea en la lectura 7 y en el libro-texto: “Fundamentos de Sistema de Bases de Datos” .
TEMA MATERIAL DE REFERENCIA CÁPI- TULO SEC- CIÓN TÍTULO PÁGINAS Modelado de datos utilizando el modelo entidad- relación Libro-texto: “Fundamentos de Sistema de Bases de Datos”
Lectura Nº 2.1 3 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. Uso de modelos conceptuales de datos de alto nivel para el diseño de bases de datos Ejemplo de una aplicación de base de datos Tipos de entidades, conjunto de entidad, atributos y claves Vínculos, tipos de vínculo, roles y restricciones estructurales Tipos de entidades débiles Refinamiento del diseño ER para la base de datos EMPRESA. Diagrama ER, convenciones de denominación y cuestión de diseño. Entidad, interrelación atributo 40-42 42-43 43-49 49-55 55-56 56-57 57-61
2.- Para entrar con el estudio de la unidad 2 empecemos por aclarar que existen dos herramientas distintas de modelado de datos: el modelo Entidad- Relación y el modelo de Objeto Semántico. En esta unidad se estudiará únicamente los conceptos de modelado de Entidad-Relación (ER) que es un modelo conceptual de datos de alto nivel muy utilizado en la actualidad. En este sentido, daremos una explicación de “Modelado de Datos” como lo presenta Kroenke (1995) en su libro “Procesamiento de Bases de datos”.
“El modelado de datos es el proceso que implica crear una representación de la visión que tiene los usuarios de los datos. Es la tarea más importante en el desarrollo de eficaces aplicaciones de base de datos. Si el modelo de datos representa en forma incorrecta la visión que posee los usuarios de los datos, encontrarán las aplicaciones difíciles de usar, incompletas y por supuesto frustrante. El modelado de datos es la base de
todo el trabajo subsiguiente en el desarrollo de base de datos y de sus aplicaciones”.
3.- Con los conocimientos adquiridos al estudiar la lectura Nº 2.1 y el capítulo 3 del libro-texto de la asignatura, el estudiante debe estar claro en las definiciones de los siguientes términos, los cuales son usados en el modelado ER :
9 Entidades, proporcione un ejemplo 9 Entidad débil, de un ejemplo
9 Tipo y Conjunto de entidades
9 Atributos, proporcione un ejemplo para las entidades que describió en la primera pregunta.
9 Atributos clave
9 Conjunto de valores (dominio) 9 Valor de atributo
9 Atributos: simple o atómicos, compuestos, multivaluado, derivado, complejo, derivado
9 Relación, proporcione un ejemplo 9 Grado de relación
9 Diagrama ER
9 Vínculos y tipos de vínculo 9 Cardinalidad.
4.- Para entender y aplicar eficientemente los conceptos de modelado ER en la resolución de problemas o situaciones dadas, responda las preguntas de repaso que se encuentran en el capítulo 3 del libro-texto de la asignatura.
5.- Basándose en los conceptos estudiados en esta unidad, usted estará en capacidad de responder las siguiente preguntas:
9 ¿Para qué se emplea el modelo ER? . 9 ¿Qué proporciona el modelo ER?.
7.- Como habrá podido observar al estudiar este tema, al diseñar el esquema ER de una base de datos, es necesario saber los tipos de notaciones o las convenciones de denominación, por lo tanto se recomienda que elabore un cuadro donde nombre y trace los símbolos usados en los diagramas entidad-relación
8.- Con el objeto de comprobar que ha comprendido los tipos de notaciones al elaborar el cuadro que se especifica en el punto anterior, se pide que realice la siguiente actividad:
represente un diagrama ER y especifique en ella a) entidades, b) atributos, c) relación d) entidad débil, e) atributos claves.
9.- Para organizar los puntos estudiados y obtener una mejor comprensión de ellos, se sugiere hacer uso de un mapa conceptual. Asimismo realice una revisión de los ejemplos y ejercicios de autoevaluación mostrados
en este material instruccional, para resolver posteriormente los ejercicios o actividades propuestas, que se encuentran al final de esta unidad. 10.- A continuación se presenta un ejemplo para explicar como representar un
diagrama ER, utilizando los siguientes términos: Entidades, Atributos y Claves
Ejemplo 2.1
Considere una base de datos llamada BANCO. El banco posee un conjunto de personas que llamaremos clientes y los préstamos que son concedidos por el banco.
Se puede definir las entidades como Clientes y Préstamos.
Los atributos de la entidad Clientes son: cuenta-cliente, nombre-cliente, dirección-cliente, teléfono-cliente.
Los atributos de la entidad Préstamos son: número-préstamo y monto- prestamo
El atributo cuenta-cliente es una clave del tipo de entidad Clientes. El atributo número-préstamo es una clave del tipo de entidad Préstamos Un tipo de Vínculo es el Prestatario entre los dos tipos de entidades (Clientes y Prestamos).
El esquema del diagrama ER quedaría de la siguiente manera:
CLIENTE PRESTATARIO PRÉSTAMO
Nombre-cliente Dirección-cliente
Cuenta-cliente
Teléfono-cliente
Número-préstamo
Nota: Los atributos clave están subrayados.
8.- Una vez estudiado los conceptos de modelo ER y aclarado el ejemplo presentado, se invita a leer la sección 3.2 del capítulo 3 del libro-texto “Fundamentos de Sistema de Bases de Datos”, donde se presenta un ejemplo de una aplicación de base de datos usando los conceptos de modelado ER en el diseño de esquema (Diagrama ER).
9.- Ahora, para ampliar un poco más lo estudiado, se presenta a continuación la manera como puede evaluarse una base de datos si se implanta con un diseño de diagrama Entidad-Relación
Forma de evaluar un modelo de datos ER
Es más fácil y menos costoso corregir errores al principio del desarrollo de la base de datos y no al final. Por ejemplo, cambiar la cardinalidad máxima de una relación de 1:N a N:M, en la etapa del modelado de datos, es sólo cuestión de registrar el cambio en el diagrama ER. Una vez que se ha diseñado y cargado la base de datos con información y programas de aplicación escritos para procesarla, realizar tal cambio requiere mucha reelaboración, incluso ciento de horas de trabajo. Es importante evaluar el modelo de datos antes de diseñarlo. Una técnica de evaluación, que señala David Kroenke (1995, pp. 70), es considerar el modelo de datos ER en el contexto de las consultas que se podrían plantear a la base de datos con la estructura que implica el modelo. Por ejemplo si se diseña un modelo donde estén involucradas las entidades CLIENTES, LECCIONES-PRIVADAS, LECCIONES EN GRUPO, MAESTRO, MAESTRO TIEMPO COMPLETO, MAESTRO POR HORA y BAILE; donde están las relaciones siguientes: Los CLIENTES que pueden tomar LECCIONES-PRIVADAS, LECCIONES EN GRUPO, el MAESTRO que enseña tales lecciones y la entidad BAILE relacionada con el MAESTRO. ¿Cuáles preguntas podrían contestarse con una base de datos que se implantará con un diseño de diagrama ER, donde estén involucrados estas entidades?
• ¿A quiénes se impartieron lecciones privadas?
• ¿Cuáles clientes han tomado una lección privada con jazz? • ¿Quiénes son maestro a tiempo completo?
• Cuáles maestros están programados para asistir al baile del viernes?
Cuando se evalúa un modelo de datos ER, se formulan tales preguntas y se muestran a los usuarios para pedirles que hagan su propia lista de preguntas. Sus preguntas se prueban contra el diseño para verificar si son apropiadas. Suponga usted que los usuarios preguntaron cuáles clientes asistieron al baile del viernes en la noche de la semana anterior. Los diseñadores del modelo de datos llegarían a la conclusión
que su diseño no fue correcto, debido a que no es posible responder a esta pregunta usando el modelo anterior. Si es necesario una respuesta, entonces debe estructurarse una relación CLIENTE y BAILE. Por consiguiente, es evidente que un proceso estructurado con tan escaso rigor no puede usarse para comprobar que un diseño es correcto. Solo es una técnica práctica para verificar la exactitud potencial de un diseño. 10.- Si desea profundizar en el tema de modelo Entidad-Relación, se sugiere consultar los siguientes textos que se encuentran en la biblioteca de la UNA:
Consulta de libros
• Procesamiento de base de datos: Fundamento, Diseño e Instrumentación (1996), de David M. Kroenke.
• Concepción Diseño de bases de datos del Modelo E/R al modelo Relacional (1993), de Adoración de Miguel y Mario Piattini.
11.- Proceda a realizar el ejercicio de autoevaluación presentado a continuación, luego compruebe sus respuestas con las dadas en la “Respuesta a los Ejercicios de Autoevaluación”, en caso de no coincidir, estudie nuevamente el tópico en el cual desacertó.
Ejercicio de autoevaluación
Considere el siguiente conjunto de requisitos para una base de datos universitaria que sirve para gestionar las constancias de notas de los estudiantes:
a) Para cada estudiante, la universidad mantiene información sobre su nombre, número de cédula de identidad, número telefónico, dirección, fecha de nacimiento, sexo y nivel de estudio (bachillerato, pregrado, doctorado). El número de la cédula de identidad tiene valor único para cada alumno.
b) Cada departamento se describe mediante un nombre, código del departamento, número de oficina, teléfono de oficina y facultad. Tanto el nombre como el código tienen valores únicos para cada departamento.
c) Cada curso tiene un nombre, descripción, número de curso, número de horas por semestre, nivel y departamento que lo ofrece. El valor del número de curso es único para cada curso.
d) Cada sección tiene un profesor, semestre, año, curso y número de sección. El número de sección distingue las diferentes secciones de un mismo curso que se imparte durante el mismo semestre/año; su
valores son 1,2,3,..., hasta el número de secciones del curso impartidas durante cada semestre.
e) Una constancia de notas tiene un alumno, sección, nota en número (0, 1, 2, 3, 4 y 5).
Con base a lo planteado, diseñe el diagrama ER para esta aplicación, especifique los atributos, claves de cada tipo de entidad y las restricciones estructurales de cada tipo de vínculo.
12.- Para terminar con esta unidad le proponemos que realice varios ejercicios que a continuación le presentamos, con el propósito de corroborar que ha comprendido el tema. En caso de tener alguna duda, repase de nuevo el tópico en el cual desacertó y trate de responder otra vez la pregunta. Tome nota de las dudas que no haya podido resolver hasta el momento y consulte al asesor de su centro local.
Ejercicio o actividad propuesta
1. Realice los ejercicios propuestos que se encuentran al final de capitulo 3 del libro- texto de la asignatura.
2. Una empresa deportiva desea diseñar una base de datos para llevar la organización de los equipos y los juegos de una liga deportiva: cada equipo tiene varios jugadores, aunque no todos participan en un juego dado. Se desea llevar el control de los jugadores que participan en cada juego por parte de cada equipo, de la posición que ocuparon en el juego y del resultado del mismo. Diseñe un diagrama de esquema E-R para esta aplicación, expresando todas las suposiciones que haga. Escoja su deporte favorito (fútbol, béisbol, etc.)
Respuesta al Ejercicio de autoevaluación
A continuación se presenta el diagrama Entidad-Relación donde se incluyen todo los requisitos planteados en el ejercicio de autoevaluación :
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Departamento ofrece 1,N Curso 1,1 Se compone Sección Código Nombre Teléfono Facultad Nivel Departamento Nombre Descripción NúmeroCurso NúmeroHoras Profesor Año Semestre Curso NúmeroSección Tiene
Alumno Sección Nota Obtiene Alumno Nombre NumeroCed Sexo Teléfono Dirección NivelEstudio FechaNacimiento Empleado NumeroOficina 1,1 Curso 1,N Curso Sección 1,1 Sección Constancia Constancia Notas 1,N 1,1 1,1 Nombre P Iniciales Apellidos Alumno Constancia