Base de Datos. Profesores: Franklin Johnson P. José Miguel Rubio L.

Base de Datos

P. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INFORMÁTICA Programa de Aplicación Usuario A Usuario B Usuario N Bodega Insumo Proveedor • • • • • • Profesores: Franklin Johnson P. José Miguel Rubio L.

Índice de Contenidos

Introducción a las Bases de Datos

El Recurso Dato

Dato v/s Información

Historia de las Bases de Datos

Componentes de un ambiente de Base de Datos Beneficios & Riesgos del uso de Base de Datos Sistema de archivos v/s Bases de Datos

Bases de Datos y Desarrollo de Sistemas de Información

Base de Datos 3

Índice de Contenidos

Sistemas de Gestión de Base de Datos

Conceptos

Principales funciones

Ventajas de utilizar SGBD

Índice de Contenidos

Modelamiento de una Base de Datos

Modelo Conceptual: Entidad Relación

Asociaciones entre entidades, Cardinalidad de Asociaciones

Claves candidatas y claves primarias, Atributos multivaluados

Reglas del Negocio

Modelo Lógico: Relacional

Modelo Lógico

Transformación de entidades y relaciones Proceso de Normalización de Relaciones

Base de Datos 5

Del MER al Modelo Relacional

Transformación de entidades (MER)

Transformación de asociaciones(MER) Normalización Mezcla de Relaciones 1 2 Identificación de Vistas Especificación de relaciones Normalización Mezcla de Relaciones

Del MER al Modelo Relacional

3 Método 1 Método 1 Método 2 a) Método 2 b) + c)

Base de Datos 7

Esquema de las Etapas del Modelo

Lógico

Diseño Lógico de la BD Modelo Conceptual Modelo Relacional Transformación de entidades Transformación de asociaciones Normalización Mezcla de Relaciones

Esquema de las Etapas del Modelo

Lógico

3. Normalización:

Las relaciones creadas anteriormente en los pasos 1) y 2) pueden tener redundancia innecesaria y pueden generar anomalías lo que hace necesaria la

normalización.

4. Mezcla de Relaciones:

En muchos casos las relaciones creadas

anteriormente se refieren a la misma entidad, en esos casos podían mezclarse para obtener una única

relación.

Base de Datos 9

Transformación de MER a

Relacional

Mezcla de Relaciones:

Para evitar que existen relaciones que tengan las mismas claves primarias.(Revisar contexto)

R1 (Rol alumno, dirección, nombre, teléfono) R2 (Rol alumno, carrera, curso, nombre)

R3 (Rol alumno, nivel socio-económico, nombre, carrera, factor)

Mezcla:

R (Rol alumno, dirección, nombre, teléfono, carrera, curso, nivel socio-económico, factor)

Diseño Lógico: Normalización

La normalización es el proceso que convierte

complejas estructuras de datos en estructuras

simples y estables.

Base de Datos 11

Diseño Lógico:

Normalización

4.

1. _{Entidad No Normalizada}

Eliminar grupos repetitivos 2. Entidades Normalizadas

Primera forma normal

Eliminar dependencias parciales 3.

Entidades en Segunda forma normal

Eliminar dependencias transitivas

Entidades en Tercera forma normal

Remover dependencias de Boyce Cood Transformación de

Entidades MER

Conjunto de Relaciones FNBC Vista de Usuario

Normalización

1.

Dependencia Parcial: 1 FN

Parte de la clave determina un no clave

La relación debe tener clave primaria

compuesta.

Se define cuando parte de la clave primaria

determina por si sola 1 o más atributos de la

relación.

R1 (K1 K2 a1 a2 a3)

Base de Datos 13

Normalización

2.

Dependencia Transitiva: 2 FN

Un campo no clave determina un no clave

Se representa cuando un atributo no clave

determina un atributo no clave.

R (K1, a1, a2, a3)

Normalización

3. Dependencia Funcional: 3FN

Campo clave determina un no clave

Es una asociación entre dos atributos que se define como:

“Para una relación R, el atributo B es funcionalmente

dependiente del atributo A, si para cada instancia de A, el valor de A determina en forma única al valor de B”.

Esto se escribe: A -> B y se lee:

“A determina a B” o

“B es funcionalmente dependiente de A”

Determinante

Son aquellos atributos que determinan a otro, es decir, a través de ellos se puede obtener el otro inequívocamente.

Base de Datos 15

Normalización

3. Dependencia Funcional: 3FN

Los atributos dependen exclusivamente de la clave primaria.

La normalización está basada en el análisis de las dependencias funcionales.

Una dependencia funcional entre dos atributos A y B es cuando el atributo B es funcionalmente dependiente del atributo A, para toda ocurrencia de A.

R (K1, K2, a1 a2 a3)

K1 K2 a1, a2, a3 R (K1, a1, a2)

K1 a1, a2

Pasos para la Normalización

1.

Eliminar Grupos Repetitivos

Elementos o conjunto de atributos que

pueden repetirse en una relación

2.

Eliminar Dependencia Parcial: 1 FN

Parte de la clave determina un no clave

Base de Datos 17

Pasos para la Normalización

1. Eliminar Grupos Repetitivos

Para eliminar los grupos repetitivos se deben generar dos relaciones:

Una que contenga como clave primaria, la clave de la relación original, y como atributos aquellos

campos que no tienen grupos repetitivos.

La segunda relación se formará de una clave compuesta, formada por la clave de la relación original y la clave del grupo repetitivo, y como

atributos todos los campos que conforman el grupo repetitivo.

?

Pasos para la Normalización

2.

Eliminar Dependencia Parcial: 1 FN

Se formarán dos nuevas relaciones:

La primera tendrá la clave compuesta y como atributos aquellos campos que dependan

exclusivamente de ella (clave compuesta). La segunda formará una relación cuya clave primaria es la parte de la clave compuesta que genera la dependencia parcial y como atributos los campos que dependan de ella

Base de Datos 19

Pasos para la Normalización

3. Eliminar Dependencia Transitiva: 2 FN

Al eliminar esta dependencia se generan las siguientes relaciones:

Una relación cuya clave primaria corresponde al

campo que genera la dependencia transitiva y como atributos los campos que son determinadas por ella.

Y la segunda relación se genera con clave primaria de la relación en 2FN, y como atributos aquellos que dependan funcionalmente de ella (el atributo que genera la dependencia transitiva se conoce como clave foránea)

?

Del MER al Modelo Relacional

Transformación de entidades Transformación de asociaciones Normalización Mezcla de Relaciones 1 2 Identificación de Vistas Especificación de relaciones Normalización Mezcla de Relaciones

Base de Datos 21

Modelo Relacional a partir de las

Vistas

1. Especificar la vista como una relación

2. Normalizar la relación obtenida, hasta llegar a 3 FN

3. Cada relación en 3FN se transforma en una tabla

del modelo relacional

Lo ideal es complementar este método con alguno anterior, para incorporar cualquier detalle que no se encuentre en el MER, y afinar otros aspectos donde corresponda.

Modelo Relacional a partir de las

Vistas

1. Especificar la vista como una relación

2. Normalizar la relación obtenida, hasta llegar a 3 FN

3. Cada relación en 3FN se transforma en una tabla

del modelo relacional

Lo ideal es complementar este método con alguno anterior, para incorporar cualquier detalle que no se encuentre en el MER, y afinar otros aspectos donde corresponda.

Base de Datos 23

Normalización: Ejemplo

Integración de Vistas

Hospital Dr. Santana RUT: 89.900.120-K Los Leones 180 Fono: 56-2-6677889 Santiago-Chile FACTURA NOMBRE PACIENTE: DIRECCIÓN: #PACIENTE: FONO:

COD-ITEM NOMBRE ITEM VALOR

SUBTOTAL %IMPUESTO

Normalización: Ejemplo

Hospital Dr. Santana RUT: 89.900.120-K Los Leones 180 Fono: 56-2-6677889 Santiago-Chile

Informe Utilización Camas

FECHA: __/__/__

#CAMA #PIEZA TIPO #PACIENTE

CAMA NOMBRE PACIENTE

FECHA ALTA ESPERADA

Base de Datos 25

Normalización: Ejemplo

#Paciente: Nombre Paciente: Dirección Paciente: Fono Paciente: Fecha Admisión: Fecha Alta: Ubicación: Citófono: ISAPRE: ? ?

Normalización: Ejemplo

Hospital Dr. Santana RUT: 89.900.120-K Los Leones 180 Fono: 56-2-6677889 Santiago-Chile Informe Médicos FECHA: __/__/__ #CAMA #PIEZA

#PACIENTE NOMBRE PACIENTE DIAGNÓSTICO #Médico: Nombre: Dirección: Teléfono: Especialidad: UBICACIÓN

Base de Datos 27

Siguientes Formas Normales

Entidades en Boyce - Codd FN

Entidades en 4FN

Eliminar anomalías resultantes

Eliminar dependencias multivaluadas

Normalización

4. Boyce/Codd Forma Normal (B/C FN)

Corresponde a una 3FN pero con poco más estricta:

Una relación que está en FNBC está en 3FN, pero… Una relación en 3FN no está necesariamente en FNBC

Es una situación poco común, pero puede ocurrir. Boyce y Codd propone para eliminar esa anomalía: “Una Relación R está en BC FN, si y sólo si cada determinante es clave candidata”

Base de Datos 29

Normalización

4. Boyce/Codd Forma Normal (B/C FN)

Se utiliza principalmente para reducir la

redundancia innecesaria de ciertos campos, en casos como:

CASO 1: Parte de la clave determina un clave, cuando una entidad tiene una clave compuesta, es posible que aún existan anomalías en 3FN (“overlapping de claves”). CASO 2: Para incorporar algunas restricciones adicionales a una situación específica, que puede llevar a redundancia innecesaria

Normalización

4.

Boyce/Codd Forma Normal (B/C FN)

Ejemplo B/C FN (caso 1)

1.- Cada alumno puede tener varias materias de interés.

2.- Por cada materia, un alumno tiene sólo un tutor. 3.- Cada materia tiene varios tutores.

4.- Cada tutor orienta sólo en una materia.

5.- Cada tutor orienta a varios estudiantes en una materia.

Base de Datos 31

Normalización

4.

Boyce/Codd Forma Normal (B/C FN)

Ejemplo B/C FN

N N N Nrrr_rooo_o---_-AAA_Alll_luuu_ummm_mnnn_nooo_o MMM_Maaa_attt_teee_errr_riii_iaaa_a TTT_Tuuu_uttt_tooo_orrr_r 1

12233 FíísFsiiccaa EiinEnsstt eeiinn

1

12233 MúMússiiccaa MoMozzaarrtt

4

45566 BiioBollooggííaa DaDarrwwiinn

7

788 99 FíísFsiiccaa BoBohhrr

9

Normalización

4. Boyce/Codd Forma Normal (B/C FN)

Ejemplo B/C FN N N N Nrrrroooo----AAAAlllluuuummmmnnnnoooo TTTTuuuuttttoooorrrr 1 12233 EiinEnsstt eeiinn 1 12233 MoMozzaarrtt 4 45566 DaDarrwwiinn 7 788 99 BoBohhrr 9 99999 EiinEnsstt eeiinn

Base de Datos 33

Normalización

4. Boyce/Codd Forma Normal (B/C FN)

Ejemplo B/C FN T T T Tuuu_uttt_tooo_orrr_r MateriaMateria E

Eiinnsstt eeiinn FíísFsiiccaa

M

Moozzaarrtt MúMússiiccaa

D

Daarrwwiinn BiioBollooggííaa

B

Normalización

4.

Boyce/Codd Forma Normal (B/C FN)

Ejemplo B/C FN

Base de Datos 35

Normalización

5.

4ta Forma Normal

Cuando una entidad está en B/C FN, puede

tener anomalías con respecto a las

dependencias multivaluadas (DM).

Una DM existe cuando hay al menos tres

atributos (A, B, C) en una relación R, y para

cada valor de A existe un conjunto de

valores de B y de C definidos, pero

independientes entre sí

Normalización

5.

4ta Forma Normal

Ejemplo 4 FN

1. Cada curso puede tener varios instructores. 2. Cada curso utiliza varios textos.

3. El texto utilizado para un cierto curso es independiente del instructor.

Base de Datos 37

Normalización

5.

4ta Forma Normal

Ejemplo 4 FN

N N N NOOOOMMMM----CCCCUUUURRRRSSSSOOOO IIIINNNNSSSSTTTTRRRRUUUUCCCCTTTTOOOORRRR LLLLIIIIBBBBRRRROOOO A A A Addd_dmmm_miii_innn_niii_isss_sttt_trrr_raaa_accc_ciii_ióóó_ónnn_n WWW_Whhh_hiii_ittt_teee_e G G G Grrr_reee_eeee_ennn_n B B B Bllllaaaacccckkkk D D D Drrr_ruuu_uccc_ckkk_keee_errr_r P P P Peee_ettt_teee_errr_rsss_s F F F Fiii_innn_naaa_annn_nzzz_zaaa_asss_s GGG_Grrr_raaa_ayyy_y WWW_Weee_esss_sttt_tooo_onnn_n G G G Giii_illl_lfff_fooo_orrr_rddd_d

Normalización

5.

4ta Forma Normal

Ejemplo 4 FN

N N N NOOO_OMMM_M---_-CCC_CUUU_URRR_RSSS_SOOO_O III_INNN_NSSS_STTT_TRRR_RUUU_UCCC_CTTT_TOOO_ORRR_R LLL_LIII_IBBB_BRRR_ROOO_O A A A Addddmmmmiiiinnnniiiissssttttrrrraaaacccciiiióóóónnnn WWWWhhhhiiiitttteeee DDDDrrrruuuucccckkkkeeeerrrr A A A Addddmmmmiiiinnnniiiissssttttrrrraaaacccciiiióóóónnnn WWWWhhhhiiiitttteeee PPPPeeeetttteeeerrrrssss A A A Addddmmmmiiiinnnniiiissssttttrrrraaaacccciiiióóóónnnn GGGGrrrreeeeeeeennnn DDDDrrrruuuucccckkkkeeeerrrr A A A Addddmmmmiiiinnnniiiissssttttrrrraaaacccciiiióóóónnnn GGGGrrrreeeeeeeennnn PPPPeeeetttteeeerrrrssss A A A Addd_dmmm_miii_innn_niii_isss_sttt_trrr_raaa_accc_ciii_ióóó_ónnn_n BBB_Blll_laaa_accc_ckkk_k DDD_Drrr_ruuu_uccc_ckkk_keee_errr_r A A A Addddmmmmiiiinnnniiiissssttttrrrraaaacccciiiióóóónnnn BBBBllllaaaacccckkkk PPPPeeeetttteeeerrrrssss

Base de Datos 39

Normalización

5.

4ta Forma Normal

Ejemplo 4 FN

C C C CUUU_URRR_RSSS_SOOO_O III_INNN_NSSS_STTT_TRRR_RUUU_UCCC_CTTT_TOOO_ORRR_R A A A Addd_dmmm_miii_innn_niii_isss_sttt_trrr_raaa_accc_ciii_ióóó_ónnn_n WWW_Whhh_hiii_ittt_teee_e A A A Addd_dmmm_miii_innn_niii_isss_sttt_trrr_raaa_accc_ciii_ióóó_ónnn_n GGG_Grrr_reee_eeee_ennn_n A A A Addd_dmmm_miii_innn_niii_isss_sttt_trrr_raaa_accc_ciii_ióóó_ónnn_n BBB_Blll_laaa_accc_ckkk_k F F F Fiii_innn_naaa_annn_nzzz_zaaa_asss_s GGG_Grrr_raaa_ayyy_y

Normalización

5.

4ta Forma Normal

Ejemplo 4 FN

C C C CUUU_URRR_RSSS_SOOO_O LLL_LIII_IBBB_BRRR_ROOO_O A A A Addd_dmmm_miii_innn_niii_isss_sttt_trrr_raaa_accc_ciii_ióóó_ónnn_n DDD_Drrr_ruuu_uccc_ckkk_keee_errr_r A A A Addd_dmmm_miii_innn_niii_isss_sttt_trrr_raaa_accc_ciii_ióóó_ónnn_n PPP_Peee_ettt_teee_errr_rsss_s F F F Fiii_innn_naaa_annn_nzzz_zaaa_asss_s WWW_Weee_esss_sttt_tooo_onnn_n F F F Fiii_innn_naaa_annn_nzzz_zaaa_asss_s GGG_Giii_illl_lfff_fooo_orrr_rddd_d

Base de Datos 41

Normalización

5.

4ta Forma Normal

Ejemplo 4 FN

Curso

Instructor Libro

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