BasesdeDatos

Vicerrectoría Académica

Proyecto P.A.V.

Vicerrectoría Académica

Proyecto P.A.V.

MÓDULO VIRTUAL BASES DE DATOS

ORALIA CORTÉS GRAJALES

VICERRECTORÍA ACADÉMICA

PROYECTO P.A.V.

PLATAFORMA DE APRENDIZAJE VIRTUAL

TECNOLÓGICO DE ANTIOQUIA

INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA

MEDELLÍN

2008

Realización

Realización

Vicerrector Académico

John Harvey Garavito Londoño

Docente (Autor)

Oralia Cortés Grajales

Equipo Técnico P.A.V.

Nubia Amparo Giraldo García

Jhonatan Arroyave Jaramillo

Giselle Andrea Tamayo Mármol

Tecnológico de Antioquia Institución Universitaria

Plataforma de Aprendizaje Virtual

Unidad 1

Introducción a los Sistemas

de Bases de Datos

En esta unidad se da a conocer globalmente los conceptos de lo que es

un sistemas de de bases de datos, ya que estas proporcionan la

infraestructura requerida para los sistemas de apoyo a la toma de

decisiones y para los sistemas de información estratégicos, es muy

importante tener claros los conceptos generales de bases de datos

antes de empezar a estudiar las diferentes etapas que permiten

desarrollar una base de datos.

1. Historia

1.1. Historia

El término base de datos fue acuñado por primera vez en 1963, en un simposio celebrado

en California. De forma sencilla podemos indicar que una base de datos no es más que un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada o estructurada. El archivo por sí mismo, no constituye una base de datos, sino más bien la forma en que está organizada la información es la que da origen a la base de datos. Las bases de datos manuales, pueden ser difíciles de gestionar y modificar. Por ejemplo, en una guía de teléfonos no es posible encontrar el número de un individuo si no sabemos su apellido, aunque conozcamos su domicilio. Del mismo modo, en un archivo de pacientes en el que la información esté desordenada por el nombre de los mismos, será una tarea bastante engorrosa encontrar todos los pacientes que viven en una zona determinada. Los problemas expuestos anteriormente se pueden resolver creando una base de datos informatizada. Desde el punto de vista informático, una base de datos es un sistema formado por un conjunto de datos almacenados en discos que permiten el acceso directo a ellos y un conjunto de programas que manipulan ese conjunto de datos. Desde el punto de vista más formal, podríamos definir una base de datos como un conjunto de datos estructurados, fiables y homogéneos, organizados independientemente en máquina, accesibles a tiempo real, compartibles por usuarios concurrentes que tienen necesidades de información diferente y no predecible en el tiempo.

2. Conceptos Básicos de bases de

datos

2.1. Conceptos Básicos de bases de datos

Bit: 0 o 1

Byte: conjunto de bits

Campo: Conjunto de bytes la unidad más pequeña a la cual uno puede referirse en

un programa.

Registro: Colección de campos de iguales o de diferentes tipos.

Archivo: Colección de registros almacenados siguiendo una estructura homogénea. Base de datos: Es una colección de archivos interrelacionados

Campo clave: Es un campo particular dentro del registro, que permite la

identificación exclusiva y unívoca de cada registro. La clave debe ser un valor que no se repita, como por ejemplo, el número de cédula de identidad, número de identificación, el número de carné en una universidad o el número de seguro social.

Enlace: Relación entre una secuencia de nodos, en los que se guardan campos de

datos

Estructura de datos de árbol: Es una forma de organizar un conjunto de datos

elementales con el objetivo de facilitar su manipulación la organización solo sigue una jerarquía un nodo proviene de un solo nodo.

Estructura de datos en red: Es igual a la estructura de datos en árbol, su

diferencia está en que un nodo proviene de varios nodos.

Diagramas de estructura de datos: Es una descripción de la relación entre

entidades (personas, lugares, eventos y objetos) de un sistema y el conjunto de información relacionado con la entidad.

Algoritmo: Un algoritmo es el conjunto de operaciones y procedimientos que deben

3. Definiciones de Base de datos

3.1. Definiciones de Base de datos

1. Conjunto de archivos interrelacionados entre ellos.

2. Sistema para archivar en computador, cuyo propósito es mantener la información y hacer que esté disponible cuando se necesite.

3. Conjunto de información (conjunto de datos) que se encuentra agrupada o estructurada.

4. Instrumento que supone un enfoque distinto en la gestión de datos.

5. Un conjunto de información almacenada en memoria auxiliar que permite acceso directo y un conjunto de programas que manipulan esos datos.

6. Conjunto exhaustivo no redundante de datos estructurados organizados independientemente de su utilización y su implementación en máquina accesibles en tiempo real y compatibles con usuarios concurrentes con necesidad de información diferente y no predicable en tiempo.

7. Una base de datos es un conjunto de datos que pertenecen al mismo contexto almacenados sistemáticamente para su uso posterior. En este sentido, una biblioteca puede considerarse una base de datos compuesta en su mayoría por documentos y textos impresos en papel e indexados para su consulta.

8. conjunto de registros, homogéneos, ordenados de una forma determinada, almacenados en soporte magnético u óptico y accesibles por ordenador

9. Se refiere a la estructura y la forma en que se guardará la información de una empresa. Las bases de datos reflejan la organización de la información de la empresa y por lo general se encuentran centralizadas físicamente en él o los servidores principales_.

. Ibid., p. 6.

. Bases de datos. Obtenido en Internet el 22 agosto de 2008. Hora: 10.42 pm. http://www.icapax.com/ASP/bases_de_datos.asp

.PÉREZ ÁLVAREZ-OSSORIO, J.R. Introducción a la información y documentación científica. Madrid: Alambra, 1988. p.39

. Términos de naturaleza comunicativa e informática. Obtenido en Internet el 22 agosto de 2008. Hora: 10.42 pm.

http://www.colombiestad.gov.co/index.php?option=com_glossary&func=display&Itemid=25 &catid=114

4. Tipos de bases de datos

4.1. Tipos de bases de datos

Existen varias alternativas para diseñar las bases de datos:

JERARQUÍA O ÁRBOL: Puede representar dos tipos de relaciones entre los datos:

relaciones de uno a uno y relaciones de uno a muchos.

RED O GRAFO: Este modelo permite la representación de muchos a muchos, de tal

forma que cualquier registro dentro de la base de datos puede tener varias ocurrencias superiores a él. El modelo de red evita redundancia en la información, a través de la incorporación de un tipo de registro denominado el conector.

MODELO RELACIONAL: Este modelo se está empleando con más frecuencia en la

práctica, debido a las ventajas que ofrece sobre los dos modelos anteriores, entre ellas, el rápido entendimiento por parte de usuarios que no tienen conocimientos profundos sobre Sistemas de Bases de Datos.

BASES DE DATOS ORIENTADAS A OBJETOS (BDOO): Las BDOO almacenan y

manipulan información que puede ser digitalizada (representada) por objetos, proporcionan una estructura flexible con acceso ágil, rápido, con gran capacidad de modificación.

Además combina las mejores cualidades de los archivos planos, las bases jerárquicas y relacionales.

BASES DE DATOS DISTRIBUIDAS. Las bases de datos distribuidas se están

utilizando cada vez más en la misma medida en que se usan las arquitecturas de cliente-servidor y groupware. Los principales problemas que se generan por el uso de la tecnología de bases de datos distribuidas son en lo referente a duplicidad de datos y a su integridad al momento de realizar actualizaciones a los mismos. Además, el control de la información puede constituir una desventaja, debido a que se encuentra diseminada en diferentes localidades geográficas.

TENDENCIAS FUTURAS. En el futuro la mayoría de las organizaciones cambiarán la

forma convencional de manejo de la información a la arquitectura de base de datos a las ventajas derivadas de su uso. El uso de las bases de datos distribuidas se incrementará de manera considerable en la medida en que la tecnología de comunicación de datos brinde más facilidades para ello. El uso de bases de datos facilitará y soportará en gran medida a los Sistemas de Información para la Toma de decisiones.

5. Componentes que integran un

sistema de base de datos

5.1. Componentes que integran un sistema de base

de datos

1. Datos: cualquier cosa.

2. Información: Son los datos organizados y presentados de tal manera que resulten de utilidad para la toma de decisiones en la empresa en la cual debe servir el sistema.

3. Equipo: Donde se conservan los datos almacenados, el procesador y la memoria principal hacen posible la ejecución de los programas del sistema de base de datos. 4. Programas: Permiten la implantación, acceso y mantenimiento del sistema de base

de datos. Así como la definición, actualización y recuperación de los datos estructurados. Estos programas componen el DBMS sistema manejador de base de datos (Data Base Management System) o también SGBD (Sistema Gestor de Base de Datos).

5. Usuarios: Son las personas que interactúan con la base de datos Hay dos clases de usuarios:

Informáticos: Tienen a su cargo las tareas de creación y mantenimiento de la base

de datos así como la realización de los procedimientos y programas que necesitan los usuarios finales estos son:

o Diseñador: Recoge y organiza los datos en un modelo

o Programadores de aplicaciones: son los que desarrollan los programas de interfase con los usuarios finales y acceden a la base de datos usando DML. o Administrador de base de datos (DBA): Es un experto que gestiona la

base de datos. Es la persona encargada de la administración de las bases de datos y tiene las

siguientes funciones:

ƒ Instala y actualiza el software ƒ Saca copias de seguridad

ƒ Definición del esquema: es decir la creación del esquema original de la base de datos. Esto lo hace escribiendo una serie de definiciones en lenguaje DDL lo que genera las tablas y lo graba en el diccionario de datos.

ƒ Definición de la estructura de almacenamiento y del método de

acceso: esto se lleva a cabo escribiendo una serie de definiciones con

el mismo DDL

ƒ Modificación del esquema y de la organización física: ya sea la modificación del esquema de la base de datos o de la descripción de la organización física del almacenamiento. Estos cambios, aunque son poco frecuentes, se hacen usando DDL, compilándolas y aplicándolas al diccionario de datos.

ƒ Concesión de autorización para el acceso de datos: es decir administrar la seguridad de la base de datos, o sea conceder acceso o denegarlo a un usuario en particular.

ƒ Especificación de las limitantes de integridad: estas limitantes se conservan en una estructura especial del sistema que consulta el manejador de bases de datos cada vez que se lleva a cabo una actualización a un dato de la base de datos.

Finales: Su interés está centrado en el contenido da la base de datos estos pueden

ser:

o Sofisticados: utilizan lenguajes de consulta de base de datos

o Ingenuos: Utilizan interfaces y menús creados por los usuarios especializados

6. Ventajas y desventajas de una

base de datos

6.1. Ventajas de las bases de datos

Disminuir redundancia e inconsistencia de los datos: Puesto que los archivos y

los programas de aplicaciones fueron creados por distintos programadores en un periodo largo, es posible que un mismo dato este repetido en varios sitios. Esta redundancia aumenta los costos de almacenamiento y acceso, además incrementa la posibilidad que exista inconsistencia en la información, es decir que las distintas copias de la información no concuerden entre sí. Por ejemplo: si un sistema graba información de sus clientes en el archivo de facturación y también maneja datos de clientes en un archivo de servicio postventa, entonces un cliente podría tener sus datos en dos archivos diferentes. Esto genera dos problemas: el primero es que estamos gastando el doble de espacio en disco para grabar la misma información y el otro es que si ese cliente cambia de domicilio y solo se cambia en el archivo de facturación entonces la información será inconsistente pues en el archivo de servicio postventa estará la información anterior, o sea que se tienen dos datos diferentes para el mismo individuo.

Facilidad para tener acceso a los datos: suponga que el gerente de la empresa

llamada Aceites Esenciales S.A. desea saber la información de todos los clientes que consumieron Extracto de manzanilla durante los primeros tres meses del año en curso, ordenados por municipio. Ante un requerimiento de estos que no estaba contemplado en el sistema original, tocaba hacer dos cosas; sacar el listado completo de todos los clientes y extraerlos manualmente o sentar a un programador por una semana o más para que haga el programa para hacer la consulta. La pregunta esencial es y que se va a hacer la siguiente vez que se requiera una consulta que no estaba inicialmente prevista?

Aislamiento o independencia de los datos: puesto que los datos están repartidos

en varios archivos, y estos pueden tener diferentes formatos, es difícil escribir nuevos programas para obtener los datos apropiados.

Usuarios múltiples: Para mejorar el funcionamiento general del sistema y obtener

un tiempo de respuesta más corto, muchos sistemas son multiusuario o sea que permiten el uso de diferentes usuarios en forma simultánea o concurrente. En un ambiente de este tipo, las diferentes actualizaciones sobre el mismo dato pueden resultar en dejar los datos inconsistentes. Por ejemplo: un cuentahabiente del banco XXX tiene un saldo de $1000 y en forma simultánea el cliente hace un retiro y el

que la chequera cuesta $100 y el retiro es por $200, entonces el modulo de descuento de chequeras escribirá el valor $900 en el archivo, y el modulo de retiros de los clientes escribe $800, luego el saldo final será $800 que fue el ultimo datos escrito en el archivo. Será este dato correcto?

Seguridad: el empleado de nomina debe tener acceso a los datos de los empleados

y no de los clientes, y a la vez un cajero debe tener acceso a la información de clientes y no a la de los empleados.

Integridad: será lógico un precio de un producto que sea menor que cero? Para esto

se imponen ciertos limitantes de consistencia pero que pasara cuando resulten nuevos limitantes?

6.2. Desventajas de las bases de datos

Complejidad: Los SGBD son conjuntos de programas que pueden llegar a ser

complejos con una gran funcionalidad. Es preciso comprender muy bien esta funcionalidad para poder realizar un buen uso de ellos.

Coste del equipamiento adicional: Tanto el SGBD, como la propia base de datos,

pueden hacer que sea necesario adquirir más espacio de almacenamiento. Además, para alcanzar las prestaciones deseadas, es posible que sea necesario adquirir una máquina más grande o una máquina que se dedique solamente al SGBD. Todo esto hará que la implantación de un sistema de bases de datos sea más cara.

Vulnerable a los fallos: El hecho de que todo esté centralizado en el SGBD hace

que el sistema sea más vulnerable ante los fallos que puedan producirse. Es por ello que deben tenerse copias de seguridad (Backup).

Tipos de Campos: Cada Sistema de Base de Datos posee tipos de campos que

pueden ser similares o diferentes. Entre los más comunes podemos nombrar:

• Numérico: entre los diferentes tipos de campos numéricos podemos encontrar enteros “sin decimales” y reales “decimales”.

• Booleanos: poseen dos estados: Verdadero “Si” y Falso “No”.

• Memos: son campos alfanuméricos de longitud ilimitada. Presentan el inconveniente de no poder ser indexados.

• Fechas: almacenan fechas facilitando posteriormente su explotación. Almacenar fechas de esta forma posibilita ordenar los registros por fechas o calcular los días entre una fecha y otra.

• Alfanuméricos: contienen cifras y letras. Presentan una longitud limitada (255 caracteres).

Autoincrementables: son campos numéricos enteros que incrementan en una unidad

su valor para cada registro incorporado. Su utilidad resulta: Servir de identificador ya que resultan exclusivos de un registro.

. Bases de datos. Obtenido en Internet el 22 agosto de 2008. Hora: 10.42 pm. http://html.rincondelvago.com/bases-de-datos_9.html

. ¿Qué son las bases de datos. Obtenido en Internet el 22 agosto de 2008. Hora: 10.42 pm http://www.maestrosdelweb.com/principiantes/%C2%BFque-son-las-bases-de-datos/ . Ibíd.

7. Abstracción de los datos

Una base de datos es en esencia una colección de archivos relacionados entre sí, de la cual los usuarios pueden extraer información sin considerar las fronteras de los archivos. Los niveles de abstracción son la forma de esconder la complejidad de los datos para que usuarios no familiarizados con las computadoras puedan manipular los datos. Existen diferentes niveles de abstracción para simplificar la interacción de los usuarios con el sistema; Interno, conceptual y externo, específicamente el de almacenamiento físico, el del usuario y el del programador.

7.1. Nivel físico.

Es la representación del nivel más bajo de abstracción, en éste se describe en detalle la forma en cómo de almacenan los datos en los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, mediante señaladores o índices para el acceso aleatorio a los datos).

7.2. Nivel conceptual

El siguiente nivel más alto de abstracción, describe que datos son almacenados realmente en la base de datos y las relaciones que existen entre los mismos, describe la base de datos completa en términos de su estructura de diseño. El nivel conceptual de abstracción lo usan los administradores de bases de datos, quienes deben decidir qué información se va a guardar en la base de datos.

Consta de las siguientes definiciones:

1. Definición de los datos: Se describen el tipo de datos y la longitud de campo todos los

elementos direccionales en la base. Los elementos por definir incluyen artículos elementales (atributos), totales de datos y registros conceptuales (entidades).

2. Relaciones entre datos: Se definen las relaciones entre datos para enlazar tipos de

registros relacionados para el procesamiento de archivos múltiples.

En el nivel conceptual la base de datos aparece como una colección de registros lógicos, sin descriptores de almacenamiento. En realidad los archivos conceptuales no existen físicamente. La transformación de registros conceptuales a registros físicos para el almacenamiento se lleva a cabo por el sistema y es transparente al usuario.

1. Nivel de visión.

Nivel más alto de abstracción, es lo que el usuario final puede visualizar del sistema terminado, describe sólo una parte de la base de datos al usuario acreditado para verla. El sistema puede proporcionar muchas visiones para la misma base de datos.

La interrelación entre estos tres niveles de abstracción se ilustra en la siguiente figura 1.

Figura 1

Basada en la dirección:: http://www.temas-estudio.com/base-de-datos/ Obtenida en la Fecha: agosto 17 de 2008 hora: 14.36. Diseño: Equipo Técnico P.A.V. Agosto del 2008

8. Sistema Manejador de Bases de

Datos – DBMS

8.1. Sistema Manejador de Bases de Datos – DBMS

Es el corazón de la base de datos ya que se encarga del control total de los posibles aspectos que la puedan afectar. Es una colección de numerosas rutinas de software interrelacionadas, cada una de las cuales es responsable de alguna tarea específica .

8.2. Las funciones principales de un DBMS son:

1. Crear y organizar la Base de datos.

2. Establecer y mantener las trayectorias de acceso a la base de datos de tal forma que los datos puedan ser accesados rápidamente.

3. Manejar los datos de acuerdo a las peticiones de los usuarios. 4. Registrar el uso de las bases de datos.

5. Interacción con el manejador de archivos. 6. Respaldo y recuperación.

7. Control de concurrencia. 8. Seguridad e integridad.

El DBMS también conocido como el Gestor de Base de Datos, es como la interfase entre la base de datos física y las peticiones del usuario. El DBMS interpreta las peticiones de entrada/salida del usuario y las manda al sistema operativo para la transferencia de datos entre la unidad de memoria secundaria y la memoria principal. El siguiente grafico ilustra mejor este funcionamiento:

Figura 2

Basada en la dirección:: http://atenea.udistrital.edu.co/profesores/jdimate/basedatos1/tema1_9.htm Obtenida en la Fecha: agosto 17 de 2008 hora: 14.36. Diseño: Equipo Técnico P.A.V. Agosto del 2008

Algunos ejemplos de manejadores de bases de datos son: Dbase, Fox, Access, Informix, Unify, Oracle, Internase

9. Lenguaje de consulta

estructurado (SQL)

9.1. Lenguaje de consulta estructurado (SQL)

Es un lenguaje declarativo de acceso a bases de datos relacionales que permite especificar diversos tipos de operaciones sobre las mismas. SQL es considerado actualmente como un lenguaje estándar.

Los DBMS están compuestos por el lenguaje de definición de datos y el lenguaje de manipulación de datos

1. Lenguaje de Definición de Datos

Denominado por sus siglas como: DDL(Data definition Language), permite definir un esquema de base de datos por medio de una serie de definiciones que se expresan en un lenguaje especial, el resultado de estas definiciones se almacena en un archivo especial llamado diccionario de datos.

El resultado de la compilación de las sentencias DDL es un conjunto de tablas que se almacena en un archivo especial llamado diccionario o directorio de datos.

2. Lenguaje de Manipulación de Datos

La manipulación de datos se refiere a las operaciones de insertar, recuperar, eliminar o modificar datos; dichas operaciones son realizadas a través del lenguaje de manipulación de datos (DML, Data Manipulation Language), que es quién permite el acceso de los usuarios a los datos.

Existen básicamente 2 tipos de lenguajes de manipulación de datos: Procedimentales en los que los LMD requieren que el usuario especifique que datos se necesitan y cómo obtenerlos y No procedimentales, donde los LMD requieren que el usuario especifique que datos se necesitan y sin especificar cómo obtenerlos.

10. Estructura General del Sistema

10.1. Estructura General del Sistema

Un sistema de base de datos se encuentra dividido en módulos cada uno de los cuales controla una parte de la responsabilidad total de sistema. En la mayoría de los casos, el sistema operativo proporciona únicamente los servicios más básicos y el sistema de la base de datos debe partir de esa base y controlar además el manejo correcto de los datos. Así el diseño de un sistema de base de datos debe incluir la interfaz entre el sistema de base de datos y el sistema operativo.

Los componentes funcionales de un sistema de base de datos, son:

1. Gestor de archivos: Gestiona la asignación de espacio en la memoria del disco y de las estructuras de datos usadas para representar información.

2. Manejador de base de datos: Sirve de interfaz entre los datos y los programas de aplicación.

3. Procesador de consultas: Traduce las proposiciones en lenguajes de consulta a instrucciones de bajo nivel. Además convierte la solicitud del usuario en una forma más eficiente.

4. Compilador de DDL: Convierte las proposiciones DDL en un conjunto de tablas que contienen metadatos, estas se almacenan en el diccionario de datos.

5. Archivo de datos: En él se encuentran almacenados físicamente los datos de una organización.

6. Diccionario de datos: Contiene la información referente a la estructura de la base de datos.

7. Índices: Permiten un rápido acceso a registros que contienen valores específicos.

Una forma gráfica de representar los componentes antes mencionados y la relación que existe entre ellos sería la siguiente.

Figura 3

Estructura Global del Sistema

Basada en la dirección: http://atenea.udistrital.edu.co/profesores/jdimate/basedatos1/tema1_12.htm Obtenida en la Fecha: agosto 17 de 2008 hora: 14.36 Diseño: Equipo Técnico P.A.V. Agosto del 2008

11. Modelo de datos

Un Modelo es una representación de la realidad que contiene las características generales de algo que se va a realizar. En base de datos, esta representación la elaboramos de forma gráfica. Un Modelo de Datos es una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones que existen entre ellos, semántica asociada a los datos y restricciones de consistencia.

Los modelos de datos se dividen en tres grupos: Modelos lógicos basados en objetos. Modelos lógicos basados en registros. Modelos físicos de datos.

11.1. Modelos lógicos basados en objetos

Se usan para describir datos en los niveles conceptual y de visión, es decir, con este modelo representamos los datos de tal forma como nosotros los captamos en el mundo real, tienen una capacidad de estructuración bastante flexible y permiten especificar restricciones de datos explícitamente. Existen diferentes modelos de este tipo como el entidad relación y el orientado a objetos, pero el más utilizado por su sencillez y eficiencia es el modelo Entidad-Relación.

El Modelo Entidad-Relación: Denominado por sus siglas como: E-R; Este modelo representa a la realidad a través de entidades, que son objetos que existen y que se distinguen de otros por sus características, por ejemplo: un alumno se distingue de otro por sus características particulares como lo es el nombre, o el numero de control asignado al entrar a una institución educativa, así mismo, un empleado, una materia, etc.

11.2. Modelos lógicos basados en registros

Se utilizan para describir datos en los niveles conceptual y físico. Estos modelos utilizan registros e instancias para representar la realidad, así como las relaciones que existen entre estos registros (ligas) o apuntadores. A diferencia de los modelos de datos basados en objetos, se usan para especificar la estructura lógica global de la base de datos y para proporcionar una descripción a nivel más alto de la implementación. Los tres modelos de datos más ampliamente aceptados son:

Modelo jerárquico: Es similar al modelo de red en cuanto a las relaciones y datos,

ya que estos se representan por medio de registros y sus ligas. La diferencia radica en que están organizados por conjuntos de árboles en lugar de gráficas arbitrarias.

Figura 4

Modelo Jerárquico de Bases de Datos

Basada en la dirección: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4060029/lecciones/cap1-6.html Obtenida en la Fecha: agosto 17 de 2008 hora: 14.36. Diseño: Equipo Técnico P.A.V. Agosto del 2008

Modelo de Red: Este modelo representa los datos mediante colecciones de registros

y sus relaciones se representan por medio de ligas o enlaces, los cuales pueden verse como punteros. Los registros se organizan en un conjunto de gráficas arbitrarias. Un modelo jerárquico presenta una estructura como la que se muestra en la figura 5.

Figura 5

Ejemplo Modelo Jerárquico

Basada en la dirección: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4060029/lecciones/cap1-6.html Obtenida en la Fecha: agosto 17 de 2008 hora: 14.36. Diseño: Equipo Técnico P.A.V. Agosto del 2008

Modelo Relacional: En este modelo se representan los datos y las relaciones entre

estos, a través de una colección de tablas, en las cuales los renglones (tuplas) equivalen a los cada uno de los registros que contendrá la base de datos y las columnas corresponden a las características (atributos) de cada registro localizado en la tupla. Es el tipo de base de datos más difundido y utilizado en la actualidad y el cual veremos en detalle en el segundo encuentro. Un modelo de datos relacional, presenta una estructura como la que se muestra en la figura 6.

Figura 6

Ejemplo del Modelo Relacional

Basada en la dirección: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4060029/lecciones/cap1-6.html Obtenida en la Fecha: agosto 17 de 2008 hora: 14.36. Diseño: Equipo Técnico P.A.V. Agosto del 2008

Modelos físicos de datos: Se usan para describir a los datos en el nivel más bajo,

aunque existen muy pocos modelos de este tipo, básicamente capturan aspectos de la implementación de los sistemas de base de datos. Existen dos clasificaciones de este tipo que son:

Modelo unificador

Memoria de elementos. . Ibid., p 23

. Ibíd., pg. 23

. Modelos de datos. Obtenida en Internet el 22 agosto de 2008. Hora: 10.42 pm

12. Ciclo de vida de una base de

datos

Bases de datos-Modelo de datos-Ciclo de vida

El ciclo de vida de un desarrollo de una base de datos consta de siete pasos: 1. Análisis de las necesidades

2. Estudio de viabilidad 3. Definición de requisitos 4. Diseño conceptual / lógico 5. Implementación

6. Evaluación y Mantenimiento

12.1. Análisis de las necesidades

En reunión con el cliente se deben documentar los tres grupos de usuarios definidos en la introducción de la guía, las necesidades de información de cada uno de ellos, así como los informes que cada uno necesita para su actividad y el contenido de los mismos. Cuanta más precisión exista en estos requisitos iniciales más preciso será el desarrollo de la base de datos.

En esta reunión también debe quedar documentados los niveles de seguridad de los grupos de usuarios, los derechos de cada uno de ellos sobre los datos, los requisitos de los sistemas informáticos del cliente (sistema operativo, tipo de red, servidores, etc.) y la ubicación de los usuarios.

No hay que olvidar que normalmente en las empresas existen ya sistemas de almacenamiento de datos, por tanto es conveniente analizar los datos ya existentes y analizar las posibles relaciones con la base de datos a desarrollar.

Un cuestionario muy sencillo pero muy útil para el administrador es el siguiente (a rellenar por todos los usuarios):

Nombre Cargo

Área de Responsabilidad

Obligaciones principales que requieren información de la base datos ¿De qué aplicaciones recibe información?

¿Con cuánta frecuencia recibe información? ¿Qué hace con esta información?

¿Están contemplados cambios para alguna de sus actividades actuales que involucren alguna de las informaciones anteriores?

12.2. Estudio de viabilidad

Un estudio de viabilidad implica la preparación de un informe con las características siguientes:

1. Viabilidad tecnológica. ¿Hay tecnología suficiente para el desarrollo?

2. Viabilidad operacional. ¿Existen suficientes recursos humanos, presupuesto, experiencia y formación para el desarrollo?

3. Viabilidad económica. ¿Se pueden identificar los beneficios? ¿Los beneficios costearían el desarrollo del sistema? ¿Se pueden medir los costes y los beneficios?

12.3. Definición de requisitos

Los requisitos de desarrollo involucran el software y hardware necesario para la implementación, los recursos humanos necesarios (tanto internos como externos), la formación al personal.

Aunque un poco al margen del tema es conveniente parar en este momento y planificar las acciones a realizar elaborando un cronograma del proyecto y un organigrama con las responsabilidades de cada miembro del equipo. Conviene señalar quienes van a ser los interlocutores y fijar un calendario de reuniones de seguimiento del proyecto.

Hay que definir la figura del validador, esta persona será la encargada de velar en cada momento que no se está rebasando el alcance del proyecto, así como asegurar que la implementación está encaminada a subsanar las necesidades del cliente.

12.4. Diseño

En esta etapa se crea un esquema conceptual de la base de datos. Se desarrollan las especificaciones hasta el punto en que puede comenzar la implementación. Durante esta etapa se crean modelos detallados de las vistas de usuario y sobre todo las relaciones entre cada elemento del sistema, documentando los derechos de uso y manipulación de los diferentes grupos de usuarios.

Si parte de la información necesaria para crear algún elemento establecido ya se encuentra implementado en otro sistema de almacenamiento hay que documentar que relación existirá entre uno y otro y detallar los sistemas que eviten la duplicidad o incoherencia de los datos. El diseño consta, como se vio anteriormente, de tres fases: el diseño global o conceptual, el diseño lógico y el modelo físico.

12.5. Implementación

Una vez totalmente detallado el modelo conceptual se comienza con la implementación física del modelo de datos, a medida que se va avanzando en el modelo el administrador del sistema va asegurando la corrección del modelo y el validador la utilidad del mismo.

La implementación consiste en el desarrollo de las tablas, los índices de los mismos, las condiciones de validación de los datos, la relación entre las diferentes tablas. Por otro lado, la definición de las consultas y los parámetros a utilizar por cada una de ellas.

Una vez finalizada la implementación física, se asignan las correspondientes medidas de seguridad y se ubica la base de datos en el lugar correspondiente.

12.6. Evaluación y Perfeccionamiento

En esta última etapa todos los usuarios del sistema acceden a la base de datos y deben asegurarse el correcto funcionamiento de la misma, que sus derechos son los adecuados, teniendo a su disposición cuanta información necesiten. También deberán asegurarse que el acceso a los datos es cómodo, práctico, seguro y que se han eliminado, en la medida de lo posible, las posibilidades de error.

El administrador se asegura que todos los derechos y todas las restricciones han sido implementadas correctamente y que se ha seguido en Tutorial de estilo en la totalidad de la implementación.

El validador se asegurará que todas las necesidades del cliente han sido satisfechas.

El contenido del tema 12: Ciclo de Vida de una base de datos ha sido íntegramente elaborado por Claudio Casares www.lobocom.es/~claudio Tomado de http://www.solorecursos.com/manuales/sql/moddat003.htm. Septiembre 20 de 2008.

Unidad 2

Modelo Entidad

Relación (E/R)

El diseño conceptual es el proceso por el cual se construye un modelo

de la información que se utiliza en una empresa u organización, el

objetivo más esencial de la fase de requerimientos es crear un modelo

de los datos del usuario. Tal modelo identifica las cosas que se van a

almacenar en la base de datos y define sus estructuras y las relaciones,

es el modelo entidad relación uno de los modelos más conocidos,

simples y claros donde se puede expresar gráficamente toda la

estructura de la base de datos.

1. Modelo Entidad Relación

Definición: Es la percepción del mundo real. Colección de objetos básicos llamados entidades y relaciones. El modelo contiene ciertas restricciones a la que debe de ajustarse los datos. Lo que hace al modelo entidad relación universal es que no está enfocado al diseño de un modelo de bases de datos particular.

Se emplea para interpretar, especificar y documentar los requerimientos para un sistema de bases de datos ya que proporciona estructuras que muestran el diseño general de los requerimientos de datos de los usuarios.

El modelo debe estar compuesto por: Entidades

Atributos Relaciones Cardinalidad Claves

2. Ventajas del modelo entidad

relación

Constituye la base del modelo conceptual de datos.

Es el modelo semántico más popular encontrado en los libros..

Proporciona estructuras que muestran el diseño general de los requerimientos de datos de los usuarios.

Va de lo particular a lo general

3. Pasos Para Construir El Modelo

Entidad Relación

Pasar el modelo entidad relación a un modelo implementable (modelo relacional).

3.1. Primer Paso: Reconocer Entidades

Es toda cosa u objeto significativo (real ó imaginario) del cual se requiere conocer ó almacenar información.

3.1.1. REPRESENTACIÓN DE ENTIDADES

Toda entidad se representa por medio de un rectángulo con el nombre de la entidad dentro del rectángulo en mayúsculas.

Ejemplo

3.1.2. Cómo Identificar Las Entidades

Es el paso central del proceso de modelo entidad relación. Los diversos tipos de entidades son:

PERSONAS: Jurídicas o naturales como: cliente, alumno, vendedor, profesor,

empleado etc.

OBJETOS: Tangibles y no tangibles como: artículo, cuenta etc. LUGARES: Bodega, ciudad, aula.

TRANSACCIONES: Compra, venta, evaluación.

CONCEPTOS O ABSTRACCIONES: Tipo crédito, Tipo servicio, Tipo cliente

Toda persona realiza una transacción y que la acción de esta recae siempre sobre un

objeto dado.

Todas las personas y los objetos residen y se almacenan en un lugar

3.2. Segundo Paso: Relaciones O Reglas

Relación: Es una asociación nómbrale, significativa y estable entre dos entidades.

Ejemplo

Se tienen dos entidades estudiante, clase. La relación entre estudiante y clase es:

Cada estudiante debe tener una ó más clases y cada clase debe de estar compuesta por uno ó más estudiantes.

3.2.1. Representación De Las Relaciones O Reglas

Toda relación tiene dos extremos y para cada uno de los cuales existen:

1.

1:1 uno a uno

Ejemplo tomado de: http://labredes.itcolima.edu.mx/fundamentosbd/sd_u2_2.htm. Fecha Septiembre 27 de 2008 hora: 10 pm. Diseño: Equipo Técnico P.A.V

1:N uno a muchos

N:M muchos a muchos

Ejemplo tomado de: http://labredes.itcolima.edu.mx/fundamentosbd/sd_u2_2.htm. Fecha Septiembre 27 de 2008 hora: 10 pm. Diseño: Equipo Técnico P.A.V

3.2.2. Cardinalidad o multiplicidad de las relaciones:

Imagen basada en: http://gemini.udistrital.edu.co/comunidad/profesores/rfranco/modelo_er.htm Fecha agosto 14 de 2008 hora: 10 pm. Diseño: Equipo Técnico P.A.V

3.2.3. Una condición opcional ó mandatoria

debe_____________________Toma desde 1, 2, .., N

Opcional: Se representa con línea discontinua y se utiliza la palabra puede_ _ _ _ _

_ _ _ _ _ _ _ Toma desde 0, 1, 2,..,N

Al hacer la unión de estas dos partes de la relación queda:

La relación ó regla se escribe de la siguiente forma:

Cada estudiante debe inscribirse en uno ó más club Y cada club puede tener uno ó más estudiantes.

Imagen basada en: http://gemini.udistrital.edu.co/comunidad/profesores/rfranco/modelo_er.htm Fecha agosto 14 de 2008 hora: 10 pm. Diseño: Equipo Técnico P.A.V

3.2.4. RELACIONES RECURSIVAS

Es una jerarquía definida sobre una misma entidad.

Para este tipo de relaciones también se tiene en cuenta las reglas anteriores como: La leyenda, la cardinalidad y la condición.

3.2.5. La regla ó relación se escribe:

Cada cliente puede recomendar uno y solo un cliente y cada cliente puede ser recomendado por uno y solo un cliente.

3.3. Tercer Paso: Elaborar El Modelo

Para elaborar el modelo entidad relación se tienen en cuenta las entidades que tengo relacionadas sin repetir entidades.

Imagen basada en: http://gemini.udistrital.edu.co/comunidad/profesores/rfranco/modelo_er.htm Fecha agosto 14 de 2008 hora: 10 pm. Diseño: Equipo Técnico P.A.V

3.4. Cuarto Paso: Reconocer Atributos

Cualquier detalle que sirve para identificar, describir, cualificar, clasificar ó expresar el estado de una entidad. Un atributo puede ser: Texto, número, figuras ó sonidos.

3.4.1. TIPOS DE ATRIBUTOS

Atributos clave primaria: Toda entidad debe ser identificada con unicidad mediante uno de sus atributos ó una combinación de los mismos, denominado clave primaria ó identificador único.

Así todos los atributos de una entidad deben depender únicamente del valor de la clave primaria. Su representación para el modelo entidad relación se hace colocando el símbolo # antepuesto al nombre del atributo.

Ejemplo:

Atributos mandatarios u obligatorios: Cuando el valor de un atributo debe ser siempre conocido, este se representa mediante un símbolo * antepuesto al nombre del atributo.

Atributos opcionales: Son aquellos que pueden ser desconocidos, estos se representan por punto antepuesto al nombre del atributo.

Ejemplo

3.4.2. Reglas Para La Identificación De Atributos

Durante este proceso es posible identificar nuevas entidades y relaciones ocultas en el modelo.

1. Toda entidad debe tener un identificador único ó clave primaria en caso de que no la tenga puede asignar una.

2. Un atributo debe escribirse siempre en singular y en minúscula, un nombre de atributo en plural coincide con el problema de repetición esta repetición de atributos puede revelar la existencia de entidades faltantes en el modelo. Ejemplo:

Aquí podemos ver que un cliente puede tener varios teléfonos lo que me está indicando la presencia de una nueva entidad llamada teléfono.

3. Un atributo se transforma en una entidad cuando tiene significado completo en sí mismo, con relaciones y atributos propios.

Podemos observar que área que es un atributo y este también tiene atributos propios como número del área y nombre del área y se pude relacionar con la materia.

Toda entidad debe tener al menos dos atributos una clave primaria y un descriptor. Las únicas entidades que pueden tener solo la clave primaria son las entidades de intersección que tienen clave primaria compuesta por dos atributos

3.4.3. Como Identificar Claves:

Clave candidatas: Es un grupo de atributos que identifican de forma única un

registro en una tabla.

Clave primaria: Es una de las claves candidatas que se selecciona para que sea

clave primaria.

Clave secundaria ó alterna: Es la clave que queda después de escoger la clave

primaria.

Clave compuesta: Es una clave con más de un atributo, es el caso de las entidades

de intersección.

Clave sustituta: Es una columna de valores únicos que puede mantener una

aplicación ó el DBMS.

Clave Ajena: Es un atributo que es una clave primaria en una entidad y que está en

otras entidades fuera de aquella a donde pertenece, estas clave son muy importantes ya que por medio de estas hace la relación el modelo relacional

3.5. Quinto Paso: Refinar Modelo

Para refinar el modelo entidad relación:

1. Se destruye toda relación N:M que tenga el modelo para que quede 1:N.

3.5.1. COMO ELIMINAR LAS RELACIONES DE N:M

Se crea una nueva entidad que intersecta a las entidades participantes y donde el identificador único (clave primaria) se forma mediante la combinación de las claves primarias de dichas entidades.

La relación queda de la siguiente manera:

Las entidades estudiante y club son las entidades participantes y la entidad est_club es la entidad de intersección ó entidad débil y toda la relación se llama relación de dependencia. La entidad de intersección puede tener únicamente la clave primaria como se dijo en el reconocimiento de claves y en caso de colocarle otros atributos hay que tener en cuenta que este dependa de los dos atributos que forman la clave primaria.

Ejemplo:

Un atributo para la entidad EST_CLUB sería el horario en que un estudiante está inscrito en un club.

3.5.2. Reglas para ubicar la clave foráneas:

1. Si la relación es de 1: 1 cualquiera de las dos entidades le pasa la clave primaria a la otra

2. Si la relación es de 1: N: la entidad lado 1 le pasa la clave primaria al lado N

• Otros puntos importantes para tener en cuenta al momento de refinar el modelo Revisar para ver que hace falta ó que es redundante en el modelo acuerdo a las condiciones o requerimientos que se pidieron.

4. Otros conceptos para el modelo

entidad relación

4.1. SUPERCLASES Y SUBCLASES DE ENTIDADES

En el modelo entidad relación, una entidad agrupa un conjunto de ocurrencias de entidad del mismo tipo. En muchos casos, estas ocurrencias se pueden agrupar a su vez en otros subconjuntos que tienen un significado propio para los propósitos de la Base de Datos y, por tanto, deberían representarse de forma explícita. Por ejemplo, la entidad EMPLEADO puede a su vez subdividirse en SECRETARIA, INGENIERO, JEFE, TÉCNICO, ASALARIADO, SUBCONTRATADO, etc. El conjunto de ocurrencias de entidad en cada una de estas entidades será un subconjunto de las ocurrencias de entidad de EMPLEADO, ya que por ejemplo, un ingeniero también es un empleado. Llamaremos a cada uno de estos subconjuntos Subclases de la entidad EMPLEADO y a EMPLEADO una Superclase de cada uno de estos subconjuntos.

Llamaremos a la relación existente entre las Superclases y las Subclases como relación Clase/Subclase. En el ejemplo anterior, EMPLEADO/SECRETARIA y EMPLEADO/TÉCNICO son dos relaciones Clase/Subclase. Hay que tener en cuenta que una ocurrencia de una Subclase representa el mismo objeto real que alguna correspondiente a su Superclase, por ejemplo la SECRETARIA "Concha Leco" será también la EMPLEADO "Concha Leco". Por tanto, la ocurrencia de Subclase es la misma que en la Superclase pero con un rol específico. Una ocurrencia de Subclase no tienen sentido si no es a su vez ocurrencia de Superclase. Por otro lado, una ocurrencia de superclase puede ser a su vez ocurrencia de varias subclases o de ninguna. Por ejemplo, "Roberto Mate" como ocurrencia de EMPLEADO puede a su vez pertenecer a subclases INGENIERO y ASALARIADO.

4.2. HERENCIA DE ATRIBUTOS EN LA RELACIÓN

CLASE/SUBCLASE.

Debido a que una subclase es a su vez parte se una superclase, la subclase tendrá sus atributos específicos así como los atributos correspondientes a la superclase a la que pertenece. Esto quiere decir que la ocurrencia de entidad de una subclase hereda los atributos correspondientes a la superclase a la que pertenece. De la misma manera hereda las relaciones en las que su correspondiente superclase participa.

4.3. ESPECIALIZACIÓN.

El proceso por el que se definen las diferentes subclases de una superclase se conoce como especialización. El conjunto de subclases se define basándonos en características diferenciadores de las ocurrencias de entidad de la superclase. Por ejemplo, el conjunto se subclases {SECRETARIA, INGENIERO, TÉCNICO} es una especialización de la superclase EMPLEADO mediante la distinción del tipo de trabajo en cada ocurrencia de entidad. Podemos tener varias especializaciones de una misma entidad basándonos en distintos criterios. Por ejemplo, otra especialización de EMPLEADO podría dar lugar a las subclases ASALARIADO y SUBCONTRATADO, dependiendo del tipo de contrato.

DIAGRAMAS ENTIDAD RELACIÓN

http://www.galeon.com/konnan2001/ERE.htm Ibíd.

Ibíd.

5. Ejercicios resueltos de modelo

entidad relación

Deseamos diseñar una base de datos para una universidad, se dispone de la siguiente información:

Los departamentos pueden estar en una sola facultad.

Un profesor está siempre asignado a un sólo departamento y adscrito a una o varias cátedras, pudiendo cambiar de cátedra pero no de departamento; interesa la fecha en que un profesor es adscrito a una cátedra.

Tenga en cuenta que una cátedra puede ser asignada a varios profesores

2.

carreteras de determinado país. Se pide realizar el diseño en el modelo E/R, sabiendo que:

En dicho país las carreteras se encuentran dividas en tramos.

Un tramo siempre pertenece a una única carretera y no puede cambiar de carretera. Un tramo puede pasar por varios términos municipales, siendo de interés el kilómetro del tramo por el que entra en dicho término municipal y el kilómetro por el que sale. Existen una serie de áreas en las que se agrupan los tramos y cada uno de ellos no

3.

Una reserva la realiza un único cliente, pero puede involucrar a varios coches. Es importante registrar la fecha de comienzo de la reserva y la de terminación. Todo coche tiene siempre asignado un determinado garaje, que no puede cambiar. Cada reserva se realiza en una determinada agencia.

4.

de 3000 casetas cada uno de los casetes tiene asignado un número por cada película se necesita conocer un titulo y categoría por ejemplo: comedia, suspenso, drama, acción, ciencia ficción, etc. Se mantienen algunas copias de muchas películas. Se le da a cada película una identificación y se mantiene seguimiento de lo que contiene cada casete.

Un casete puede venir en varios formatos y una película es grabada en un solo casete; frecuentemente las películas son pedidas de acuerdo a un actor especifico Tom Cruise y Demi More son los más populares es por esto que se debe mantener información de los actores que pertenecen a cada película. No en todas las películas actúan artistas famosos, a los clientes de la tienda le gusta conocer datos como el nombre real del actor, y su fecha de nacimiento. En la tienda se mantienen información solo d los actores que aparecen en las películas y que se tiene a disposición. Solo se alquila videos a aquellos que pertenecen al club de videos. Para pertenecer al club se debe tener un buen crédito. Por cada miembro del club se mantiene una ficha con su nombre, teléfono y dirección, cada miembro del club tiene asignado un número de membresía. Se desea mantener información de todos los casetes que un cliente alquila, cuando un cliente alquila un casete se debería conocer el nombre de la película, la fecha en la que se alquila y la fecha de devolución.

ENTIDAD

Ejemplo tomado de: http://www.monografias.com/trabajos34/base-de-datos/base-de-datos.shtml Fecha Septiembre 27 de 2008 hora: 10 pm Diseño esquema: Equipo Técnico P.A.V.

5.

• ¿Un Taxi cuantos propietarios tiene?

R/ uno (El uno se pone en PROPIETARIOS)

• ¿Un Propietario cuantos Taxis tiene?

R/ Varios (La N se pone en TAXIS) ¿Un taxi cuantos Conductores tiene?

R/ Uno (el 1 se pone en CONDUCTORES)

• ¿Un conductor Cuantos taxis maneja?

R/ Uno (El Uno se pone En TAXIS)

• ¿Un PROPIETARIO a cuantas EMPRESAS está afiliado?

R/ Varias (La N se pone en EMPRESAS) • ¿Una empresa cuantos propietarios tiene afiliados?

Ejemplo tomado de: http://www.calasanz-pereira.edu.co/prueba/html/modules/Access/normalizacion.htm. Fecha Septiembre 27 de 2008 hora: 10 pm . Diseño esquema: Equipo Técnico P.A.V.

Nota: Este modelo no tiene destruidas las relaciones N:M. que hay entre cassette y alquiler

Unidad 3

Modelo

Relacional

El modelo relacional es un modelo lógico basado en registros que vino

después de que los modelos jerárquico y de red estuvieran en uso. Este

modelo relacional, no se puede decir que sea en sí un modelo

semántico de datos. Su enorme éxito no se debe a que permite de

forma implícita operaciones conceptualmente abstractas sobre los

datos, sino a los altos niveles de fiabilidad e integridad que aporta en el

1. Definición

El modelo de datos relacional fue introducido por Edgar F. Codd (1970). Se basa en una estructura de datos simple y uniforme la relación y tiene fundamentos teóricos sólidos

El modelo relacional representa la base de datos como una colección de relaciones. En términos mínimos informales, cada relación semeja una tabla o, hasta cierto punto, un archivo simple.

Codd daba 12 reglas que debe cumplir cualquier base de datos que desee considerarse relacional:

1.1. Las Doce Reglas De Codd

1. Regla de información:

Todos los datos de una base de datos relacional se representan explícitamente (al nivel lógico) como valores de tablas.

2. Reglas de acceso garantizado:

Todos y cada uno de los datos (valor indisoluble, único o atómico) de una base de datos relacional se garantiza que sean lógicamente accesible recurriendo a una combinación de nombres de tabla, valor de clave primaria y nombre de columna.

3. Tratamiento sistemático de valores Nulos:

Los valores nulos (distinto de cadena de caracteres vacías o de una cadena de caracteres en blanco y distinta de cero o de cualquier otro número) se soporta en los SGBD completamente relacionales para representar la falta de información y la información inaplicable de un modo sistemático e independiente del tipo de datos.

4. Catálogo en línea dinámico basado en el modelo relacional:

La descripción de la base de datos o Catalogo se representa (o almacena) a nivel lógico como valores en tablas, del mismo modo que los datos ordinarios, de modo que los usuarios autorizados pueden aplicar a los datos regulares.

5. Regla de sublenguaje completo de datos:

un sistema relacional puede soportar varios lenguajes de manipulación de datos (DMI) y varios modos de uso terminal (por ejemplo, el modo de rellenar con blancos), sin embargo

debe haber al menos un lenguaje cuyas sentencias sean expresables, mediante alguna sintaxis bien definida, como cadenas de caracteres, y que sea completa en cuanto al soporte de todos los puntos siguientes:

Definición de datos y Definición de vistas

Manipulación de datos (interactiva y por programa) Restricciones de integridad

Autorización

Fronteras de transacciones (comienzo, complementación y vuelta atrás) 6. Regla de actualización de vistas:

Todas las vistas que puedan utilizarse son también actualizables por el sistema. 7. Inserción, Modificación y Borrado de alto nivel:

Un SGBDR debe hacer más que recuperar conjuntos relacionales de datos, también debe ser capaz de insertar, actualizar y eliminar datos como un conjunto relacional.

8. Independencia física de los datos:

Los datos deben ser físicamente independiente de los programas de aplicación. Los programas de aplicación y las actividades terminales permanecen lógicamente inalterados cualquiera que sean los cambios efectuados ya sea las representaciones de almacenamiento o a los métodos de acceso.

9. Independencia lógica de los datos:

Cada vez que sea posible, el Software de aplicación debe ser independiente de los cambios hechos a las tablas Base. Los programas de aplicación y las actividades terminales permanecen lógicamente inalterados cuando se efectúan sobre las tablas de base de cambios preservadores de la información de cualquier tipo que teóricamente permita alteraciones.

10. Independencia de integridad:

La integridad de los datos debe ser definible en el lenguaje relacional y almacenarse en el Catálogo. Las restricciones de integridad específicas para una base de datos relacional y almacenables en el catálogo, no en los programas de aplicación.

11. Regla de no subversión:

Si un sistema relacional tiene un lenguaje de bajo nivel (un solo registro cada vez), ese bajo nivel no puede ser utilizado para subvertir o suprimir las reglas de integridad y las restricciones expresadas en el lenguaje relacional de nivel superior (múltiples registros a la

12. Un sistema de bases de datos relacionla(SGBDR) tiene independencia

distributiva.

1. Las 12 reglas de Codd. Obtenido en Internet el 23 de Octubre de 2008. Hora: 9.50 pm.

2. Estructura Del Modelo Relacional

La definición de relación desde el punto de vista matemático es: Una relación es un subconjunto de un producto cartesiano de un listado de dominios.

El producto cartesiano son todas las combinaciones posibles entre conjuntos.

Ejemplo: Dados los conjuntos A y B, donde:

Esquema diseñado por: Equipo Técnico P.A.V. Octubre del 2008

Esta relación es un subconjunto del producto cartesiano. Ejemplo de una relación o tabla de una BD relacional:

Para cada atributo existe un conjunto de valores permitidos llamado dominio de ese atributo.

Los dominios corresponden a los tipos de datos primitivos de los lenguajes de programación. Cada fila representa una tupla y una tupla es un conjunto ordenado de valores (atributos). Por tanto una relación es un conjunto de tuplas filas o registros. Cada atributo, columna o campo sólo puede tomar un único valor del dominio.

El grado de una tabla = número de columnas La cardinalidad = número de registros

Debido a que las tablas son básicamente relaciones se utilizan los términos matemáticos relación y tupla en lugar de los de tabla y fila.

Cuando se habla de una BD debe diferenciarse entre el esquema de la BD, es decir, el diseño lógico de la BD y una instancia de la BD que está constituida con la información contenida en la BD en un momento determinado. El esquema de una relación es en general una lista de atributos y sus correspondientes dominios; la notación para ello sería:

Producto= (cod_prd: string, nom_prd: string, valor: numérico)

Sin embargo, no es necesario hacer una definición precisa del dominio de cada atributo, sino hasta el momento de la implementación. Por tanto la notación puede ser:

Producto= (cod_prd, nom_prd, valor)

El esquema de la BD en este modelo, es el conjunto de definiciones de sus esquemas.

Ejemplo: Para una empresa productora de partes, supondremos el siguiente conjunto de

Parte= (nro_pte, nom_pte, color, peso, ciudad) Proveedor= (nro_prv, nom_prv, ciudad_prv) Suministro= ( nro_prv,nro_pte,cantidad_sum)

La característica fundamental de este modelo de datos es que las asociaciones entre tuplas (entidades) se representan únicamente por valores de datos en columnas, sacados de un dominio común.

Ejemplo: La asociación entre PROVEEDOR y SUMINISTRO se da por el campo nro_prv

3. Transformación Del Modelo E-R

En Tablas Relacionales

Si la BD se ajusta a un diagrama E-R, estas son las reglas de transformación:

1. Las entidades se representan en tablas (relaciones) y los atributos en columnas. 2. Las asociaciones 1:N se representan replicando la llave primaria de la tabla del lado

1, como columna externa en la tabla del lado muchos. A esta columna se le denomina llave foránea.

3. Las asociaciones 1:1 se representan replicando la llave primaria en una de las dos tablas como columna externa de la otra.

4. Las asociaciones M:N deben resolverse generando una tercera entidad denominada de intersección la cual tendrá como llave primaria la combinación de las llaves primarias de las entidades que intersecta, mas los atributos resultantes de la asociación, si existen. Las asociaciones 1:M resultantes se resuelven de acuerdo con la regla de representación de entidades (es decir, en tablas independientes).

4. Reglas De Integridad (RI)

Los datos contenidos en la base de datos deben ser correctos confiables y consistentes.

Las RI se pueden ser:

1. Semánticas:

En el mundo real existen ciertas restricciones que deben cumplir los elementos en él

existentes; por ejemplo, una persona sólo puede tener un número de DNI y una única

dirección oficial. Cuando se diseña una base de datos se debe reflejar fielmente el universo del discurso que estamos tratando, lo que es lo mismo, reflejar las restricciones existentes

en el mundo real. Tienen que ser definidas por los diseñadores en el modelo entidad relación.

2.

Los usuarios o los administradores de la base de datos pueden imponer ciertas restricciones específicas sobre los datos, denominadas reglas de negocio.

Por ejemplo, si en una oficina de la empresa inmobiliaria sólo puede haber hasta veinte empleados, el SGBD debe dar la posibilidad al usuario de definir una regla al respecto y debe hacerla respetar. En este caso, no debería permitir dar de alta un empleado en una oficina que ya tiene los veinte permitidos.

Integridad de dominio: restringimos los valores que puede tomar un atributo respecto a su dominio, por ejemplo EDAD >= 18 and EDAD<= 65. Una nota>=0 and nota<=5

3.

Reglas de la entidad

Tipos de datos: Al momento de definir la tabla se deben definir correctamente

los tipos de datos de los atributos o columnas.

Permitir valores NULL

La nulabilidad de una columna determina si las filas de una tabla pueden contener un valor NULL en esa columna. Un valor NULL no es lo mismo que cero (0), en blanco o que una cadena de caracteres de longitud cero, como "". NULL significa que no hay ninguna entrada. La presencia de un valor NULL suele implicar que el valor es desconocido o no está definido. Por ejemplo, un valor NULL en la columna fecha_venta de la tabla Producto no implica que el artículo no tenga una fecha de venta final. El valor NULL significa que se desconoce la

Restricciones UNIQUE

Puede utilizar restricciones UNIQUE para garantizar que no se escriben valores duplicados en columnas específicas que no forman parte de una clave principal. Tanto la restricción UNIQUE como la restricción PRIMARY KEY exigen la unicidad; sin embargo, debe utilizar la restricción UNIQUE y no PRIMARY KEY si desea exigir la unicidad de una columna o una combinación de columnas que no forman la clave principal. En una tabla se pueden definir varias restricciones UNIQUE, pero sólo una restricción

PRIMARY KEY.

Además, a diferencia de las restricciones PRIMARY KEY, las restricciones UNIQUE admiten valores NULL. Sin embargo, de la misma forma que cualquier valor incluido en una restricción UNIQUE, sólo se admite un valor NULL por columna. Es posible hacer referencia a una restricción UNIQUE con una restricción FOREIGN KEY.

Definiciones DEFAULT

Cada columna de un registro debe contener un valor, aunque sea un valor NULL. Puede haber situaciones en las que deba cargar una fila de datos en una tabla, pero no conozca el valor de una columna o el valor ya no exista. Si la columna acepta valores NULL, puede cargar la fila con un valor NULL. Pero, dado que puede no resultar conveniente utilizar columnas que acepten valores NULL, una mejor solución podría ser establecer una definición DEFAULT para la columna siempre que sea necesario. Por ejemplo, es habitual especificar el valor cero como valor predeterminado para las columnas numéricas, o N/D (no disponible) como valor predeterminado para las columnas de cadenas cuando no se especifica ningún valor.

Ejemplo fecha datetime default getdate() indica que el valor predeterminado de fecha es la fecha actual del sistema.

4.

Son reglas de integridad controladas por el DBGS

Restricciones PRIMARY KEY

Una tabla suele tener una columna o una combinación de columnas cuyos valores identifican de forma única cada fila de la tabla. Estas columnas se denominan claves principales de la tabla y exigen la integridad de entidad de la tabla. Puede crear una clave principal mediante la definición de una restricción PRIMARY KEY cuando cree o modifique una tabla.

Una tabla sólo puede tener una restricción PRIMARY KEY y ninguna columna a la que se aplique una restricción PRIMARY KEY puede aceptar valores NULL. Debido a que las restricciones PRIMARY KEY garantizan datos únicos, con frecuencia se definen en una columna de identidad.

Cuando especifica una restricción PRIMARY KEY en una tabla, Database Engine (Motor de base de datos) exige la unicidad de los datos mediante la creación de un índice único para las columnas de clave principal. Este índice también permite un acceso rápido a los datos

cuando se utiliza la clave principal en las consultas. De esta forma, las claves principales que se eligen deben seguir las reglas para crear índices únicos. Si se define una restricción PRIMARY KEY para más de una columna, puede haber valores duplicados dentro de la misma columna, pero cada combinación de valores de todas las columnas de la definición de la restricción PRIMARY KEY debe ser única. Como se muestra en la siguiente ilustración, las columnas ProductID y VendorID de la tabla ProductVendor forman una restricción PRIMARY KEY compuesta para esta tabla. Así se garantiza que la combinación de ProductID y VendorID es única.

Cuando trabaja con combinaciones, las restricciones PRIMARY KEY relacionan una tabla con otra. Por ejemplo, para determinar los proveedores que suministran determinados productos, puede utilizar una combinación de tres elementos entre las tablas Vendedor,

Production.Product y ProductVendor. Puesto que ProductVendor contiene las columnas

de ProductID y VendorID, se puede obtener acceso a las tablas Product y Vendor mediante su relación con ProductVendor.

Restricciones FOREIGN KEY

Una clave externa (FK) es una columna o combinación de columnas que se utiliza para establecer y exigir un vínculo entre los datos de dos tablas. Puede crear una clave externa mediante la definición de una restricción FOREIGN KEY cuando cree o modifique una tabla. En una referencia de clave externa, se crea un vínculo entre dos tablas cuando las columnas de una de ellas hacen referencia a las columnas de la otra que contienen el valor de clave principal. Esta columna se convierte en una clave externa para la segunda tabla. Por ejemplo, la tabla Sales.SalesOrderHeader de la base de datos AdventureWorks tiene un vínculo a la tabla Sales.SalesPerson porque existe una relación lógica entre