Presentacion Modelos Relacionales de Bases de Datos

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UNIVERSIDAD

CENTRAL DEL

ECUADOR

DIEGO VÁSQUEZ

(2)

2. MODELO RELACIONAL DE

DATOS

Objetivos

Comprender los

principios estructurales

del modelo de

datos relacional formal

Entender los conceptos

integridad de entidad

e

integridad referencial

, y apreciar su importancia

Entender los significados e implicaciones del concepto

nulo

en el modelo relacional

Comprender el concepto

vista relacional

, y la

problemática asociada a la modificación de datos a

través de vistas

Conocer los lenguajes formales

álgebra relacional

y

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2. MODELO RELACIONAL DE

DATOS

Contenidos

2.1 Presentación y orígenes del modelo

relacional

2.2 Estructura de datos relacional

2.3 Características generales de integridad de

datos

2.4 Manipulación de datos: lenguajes relacionales

2.4.1 Álgebra relacional

2.4.2 Cálculo relacional de tuplas

2.4.3 SQL-92

(4)

2. MODELO RELACIONAL DE DATOS

Bibliografía

[EN 2002] Elmasri, R.; Navathe, S.B.:

Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. 3ª Edición. Addison-Wesley. (Cap. 7, 8 y 9)

[EN 1997] Elmasri, R.; Navathe, S.B.: Sistemas de bases de datos. Conceptos fundamentales. 2ª Edición. Addison-Wesley Iberoamericana. (Cap. 6 y 7)

[D 2001] Date, C.J.: Introducción a los sistemas de bases de datos. 7ª Edición. Prentice-Hall. (Cap. 3 al 9)

[SKS 1998] Korth, H; Silberschatz, A., Sudarshan, S.: Fundamentos de bases de datos. 3ª Edición. McGraw-Hill. (Cap. 3 y 4)

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2.1 PRESENTACIÓN Y

ORÍGENES DEL MR

Introducido por Codd, 1970

Es un Modelo de Datos Lógico de Representación

-(basado en registros)

El modelo más usado en las aplicaciones comerciales de

procesamiento de datos convencional

Dividido en 3 partes:

1. Estructura de Datos

2. Integridad de Datos (características generales)

3. Manipulación de Datos

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Base de Datos = Conjunto de Relaciones

Relación

Estructura de datos fundamental del modelo

– Tiene un nombre y representa una entidad genérica

Conjunto de tuplas

• Cada tupla representa una entidad concreta

– Compuesta de atributos con nombre (y dominio)

• Cada atributo representa un atributo de la entidad

– Representada mediante una tabla con filas y columnas

• Modelo basado en Teoría matemática

– Analogía entre “Relación” (concepto matemático) y “Tabla” – Teoría de Conjuntos y Lógica de Predicados de 1er orden

» Sólida Base Formal

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Tema 2. Modelo relacional de datos

2.2 Estructura de datos relacional

título director género rodaje nacionalidad duración

Amores Perros A. González Drama 2000 México 145 The Matrix A. Wachowsky Ciencia-ficción 1999 EEUU 138 Torrente S. Segura Comedia 1997 España 110 Nos miran N. López Policiaco 2001 España 118 Amelie J. P. Jeunet Comedia 2001 Francia 122 Los lunes al sol F. León Drama 2002 España 117

tuplas c a rd in a li d a d grad o atributos

La relación PELICULA

---Ciencia-ficción, Drama,Thriller, Comedia... ---2002, 1997, 1999, 2001, 1994, 1972... Italia,Argentina, España, EEUU,

Francia,Japón.. --- ---

---d

o

m

in

io

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Términos básicos

2.2 Estructura de datos relacional

Modelo Relacional Procesamiento de Ficheros

Formal SQL-92

Relación Tabla Fichero

Tupla Si la tupla t está en la relación R, entonces tR Fila Registro concreto

Atributo Debe tener un nombre único dentro de cada relación cabecera deColumna Nombre deCampo de registro

Cardinalidad nº de tuplas en una relación =

Grado nº atributos en una relación =

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Tema 2. Modelo relacional de datos

Conjunto de valores atómicos

del mismo tipo, donde

toman su valor los atributos

– La definición de dominios forma parte de la definición de la BD

– Cada atributo definido sobre un ÚNICO dominio OBLIGATORIO

– Si A, B representan un mismo concepto, A y B con mismo dominio – Dominio D puede contener valores no tomados por ningún atributo

{valores de A}

Dominio(A)

• Comparaciones Restringidas a Dominio

– La comparación de dos atributos sólo tiene sentido si ambos toman valores del mismo dominio

– Si el SGBD soporta dominios, podrá detectar este tipo de errores

Definiciones formales: DOMINIO

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Una relación

R

, sobre conjunto de dominios

D

1

,

D

2

...

D

n

se compone de dos partes

:

Esquema

o Cabecera

Conjunto de pares Atributo:Dominio

{ (A

1

:D

1

), (A

2

:D

2

) ... (A

n

:D

n

) }

– Cada

A

j tiene asociado sólo un

D

j

– Los

D

i no tienen por qué ser distintos entre sí

Estado

, Cuerpo o Instancia

Conjunto de tuplas que contiene en un instante concreto – tupla = conjunto de pares Atributo:Valor

{ { (A

:v

), (A

:v

) ... (A

:v

) } },

donde i=1..m

Definiciones formales: RELACIÓN

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Tema 2. Modelo relacional de datos

Un esquema de relación:

PELICULA (titulo:Titulos, duracion:Tiempo, director:Nombres, estreno:Fechas)

Un estado de la relación:

{ { (titulo:Torrente), (duracion:110), (director:S.Segura), (estreno:1997) }

{ (titulo:The Matrix), (duracion:138), (director:A.Wachowski), (estreno:1999) } ... }

• El estado de una relación es variable en el tiempo

nuevas tuplas, modificación o borrado de existentes

• El esquema no suele variar

 costoso:

· reescritura de “miles” de tuplas

· ¿valores de nuevos atributos para tuplas ya existentes?

– Suele incluir un conjunto de Reglas de Integridad (se verá)

Definiciones formales: RELACIÓN

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Propiedades

de una Relación

1.

No

existen

tuplas

repetidas

2.

Las

tuplas no

están

ordenadas

3.

Los

atributos

no

están

ordenados

esquema = conjunto de pares Atributo:Dominio

4.

Los

valores

de

atributos

son

Atómicos

dominio = conjunto de valores atómicos

 Intersección fila/columna = un solo valor (no lista de valores)

 Si R cumple esta propiedad, R está en 1FN

estado = conjunto matemático de tuplas

Definiciones formales: RELACIÓN

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Tema 2. Modelo relacional de datos

• FORMAS NORMALES

R está en <determinada> FN si

cumple <cierto> conjunto de condiciones o restricciones

necesarias para estar bien diseñada

de acuerdo con el modelo relacional de datos.

• Toda relación ha de estar en 1FN

(estructura de datos simple)

Definiciones formales: RELACIÓN

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Relación vs. Tabla

– Relación

: Representación abstracta de un elemento de datos

– Tabla

: Representación concreta de tal elemento abstracto

– Ventajas

 Representación muy sencilla (tabla) del elemento abstracto básico (relación) del Modelo Relacional

 Fácil de utilizar, entender, razonar... – Inconveniente

Aparente orden entre filas y entre columnas de la tabla

Definiciones formales: RELACIÓN

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Tema 2. Modelo relacional de datos

• Percibida por usuarios

como una

colección de relaciones

– de diversos grados (nº de atributos)

– que varían con el tiempo (nº de tuplas, estado)

• Las relaciones (tablas) son la

estructura lógica de la BD

– Niveles externo y conceptual

ANSI/X3/SPARC

• Toda BDR cumple el

Principio de Información

:

Todo contenido de información de la BD está representado

de una y sólo una forma: como

valores

explícitos

dentro de posiciones de columnas dentro de filas dentro de tablas

• Conexión lógica entre Relaciones

(

vínculo

o

interrelación

)

– Representada mediante valores

– No existen punteros (visibles al usuario)

Definiciones formales: BD RELACIONAL

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(16)

• En una BDR distinguimos...

Esquema

de base de datos

 Descripción de la base de datos

 Conjunto de esquemas de relación

PELICULA ( titulo:Títulos, director:Nombres, género:Géneros, rodaje:Años, nacionalidad:Países, duración:Tiempo )

ACTOR ( nombre:Nombres, nombreArtistico: Nombres, agente:Nombres, cache:Dinero )

DIRECTOR ( nombre:Nombres, nacionalidad:Países, operaPrima:Títulos ) ...

Estado

o instancia de base de datos

 Visión del contenido de la base de datos en cierto instante

 Conjunto de estados de relación

Definiciones formales: BD RELACIONAL

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Tema 2. Modelo relacional de datos

• Todo

estado

de BD

refleja la realidad

– es un modelo de una porción del mundo real (minimundo)

• Algunas configuraciones de valores NO tienen SENTIDO

– pues no representan ningún estado posible del minimundo

2 personas distintas con el mismo DNI

Un empleado sin NSS

Un alumno con -29 años

Una película sin director

Definición de la BD (esquema) necesita incluir

REGLAS DE INTEGRIDAD

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Claves Candidatas y Primarias

• Informan al SGBD de

restricciones del mundo real

• Así, el SGBD evita configuraciones de datos imposibles

• Aumentan la capacidad expresiva del modelo relacional

• Cumplen que:

• Forman parte de la base de datos

• Se cumplen para cualquier estado de la BD

• No varían con el tiempo

Son específicas de cada BD

particular, pero el

Modelo Relacional incluye...

características generales de integridad

importantes y necesarias en

toda

BD

2.3 Características generales de

integridad de datos

(19)

Tema 2. Modelo relacional de datos

Sea R una relación

R(A

1

:D

1

, A

2

:D

2

,... A

n

:D

n

)

• Una

superclave

de R es un subconjunto

SK

de atributos

tal que cumple la restricción de

Unicidad

:

No existen dos tuplas distintas con la misma

combinación de valores para SK

• Una

clave

de R es una superclave tal que cumple la

restricción de

Irreductibilidad

:

Ningún subconjunto de CK cumple la r. Unicidad

• Clave Simple

(1 atributo)

o Compuesta

(varios atributos)

• Cada clave es una restricción de integridad

2.3 Características generales de

integridad de datos

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