3. Modelo Entidad-Relación

(1)

Tema 3. Modelo Entidad-Relación 1

Objetivos:

– Conocer los conceptos y notación del modelo conceptual de datos entidad-relación extendido.

– Comprender los significados del concepto de

“nulo” en el modelo entidad-relación extendido.

Contenidos:

1. Introducción e historia del modelo 2. Conceptos básicos del modelo 3. Extensiones del modelo

3. Modelo Entidad-Relación

Bibliografía

[EN 2002]Elmasri, R.; Navathe, S.B. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. 3ª ed. Addison-Wesley, (Cap. 3 y 4) [MPM 1999] De Miguel, A.; Piattini, M.; Marcos, E. Diseño de

bases de datos relacionales. Ra-Ma. (Cap. 2)

[CBS 1998] Connolly, T.; Begg C.; Strachan, A. Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation and Management. 2^nded. Addison-Wesley. (Cap. 5)

[SKS 1998] Silberschatz, A;Korth, H; Sudarshan, S. Fundamentos de Bases de Datos. 3ª edición. Madrid: McGraw-Hill. (Cap. 2)

3. Modelo Entidad-Relación

(2)

n Modelo de datos conceptual de alto nivel

n Propuesto por Peter P. Chen en 1976

– Extensiones/aportaciones de muchos otros autores

» No existe un único MER, sino una FAMILIA DE MODELOS

n Describe el “mundo real” como un conjunto de ENTIDADES y de RELACIONES entre ellas

n Gran difusión

– Muy extendido en los métodos de diseñode bases de datos – Soportado por herramientas softwarede diseño(CASE)

En el proceso de diseño...

DISEÑO CONCEPTUAL

Requisitos de datos

Esquema

Conceptual

MER

3.1. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación

(3)

n Descripción concisa de los requisitos de informaciónde los usuarios

– Descripciones detalladas de

• TIPOS DE DATOS

• RELACIONES ENTRE DATOS

• RESTRICCIONES que los DATOS deben cumplir

n Sin detalles de implementación – Más fácil de entender

– Comunicación con el usuario no técnico

Esquema conceptual

3.2. Conceptos básicos del modelo

n Entidad ( entity )

n Atributo ( attribute )

n Dominio ( values set )

n Relación ( relationship )

(4)

ENTIDAD

n Cosa u objeto del mundo real con existencia propia y distinguible del resto

n Objeto con existencia...

– físicao real (una persona, un libro, un empleado) – abstracta o conceptual (una asignatura, un viaje)

n “Persona, lugar, cosa, concepto o suceso, real o abstracto, de interés para la empresa”(ANSI, 1977)

ATRIBUTO

n Propiedad o característica de una entidad

n Una entidad particulares descrita por los valores de sus atributos:

titulo = El alquimista impaciente genero = Thriller

nacionalidad = España añoestreno = 2002 p1

...

nss = 1122334455 dni = 87654321

nombre = Cristina Aliaga Gil nacionalidad = España e1

...

(5)

TIPO DE ENTIDAD (entity set)

n Define un conjunto de entidades que poseen los mismos atributos

PELICULA: titulo, genero, nacionalidad, añoestreno,numcopias EMPLEADO: dni, nss, nombre, fechanacim, direccion, telefono,

altura,nacionalidad, edad

n Notación EMPLEADO

LOCAL VIDEOCLUB

PELICULA DIRECTOR

ACTOR CLIENTE

Instancia de un tipo de entidad

n También...

– Ocurrencia – Realización – Ejemplar

– Entidad concreta o individual

PELICULA

titulo = El señor de los anillos genero = Fantasía

nacionalidad = EEUU añoestreno = 2001 p2

...

titulo = Amelie genero = Comedia nacionalidad = Francia añoestreno = 2001 p4

...

titulo = Amores perros genero = Drama nacionalidad = Méjico añoestreno = 1999 p3

...

(6)

Intensión y Extensión

n Un tipo de entidad describe el esquema o intensiónpara un conjunto de entidades que poseen la misma estructura

EMPLEADO: dni, nss, nombre, dirección, telefono, altura, fechanacim, nacionalidad, edad

n Las instancias del tipo de entidad se agrupan en un conjunto de entidades o extensión

e1•(87654321, 1122334455, “Cristina Aliaga Gil”, “Libertad, 2. Yecla.

Murcia. 30510”, 968100200, 1’60, 28/07/1979, España, 23) e2•(12345678, 6677889900, “Antonio Gil Sánchez”, “Paz, 5. Murcia.

Murcia.30012”, 968111222, 1’76, 14/04/1944, España, 58)

e3•(11223344, 1234567890, “Julia Sauce”, “Justicia, 20. Yecla. Murcia.

30510”, 968000222, 23/05/1947, 1’59, España, 55) ...

Tipos de atributos

n Simples o Compuestos

n Almacenados o Derivados

n Monovalorados o Multivalorados

n Opcionales

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Atributos Simples o Compuestos

n Atributos compuestos

– Pueden dividirse en otros con significado propio

– Valorcompuesto = concatenaciónde valores de componentes

n Atributos simples – No divisibles. Atómicos

fechanacim dia mes año

direccion

calle ciudad provincia codpostal

genero

Atributos Almacenados o Derivados

n Atributos derivados

– Valor calculado a partir de otra información ya existente (atributos, entidades relacionadas) – Son información redundante...

edad^[deEMPLEADO], cálculo a partir de fechanacim

» atributo derivado del valor de otro atributo

numcopias^{[de una}PELICULA], cuenta del nº de entidades copia relacionadas con cada película concreta

» atributo derivado de entidades relacionadas

n Atributos almacenados nacionalidad^{[de una}PELICULA^] fechanacim^{[de un}EMPLEADO^]

(8)

Atributos Monovalorados o Multivalorados

n Atributos monovalorados (monovaluados) – sólo un valorpara cada entidad

fechanacim^{[de un}EMPLEADOparticular]

añoestreno^{[de una}PELICULA ^concreta]

n Atributos multivalorados (multivaluados) – más de un valorpara la misma entidad

nacionalidad^[PELICULAcoproducida por varios países ]

telefono^[EMPLEADOcon varios teléfonos de contacto]

– Pueden tener límites superior e inferior del nº de valores por entidad

nacionalidad (1-2) telefono (0-3)

Atributos Opcionales (nulos)

n El nulo (null value) es usado cuando...

– Sedesconoce el valor de un atributo para cierta entidad

• El valor existe pero falta

altura^{[de un}EMPLEADO^]

• No se sabe si el valor existeo no

numteléfono^{[de un}EMPLEADO^]

– La entidad no tiene ningún valor aplicablepara el atributo:

fechaalquiler^[PELICULAsólo en vídeo-venta (no alquiler)]

(9)

Notación para atributos

[EN2002] [MPM1999]

fechanacim

dirección telefono calleciudad provincia

codpostal

dni edad

altura (0,3)

D nss

nombre

nacionalidad (1,2)

EMPLEADO (0,3)

dirección

(1,2) (0,1) EMPLEADO nombre

fechanacim telefono

calle ciudad provincia codpostal

nss edad dni

altura nacionalidad

Atributos Clave

n Atributo con valor distinto para cada instancia de un tipo de entidad

dni en EMPLEADO

n Una clave identifica de forma única cada entidad concreta ðatributo identificador

n Notación

EMPLEADO

[EN2002]

EMPLEADO dni

[MPM1999]

dni

(10)

Atributos Clave (ii)

n Una clave puede estar formada por varios atributos ð clave compuesta

– Combinación de valores distinta para cada instancia

(nombre, fechanacim)en el tipo de entidadEMPLEADO – Una clave compuesta debe ser mínima

n Un tipo de entidad puede tener

más de una clave ðclaves candidatas

Claves o Identificadores Candidatos de EMPLEADO: – dni

– nss

– (nombre, fechanacim)

Atributos Clave (iii)

n Atributo identificador principal(IP) – Clave Principal

– Elegido (por el diseñador) de entre los identificadores candidatos (IC), para ser el medio principal de identificación de las instancias del tipo de entidad

– dni en EMPLEADO

n Atributos identificadores alternativos (IA) – Claves Alternativas

– El resto de IC’s

– nssy (nombre, fechanacim)en EMPLEADO

(11)

Notación para atributos clave

[EN2002] [MPM1999]

n Es obligatorio que todo tipo de entidad tenga un identificador

nombre fechanacim

EMPLEADO

dirección telefono calle ciudadprovincia

codpostal

dni edad

altura (0,3)

D

nss nacionalidad (1,2)

n-f (0,3)

(1,2) (0,1) EMPLEADO nombre

fechanacim telefono

calle ciudad provincia

codpostal

nss edad dni

altura nacionalidad n-f

dirección

IP

n No suele representarse, aunque una forma de hacerlo sería:

[MPM1999]

DOMINIO (values set)

n Conjunto de valores

n Cada atributo simple está asociado a un dominio, que especifica sus valores válidos

...

números reales entre 0 y 2’5 (metros)

cadenas de caracteres numéricos, de hasta 9 caracteres cadenas de caracteres alfabéticos, separadas por espacios Descripción Dominio

MEDIDAS altura

TELEFONOS telefono

NOMBRES nombre

Dominio Atributo

TELEFONOS NOMBRES telefono

nombre

MEDIDAS altura

EMPLEADO

(12)

RELACIÓN (relationship)

n También “interrelación”

n Asociación, vínculo o correspondencia

entre instancias de entidades relacionadas de alguna manera en el “mundo real”

– el director “Julio Médem”ha rodadola película

“Tierra”

– el empleado 87654321trabaja enel local de videoclub“principal”

– la película “El imperio contraataca” es una

continuación de la película “La guerra de las galaxias”

DIRECTOR HA_RODADO PELICULA

J. Médemn C. Saura n F. Truebaⁿ S. Segura n A. Amenábarⁿ

n n n n n n n

nVacas nTesis nBelle Epoque nTorrente nTierra nAbre los ojos nLos otros

Tipo de Relación:

conjunto de instancias Tipo de Entidad:

conjunto de instancias

Instancia del tipo de relación

(13)

TIPO DE RELACIÓN (relationship set)

n Estructura genérica o abstracción del conjunto de relaciones existentes entre dos o más tipos de entidad

un DIRECTORha rodado PELICULA’s n Notación

DIRECTOR HA_RODADO PELICULA

ACTOR ACTUA_EN PELICULA

CLIENTE PELICULA

LOCAL_VIDEOCLUB ALQUILA

Grado de un tipo de relación

n Número de tipos de entidad que participan en el tipo de relación

– Binaria: grado 2 (el más frecuente) – Ternaria: grado 3

– Reflexiva (o recursiva): grado 1

PELICULA CONTINUACION

DE

(14)

Nombres de Rol (papel)

n Todo tipo de entidad que participa en un tipo de relación juega un papel específico en la relación

n Es en los tipos de relación reflexivosdonde se deben usar los roles

original versión PELICULA VERSION_DE

DIRECTOR HA_RODADO PELICULA

realizador film

Restricciones estructurales sobre tipos de relación

n Limitan las posibles combinaciones de entidades que pueden participar en las relaciones

n Extraídas de la situación real que se modela

“Una película debe haber sido dirigida por uno y sólo un director”

“Un director ha dirigido al menos una película y puede haber dirigido muchas”

n Clases de restricciones estructurales:

– Razón de cardinalidad (o tipo de correspondencia) – Razón de participación

(15)

Razón de Cardinalidad

[EN2002]

n Número máximo de instancias de tipo de relación en las que puede participar una misma instancia de tipo de entidad

– la cardinalidad de HA_RODADO es “1 a N”

– HA_RODADO es de tipo “1 a N”

n Notación

– etiqueta en la línea que une entidad y relación – Ojo: da la sensación de

que se representa “al revés”

1

N

DIRECTOR

PELICULA HA_RODADO

n Razones de cardinalidad más comunes:

– 1:1 (“uno a uno”) – 1:N (“uno a muchos”) – M:N(“muchos a muchos”) Razón de Cardinalidad (ii) [EN2002]

ACTOR

PELICULA personaje

film M ACTUA_EN

N EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB encargado

sucursal 1 trabajador

lugar trabajo 1

TRABAJA_EN SUPERVISA

1 N

(16)

Razón de Cardinalidad (iii) [MPM1999]

n Número máximo de instancias de un tipo de entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad

n Notación

– etiqueta o flecha en sentido “... a N”

ACTOR

PELICULA

M:N ACTUA_EN

EMPLEADO

sucursal trabajador

lugar trabajo

TRABAJA_EN 1:N SUPERVISA 1:1

Razón de Cardinalidad (iv) [SKS1998]

n Número máximo de instancias de un tipo de entidad a las que otra instancia puede estar asociada, vía un conjunto de relaciones

n Notación

– flecha en el sentido “... a 1”

ACTOR

PELICULA ACTUA_EN EMPLEADO

sucursal trabajador

lugar trabajo

(17)

Razón de Participación

[EN2002]

n Especifica si toda la extensión de un tipo de entidad participa en un tipo de relación, o sólo parte de la extensión

n Indica si hay dependencia en existencia de un tipo de entidad respecto de un tipo de relación

n Clases de participación:

– Participación total (dependencia en existencia) – Participación parcial

Razón de Participación (ii) [EN2002]

n Notación

– Líneas dobles o simples

EMPLEADO

sucursal 1 trabajador

lugar trabajo 1

1 N

DIRECTOR

PELICULA HA_ RODADO

1

N

PELICULA personaje

film M ACTUA_EN

N ACTOR

(18)

Cardinalidad de tipo de entidad

n Otra forma de expresar las razones de cardinalidad y participación

POSEE

PERSONA USA EDIFICIO

PERSONA EDIFICIO p1 n

p2 n p3 n

ne1 ne2 ne3 ne4 USA

p1 n p2 n p3 n

ne1 ne2 ne3 ne4 POSEE PERSONA EDIFICIO

Cardinalidad de tipo de entidad (ii) [EN2002]

n Números mínimo y máximo de instancias del tipo de relación en las que puede

intervenir una instancia del tipo de entidad

n Notación

– (min, max)en la línea que une entidad y relación

POSEE PERSONA

N M

1

USA N EDIFICIO

(1,n) (0,m)

(1,1) (0,n)

(19)

Cardinalidad de tipo de entidad (iii) [EN2002]

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB 1 1

TRABAJA_EN SUPERVISA 1 N

(0,n)

(1,1) (1,1)

(1,1) EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB TRABAJA_EN SUPERVISA

PELICULA M ACTUA_EN

N ACTOR

PELICULA (1,n) ACTUA_EN

(0,m) ACTOR

Cardinalidad de tipo de entidad (iv) [MPM1999]

n Números mínimo y máximo de instancias de un tipo de entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad

n Notación

– (min, max)en la línea que une entidad y relación

POSEE PERSONA

M:N

1:N

USA EDIFICIO

(0,m) (1,n)

(0,n) (1,1)

(20)

POSEE ( PERSONA(0,n) : EDIFICIO(1,1) )

POSEE( PERSONA(1,1) : EDIFICIO(0,n) )

Cardinalidad de tipo de entidad (v)

n Comparación de notaciones

PERSONA POSEE EDIFICIO

(0,n) (1,1)

p1 n p2 n p3n

ne1 ne2 ne3 ne4 POSEE PERSONA EDIFICIO

PERSONA POSEE EDIFICIO

(1,1) (0,n)

1:N

[EN2002]

[MPM1999]

EMPLEADO LOCAL

VIDEOCLUB SUPERVISA

1 N

[EN2002]

[MPM1999] EMPLEADO LOCAL

VIDEOCLUB 1:N

SUPERVISA

(1,1) (0,n)

EMPLEADO LOCAL

VIDEOCLUB SUPERVISA

[SKS1998]

Cardinalidad de tipo de entidad (vi)

n Comparación de notaciones

(21)

Atributos de tipos de relación

n Similares a los atributos de tipos de entidad [EN2002]

[MPM1999]

EMPLEADO

LOCAL_VIDEOCLUB 1 1

horas fechainicio

PELICULA (0,m) ACTUA_EN

(1,n) ACTOR

salario papel M:N

Atributos de tipos de relación (ii)

n Conceptualmente pertenecen a la relación – Un atributo de una M:N es propio de la relación – Un atributo de una 1:1o 1:N “se puede llevar” a

uno de los tipos de entidad participantes

horas fechainicio

[EN2002]

horas

fechainicio EMPLEADO

1 1

LOCAL_VIDEOCLUB

(22)

Tipo de Entidad Débil ^[EN2002]

n No tiene atributos clave propios

n Una instancia se identifica por su relación con una instancia de otro tipo de entidad

– Tipo de relación identificador

• Relaciona un tipo de entidad débil y un tipo de entidad regular (fuerte, dominante, padre, propietaria)

– Clave parcial (o discriminante)

• Atributos de la entidad débil, que identifican de forma única cada instancia, siempre que esté relacionada con una instancia del tipo de entidad regular

– Clave = (clave_entidad_regular,clave_parcial) n Notación

COPIA

Tipo de entidad débil (ii) [EN2002]

PELICULA

numcopia titulo 1

N COPIA TIENE PACIENTE

VISITA_MEDICA diahora 1

nss

N

MEDICO ncolegiado nombre N

1

especialidad

ACUDE

ASISTIDA POR

Tipo de Relación Identificador

Clave parcial o Discriminante Tipo de

Entidad Regular

Dependencia en existencia

(23)

EMPLEADO

numlicencia dni 1

N PERMISO CONDUCCION

POSEE

tipo

Tipo de entidad débil (iii) [EN2002]

n No toda participación total (o dependencia en existencia) implica un tipo de entidad débil

PERMISO_CONDUCCIÓNno es débil: depende en existencia de EMPLEADO, pero tiene clave primaria propia

Tipo de entidad débil (iv) [MPM1999]

N

Definición distinta de tipo de entidad débil

n La existencia de una instancia del tipo de entidad débil depende de la existencia de una instancia del tipo de entidad regular

– Tipo de relación débil(o dependencia)

• Relaciona un tipo de entidad débil y otro regular

– Clases de dependencia:

• En existencia

• En identificación

(24)

Tipo de entidad débil (v) [MPM1999]

n Dependencia en existencia (Nentre entidades) – Si desaparece una instancia del tipo de entidad

regular deben desaparecer las instancias de la entidad débil que dependen de ella

– Etiqueta “E” en el tipo de relación débil

n Dependencia en identificación

– Además de la dependencia en existencia...

– Una instancia del tipo de entidad débil no se puede identificar por sí misma

– Su clave es (clave_entidad_regular, clave_parcial) – Etiqueta “ID” en el tipo de relación débil

PERMISO_CONDUCCIONes débil, pues depende en existencia de EMPLEADO, pero no depende en identificación

COPIAes débil, pues depende en existencia dePELICULA, y también depende en

identificación

Tipo de entidad débil (vi) [MPM1999]

numcopia titulo

COPIA 1:N TIENE ID PELICULA

idcopia numlicencia

EMPLEADO

PERMISO CONDUCCION

POSEE

1:N E

dni

tipo

Tipo de Relación

Débil

(25)

Tipo de entidad débil (vii)

n Comparación de conceptos y notación

CLIENTE

numprestamo dni 1

N PRESTAMO

POSEE

numprestamo CLIENTE

PRESTAMO POSEEE 1:N

dni (1,1)

(0,n)

[EN2002] [MPM1999]

n Dependencia en existencia

Tipo de entidad débil (viii)

n Comparación de conceptos y notación (ii)

[EN2002] [MPM1999]

numpago PRESTAMO

PAGO TIENE

1:1 ID

numprestamo (1,1)

(0,n)

idpago PRESTAMO

numpago numprestamo 1

N PAGO TIENE

n Dependencia en identificación

Entidad Débil de otra entidad débil

(26)

Tipo de entidad débil (ix)

n Comparación de conceptos y notación (iii)

ACTOR

titulo nombre M

N PELICULA ACTUA_EN

[EN2002] [MPM1999]

titulo ACTOR

PELICULA M:N

nombre (0,m)

(1,n) ACTUA_EN

n Participación total

Tipos de relación con grado superior a dos

n Tipo de relación ternaria

[EN2002] [MPM1999]

CLIENTE

CINTA VIDEO

LOCAL VIDEOCLUB

ALQUILA (1,1)

(1,n) (1,1)

CLIENTE

CINTA VIDEO

LOCAL VIDEOCLUB

ALQUILA (0,1) (0,n)

(0,m)

n Cardinalidad de los tipos de entidad

fecha

(27)

Tipos de relación con grado superior a dos (ii)

n Equivalencia ternaria – varias binarias [EN2002]

CLIENTE

CINTA VIDEO LOCAL

VIDEOCLUB ALQUILA (0,1) (0,n)

(0,m) fecha

LOCAL VIDEOCLUB

ALQUILA

(1,m) (0,1)

(1,n)

(0,n)

(1,1) (1,n) ^CONTIENE

fecha

ALQUILA_EN CINTA

VIDEO CLIENTE

Tipos de relación con grado superior a dos (iii)

n Ternaria no equivalente a varias binarias [EN2002]

TIENDA

(1,m) (1,m)

(1,n)

(0,n) (1,m)

VENDE PROVEE

PUEDE SUMINISTRAR

PRODUCTO PROVEEDOR

PRODUCTO

TIENDA (0,m) (1,n)

(1,p)

SUMINISTRA

idprov codpr

nombre cantidad

fecha

PROVEEDOR

n Pérdida de semántica...

(28)

Tipos de relación con grado superior a dos (iv)

n ... coexistencia ternaria / binarias [EN2002]

PROVEEDOR

PRODUCTO

TIENDA

(0,m) (1,n)

(1,p)

SUMINISTRA

(1,m)

(1,n) (0,n)

(1,m) ^VENDE PROVEE

(1,m) (1,n) _PUEDE

SUMINISTRAR idprov

codpr

nombre

cantidad fecha

Tipos de relación con grado superior a dos (v)

n ... relación ternaria como entidad débil [EN2002]

PROVEEDOR PRODUCTO

TIENDA (1,1) (1,1)

RECIBE

(1,n) (1,n) ^REALIZA

(1,1)

(0,n)

CONTIENE cantidad fecha

nombre

idprov codpr

SUMINISTRO

(29)

Tipos de relación con grado superior a dos (vi)

n Relaciones ternarias “falsas”

[EN2002]

n Tipo de entidad débil de más de un tipo de entidad

EMPRESA

OFERTA EMPLEO (1,1)

(0,m)

CANDIDATO (0,n)

REALIZA

(0,1) (1,1)

GENERA fecha

idemp

idoferta dni

num

ENTREVISTA