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Gestión de Datos 2019 Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez UNIDAD 5: Modelo Relacional (Edgar F. Codd) Definiciones e Implementación del Modelo Relacional. Dependencias funcionales. Claves. Transformación del Modelo Entidad Relacion al Modelo Relacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez PARTE I FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Introducción al Modelado de Datos. Concepto. “Modelar consiste en definir un mundo abstracto y teórico, tal que las conclusiones que se puedan extraer de el coincidan con las manifestaciones aparentes del mundo real” Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Abstracción de la Información “Capacidad de esconder los detalles y concentrarse sobre las propiedades generales, comunes de un conjunto de objetos. En el modelado de datos, se usa la abstracción para obtener categorías de datos. Adicionalmente, se puede usar la abstracción para combinar categorías en otras categorías más generales” (Dennis Tsichiritzis, 1982) Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Modelo Relacional La teoría del modelo relacional fue desarrollada por Edgar Frank Codd a partir de una serie de papers y libros los cuales se detallan a continuación: • “A relational model for large shared data banks” – ACM - 1970 • “Further normalization of the data base relational model” – RUSTIN - 1972 • “Extending the database relational model to capture more meaning” – ACM - 1979 • “The 1981 ACM turing award lecture: a relational database: a practical foundation for productivity” – ACM – 1982 Libros: • “The relational model for database management. Version 2” – Addison Weasley – 1990 Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Paper “A relational model for large shared data banks” (E.F.Codd) Conceptos Desarrollados 1. Modelo Relacional y Formas Normales 1.1. INTRODUCCION 1.2. DEPENDENCIAS DE LOS DATOS EN LOS SISTEMAS ACTUALES 1.3. VISTA RELACIONAL DEL LOS DATOS 1.4. FORMAS NORMALES 2. Redundancia and Consistencia 2.1. OPERATIONES CON RELATIONES 2.2. REDUNDANCIA 2.3. CONSISTENCIA 2.4. SUMARIO Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Modelo Relacional Según una definición de Ullman , “una relación puede definirse como un subconjunto del producto cartesiano de un conjunto de dominios. Si llamamos atributo a cada uso particular de un dominio para una relación especifica, resulta que un atributo Ai está restringido a tomar valores sobre un dominio Vi”. Entonces: R ⊆ V1 x V2 x ... x Vm donde el producto cartesiano V1 x V2 x ... x Vm contiene todas las tuplas de la forma: (v1 x v2 x ... x vm) , vi ∈ Vi , 1 ≤ i ≤ m y diremos que la relación R tiene grado m. Si el número de tuplas involucradas en la relación es n, entonces R tiene cardinalidad n. Observaciones: (GRADO (numero de Atributos) o a la CARDINALIDAD (numero de Tuplas)) Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez A manera de definición mas informal, Elmasrhi y Navathe, manifiestan que “el modelo relacional representa la base de datos como una colección de relaciones, en donde cada relación semeja una tabla o hasta cierto punto un archivo … en donde cada fila de la tabla representa un colección de datos relacionados entre si, los cuales pueden ser interpretados como hechos que describen una entidad o un vinculo entre entidades del mundo real”. Así entonces se puede decir que una Relación: “ es una Tabla bidimensional en donde cada renglón o tupla, tiene datos que pertenecen a alguna cosa o a una parte de esta, y donde cada columna o atributo de esta tabla describe la tupla”. Atributos (Columnas) Tuplas (Hileras) Modelo Relacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Para que una tabla sea una relación debe cumplir con ciertas restricciones: • Las celdas deben ser de un valor único. No se puede tener ni repetir grupos ni tener series en calidad de valores. • Todas las entradas en una misma columna deben ser del mismo tipo. • Cada columna tiene un nombre único y el orden en las columnas en la tabla no es importante. • Dos renglones en la tabla no pueden ser idénticos y el orden de los renglones no tiene importancia Grado de una relación Definición: “El grado de una Relación R es el numero de atributos que la misma contiene”. Modelo Relacional. Restricciones Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Ejemplo del Modelo Relacional El siguiente es un esquema de relación, para una relación de Grado 7, que describe estudiantes universitarios: ESTUDIANTE [Nombre, Clave, TelParticular, Dirección, Tel Oficina, Edad, Prom] En este esquema ESTUDIANTE es el nombre de la relación, y el resto corresponden a los atributos de la misma. La Figura siguiente muestra los componentes de la relación y sus dominios de valores. Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Modelo Relacional - Llaves Definición “Una llave es un grupo de uno o más atributos que identifican unívocamente a una tupla” Recordemos que las llaves pueden estar compuestas por uno o mas atributos los cuales operen en conjunto. Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Ejemplo: esquema de la BD Compañía con claves Subrayadas. Ejemplo del Modelo Relacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Ejemplo: esquema de la BD Compañía con claves Subrayadas y restricciones de integridad referencial; en el esquema. Ejemplo del Modelo Relacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Comparación de Términos Relación Tupla Atributo Grado Cardinalidad Tabla Fila Columna Nº de Columna Nº de Fila Fichero Registro Campo Nº de Campos Nº de Registros Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional TucumánUniversidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Bases de Datos Relacionales Las bases de datos relacionales se basan en el modelo relacional y usan un conjunto de tablas para representar los datos y las relaciones. Lenguaje de Definicion de Datos LDD Lenguaje de Manipulacion de Datos LM D Permite definir tablas, restricciones de integridad, etc. Create table cuenta (numero_cuenta char (10)), saldo integer) No es un lenguaje procedimental Select cliente.nombre_cliente; From cliente Where cliente.ciudad_cliente= “Peregrino” Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Bases de Datos Relacionales Las bases de datos relacionales se basan en el modelo relacional y usan un conjunto de tablas para representar los datos y las relaciones. Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Bases de Datos Relacionales – Objetivos y consideraciones preliminares • El objetivo del diseño de las bases de datos relacionales es la generación de un conjunto de esquemas relacionales que nos permita almacenar la información sin redundancias innecesarias, pero que también nos permita recuperar fácilmente esa misma información. • Un enfoque es el diseño de esquemas que se hallen en una forma normal adecuada Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Especificaciones El modelo relacional de bases de datos se rige por algunas normas sencillas: • Todos los datos se representan en forma de tablas (también llamadas “relaciones”, ver nota anterior). Incluso los resultados de consultar otras tablas. La tabla es además la unidad de almacenamiento principal. • Las tablas están compuestas por filas (o registros) y columnas (o campos) que almacenan cada uno de los registros (la información sobre una entidad concreta, considerados una unidad). • Las filas y las columnas, en principio, carecen de orden a la hora de ser almacenadas. Aunque en la implementación del diseño físico de cada SGBD esto no suele ser así. Por ejemplo, en SQL Server si añadimos una clave de tipo "Clustered" a una tabla haremos que los datos se ordenen físicamente por el campo correspondiente. Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Especificaciones • El orden de las columnas lo determina cada consulta (que se realizan usando SQL). • Cada tabla debe poseer una clave primaria, esto es, un identificador único de cada registro compuesto por una o más columnas. • Para establecer una relación entre dos tablas es necesario incluir, en forma de columna, en una de ellas la clave primaria de la otra. A esta columna se le llama clave externa. Ambos conceptos de clave son extremadamente importantes en el diseño de bases de datos. Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Bases de Datos Relacionales Por ejemplo, consideremos la conocida base de datos Northwind de Microsoft. Esta base de datos representa un sistema sencillo de gestión de pedidos para una empresa ficticia. Existen conceptos que hay que manejar como: proveedores, empleados, clientes, empresas de transporte, regiones geográficas, y por supuesto pedidos y productos. Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Bases de Datos Relacionales Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Bases de Datos Relacionales Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez Bases de Datos Relacionales Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional Apuntes del Mg. Ing. Gustavo E. JuárezApuntes del Mg. Ing. Gustavo E. Juárez FRT -UTN Cátedra: Gestión de Datos Departamento Sistemas Facultad Regional Tucumán Universidad Tecnológica Nacional
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