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2. Modelo Entidad-Relación

Diseño de Bases de Datos. 2. Modelo Entidad-Relación. 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 :

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  1. Diseño de Bases de Datos 2. Modelo Entidad-Relación 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

  2. 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. 2nd ed. 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. 2.1. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación • Modelo de datos conceptual de alto nivel • Propuesto por Peter P. Chen en 1976 • Extensiones/aportaciones de muchos otros autores • No existe un único MER, sino una FAMILIA DE MODELOS • Describe el “mundo real” como un conjunto de ENTIDADES y de RELACIONES entre ellas • Gran difusión • Muy extendido en los métodos de diseño de bases de datos • Soportado por herramientas software de diseño (CASE)

  4. MER 2.1. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación En el proceso de diseño... Requisitos de datos DISEÑO CONCEPTUAL EsquemaConceptual

  5. 2.1. Introducción e historia del modelo Entidad-Relación Esquema conceptual • Descripción concisa de los requisitos de información de los usuarios • Descripciones detalladas de • TIPOS DE DATOS • RELACIONES ENTRE DATOS • RESTRICCIONES que los DATOS deben cumplir • Sin detalles de implementación • Más fácil de entender • Comunicación con el usuario no técnico

  6. 2.2. Conceptos básicos del modelo • Entidad ( entity ) • Atributo ( attribute ) • Dominio ( valuesset ) • Relación ( relationship )

  7. 2.2. Conceptos básicos del modelo ENTIDAD • Cosa u objeto del mundo real con existencia propia y distinguible del resto • Objeto con existencia... • física o real (una persona, un libro, un empleado) • abstracta o conceptual (una asignatura, un viaje) • “Persona, lugar, cosa, concepto o suceso, real o abstracto, de interés para la empresa”(ANSI, 1977)

  8. titulo = El alquimista impaciente genero = Thriller p1 nacionalidad = España añoestreno = 2002 ... dni = 87654321 nss = 1122334455 e1 nombre = Cristina Aliaga Gil nacionalidad = España ... 2.2. Conceptos básicos del modelo ATRIBUTO • Propiedad o característica de una entidad • Una entidad particular es descrita por los valores de sus atributos:

  9. 2.2. Conceptos básicos del modelo TIPO DE ENTIDAD (entity set) • 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 Notación EMPLEADO PELICULA DIRECTOR LOCALVIDEOCLUB ACTOR CLIENTE

  10. titulo = El señor de los anillos genero = Fantasía p2 nacionalidad = EEUU añoestreno = 2001 ... titulo = Amores perros titulo = Amelie genero = Drama genero = Comedia p3 p4 nacionalidad = Méjico nacionalidad = Francia añoestreno = 1999 añoestreno = 2001 ... ... 2.2. Conceptos básicos del modelo Instancia de un tipo de entidad PELICULA • También... • Ocurrencia • Realización • Ejemplar • Entidad concreta o individual

  11. 2.2. Conceptos básicos del modelo Intensión y Extensión • Un tipo de entidad describe el esquema o intensión para un conjunto de entidades que poseen la misma estructura EMPLEADO: dni, nss, nombre, dirección, telefono, altura,fechanacim, nacionalidad, edad • 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, 1’59, 23/05/1947, España, 55) • ...

  12. 2.2. Conceptos básicos del modelo Tipos de atributos • Simples o Compuestos • Almacenados o Derivados • Monovalorados o Multivalorados • Opcionales

  13. fechanacim direccion dia mes año calle ciudad provincia codpostal 2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Simples o Compuestos • Atributos compuestos • Pueden dividirse en otros con significado propio • Valor compuesto = concatenación de valores de componentes • Atributos simples • No divisibles. Atómicos genero

  14. 2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Almacenados o Derivados • Atributos derivados • Valor calculado a partir de otra información ya existente (atributos, entidades relacionadas) • Son información redundante... edad [de EMPLEADO], cálculo a partir de fechanacim • atributo derivado del valor de otro atributo numcopias [de una PELICULA], cuenta del número de entidades COPIA relacionadas con cada película concreta • atributo derivado de entidades relacionadas • Atributos almacenados fechanacim [de cada EMPLEADO] nacionalidad [de una PELICULA]

  15. 2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Monovalorados o Multivalorados • Atributos monovalorados(monovaluados) • sólo un valor para cada entidad fechanacim [de un EMPLEADO particular] añoestreno[de cada PELICULA concreta] • Atributos multivalorados(multivaluados) • más de un valor para la misma entidad nacionalidad [ PELICULA coproducida por varios países ] telefono [ EMPLEADO con varios teléfonos de contacto] • pueden tener límites superior e inferiordel número de valores por entidad nacionalidad (1-2) telefono (0-3)

  16. 2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Opcionales (nulos) • El nulo (null value) es usado cuando... • Se desconoce el valor de un atributo para cierta entidad • El valor existe pero falta altura [de un EMPLEADO] • No se sabe si el valor existe o no telefono[de un EMPLEADO] • La entidad no tiene ningún valor aplicable para el atributo: fechaalquiler[PELICULAsóloen vídeo-venta (no alquiler)]

  17. ciudad provincia ciudad provincia calle calle codpostal codpostal fechanacim dirección dirección fechanacim telefono nombre (0,3) (0,3) telefono EMPLEADO (0,1) altura altura EMPLEADO nombre (1,2) (1,2) D nss nss nacionalidad nacionalidad edad dni dni edad 2.2. Conceptos básicos del modelo Notaciónpara atributos [EN2002] [MPM1999]

  18. 2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Clave • Atributo con valor distinto para cada instancia de un tipo de entidad dni en EMPLEADO • Una clave identificade forma única cada entidad concreta atributo identificador • Notación EMPLEADO EMPLEADO dni dni [EN2002] [MPM1999]

  19. 2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Clave (ii) • Una clave puede estar formada porvarios atributos clave compuesta • Combinación de valores distintapara cada instancia (nombre, fechanacim)en el tipo de entidad EMPLEADO • Una clave compuesta debe ser mínima • Un tipo de entidad puedetener más de una clave claves candidatas Claves o Identificadores Candidatos deEMPLEADO: • dni • nss • (nombre, fechanacim)

  20. 2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos Clave (iii) • Atributo identificador principal(IP) • Clave Principal • Elegido (por el diseñador) de entre los identificadores candidatos (IC), para ser el medio principalde identificación de las instancias del tipo de entidad • dnien EMPLEADO • Atributos identificadores alternativos(IA) • Claves Alternativas • El resto deIC’s • nssy (nombre, fechanacim)en EMPLEADO

  21. provincia ciudad ciudad provincia calle calle codpostal codpostal fechanacim dirección dirección fechanacim telefono (0,3) (0,3) telefono EMPLEADO (0,1) altura altura n-f EMPLEADO (1,2) (1,2) n-f D nacionalidad IP nombre nss nss nacionalidad edad dni dni edad 2.2. Conceptos básicos del modelo Notaciónpara atributosclave [EN2002] [MPM1999] nombre • En el MER es obligatorio que todo tipo de entidad tenga un identificador

  22. NOMBRES nombre telefono EMPLEADO TELEFONOS altura MEDIDAS 2.2. Conceptos básicos del modelo DOMINIO (values set) • Conjunto de valores • Cada atributo simple está asociado a un dominio, que especifica sus valores válidos • No suele representarse, aunque una forma de hacerlo sería: [MPM1999]

  23. 2.2. Conceptos básicos del modelo RELACIÓN (relationship) • También “interrelación” • Asociación, vínculo o correspondenciaentre instancias de entidades relacionadas de alguna manera en el “mundo real” • el director “Alejandro Amenábar”ha rodadola película “Mar adentro” • el empleado87654321trabaja en ellocal de videoclub “principal” • la película“El imperio contraataca”es una continuación dela película“La guerra de las galaxias”

  24. DIRECTOR HA_RODADO PELICULA •  Vacas •  Tesis •  Belle Epoque •  Torrente •  Tierra • Abre los ojos • Los otros Instancia del tipo de relación        J. Médem  C. Saura  F. Trueba S. Segura  A. Amenábar  Tipo de Entidad: conjunto de instancias Tipo de Relación: conjunto de instancias

  25. DIRECTOR PELICULA HA_RODADO 2.2. Conceptos básicos del modelo TIPO DE RELACIÓN (relationship set) • Estructura genérica o abstracción del conjunto de relaciones existentes entre dos o más tipos de entidad un DIRECTORha rodadoPELICULA’s • Notación

  26. ACTUA_EN PELICULA ACTOR ALQUILA CLIENTE PELICULA PELICULA CONTINUACION DE LOCAL_VIDEOCLUB 2.2. Conceptos básicos del modelo Grado de un tipo de relación • 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

  27. DIRECTOR HA_RODADO PELICULA realizador film original VERSION_DE PELICULA versión 2.2. Conceptos básicos del modelo Nombres de Rol (papel) • Todo tipo de entidad que participa en un tipo de relaciónjuega un papelespecífico en la relación • Los nombres de rol se deben usar, sobre todo, en los tipos de relación reflexivos, para evitar ambigüedad

  28. 2.2. Conceptos básicos del modelo Restricciones estructurales sobre tipos de relación • Limitan las posibles combinaciones deentidades que pueden participar en las relaciones • 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” • Clases de restricciones estructurales: • Razón de cardinalidad (o tipo de correspondencia) • Razón de participación

  29. DIRECTOR 1 HA_RODADO N PELICULA 2.2. Conceptos básicos del modelo Razón de CardinalidadNotación EN2002 • 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” • Notación • etiqueta en la línea que une entidad y relación • Ojo: da la sensación de que se representa “al revés”

  30. 2.2. Conceptos básicos del modelo Razón de CardinalidadNotación EN2002 • Razones de cardinalidad más comunes: • 1:1(“uno a uno”) • 1:N(“uno a muchos”) • M:N(“muchos a muchos”) trabajador ACTOR EMPLEADO personaje M 1 encargado 1 ACTUA_EN TRABAJA_EN SUPERVISA sucursal N N 1 film LOCAL_VIDEOCLUB PELICULA lugar trabajo

  31. trabajador ACTOR EMPLEADO encargado M:N ACTUA_EN 1:1 1:N TRABAJA_EN SUPERVISA sucursal LOCAL_VIDEOCLUB PELICULA lugar trabajo 2.2. Conceptos básicos del modelo Razón de Cardinalidad Notación [MPM1999] • Númeromáximo de instancias de un tipode entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad • Notación • Etiqueta (1:1, 1:N, M:N…) junto al tipo de relación, o • Flecha en sentido “... a N”

  32. trabajador ACTOR EMPLEADO encargado TRABAJA_EN SUPERVISA ACTUA_EN sucursal LOCAL_VIDEOCLUB PELICULA lugar trabajo 2.2. Conceptos básicos del modelo Razón de Cardinalidad Notación [SKS1998] • Númeromáximode instancias de un tipo de entidad a las que otra instancia puede estar asociada, vía un conjunto de relaciones • Notación • flecha en el sentido “... a 1”

  33. 2.2. Conceptos básicos del modelo Razón de Participación Notación [EN2002] • Especifica sitoda la extensión de un tipo de entidadparticipaen un tipo de relación, o sólo partede la extensión • Indica si hay dependencia en existenciade un tipo de entidad respecto de un tipo de relación • Clases de participación: • Participación total (dependencia en existencia) • Participación parcial

  34. ACTOR DIRECTOR 1 personaje M HA_ RODADO ACTUA_EN N N film PELICULA PELICULA trabajador EMPLEADO 1 encargado 1 TRABAJA_EN SUPERVISA sucursal N 1 LOCAL_VIDEOCLUB lugar trabajo 3.2. Conceptos básicos del modelo Razón de Participación (ii) [EN2002] • Notación • Líneas dobles o simples

  35. PERSONA EDIFICIO USA EDIFICIO PERSONA POSEE p1  p2  p3 e1 e2  e3  e4 POSEE 2.2. Conceptos básicos del modelo Cardinalidad de tipo de entidad • Otra forma de expresar las razones de cardinalidad y participación PERSONA EDIFICIO USA p1  p2  p3 e1 e2  e3  e4

  36. 2.2. Conceptos básicos del modelo Cardinalidad de tipo de entidadNotación [EN2002] • Númerosmínimo y máximo de instancias del tipo de relaciónen las que puede intervenir unainstancia del tipo deentidad • Notación • (min, max)en la línea que une entidad y relación (1,n) (0,m) USA EDIFICIO PERSONA (0,n) (1,1) POSEE

  37. EMPLEADO ACTOR 1 1 M TRABAJA_EN SUPERVISA ACTUA_EN N N 1 PELICULA LOCAL_VIDEOCLUB EMPLEADO ACTOR (1,1) (0,n) (1,n) TRABAJA_EN SUPERVISA ACTUA_EN (0,m) (1,1) (1,1) PELICULA LOCAL_VIDEOCLUB 2.2. Conceptos básicos del modelo Cardinalidad de tipo de entidad (iii) [EN2002]

  38. (0,m) (1,n) USA EDIFICIO PERSONA (1,1) (0,n) POSEE 2.2. Conceptos básicos del modelo Cardinalidad de tipo de entidad Notación MPM1999] • Númerosmínimo y máximo de instanciasde un tipo de entidad que pueden estar relacionadas con una instancia del otro tipo de entidad • Notación • (min, max) en la línea que une entidad y relación

  39. PERSONA EDIFICIO POSEE EDIFICIO POSEE PERSONA p1  p2  p3  e1  e2  e3  e4 (0,n) (1,1) POSEE EDIFICIO PERSONA (1,1) (0,n) 2.2. Conceptos básicos del modelo Cardinalidad de tipo de entidad (v) [EN2002] • Comparación de notaciones POSEE ( PERSONA(0,n) : EDIFICIO(1,1) ) [MPM1999] POSEE( PERSONA(1,1) : EDIFICIO(0,n) ) • En toda notación, la cardinalidad de una entidad es la etiqueta de la línea que la une a la relación

  40. LOCAL VIDEOCLUB SUPERVISA EMPLEADO 1 N 1:N LOCAL VIDEOCLUB SUPERVISA EMPLEADO (1,1) (0,n) SUPERVISA LOCAL VIDEOCLUB EMPLEADO Cardinalidad de tipo de entidad Comparación de notaciones (ii) [EN2002] [MPM1999] [SKS1998]

  41. 1 (0,n) superior subalterno JEFE DE EMPLEADO N (0,1) continuación (0,1) precuela SECUELA DE 1:1 PELICULA (0,1) (0,n) versión original VERSIONA N:1 PELICULA (0,1) Cardinalidad de tipo de entidad Cardinalidad de tipos de entidad recursivos [EN2002] [MPM1999]

  42. EMPLEADO 1 1 horas fechainicio TRABAJA_EN SUPERVISA N 1 LOCAL_VIDEOCLUB papel M:N salario ACTUA_EN ACTOR PELICULA (0,m) (1,n) Atributos de tipos de relación [EN2002] [MPM1999]

  43. horas EMPLEADO 1 1 horas fechainicio TRABAJA_EN SUPERVISA N 1 fechainicio LOCAL_VIDEOCLUB horas 2.2. Conceptos básicos del modelo Atributos de tipos de relación (ii) • Conceptualmente pertenecen a la relación • Un atributo de una M:Nes propio de la relación • Un atributo de una 1:1 o 1:N“se puede llevar”a uno de los tipos de entidad participantes [EN2002]

  44. 2.2. Conceptos básicos del modelo Tipo de Entidad Débil Notación [EN2002] • No tiene atributos clave propios • Una instancia seidentificapor 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 identificande forma únicacada instancia, siempre que esté relacionada con una instancia del tipo de entidadregular • Clave = (clave_entidad_regular, clave_parcial) • Notación COPIA

  45. Tipo de EntidadRegular titulo PELICULA PACIENTE nss 1 1 Tipo de RelaciónIdentificador ACUDE TIENE N N VISITA_MEDICA numcopia diahora COPIA N ASISTIDAPOR 1 Clave parcial o Discriminante ncolegiado MEDICO Dependenciaen existencia nombre especialidad 2.2. Conceptos básicos del modelo Tipo de entidad débil (ii)[EN2002]

  46. 2.2. Conceptos básicos del modelo Tipo de entidad débil (iii) [EN2002] • No toda participación total (o dependencia en existencia)implica un tipo de entidad débil dni EMPLEADO 1 POSEE N numlicencia PERMISOCONDUCCION tipo PERMISO_CONDUCCIÓNno es débil: depende en existencia de EMPLEADO, pero tiene clave primaria propia

  47. Tipo de entidad débil (iv)Notación [MPM1999] Definición distinta de tipo de entidad débil • La existenciade 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

  48. 2.2. Conceptos básicos del modelo Tipo de entidad débil (v) [MPM1999] • Dependencia en existencia(entre 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 • Dependencia en identificación • Además de la dependencia en existencia... • Una instancia del tipo de entidad débilno se puede identificar por sí misma • Su clave es (clave_entidad_regular, clave_parcial) • Etiqueta “ID” en el tipo de relación débil

  49. dni EMPLEADO Tipo de Relación Débil titulo PELICULA POSEE E 1:N TIENE ID 1:N numlicencia PERMISOCONDUCCION numcopia tipo COPIA idcopia 2.2. Conceptos básicos del modelo Tipo de entidad débil (vi) [MPM1999] COPIAes débil, pues depende en existencia dePELICULA, y también depende en identificación PERMISO_CONDUCCION es débil, pues depende en existencia de EMPLEADO, pero no depende en identificación

  50. dni dni CLIENTE CLIENTE 1 (1,1) POSEE E POSEE 1:N N (0,n) numprestamo PRESTAMO PRESTAMO numprestamo Tipo de entidad débil (vii) Comparación de conceptos y notación [EN2002] [MPM1999] • Dependencia en existencia

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