Diseño de Bases De Datos.

abril 27, 2020


Modelo relacional.

El modelo relacional, para el modelado y la gestión de bases de datos, es un modelo de datos basado en la lógica de predicados y en la teoría de conjuntos.
Tras ser postuladas sus bases en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San José (California), no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos.

Su idea fundamental es el uso de relaciones.

Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica como conjuntos de datos llamados ‘tupla’. Pese a que esta es la teoría de las bases de datos relacionales creadas por Codd, la mayoría de las veces se conceptualiza de una forma más fácil de imaginar, pensado en cada relación como si fuese una ‘tabla’ que está compuesta por registros (cada fila sería un registro o ‘tupla’) y columnas (también llamadas “campos”).



Ahora, tiene ventajas y desventajas, tales como:


Ventajas:

1-Provee herramientas que garantizan evitar la duplicidad de registros.

2-Garantiza la integridad referencial, así, al eliminar un registro elimina todos los registros 
relacionados dependientes.

3-Favorece la normalización por ser más comprensible y aplicable.

Desventajas:

1-Presentan deficiencias con datos gráficos, multimedia, CAD y sistemas de información geográfica.

2-No se manipulan de forma eficiente los bloques de texto como tipo de dato.

3-Las bases de datos orientadas a objetos (BDOO) se propusieron con el objetivo de satisfacer las necesidades de las aplicaciones anteriores y así, complementar pero no sustituir a las bases de datos relacionales.

En este modelo todos los datos son almacenados en relaciones, y como cada relación es un conjunto de datos, el orden en el que estos se almacenen no tiene relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red).

Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar por un usuario no experto.

La información puede ser recuperada o almacenada por medio de consultas que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.

Este modelo considera la base de datos como una colección de relaciones. De manera simple, una relación representa una tabla que no es más que un conjunto de filas, cada fila es un conjunto de campos y cada campo representa un valor que interpretado describe el mundo real. 

Esquema.

Un esquema contiene la definición de una estructura (generalmente relaciones o tablas de una base de datos), es decir, determina la identidad de la relación y qué tipo de información podrá ser almacenada dentro de ella; en otras palabras, el esquema contiene los metadatos de la relación. Todo esquema constará de:

Nombre de la relación (su identificador).

Nombre de los atributos (o campos) de la relación y sus dominios; el dominio de un atributo o campo define los valores permitidos para el mismo, equivalente al tipo de dato por ejemplo characterintegerdatestring...

Instancias.

Una instancia de manera formal es la aplicación de un esquema a un conjunto finito de datos. En palabras no tan técnicas, se puede definir como el contenido de una tabla en un momento dado, pero también es válido referirnos a una instancia cuando trabajamos o mostramos únicamente un subconjunto de la información contenida en una relación o tabla, como, por ejemplo:

Ciertos caracteres y números (una sola columna de una sola fila).

Algunas o todas las filas con todas o algunas columnas

Cada fila es una tupla. El número de filas es llamado cardinalidad.


Diseño de Base de Datos.

El diseño de la base de datos es la organización de datos de acuerdo con un modelo de base de datos. El diseñador determina qué datos deben almacenarse y cómo se interrelacionan los elementos de datos. Con esta información, pueden comenzar a ajustar los datos al modelo de base de datos.

En otras palabras, El diseño de base de datos es un proceso fundamental a la hora de modelar nuestros conjuntos de datos y definir las operaciones que queremos realizar sobre ellos.


Diseño Conceptual de Bases de Datos.

Un modelo conceptual es un lenguaje que se utiliza para describir esquemas conceptuales. El objetivo del diseño conceptual es describir el contenido de información de la base de datos y no las estructuras de almacenamiento que se necesitarán para manejar esta formación.

Metodología de Diseño de Bases de Datos.

El diseño de una base de datos es un proceso complejo que abarca decisiones a muy distintos niveles. La complejidad se controla mejor si se descompone el problema en subproblemas y se resuelve cada uno de estos subproblemas independientemente, utilizando técnicas específicas. Así, el diseño de una base de datos se descompone en diseño conceptual, diseño lógico y diseño físico.

El diseño conceptual parte de las especificaciones de requisitos de usuario y su resultado es el esquema conceptual de la base de datos. Un esquema conceptual es una descripción de alto nivel de la estructura de la base de datos, independientemente del SGBD que se vaya a utilizar para manipularla. Un modelo conceptual es un lenguaje que se utiliza para describir esquemas conceptuales. El objetivo del diseño conceptual es describir el contenido de información de la base de datos y no las estructuras de almacenamiento que se necesitarán para manejar esta formación.

El diseño lógico parte del esquema conceptual y da como resultado un esquema lógico. Un esquema lógico es una descripción de la estructura de la base de datos en términos de las estructuras de datos que puede procesar un tipo de SGBD. Un modelo lógico es un lenguaje usado para especificar esquemas lógicos (modelo relacional, modelo de red, etc.). El diseño lógico depende del tipo de SGBD que se vaya a utilizar, no depende del producto concreto.

El diseño físico parte del esquema lógico y da como resultado un esquema físico. Un esquema físico es una descripción de la implementación de una base de datos en memoria secundaria: las estructuras de almacenamiento y los métodos utilizados para tener un acceso eficiente a los datos. Por ello, el diseño físico depende del SGBD concreto y el esquema físico se expresa mediante su lenguaje de definición de datos.

El Modelo Entidad-relación:

El modelo entidad-relación es el modelo conceptual más utilizado para el diseño conceptual de bases de datos. Fue introducido por Peter Chen en 1976. El modelo entidad-relación está formado por un conjunto de conceptos que permiten
describir la realidad mediante un conjunto de representaciones gráficas y lingüísticas.



Entidad:Cualquier tipo de objeto o concepto sobre el que se recoge información: cosa, persona, concepto abstracto o suceso. Por ejemplo: coches, casas, empleados, clientes, empresas, oficios, diseños de productos, conciertos, excursiones, etc.
Las entidades se representan gráficamente mediante rectángulos y su nombre aparece en el interior. Un nombre de entidad sólo puede aparecer una vez en el esquema conceptual.

Hay dos tipos de entidades: fuertes y débiles. Una entidad débil es una entidad cuya existencia depende de la existencia de otra entidad. Una entidad fuerte es una entidad que no es débil.

Relación (interrelación): Es una correspondencia o asociación entre dos o más entidades. Cada relación tiene un nombre que describe su función. Las relaciones se representan gráficamente mediante rombos y su nombre aparece en el interior.
Las entidades que están involucradas en una determinada relación se denominan entidades participantes.

El número de participantes en una relación es lo que se denomina grado de la relación. Por lo tanto, una relación en la que participan dos entidades es una relación binaria; si son tres las entidades participantes, la relación es ternaria; etc.

Atributo: Es una característica de interés o un hecho sobre una entidad o sobre una relación. Los atributos representan las propiedades básicas de las entidades y de las relaciones. 

Toda la información extensiva es portada por los atributos. Gráficamente, se representan mediante bolitas que cuelgan de las entidades o relaciones a las que pertenecen.
Cada atributo tiene un conjunto de valores asociados denominado dominio

El dominio define todos los valores posibles que puede tomar un atributo. Puede haber varios atributos definidos sobre un mismo dominio.

Los atributos pueden ser simples o compuestos. Un atributo simple es un atributo que tiene un solo componente, que no se puede dividir en partes más pequeñas que tengan un significado propio. Un atributo compuesto es un atributo con varios componentes, cada uno con un significado por sí mismo. Un grupo de atributos se representa mediante un atributo compuesto cuando tienen afinidad en cuanto a su significado, o en cuanto a su uso. Un atributo compuesto se representa gráficamente mediante un óvalo.

Identificador: Un identificador de una entidad es un atributo o conjunto de atributos que determina de modo único cada ocurrencia de esa entidad. Un identificador de una entidad debe cumplir dos condiciones:
No pueden existir dos ocurrencias de la entidad con el mismo valor del
identificador
.

Si se omite cualquier atributo del identificador, la condición anterior deja
de cumplirse
.

Toda entidad tiene al menos un identificador y puede tener varios identificadores alternativos. Las relaciones no tienen
identificadores.

Jerarquía de Generalización: Una entidad E es una generalización de un grupo de entidades E1,E2 ,....En , si cada ocurrencia de cada una de esas entidades es también una ocurrencia de E. Todas las propiedades de la entidad genérica E son heredadas por las
subentidades.

Cada jerarquía es total o parcial, y exclusiva o superpuesta. Una jerarquía es total si cada
ocurrencia de la entidad genérica corresponde al menos con una ocurrencia de alguna subentidad. Es parcial si existe alguna ocurrencia de la entidad genérica que no corresponde con ninguna ocurrencia de ninguna subentidad. Una jerarquía es exclusiva si cada ocurrencia de la entidad genérica corresponde, como mucho, con una ocurrencia de una sola de las subentidades. Es superpuesta si existe alguna ocurrencia de la entidad genérica que corresponde a ocurrencias de dos o más subentidades diferentes.


Diseño Lógico de Bases de Datos.

El diseño lógico es una etapa intermedia de las que componen el proceso de desarrollo de una base de datos. Por lo tanto, se parte de los resultados de una etapa previa (la etapa del diseño conceptual) y se producen otros nuevos, que a su vez servirán como punto de entrada de una etapa posterior (el diseño físico).


Si hablamos de desarrollo de software en general, la etapa de diseño lógico parte de las especificaciones del sistema para diseñar una solución independiente de la tecnología, que después se refinará y se implementará en etapas posteriores del desarrollo.


Además, Si nos centramos en la parte de datos del diseño lógico, partiremos de la parte de la especificación que corresponde a la modelización conceptual del dominio de la aplicación, para obtener un esquema de la base de datos expresado en un lenguaje correspondiente a algún modelo lógico de base de datos, pero sin adoptar una versión concreta de ningún sistema de gestión de base de datos (SGBD) ni entrar en detalles de optimización o refinamiento de la base de datos, que se dejarán para etapas posteriores de desarrollo.



Diseño Físico de Bases de Datos.

El diseño físico de bases de datos es un proceso que forma parte diseño de bases de datos, y su resultado final es un esquema físico de la base de datos.

El diseño físico parte del esquema lógico de bases de datos y da como resultado un esquema fisico de bases de datos.

El esquema físico de una base de datos, depende del tipo de SGBD y del SGBD específico que se emplee.



   


El esquema físico de una base de datos es una descripción de la implementación de una base de datos en memoria secundaria, describiendo las estructuras de almacenamiento y los métodos de acceso a esos datos.

Resultados del diseño físico de la base de datos:


Durante el diseño físico de la base de datos, se transforman las entidades en tablas, las instancias en filas y los atributos en columnas.

Las tareas a llevar a cabo durante este proceso son:

- Convertir entidades en tablas físicas. Cuando la entidad es fuerte se convierte en una tabla.

- Escoger qué atributos se utilizarán para las columnas de las tablas y en qué tablas deben ir.

- Escoger los nombres finales de las columnas, en ocasiones abreviándolos. Esta tarea es importante en bases de datos que limitan el tamaño de nombres de columnas.

- Escoger qué columnas se transformarán en claves de identificación de la tabla.

- Escoger también qué columnas serán índices y de esta manera volver más eficiente la búsqueda de información en las consultas SQL sobre estas.

- Identificar las vistas a definirse en las tablas. Una vista es una forma alternativa para describir los datos que existen en una o más tablas.

- Resolver las relaciones (n:m ó muchos a muchos) entre entidades. Usualmente se crea una tabla extra que contiene las claves de ambas tablas relacionadas.

- Aplicar cierta desnormalización, dado que las reglas de normalización no consideran el rendimiento de la base de datos. Por lo que, en ocasiones, cierta desnormalización es necesaria para un funcionamiento más eficiente.


Tablas Base Datos.



tabla en las bases de datos, se refiere al tipo de modelado de datos donde se guardan los datos recogidos por un programa. Su estructura general se asemeja a la vista general de un programa de hoja de cálculo. 


Las tablas se componen de dos estructuras: Campo: Corresponde al nombre de la columna.

Filas.
   


En informática, o concretamente en el contexto de una base de datos relacional, un registro (también llamado fila o tupla) representa un objeto único de datos implícitamente estructurados en una tabla. En términos simples, una tabla de una base de datos puede imaginarse formada de filas y columnas o campos.


Registro Base de Datos.



En informática, o concretamente en el contexto de una base de datos relacional, un registro representa un objeto único de datos implícitamente estructurados en una tabla. En términos simples, una tabla de una base de datos puede imaginarse formada de filas y columnas o campos.

Columnas:

    


Una columna es un conjunto de celdas situadas una debajo de otra en sentido vertical (como las columnas en un edificio). ... Una fila es un conjunto de celdas situadas una junto a la otra en sentido horizontal (imagina coches aparcados en fila, por ejemplo). En Excel están señadas por números.

Modelo Relacional Ejemplo:



  







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