Apuntes GTB: Modelo Entidad-Relación

Apuntes de ASIR (Administración de Sistemas Informáticos en Red).
Módulo GTB – Gestión de Bases de Datos.

Tema 2: Modelo Entidad-Relación

Contenido
– Introducción
– Modelo Entidad-Relación
– Objetivos del modelo
– Elementos básicos: Entidad, Relación y Atributo
– Tipos de Entidades: Fuertes y Débiles
– Tipos de atributos: Claves, Derivados, Multivalorados
– Grado de relación
– Cardinalidad
– Generalización

Introducción – El modelo de datos.
La modelización consiste en representar el problema realizando múltiples abstracciones para asimilar toda la información de un problema, y de esta manera generar un mapa donde estén identificados todos los objetos de la base de datos.

Se recurre a tres modelados:
• Modelo conceptual.
– Gran poder expresivo para poder comunicarse con un usuario.
– Gran potencia para representar el dominio del problema tal y como el usuario lo concibe.
– Se usará el Modelo Entidad-Relación.

• Modelo lógico.
– Es más técnico.
– Son más difíciles de entender por el usuario y tiene traducción directa al modelo físico.
– Dependerá de la implementación de la Base de Datos.
– Se usará el Modelo Relacional.

• Modelo físico.
– Es el resultado de aplicar el modelo lógico a un SGBD concreto.
Expresado en lenguaje SQL.
La interacción entre estos tres modelos es fundamental para un diseño de calidad:
1. Se realiza el análisis del problema y se genera el modelo conceptual.
2. Se pasa el modelo conceptual al modelo lógico, adaptando el lenguaje del usuario al del SGBD.
3. Se transforma el modelo lógico al físico, obteniendo la Base de Datos final.

Modelo Entidad-Relación: Características
Fue propuesto por Peter Chen (1976) para la representación conceptual del mundo real.
Modelo extendido y potente para la representación de los datos.
Es una técnica especial de representación gráfica que incorpora información relativa a los datos y la relación existente entre ellos.

Características:
• Refleja la existencia de los datos, no lo que se hace con ellos.
• Es independiente de los SGBD.
• No tiene en cuenta restricciones de espacio, almacenamiento ni tiempo de ejecución.

Objetivos del Modelo

Identificar y documentar los datos que son necesarios y las relaciones entre ellos.
Fase de análisis: objetivo → identificar ¿Qué?
¿Qué datos/relaciones existen?
Pasos a seguir para el análisis:
• Objetivo principal de una Base de Datos:
   ◦ Almacenar información.
   ◦ Posibilitar la consulta de dicha información.
• A lo largo del tiempo las consultas se modifican, se necesitan unas nuevas, desaparecen…
• Por eso se debe realizar un diseño flexible, centrado además en la
semántica de la información almacenada (Significado de los datos).

Definición del Modelo Entidad-Relación:
Es un modelo de datos conceptual de alto nivel, basado en la percepción del mundo real que consiste en una colección de objetos básicos, denominados entidades, y de relaciones entre estos objetos.

Elementos básicos: Entidad, Relación y Atributo

• Entidad. Es un objeto en el mundo real que es distinguible de los demás objetos y representa colecciones de datos.
• Atributo. Describen propiedades que poseen las entidades.
• Relación. Asociación entre diferentes entidades.

Tipos de Entidades: Fuertes y Débiles

• Entidades Fuertes. Son aquellas que no dependen de otras para su existencia.
• Entidades Débiles. Aquellas que necesitan de una entidad fuerte para existir.

Tipos de Atributos: Claves, Derivados, Multivalorados
• Atributos Clave.
   ◦ Superclave. Conjunto de atributos que siempre identifica de forma única a una entidad.
   ◦ Clave candidata. Conjunto mínimo de atributos que identifica a una entidad.
   ◦ Clave primaria. Es una clave candidata que es elegida por el diseñador de la Base de Datos como elemento principal para identificar las entidades.
   ◦ Clave ajena. Es el atributo de una entidad que es clave primaria de otra entidad.
• Compuestos. Se descomponen en un conjunto de atributos.
• Multivalorados. Pueden tener más de un valor.
• Derivados. Se calculan en base a otros.
• Opcionales. No son obligatorios.

Grado de una Relación

Expresa el número de entidades que participa en una relación:
• Grado 1 o reflexivas: se relaciona una entidad consigo misma.
• Grado 2 o binarias: Dos entidades.
• Grado 3 o ternarias: Tres entidades.
• Grado N o N-arias: N entidades.

Cardinalidad

La cardinalidad de una entidad sirve para conocer su grado de participación en la relación. Mide el número de correspondencias en las que cada elemento de la entidad interviene.
La restricción de cardinalidad expresa el número de elementos de una entidad que pueden asociarse a un elemento de la otra entidad relacionada.
• Cardinalidad 1:1. A cada elemento de la primera entidad le corresponde sólo uno de la segunda entidad, y a la inversa.

• Cardinalidad 1:N. A cada elemento de la primera entidad le corresponde uno o más de la segunda entidad, y a cada elemento de la segunda le corresponde sólo uno de la primera.

• Cardinalidad N:M. A cada elemento de la primera entidad le corresponden uno o más de la segunda y viceversa.

Fases de un Diagrama Entidad-Relación

• Identificar las entidades del sistema.
• Identificar y describir los atributos de cada sistema.
• Determinar las claves primarias de las entidades.
• Establecer las relaciones entre las entidades y obtener su cardinalidad.
• Diagrama E-R. Representar gráficamente el modelo obtenido.
• Verificación.

Generalización y especialización

Una entidad E es una generalización de un grupo de entidades E1, E2,… si cada ocurrencia de cada una de esas entidades es también ocurrencia de E.
Una generalización se identifica por:
• Todos los atributos de la entidad genérica E son heredados por las subentidades.
• Cada subentidad tendrá sus propios atributos independientes de la generalización.

Tipos de Generalización:
• Total: cada entidad sólo puede pertenecer a un subtipo pero no puede haber ninguno que no pertenezca a alguno de esos subtipos. Ej. Empleados o son arquitectos, o son administradores…
• Parcial: cuando hay empleados que no pertenecen a ningún subtipo.
• Exclusiva: si cada empleado sólo puede pertenecer a un único subtipo.
• Solapada: si un empleado puede ser varias cosas a la vez.

 

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