Unidad 3 Modelo relacional

3.1 Introducción al modelo relacional 

Modelo relacional: modelo de organización y gestión de bases de datos consistente en el almacenamiento de datos en tablas compuestas por filas, o tuplas, y columnas o campos. Se distingue de otros modelos, como el jerárquico, por ser más comprensible para el usuario inexperto, y por basarse en la lógica de predicados para establecer relaciones entre distintos datos. Surge como solución a la creciente variedad de los datos que integran las data warehouses y podemos resumir el concepto como una colección de tablas (relaciones).

Tabla: es el nombre que recibe cada una de las relaciones que se establecen entre los datos almacenados; cada nueva relación da lugar a una tabla. Están formadas por filas, también llamadas tuplas, donde se describen los elementos que configuran la tabla (es decir, los elementos de la relación establecida por la tabla), columnas o campos, con los atributos y valores correspondientes, y el dominio, concepto que agrupa a todos los valores que pueden figurar en cada columna.


Claves: elementos que impiden la duplicidad de registros, una de las grandes desventajas que presentan otros modelos de organización y gestión de bases de datos. Existen dos grandes tipos de claves: las claves primarias y las secundarias o externas.

Una clave es un conjunto de atributos que identifican de forma única una ocurrencia de entidad. En este caso las claves pueden ser simples (atómicas) o compuestas. Existen varios tipos de clave, entre estas encontramos:

Superclave: Identifican a una entidad, pueden ser no mínimas, como el número-seguridad-social, CURP, o bien, compuestas como RFC+Número-seguridad-social.

Clave Candidata: Es la mínima superclave, por ejemplo puede ser solo el RFC, CURP, entre otros.

Clave Primaria (PK): Es la clave candidata elegida por el diseñador como clave definitiva para una entidad o relación.

Clave foránea (FK): Es un atributo de una entidad, que es la CLAVE en otra entidad.

Restricción de identidad: límites y restricciones que se imponen en las relaciones, imprescindibles para mantener la significación correcta de la base de datos. Es un concepto íntimamente vinculado a las reglas de integridad propias del modelo relacional, el cumplimiento de las cuales está garantizado por las claves primarias y externas.

Claves primarias: son los atributos (columnas) según el tipo de relación que se ha definido en la tabla. Pueden añadirse otros atributos específicos y propios.

Claves externas o secundarias: son las claves que se definen para cada una de las claves primarias establecidas para los elementos o entidades de una relación.

Sus características son:

1.- La relación es el elemento fundamental del modelo, las cuales se pueden manipular con el álgebra relacional.

2.- Es independiente de la forma en que se almacenan los datos y su representación, por lo que se puede implementar en cualquier SGBD.

3.- Esta fundamentado en una base matemática, por lo que al hacer uso de operaciones de conjuntos lo hace eficaz.

En una base de datos relacional, los datos son recolectados mediante relaciones, y estas a su vez son generalmente representadas mediante tablas.

Se define una relación como un conjunto de atributos, cada uno de los cuales pertenece a un dominio, y que posee un nombre que identifica la relación. Se representa gráficamente mediante una tabla con columnas (ATRIBUTOS) y filas (TUPLAS). El conjunto de TUPLAS de una relación representa el CUERPO de la relación y el conjunto de atributos y el nombre representan el ESQUEMA. Las filas o tuplas contienen datos reales.

CONCEPTOS BÁSICOS

Atributo (Columna): Características que describen a una entidad o relación.

Dominio: Conjunto de valores permitidos para un atributo, por ejemplo, cadenas de caracteres, números para la edad, valores como SI o NO, Masculino-Femenino, etc.

Cabecera: Conjunto de atributos de una relación conforma la cabecera de la relación.

Dato: Es la unidad mínima de información e indivisible, ejemplo el valor que representa la edad de una persona.

Grado: Es el número de columnas que conforman la relación, este valor no cambia por lo que se dice es estático, solo puede ser modificado por necesidad de la organización.

Cardinalidad: Es el número de tuplas o filas de una relación, este valor cambia de manera 
constante por lo que es dinámico, y que depende del agregado o eliminación de relaciones o tuplas.

3.2 Conversión de Modelo E-R a Modelo relacional

En el siguiente vídeo se explica con mas detalle la conversión de Modelo E-R a   Modelo relacional.

3.3 Esquema de la base de datos 

Para poder hablar del o de los esquemas de una base de datos, comenzamos por analizar la siguiente figura que muestra un diagrama E-R.

Las tablas o esquemas generados son:

JUGADORES (No-Registro, Nombre-del-jugador, Nombre-del-equipo)

EQUIPOS (Entrenador, Nombre-del-equipo, Patrocinador)


3.3.1 Integridad de entidad 

Una de las principales ventajas que ofrece el Modelo Relacional es la utilización de las reglas de integridad, las cuales son restricciones que se aplican a los datos en función de los conceptos de las bases de datos relaciones y de las organizaciones en las que se implementan. Además, aseguran que en la base de datos no se almacenen valores inválidos para la organización que implementa un sistema informático que utiliza como base el modelo relacional para almacenamiento de sus datos.

Se basa en las claves primarias de cada relación y de todas las relaciones en el modelo relacional. Exige que la clave primaria no asuma, NUNCA, un valor desconocido. Debido a que la clave primaria NO puede ser desconocida.

3.3.2 Integridad Referencial 

Esta regla se define sobre la base de las claves foráneas y restringe las relaciones entre relaciones. Se da cuando una tabla tiene una referencia a un valor de otra tabla. En este caso la restricción exige que exista el valor referencia do en la otra tabla. Por ejemplo no se puede colocar o asignar la calificación de la asignatura de Fundamentos de Base de Datos un alumno que no exista.

3.4 Restricciones

Las restricciones en una base de datos se refieren a las condiciones que deben cumplir los datos para su correcto funcionamiento y almacenamiento. 

Existen varios tipos.

Restricciones de clave: Es el conjunto de atributos que identifican de forma única a una entidad.

Restricciones de valor único (UNIQUE): Es una restricción que impide que tenga un atributo un valor repetido. TODOS los atributos que son CLAVE cumplen esta restricción. Aunque es posible que otros atributos que no siendo clave la cumplan.

Restricción de verificación (CHECK): Esta restricción permite comprobar si un valor de un atributo es válido de acuerdo a una expresión.

Restricción de valor NULO (NULL o NOT NULL): Un atributo puede ser obligatorio si no admite un valor nulo o null, es decir, el valor no tiene información o se desconoce. Si admite como valor a NULO o NULL, entonces el valor es opcional.

Disparadores o triggers: Son procedimientos que se ejecutan para hacer una tarea concreta en el momento de insertar, modificar o eliminar información de una tabla.

3.5 Integridad de dominio 

Esta restricción exige que el valor que puede tomar un campo esté dentro del dominio definido. Por ejemplo, si se establece que un campo NC (número de control) pertenece al dominio de los números enteros, no es posible insertar un NC con letra, puesto que la regla indica solo valores enteros.