Introducción
Un modelo de datos es un lenguaje orientado
a hablar una Base de Datos. Típicamente un modelo de datos
permite describir:
· Las estructuras de datos de la
base: El tipo de los datos que hay en la base y la forma en que
se relacionan.
· Las restricciones de integridad:
Un conjunto de condiciones que deben cumplir los datos para
reflejar correctamente la realidad deseada.
· Operaciones de manipulación
de los datos: típicamente, operaciones de agregado,
borrado, modificación y recuperación de los datos
de la base.
Otro enfoque es pensar que un modelo de
datos permite describir los elementos de la realidad que
intervienen en un problema dado y la forma en que se relacionan
esos elementos entre sí.
No hay que perder de vista que una Base de
Datos siempre está orientada a resolver un problema
determinado, por lo que los dos enfoques propuestos son
necesarios en cualquier desarrollo de software.
El modelo de datos se puede clasificar de
la siguiente forma:
· Modelos de Datos
Conceptuales
· Modelos de Datos
Lógicos
· Modelos de Datos
Físicos
Esquema modelamiento de una base de
datos.
Modelo
Conceptual
Son los orientados a la descripción de
estructuras de datos y restricciones de integridad. Se usan
fundamentalmente durante la etapa de Análisis de un
problema dado y están orientados a representar los
elementos que intervienen en ese problema y sus relaciones. El
ejemplo más típico es el Modelo
Entidad-Relación
Ventajas del Diseño
Conceptual:
· El modelo conceptual aporta claridad y evita
confusiones que surgen de intentar definir algo tan complejo como
la estructura de una organización utilizando
únicamente el lenguaje natural.
· Contribuye a detectar los posibles errores
desde el principio, ya que permite al diseñador, una
amplia visión de los datos y relaciones.
· Se obtiene una representación de datos
independientes del entorno físico, lo que permite la
fácil exportación del mismo a diferentes SGBD o a
versiones distintas del mismo.
· Mejora el mantenimiento de la
información.
El modelamiento más descriptico del
Modelo Conceptual es el MODELO ENTIDAD/RELACION.
El modelo de datos de
entidad-relación (ER)
Se basa en una percepción de un mundo real que
consiste en un conjunto de objetos básicos llamados
entidades y de relaciones entre estos objetos. Se
desarrolló para facilitar el diseño de bases de
datos permitiendo especificar un esquema empresarial. Este
esquema representa la estructura lógica general de la base
de datos.
Objetos básicos del modelo
ER
Los conceptos básicos previstos por
el modelo ER son entidades, relaciones y atributos.
· Entidades y conjunto de
entidades
Una entidad es un objeto que existe y puede distinguirse
de otros objetos. La entidad puede ser concreta, por ejemplo: una
persona o un libro; o abstracta, por ejemplo un día
festivo o un concepto.
Un conjunto de entidades es un grupo de entidades del
mismo tipo. El conjunto de todas las personas que tienen una
cuenta en el banco, por ejemplo, puede definirse como el conjunto
de entidades clientes. Una entidad está representada por
un conjunto de atributos. Los posibles atributos del conjunto de
entidades clientes son nombre, documento, calle y ciudad. Para
cada atributo existe un rango de valores permitidos, llamado
dominio del atributo. El dominio del atributo nombre
podría ser el conjunto de todas los nombres de personas de
cierta longitud.
· Relaciones y conjunto de
relaciones
Una relación es una asociación entre
varias entidades. Por ejemplo es posible definir una
relación que asocia al cliente Gutiérrez con la
cuenta 401. Un conjunto de relaciones es un grupo de relaciones
del mismo tipo. Se definirá el conjunto de relaciones
clientecuenta para denotar la asociación entre los
clientes y las cuentas bancarias que tienen. La relación
clientecuenta es un ejemplo de una relación binaria, es
decir, una que implica a dos conjuntos de entidades.
Existen conjuntos de relaciones que incluyen a
n-conjuntos de entidades, relaciones narias, por ejemplo las
relaciones tenaria cliecuentasuc que especifica que el cliente
Gutiérrez tienen la cuenta 401 en la surcusal
Córdoba.
Los relaciones recursivas son relaciones
binarias que conectan una entidad consigo
misma.
Una relación también puede tener atributos
descriptivos o rótulos. Por ejemplo, fecha podría
ser un atributo del conjunto de relaciones clientecuenta. Esto
especifica la última fecha en que el cliente tuvo acceso a
su cuenta.
· Cardinalidades de
mapeo
Un esquema ER empresarial puede definir
ciertas limitantes con las que deben cumplir los datos contenidos
en la base de datos. Una limitante importante es la de las
cardinalidades de mapeo que expresan el número de
entidades con las que puede asociarse otra entidad mediante una
relación.
Los cardinalidades de mapeo son más
útiles al describir conjuntos binarios de relaciones,
aunque también son aplicables a conjuntos n-arios de
relaciones.
Para un conjunto binario de relaciones R
entre los conjuntos de entidades A y B, la cardinalidad de mapeo
puede ser:
· Una a una: una entidad de A
está asociada únicamente con una entidad de
B y una entidad de B está asociada solo con una
entidad de A.
· Una a muchas: una entidad
en A está asociada con varias entidades de B, pero una
entidad de B puede asociarse únicamente con una entidad de
A.
· Muchas a una: una entidad
de A está asociada únicamente con una entidad en B,
pero una entidad de B está relacionada con varias
entidades de A.
· Muchas a muchas: una
entidad en A está asociada con varias entidades de
B y una entidad en B está vinculada con varias
entidades de A.
Modelo
Lógico
Son orientados a las operaciones más
que a la descripción de una realidad. Usualmente
están implementados en algún Manejador de Base de
Datos. El ejemplo más típico es el Modelo
Relacional, que cuenta con la particularidad de contar
también con buenas características conceptuales
(Normalización de bases de datos).
Este Modelos busca obtener una representación del
modelo conceptual que use de forma eficiente las facilidades de
estructuración de datos y modelado de restricciones,
disponibles en el modelo.
El modelamiento más descriptico del
Modelo Lógico es el MODELO RELACIONAL.
El modelo de datos Relacional
Se trata de un modelo bastante potente y a la vez
bastante simple, que nos representas problemas. El elemento
principal de este modelo es la relación. Por lo que
podemos decir que una base de datos relacional está
compuesta por un conjunto de relaciones.
· Relación
La relación se representa mediante una tabla,
esta tabla representa a lo que en el modelo
entidad-relación llamábamos entidad. Esta tabla
contiene los atributos (columnas) y las tuplas
(filas).
Atributo: se trata de cada una de las columnas de
la tabla. Vienen definidas por un nombre y pueden contener un
conjunto de valores.
Tupla: se trata de cada una de las filas de la
tabla. Es importante señalar que no se pueden tener tuplas
duplicadas en una tabla.
· Dominios
El dominio dentro de la estructura del modelo relacional
es el conjunto de valores que puede tomar un atributo. Existen
dos tipos de dominios:
Dominios generales: son aquellos que están
comprendidos entre un máximo y un
mínimo.
Dominios restringidos: son los que pertenecen a
un conjunto de valores específicos.
· Claves
Cada tupla de una tabla tiene que estar asociada a una
clave única que permita identificarla.
Una clave puede estar compuesta por uno o
más atributos.
Una clave tiene que ser única dentro de su tabla
y no se puede descartar ningún atributo de la misma para
identificar una fila.
Existen dos tipos de claves:
Clave primaria (Primary Key): es el
valor o conjunto de valores que identifican una fila dentro de
una tabla. Nunca puede ser NULL. Un ejemplo claro de clave
primaria seria el DNI, que es único para cada persona y no
puede ser NULL.
Clave ajena (Foreign Key): es el valor o valores
de una tabla que corresponde con el valor de una clave primaria
en otra tabla. Esta clave es la que representa las relaciones
entre las tablas.
· Vistas
Se trata de una tabla ficticia la cual muestra atributos
de otras tablas relacionadas. De esta forma obtenemos los datos
que nos interesan de una o varias tablas. Es importante
señalar que no se pueden realizar operaciones sobre
vistas.
Modelo
Físico
El diseño físico es el proceso de producir
una descripción de la implementación de la base de
datos en memoria secundaria. Describe las relaciones base y las
estructuras de almacenamiento y métodos de acceso que se
utilizarán para acceder a los datos de modo eficiente. El
diseño de las relaciones base sólo se puede
realizar cuando el diseñador conoce perfectamente toda la
funcionalidad que presenta el SGBD que se vaya a
utilizar.
El primer paso consiste en traducir el esquema
lógico global de modo que pueda ser fácilmente
implementado por el SGBD específico. A
continuación, se escogen las organizaciones de ficheros
más apropiadas para almacenar las relaciones base, y los
métodos de acceso, basándose en el análisis
de las transacciones que se van a ejecutar sobre la base de
datos. Se puede considerar la introducción de redundancias
controladas para mejorar las prestaciones. Otra tarea a realizar
en este paso es estimar el espacio en disco.
La seguridad de la base de datos es fundamental, por lo
que el siguiente paso consiste en diseñar las medidas de
seguridad necesarias mediante la creación de vistas y el
establecimiento de permisos para los usuarios.
El último paso del diseño físico
consiste en monitorizar y afinar el sistema para obtener las
mejores prestaciones y satisfacer los cambios que se puedan
producir en los requisitos.
Bibliografía
· www.Wikipedia.com
· www.google.cl
· www.emagister.com
· www.ibm.com
Autor:
Daniel del Canto
Analista Programador Incacap
Valparaíso