Tema II: El Modelo E/R 2.1 Presentación del modelo 2.2 Estática del modelo E/R 2.3 Extendiendo la semántica de las interrelaciones 2.4 Control de redundancia 2.5 Generalización y especialización 2.6 Interrelaciones de grado superior a 2 2.7 Dimensión temporal en el modelo E/R 2.8 Atributos derivados Tema 2.1: Presentación del Modelo E/R El Modelo E/R es un modelo conceptual (mayor nivel de abstracción) “Conjunto de conceptos y de reglas destinados a representar de forma global los aspectos lógicos de los diferentes tipos de datos existentes en la realidad que está siendo analizada; ha de permitir reflejar el contenido semántico de los datos existentes en el sistema, pero no sus propiedades que respondan a características de tipo físico (modo de almacenamiento, caminos de acceso, etc...)” © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R -2 1 Tema 2.1: Presentación del Modelo E/R TIPOS DE ABSTRACCIÓN La abstracción busca las propiedades comunes de un conjunto de objetos reduciendo la complejidad y ayudando a entender el mundo real. TIPOS DE ABSTRACCIÓN QUE OFRECEN LOS MODELOS: •Clasificación/Particularización •Agregación/Desagregación •Generalización/Especialización •Asociación/Disociación •Jerarquía de Abstracciones © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R -3 Tema 2.1: Presentación del Modelo E/R Ejemplos: Universo del Discurso de la gestión en la Universidad (1) •Clasificación/Particularización •Agregación/Desagregación © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R -4 2 Tema 2.1: Presentación del Modelo E/R Ejemplos: Universo del Discurso de la gestión en la Universidad (2) Generalización/Especialización Asociación/Disociación © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R -5 Tema 2.1: Presentación del Modelo E/R Ejemplos: Universo del Discurso de la gestión en la Universidad (3) Jerarquía de Abstracciones © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R -6 3 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Modelo E/R Objetos pemitidos en la estructura: ØEntidades ØAtributos (propiedades de las entidades) ØDominios (sobre los cuales se definen los atributos) ØInterrelaciones (asociaciones o vinculaciones entre los objetos) Representación de estos objetos por medio de GRAFOS ¡ Semántica escasa! (en el modelo básico) © Grupo BD Avanzadas Necesidad de extensiones Tema II: El Modelo E/R -7 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R CONCEPTO DE ENTIDAD Concepto fácil de comprender intuitivamente, pero díficil de definir formalmente Tsichritzis (1982) dice que es muy difícil dar una definición rigurosa de entidad Date (1983) reconoce que, formalmente, es una noción indefinida y debe seguir así. Su aplicación es subjetiva ya que una misma clase de objetos puede constituir en unos casos una entidad y en otros una propiedad o una interrelación Date (1983) dice por ello que es una noción “relativa” Definición de ANSI/SPARC Una persona, lugar, cosa, concepto o suceso, real o abstracto, de interés para la empresa © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R -8 4 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R ATRIBUTO: Propiedad o característica de una entidad o de una interrelación (no tiene existencia propia). DOMINIO: Conjunto de valores homogéneos sobre el que se define un atributo (existe independientemente) • Definición por intensión: dominio edad (0-99), identificaciones (Entero(10)), salario (1.5 M-10 M,... • Definición por extensión: dominios enumerados (estado civi, sexo, etc.) © Grupo BD Avanzadas -9 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R CARACTERÍSTICAS DE LAS ENTIDADES (heurísticas especificadas por Tardieu en la metodología MERISE) • Una entidad tiene que tener existencia propia • Cada ocurrencia de una entidad debe poderse distinguir de las demás -ser “distinguible”• Todas las ocurrencias de una entidad deben tener los mismos tipos de atributos -no los mismos valores- © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 10 5 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R EJEMPLOS DE ENTIDADES VS ATRIBUTOS CONCEPTO PAÍS Si hablamos de una BD geográfica à Entidad PAIS Si hablamos de una BD de Personal de la Universidad à Atributo País © Grupo BD Avanzadas - 11 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R ENTIDADES ATRIBUTOS Sexo PERSONA Estado Civil ................... Nombre de la Obra LIBRO Nombre del autor ................... Mayoría de edad PAIS VALORES Hombre Mujer Soltero Casado Viudo Divorciado El Quijote ....... Cervantes ....... 18 años 16 años ................... © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 12 6 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R ENTIDAD ATRIBUTOS Iden_p (PROFESOR) E1 VALORES DOMINIOS 5353531 DNI Dia Fecha_Nac 16 Fecha_Ingr 11 Mes 1945 Año varón Sexo sexo Telefono 2343830 2168335 Num_enteros Algunos atributos definidos sobre la entidad PROFESOR © Grupo BD Avanzadas - 13 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R CONVENCIÓN PARA REPRESENTAR GRAFICAMENTE ENTIDADES, ATRIBUTOS E INTERRELACIONES Edad Nacido_en PERSONA REPRESENTACIÓN DE ENTIDAD © Grupo BD Avanzadas REPRESENTACIÓN DE ATRIBUTO Tema II: El Modelo E/R REPRESENTACIÓN DE INTERRELACIÓN - 14 7 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R A1 A2 ........ An E1 Representación de la entidad E1 con un conjunto de atributos F_Nac Dni ........ Sexo PROFESOR Ejemplos del tipo de entidad PROFESOR con un conjunto de atributos © Grupo BD Avanzadas - 15 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Restricciones semánticas sobre atributos de las entidades (1) Identificadores Principales (IP) e Identificadores Alternativos (IA) DNI Cod_Producto EMPLEADO Nombre Dirección PRODUCTO Tipo Descripción © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 16 8 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Restricciones semánticas sobre atributos de las entidades (2) Atributos Compuestos Dia Fecha_nac EMPLEADO Mes Año Dia EMPLEADO Mes Año Fecha_Nac © Grupo BD Avanzadas - 17 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Restricciones semánticas sobre atributos de las entidades (3) Atributos Opcionales y Multivaluados Isbn Titulo Idioma Año-edicion LIBRO LIBRO (1,N) Isbn Titulo Idioma Año-edicion (0,1) © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 18 9 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Restricciones semánticas sobre atributos de las entidades (4) Atributos Opcionales y Multivaluados (posibles combinaciones) A (1,1) obligatorio y univaluado E D B (0,1) opcional y (0,N) univaluado opcional y multivaluado (1,N) obligatorio y C © Grupo BD Avanzadas multivaluado - 19 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Restricciones semánticas sobre atributos de las entidades (5) IP e IA compuestos Marca Número Matricula Modelo Concesionario VEHICULO Cod_Vehiculo Cadena letras Num_orden Marca Modelo Concesionario VEHICULO Número Cadena letras Num_orden Matricula Cod_Vehiculo © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 20 10 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Interrelaciones Asociación entre entidades. Por ejemplo, Realizar es una interrelación que vincula dos entidades, ALUMNO y CURSO ALUMNO CURSO Realizar Ocurrencia de la interrelación: Juan García © Grupo BD Avanzadas Diseño de BD Realizar - 21 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Interrelaciones I1 E1 E2 Representación del tipo de interrelación I1 que asocia las entidades E 1 y E 2 PROFESOR examina ALUMNO Ejemplo de una interrelación entre dos entidades © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 22 11 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Interrelaciones ( 0,n ) PERSONA (0,n) confían N:M confía_en Confía Ejemplo de una interrelación sobre una misma entidad alquila persona coche conduce Ejemplo de dos interrelaciones entre dos entidades © Grupo BD Avanzadas - 23 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Interrelaciones PROFESOR CALIFICACIÓN Imparte_clase examina NOTA Recibe_clase ALUMNO Ejemplo del tipo de interrelación PROFESOR y ALUMNO, en el cual se muestra el atributo NOTA como aplicación sobre el dominio CALIFICACIÓN. © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 24 12 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Interrelaciones Tipo de Correspondencia: Número máximo de ocurrencias de cada tipo de Entidad que pueden intervenir por cada ocurrencia del otro tipo de Entidad asociado en la Interrelación. 1:1 --> como máximo una ocurrencia del tipo de Entidad por cada ocurrencia del otro. 1:N --> para uno de los tipos de Entidad hay un número indefinido de ocurrencias N:M --> número indefinido para ambos tipos de Entidad. © Grupo BD Avanzadas - 25 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Interrelaciones PERSONA confían PERSONA N:M confía_en peluquer@ cliente 1:N Confía Peina PERSONA PERSONA van a votar 1:N vota vota_en LOCALIDAD © Grupo BD Avanzadas es_director 1:1 dirige manda_en DEPARTAMENTO Tema II: El Modelo E/R - 26 13 Tema 2.2: Estática del Modelo E/R Interrelaciones Ejemplo de interrelación ternaria: BD Biblioteca INVESTIGADOR N:M:P publica ARTÍCULO TEMA © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 27 Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 1. Cardinalidades de una Interrelación Cardinalidad Máxima y Mínima: Número máximo y mínimo de ocurrencias de un tipo de Entidad que pueden estar interrelacionadas con una ocurrencia del otro y otros tipos de Entidad que participan en el tipo de interrelación. (0,1) (1,1) (0,N) (1,N) © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 28 14 Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 1. Cardinalidades de una Interrelación: Ejemplos ( 1,1 ) ( 0,n ) PERSONA (0,n) confían peluquer@ confía_en N:M PERSONA cliente 1:N Confía Peina PERSONA PERSONA ( 1,1 ) ( 0,N ) van a votar vota ( 1,1 ) 1:N ( 0,1 ) LOCALIDAD © Grupo BD Avanzadas es_director dirige 1:1 vota_en ( 0,N ) manda_en DEPARTAMENTO - 29 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 1. Cardinalidades de una Interrelación: Ejemplos PROFESOR CALIFICACIÓN calificado (0,N) examina NOTA (0,N) califica ALUMNO Ejemplo de la interrelación PROFESOR y ALUMNO, en la cual se muestra el atributo NOTA sobre el dominio CALIFICACIÓN. © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 30 15 Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 2. Dependencia en Existencia y en Identificación Se distinguen dos tipos de interrelación: - Entidad regular Es aquella que no depende de otra entidad Ejemplo: Persona en la interrelación Reside - Entidad débil Es aquella que depende en existencia o en identificación de otro tipo de entidad Ejemplo: Familiar en la interrelación Se encarga © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 31 Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 2. Dependencia en Existencia y en Identificación Matrícula DNI (1,1) (0,n) VEHÍCULO Ex Pertenece PERSONA Nombre Ejemplo de Dependencia en Existencia © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 32 16 Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 2. Dependencia en Existencia y en Identificación Num_Ejemplar Cod_ejemplar (1,n) EJEMPLAR_DVD Código (1,1) ID DVD tiene Tïtulo Idioma Ejemplo de Dependencia en Identificación © Grupo BD Avanzadas - 33 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 3. Exclusividad, Exclusión, Inclusividad e Inclusión (1/4) (0,1) ACTAS CONGRESO publica (1,N) ARTÍCULO (1,N) (0,1) aparece REVISTA Ejemplo de Interrelación Exclusiva © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 34 17 Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 3. Exclusividad, Exclusión, Inclusividad e Inclusión (2/4) (0,N) CURSO (1,1) imparte PERSONA {exclusión} (0,N) recibe (1,n) Ejemplo de Restricción de Exclusión © Grupo BD Avanzadas - 35 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 3. Exclusividad, Exclusión, Inclusividad e Inclusión (3/4) (0,n) imparte CURSO (1,n) PERSONA (2,n) (0,n) (0,n) posee TÍTULOS ACADÉMICOS Ejemplo de Interrelación Inclusiva © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 36 18 Tema 2.3: Extendiendo la semántica de las interrelaciones 3. Exclusividad, Exclusión, Inclusividad e Inclusión (4/4) (0,N) CURSO imparte {inclusión} (0,N) recibe (1,1) PERSONA (1,n) Ejemplo de Restricción de Inclusión © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 37 Tema 2.4: Control de Redundancia Un esquema tiene redundancia cuando la eliminación de un elemento del mismo no supone pérdida de semántica, es decir, los valores de dicho elemento pueden deducirse de otros valores. Pueden existir: . Atributos redundantes. . Interrelaciones redundantes. Condiciones para que una interrelación sea redundante: A) Existencia de un ciclo en las interrelaciones. B) Que la semántica de las interrelaciones que componen el ciclo sea equivalente. C) Que las cardinalidades sean tales que no impidan, en ningún caso, que se cierre el ciclo después de eliminada la interrelación redundante. © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 38 19 Tema 2.4: Control de Redundancia INVESTIGADOR ( 1,n ) ( 1,n ) redundante N:M escribe participa ( 1,n ) N:1 ( 1,n ) ARTÍCULO N:M ( 1,n ) ( 1,1 ) publica CONFERENCIA Ciclo donde aparece una interrelación redundante © Grupo BD Avanzadas - 39 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.4: Control de Redundancia INVESTIGADOR ( 1,n ) N:M ( 1,n ) edita escribe ( 0,n ) ACTAS CONGRESO N:M ( 0,n ) N:M ( 1,n ) ( 1,n ) aparece ARTICULO Ciclo donde no aparece una interrelación redundante © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 40 20 Tema 2.5: Generalización y Especialización Abstracción mediante la que descomponemos un tipo de Entidad (Supertipo) y uno o más tipos de Entidad (Subtipos) PERSONA (1,1) ES-UN TIPO (0,1) (0,1) EMPLEADO © Grupo BD Avanzadas ESTUDIANTE Tema II: El Modelo E/R - 41 Tema 2.5: Generalización y Especialización • Atributos comunes en el Supertipo • Atributos propios en los Subtipos • Distinción entre interrelaciones en las que participan el Supertipo y los Subtipos • Restricciones semánticas sobre las jerarquías: Totalidad/Parcialidad Solapamiento/Exclusividad © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 42 21 Tema 2.5: Generalización y Especialización Ejemplo de generalización total sin solapamiento EMPLEADO (1,1) CLASE DE TRABAJO ES-UN (0,1) (0,1) RRHH © Grupo BD Avanzadas NO RRHH - 43 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.5: Generalización y Especialización Ejemplo de generalización parcial sin solapamiento EMPLEADO (1,1) CLASE DE TRABAJO ES-UN (0,1) (0,1) RRHH © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R COMERCIAL - 44 22 Tema 2.5: Generalización y Especialización Ejemplo de generalización total con solapamiento PERSONA (1,1) ES-UN TIPO (0,1) (0,1) EMPLEADO © Grupo BD Avanzadas ESTUDIANTE - 45 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.5: Generalización y Especialización Ejemplo de generalización parcial con solapamiento PROFESOR (1,1) ES-UN FUNCIÓN (0,1) (0,1) DOCENTE © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R INVESTIGADOR - 46 23 Tema 2.5: Generalización y Especialización Reglas en Inserción 1. Si se inserta en un supertipo se debe insertar en todos los subtipos para los que la entidad cumple la condición predefinida (atributo discriminante). 2. Si se inserta en un supertipo de una jerarquía total se debe insertar la entidad en al menos un subtipo y si los subtipos son disjuntos sólo en uno. © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 47 Tema 2.5: Generalización y Especialización Reglas en Borrado 1. Si se borra una ocurrencia de entidad en un supertipo hay que eliminarla automáticamente de los subtipos a la que pertenece 2. Si se borra una ocurrencia de un subtipo hay que borrarla del supertipo si: • Generalización total y subtipos disjuntos. • Generalización total y subtipos solapados, si es el último subtipo del tipo correspondiente. © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 48 24 Tema 2.5: Generalización y Especialización Podemos tener Jerarquías Múltiples LIBRO A TEMA (0,1) IDIOMA (0,1) (0,1) INFORMÁTICA LENGUA © Grupo BD Avanzadas B (0,1) FRANCÉS ESPAÑOL - 49 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.5: Generalización y Especialización Ejemplo de red de generalización LIBRO A TEMA (0,1) IDIOMA (0,1) (0,1) INFORMÁTICA C (0,1) BASES DATOS LENGUA Especialidad (0,1) D (0,1) FRANCÉS B (0,1) ESPAÑOL Dominio PROCESAMIENTO DEL LENGUAJE NATURAL © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 50 25 Tema 2.6: Interrelaciones de grado superior a dos ¿Cuándo es necesaria una interrelación ternaria? (1,N) INVESTIGADOR (1,N) NO (1,N) escribe (1,N) (1,1) (1,N) (1,N) ARTÍCULO acepta (1,N) © Grupo BD Avanzadas participa publica (1,1) CONFERENCIA - 51 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.6: Interrelaciones de grado superior a dos ¿Cuándo es necesaria una interrelación ternaria? (1,N) INVESTIGADOR (1,N) SI (1,N) investiga (1,N) (1,N) (1,N) TEMA abarca (1,N) © Grupo BD Avanzadas participa publica Tema II: El Modelo E/R (1,N) (1,N) CONFERENCIA - 52 26 Tema 2.6: Interrelaciones de grado superior a dos Descomposición de un tipo de interrelación en varios (1,N) PROFESOR (1,N) enseña impatir (1,N) (1,1) (1,1) ASIGNATURA GRUPO PROFESOR (1,N) (1,N) enseña asignar (1,N) (1,1) (1,N) ASIGNATURA © Grupo BD Avanzadas (1,N) asociar GRUPO - 53 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.7: Dimensión Temporal en el Modelo E/R Primera aproximación a la dimensión temporal en un esquema E/R ISBN Cod_Investigador INVESTIGADOR F_Nac. (1,N) CONFERENCIA participa (0,N) Fechas Ini Fin N:M © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 54 27 Tema 2.7: Dimensión Temporal en el Modelo E/R Base de datos actual: no consideramos el pasado Cod_Ejemplar (0,N) EJEMPLAR DVD Cod_Socio N:1 (0,1) SOCIO presta F_pres. © Grupo BD Avanzadas - 55 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.7: Dimensión Temporal en el Modelo E/R Base de datos histórica: consideramos el pasado Cod_Ejemplar F_pres. EJEMPLAR_DVD (1,N) F_dev. presta (0,N) Cod_Socio SOCIO N:M f_dev © Grupo BD Avanzadas f_pres + 7 Tema II: El Modelo E/R - 56 28 Tema 2.7: Dimensión Temporal en el Modelo E/R Representación del Tiempo como una entidad TIEMPO F_pres. F_dev. (1,N) presta Cod_ejemplar (1,N) (1,1) Cod_socio EJEMPLAR_DVD © Grupo BD Avanzadas SOCIO - 57 Tema II: El Modelo E/R Tema 2.7: Dimensión Temporal en el Modelo E/R Utilizando Generalizaciones Cod_Préstamo 1:N es de (0,N) PRESTAMO (1,1) Cod_socio (0,N) SOCIO F_dev. (1,1) Es_un 1:N corresponde Cod_ejemplar (1,N) (1,1) EJEMPLAR_DVD (0,1) PRESTAMO FINALIZADO F_fin. © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 58 29 Tema 2.8: Atributos Derivados Cod_Ejemplar Num_Ejemplar Código (1,n) EJEMPLAR_DVD ID tiene (1,1) DVD Título N_ejemplares D1 Ejemplo de atributo derivado © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 59 Bibliografía w BÁSICA: n n M. Piattini, E. Marcos, C. Calero y B. Vela. Tecnología y Diseño de Bases de Datos. Capítulos 14 y 15. RA-MA 2006. D. Cuadra, E. Castro, A. Iglesias, P. Martínez, F.J. Calle, C. de Pablo, H. Al-Jumaily y L. Moreno. Desarrollo de Bases de Datos: casos prácticos desde el análisis a la implementación. Capítulo 1. RA-MA. 2007. w RECOMENDADA: n n n n A. Silberschatz, H. Korth & S. Sudarskhan. Fundamentos de Bases de Datos. 5ª Edición. Capítulo 6. McGraw Hill. 2006. R. Elmasri and S.B. Navathe. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. Capítulo 3. Addison Wesley. 2007. A. de Miguel, M. Piattini y E. Marcos. Diseño de Bases de Datos Relacionales. Capítulo 2 y 9. RA-MA. 1999. A. de Miguel, P. Martínez, E. Castro, J.M. Cavero, D. Cuadra, A. Iglesias y C. Nieto. Diseño de Bases de Datos: Problemas Resueltos. Capítulo 1. RA-MA. 1999. © Grupo BD Avanzadas Tema II: El Modelo E/R - 60 30