modelo entidad relacion

1.- ENTIDAD. TIPOS DE ENTIDADES.

Representa una “cosa” u "objeto" del mundo real con existencia independiente, es decir, se diferencia unívocamente de cualquier otro objeto o cosa, incluso siendo del mismo tipo, o una misma entidad.

Una entidad puede ser un objeto con existencia física como: una persona, un animal, una casa, etc. (entidad concreta), o un objeto con existencia conceptual como: un puesto de trabajo, una asignatura de clases, un nombre, etc. (entidad abstracta).

Una entidad está descrita y se representa por sus características o atributos. Por ejemplo, la entidad Persona puede llevar consigo las características: Nombre, Apellido, Género, Estatura, Peso, Fecha de nacimiento, etc...

TIPOS:

a) Fuertes (o regulares), que son aquellas que tienen existencia por sí mismas. Las entidades fuertes se representan como se ha dicho con un rectángulo con trazo simple.

EMPLEADO

DEPARTAMENTO

b) Débiles, cuya existencia depende de otro tipo de entidad. La desaparición de un empleado de la base de datos hace que desaparezcan también todos los familiares del mismo). Estos tipos de entidades se representan normalmente con un rectángulo con líneas de doble trazo. Estas entidades normalmente no tienen suficientes atributos para formar una clave primaria.

EMPLEADO

ATRIBUTOS:

Los atributos son las propiedades que describen a cada entidad en un conjunto de entidades.

Un conjunto de entidades dentro de una entidad, tiene valores específicos asignados para cada uno de sus atributos, de esta forma, es posible su identificación unívoca.

Cada una de las entidades pertenecientes a este conjunto se diferencia de las demás por el valor de sus atributos. Nótese que dos o más entidades diferentes pueden tener los mismos valores para algunos de sus atributos, pero nunca para todos.

En particular, los atributos identificativos son aquellos que permiten diferenciar a una instancia de la entidad de otra distinta. Por ejemplo, el atributo identificativo que distingue a un alumno de otro es su número de id.

Para cada atributo, existe un dominio del mismo, este hace referencia al tipo de datos que será almacenado o a restricciones en los valores que el atributo puede tomar (Cadenas de caracteres, números, solo dos letras, solo números mayores que cero, solo números enteros...).

Cuando una entidad no tiene un valor para un atributo dado, este toma el valor nulo, bien sea que no se conoce, que no existe o que no se sabe nada al respecto del mismo.

TIPOS:

a) Simples o compuestos: Los compuestos están formados por un conjunto de atributos, mientras que los simples no se pueden dividir.

b) Monovaluados o multivaluados: Los monovaluados sólo pueden tener un valor para una entidad particular, mientras que los multivaluados pueden tener más de un valor. Los multivaluados se representan mediante una elipse con trazado doble. (Por ejemplo el atributo color de la entidad COCHE es un atributo multivaluado, pues un coche puede estar pintado de varios colores).

c) Almacenados o derivados: Los derivados son atributos cuyo valor para una entidad particular puede obtenerse en función de los valores almacenados en otros atributos. Se representan mediante una elipse con trazo discontinuo.

En 1979, Tardieu, propone tres reglas generales que debe cumplir una entidad:

• Tiene que tener existencia propia.

• Cada ocurrencia de un tipo de entidad debe poder distinguirse de las demás.

• Todas las ocurrencias de un tipo de entidad deben tener los mismos tipos de propiedades (atributos).

CLAVES

Es un subconjunto del conjunto de atributos comunes en una colección de entidades, que permite identificar unívocamente cada una de las entidades pertenecientes a dicha colección. Asimismo, permiten distinguir entre sí las relaciones de un conjunto de relaciones.

Dentro de los conjuntos de entidades existen los siguientes tipos de claves:

§ Superclave: Es un subconjunto de atributos que permite distinguir unívocamente cada una de las entidades de un conjunto de entidades. Si se añade un atributo al anterior subconjunto, el resultado seguirá siendo una superclave.

§ Clave candidata: Dada una superclave, si ésta deja de serlo quitando únicamente uno de los atributos que la componen, entonces ésta es una clave candidata.

§ Clave primaria: Es una clave candidata, elegida por el diseñador de la base de datos, para identificar unívocamente las entidades en un conjunto de entidades.

Los valores de los atributos de una clave, no pueden ser todos iguales para dos o más entidades.

Para poder distinguir unívocamente las relaciones en un conjunto de relaciones R, se deben considerar dos casos:

§ R NO tiene atributos asociados: En este caso, se usa como clave primaria de R la unión de las claves primarias de todos los conjuntos de entidades participantes.

§ R tiene atributos asociados: En este caso, se usa como clave primaria de R la unión de los atributos asociados y las claves primarias de todos los conjuntos de entidades participantes.

Si el conjunto de relaciones, R, sobre las que se pretende determinar la clave primaria está compuesto de relaciones binarias, con los conjuntos de entidades participantes A y B, se consideran los siguientes casos, según sus cardinalidades:

§ R es de muchos a uno de A a B entonces sólo se toma la clave primaria de A, como clave primaria de R.

§ R es de uno a muchos de A a B entonces se toma sólo la clave primaria de B, como clave primaria de R.

§ R es de uno a uno de A a B entonces se toma cualquiera de las dos claves primarias, como clave primaria de R.

§ R es de muchos a muchos de A a B entonces se toma la unión de los atributos que conforman las claves primarias de A y de B, como clave primaria de R.

RELACION

Describe cierta dependencia entre entidades o permite la asociación de las mismas.

Una relación tiene sentido al expresar las entidades que relaciona. En el ejemplo anterior, Un Huésped (entidad), se aloja (relación) en una habitación (entidad).

Conjunto de relaciones

Consiste en una colección, o conjunto, de relaciones de la misma naturaleza.

Ejemplo:

Dados los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped", todas las relaciones de la forma habitación-huésped, permiten obtener la información de los huéspedes y sus respectivas habitaciones.

La dependencia o asociación entre los conjuntos de entidades es llamada participación. En el ejemplo anterior los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped" participan en el conjunto de relaciones habitación-huésped.

Se llama grado del conjunto de relaciones a la cantidad de conjuntos de entidades participantes en la relación.

TIPO de relaciones

tipos:

TIPO	RELACIÓN	REPRESENTACIÓN
1:1	Una a una : La cardinalidad máxima en ambas direcciones es 1.	1 1
1:N	Una a muchas: La cardinalidad máxima en una dirección es 1 y en la otra muchos.	1 N
N:M	Muchas a muchas: La cardinalidad máxima en ambas direcciones en muchos.	N M

Tipos de participación de las entidades en una relación:

· Opcional (parcial): No todas las ocurrencias de una entidad tienen que estar relacionadas con alguna de la otra entidad. Se representa mediante una línea con trazo sencillo. (Por ejemplo, no toda persona posee animales, y no todo animal es posesión de alguna persona. En este caso ambas entidades participan parcialmente en la relación).

· Obligatoria (total): Todas las ocurrencias de una entidad deben estar relacionadas con alguna de la entidad con la que esta relacionada. Se dice también, que existen una participación total de ese conjunto de entidades en el conjunto de relaciones, y se representa mediante una línea con trazo doble. (Por ejemplo, todo proveedor tiene que vender algún artículo para serlo, y todo artículo es vendido por algún proveedor. En este caso ambas entidades participan de forma total en la relación).

2.-DIAGRAMA ENTIDAD RELACION

Un diagrama o modelo entidad-relación (a veces denominado por su siglas, E-R "Entity relationship", o, "DER" Diagrama de Entidad Relación) es una herramienta para el modelado de datos de un sistema de información. Estos modelos expresan entidades relevantes para un sistema de información así como sus interrelaciones y propiedades.

El Modelo Entidad-Relación, también conocido como DER (diagramas entidad-relación) es una herramienta de modelado para base de datos, propuesto por Peter Chean en 1976, mediante el cual se pretende 'visualizar' los objetos que pertenecen a la Base de Datos como entidades, las cuales tienen unos atributos y se vinculan mediante relaciones.

Es una representación conceptual de la información. Mediante una serie de procedimientos se puede pasar del modelo E-R a otros, como por ejemplo el modelo relacional.

3.- Restricciones

Con los elementos anteriores tenemos una primera aproximación a los diagramas ER, en la que tenemos definidos los elementos principales de los diagramas. Sin embargo, en el modelo ER también se pueden definir numerosas restricciones sobre los tipos de entidades y tipos de relaciones.

Ej.: En la relación supervisa un profesor puede tener a lo sumo un supervisor, pero el diagrama anterior permite

SUPERVISOR SUPERVISADO

({DNI=666666,…}, {DNI=444444,…})

({DNI=000001,…}, {DNI=444444,…})

Que no debería ser una instancia válida de la relación.

Def:Las restricciones son propiedades que se asocian a un tipo de entidad o de relación.

Las instancias válidas del tipo de entidad o relación son aquellas en las que se verifique el conjunto de restricciones asociadas.

CARDINALIDAD DE UN TIPO DE RELACIÓN

Def: Cardinalidad de una entidad en una relación (nivel de instancias)

Sea r una relación entre tipos de entidades E1, E2, …, Ek, entonces se dice que:

• El cardinal de Ei en r es n si dados e1∈E1, …, ei-1∈Ei-1, ei+1∈Ei+1,…ek∈Ek cualesquiera, se verifica que existen exactamente n ei ∈Ei tales que:

<e1,…, ei-1, ei, ei+1,..., ek> ∈ r.

• El cardinal de Ei en r es menor o igual que n si dados e1∈E1, … , ei-1∈Ei-1, ei+1∈Ei+1,…,en ∈Ek cualesquiera, se verifica que existen a lo sumo n ei ∈Ei tales que:

<e1,…, ei-1, ei, ei+1,..., ek> ∈ r

Si asumimos que en la instancia de la BD se tiene:

A = {A1,A2,A3}, B={B1,B2}, C={C1,C2}

El cardinal de A en esta instancia es <=2, la de B=1 y la de C=2.

Esto vale para instancias pero las restricciones se aplican sobre los tipos de relaciones.

Def: Restricciones de cardinalidad. (nivel de esquema)

Se dice que un tipo de entidad participa en un tipo de relación con una restricción de cardinalidad =n o <=n si en todas las instancias válidas del tipo de relación se verifica la restricción. En el caso en que un tipo de entidad participe varias veces en el tipo de relación se podrá establecer una restricción para cada papel.

Ejemplos:

1.-

2. Fijado un alumno puede haberse matriculado en cualquier número de asignaturas! no hay restricción sobre asignatura en la relación matrícula.

Fijada una asignatura, puede haberse matriculado sobre ella un número cualquiera de alumnos! no hay restricciones sobre el tipo de entidad alumnos en la relación matrícula.

3. El supervisor de un profesor, si lo tiene, es único. El tipo de entidades profesor, en el papel supervisor tiene cardinal <=1. El tipo de entidades profesor, en el papel supervisado no tiene ninguna restricción de cardinal: un profesor puede supervisar a un número indeterminado de profesores.

4. Tipo de relación imparte:

• Dado un profesor y una asignatura, existe a lo sumo (si es profesor de la asignatura) un aula en la que se imparte clase. Restricción de cardinal para aulas: <= 1.

• Dada una asignatura y un aula, puede haber varios profesores (ej.: uno de mañana y otro de tarde) o ninguno.

Diagramas ER

Hay dos formas de expresar las restricciones de cardinalidad sobre tipos de relaciones en los diagramas:

O bien poniendo la restricción directamente sobre la línea (=1, <= 10…) o, más común:

a) Restricciones de una a muchas, de muchas a una , de una a una

Concepto:

Dado un tipo de relación R entre tipos de entidad E1, E2, …., En se puede especificar una restricción de cardinalidad distinguiendo si el tipo de entidad tiene restricción <= 1 o =1 diremos que participa con cardinalidad una o no tiene ninguna restricción (cardinalidad muchas).

Si A participa con cardinalidad una en el tipo de relación R lo representaremos:

El caso de muchas se representa con una línea sin flecha (como hasta ahora, porque no tiene restricción).

Ejemplos:

O bien

2. Matrícula: Se queda como está.

3. Profesores y supervisores:

4. Tipo de relación imparte:

Participación de una entidad en una relación

Sea r una relación definida sobre los tipos de entidades E1, …, Em y sea Ej ∈ {E1,…Em}:

• Participación:

Def.: Se dice que la participación de la entidad e ∈ Ej en r es n ( n ∈ N) si e ∈ Ej aparece en n tuplas de la relación.

• Participación total:

Def.: Se dice que Ej tiene participación total en r si cada entidad ej ∈ Ej se encuentra en alguna tupla de r. En otro caso se dice que la participación es parcial.

Ej.: Consideremos la siguiente relación r de tipo AxBxC:

A	B	C
A1	B1	C1
A1	B1	C2
A2	B2	C1
A2	B2	C2
A3	B1	C1
A3	B1	C2

Con los multiconjuntos de entidades A = {A1,A2,A3}, B={B1,B2}, C={C1,C2}

La participación de A1, A2, A3 en esta instancia es =2, la de B1=4, la de B2=2 y la de C1=3 y la de C2=3.

· Restricciones de participación en los esquemas

- Def.: Una restricción de participación (min,max) (min ∈ N, max ∈ N) de un tipo de entidades Ej en un tipo de relación R indica que en todas las instancias válidas de la BD se verifica:

e ∈ Ej --- participación de e en R está entre min y max.

- Def.: Una restricción de participación total de un tipo de entidades Ej en un tipo de relación R indica que en todas las instancias válidas de la BD, se verifica que Ej tiene una participación total.

Diagramas ER

La restricción de participación (min,max) se representa: