MODELOS RELACIONALES
Definición 1
Las bases de datos relacionales son el tipo de bases de datos actualmente más difundido. Los motivos de este éxito son fundamentalmente dos:
- ofrecen sistemas simples y eficaces para representar y manipular los datos
- se basan en un modelo, el relacional, con sólidas bases teóricas
El modelo relacional fue propuesto originariamente por E.F. Codd en un ya famoso artículo de 1970. Gracias a su coherencia y facilidad de uso, el modelo se ha convertido en los años 80 en el más usado para la producción de DBMS.
La estructura fundamental del modelo relacional es precisamente esa, "relación", es decir una tabla bidimensional constituida por líneas (tuplas) y columnas (atributos). Las relaciones representan las entidades que se consideran interesantes en la base de datos. Cada instancia de la entidad encontrará sitio en una tupla de la relación, mientras que los atributos de la relación representarán las propiedades de la entidad. Por ejemplo, si en la base de datos se tienen que representar personas, se podrá definir una relación llamada "Personas", cuyos atributos describen las características de las personas (tabla siguiente). Cada tupla de la relación "Personas" representará una persona concreta.
Definición 2
Los sistemas relacionales son importantes porque ofrecen muchos tipos de procesos de datos, como: simplicidad y generalidad, facilidad de uso para el usuario final, períodos cortos de aprendizaje y las consultas de información se especifican de forma sencilla.
Las tablas son un medio de representar la información de una forma más compacta y es posible acceder a la información contenida en dos o más tablas. Más adelante explicaremos que son las tablas.
Las bases de datos relacionales están constituidas por una o más tablas que contienen la información ordenada de una forma organizada. Cumplen las siguientes leyes básicas:
- Generalmente, contendrán muchas tablas.
- Una tabla sólo contiene un número fijo de campos.
- El nombre de los campos de una tabla es distinto.
- Cada registro de la tabla es único.
- El orden de los registros y de los campos no está determinados.
- Para cada campo existe un conjunto de valores posible.
Diseño de las bases de datos relacionales
El primer paso para crear una base de datos, es planificar el tipo de información que se quiere almacenar en la misma, teniendo en cuenta dos aspectos: la información disponible y la información que necesitamos.
La planificación de la estructura de la base de datos, en particular de las tablas, es vital para la gestión efectiva de la misma. El diseño de la estructura de una tabla consiste en una descripción de cada uno de los campos que componen el registro y los valores o datos que contendrá cada uno de esos campos.
Los campos son los distintos tipos de datos que componen la tabla, por ejemplo: nombre, apellido, domicilio. La definición de un campo requiere: el nombre del campo, el tipo de campo, el ancho del campo, etc.
Los registros constituyen la información que va contenida en los campos de la tabla, por ejemplo: el nombre del paciente, el apellido del paciente y la dirección de este. Generalmente los diferente tispos de campos que su pueden almacenar son los siguientes: Texto (caracteres), Numérico (números), Fecha / Hora, Lógico (informaciones lógicas si/no, verdadero/falso, etc., imágenes.
En resumen, el principal aspecto a tener en cuenta durante el diseño de una tabla es determinar claramente los campos necesarios, definirlos en forma adecuada con un nombre especificando su tipo y su longitud.
Definición 3
El modelo relacional se considera un modelo conceptual ya que permite a un nivel alto el ver con claridad la información utilizada en algun problema o negocio.
En este capítulo nos concentraremos en desarrollar un buen modelo "lógico" que se conoce como "esquema de la base de datos" (database schema) a partir del cual se podrá realizar el modelado físico en el DBMS, es importante mencionar que es un paso necesario, no se puede partir de un modelo conceptual para realizar un físico.
uede resultar confuso el concepto de modelo entidad-relación vs modelo relacional, quizás porque ambos comparten casi las mismas palabras. Como se mencionó en la sección anterior, el objetivo del modelo relacional es crear un "esquema" (schema), lo cual como se mencionará posteriormente consiste de un conjunto de "tablas" que representan "relaciones", relaciones entre los datos.
Estas tablas, pueden ser construídas de diversas maneras:
- Creando un conjunto de tablas iniciales y aplicar operaciones de normalización hasta conseguir el esquema más óptimo. Las técnicas de nomalización se explican más adelante en este capítulo.
- Convertir el diagrama e-r a tablas y posteriormente aplicar también operaciones de normalización hasta conseguir el esquema óptimo.
La primer técnica fue de las primeras en existir y, como es de suponerse, la segunda al ser más reciente es mucho más conveniente en varios aspectos:
- El partir de un diagrama visual es muy útil para apreciar los detalles, de ahí que se llame modelo conceptual.
- El crear las tablas iniciales es mucho más simple a través de las reglas de conversión.
- Se podría pensar que es lo mismo porque finalmente hay que "normalizar" las tablas de todas formas, pero la ventaja de partir del modelo e-r es que la "normalización" es mínima por lo general.
- Lo anterior tiene otra ventaja, aún cuando se normalice de manera deficiente, se garantiza un esquema aceptable, en la primer técnica no es así.
Definición 4
La ventaja del modelo relacional es que los datos se almacenan, al menos conceptualmente, de un modo en que los usuarios entienden con mayor facilidad. Los datos se almacenan como tablas y las relaciones entre las filas y las tablas son visibles en los datos. Este enfoque permite a los usuarios obtener información de la base de datos sin asistencia de sistemas profesionales de administración de información.
Las características más importantes de los modelos relacionales son:
- Es importante saber que las entradas en la tabla tienen un solo valor (son atómicos); no se admiten valores múltiples, por lo tanto la intersección de un renglón con una columna tiene un solo valor, nunca un conjunto de valores.
- Todas las entradas de cualquier columna son de un solo tipo. Por ejemplo, una columna puede contener nombres de clientes, y en otra puede tener fechas de nacimiento. Cada columna posee un nombre único, el orden de las comunas no es de importancia para la tabla, las columnas de una tabla se conocen como atributos. Cada atributo tiene un dominio, que es una descripción física y lógica de valores permitidos.
- No existen 2 filas en la tabla que sean idénticas.
- La información en las bases de datos son representados como datos explícitos, no existen apuntadores o ligas entre las tablas.
La arquitectura relacional se puede expresar en términos de tres niveles de abstracción: nivel interno, conceptual y de visión.
La arquitectura relacional consta de los siguientes componentes:
Modelo relacional de datos:
En el nivel conceptual, el modelo relacional de datos está representado por una colección de relaciones almacenadas. Cada registro de tipo conceptual en un modelo relacional de datos se implanta como un archivo almacenado distinto.
Submodelo de datos:
Los esquemas externos de un sistema relacional se llaman submodelos relacionales de datos; cada uno consta de uno a más escenarios (vistas) para describir los datos requeridos por una aplicación dada. Un escenario puede incluir datos de una o más tablas de datos. Cada programa de aplicación está provisto de un buffer ("Area de trabajo de usuario") donde el DBMS puede depositar los datos recuperados de la base para su procesamiento, o puede guardar temporalmente sus salidas antes de que el DBMS las escriba en la base de datos.
Esquema de almacenamiento:
En el nivel interno, cada tabla base se implanta como un archivo almacenado. Para las recuperaciones sobre las claves principal o secundaria se pueden establecer uno o más índices para accesar un archivo almacenado.
Sublenguaje de datos:
Es un lenguaje de manejo de datos para el sistema relacional, el álgebra relacional y cálculo relacional, ambos lenguajes son "relacionalmente completos", esto es, cualquier relación que pueda derivarse de una o más tablas de datos, también se puede derivar con u solo comando del sublenguaje. Por tanto, el modo de operación de entrada/Salida en un sistema relacional se puede procesar en la forma: una tabla a la vez en lugar de: un registro a la vez; en otras palabras, se puede recuperar una tabla en vez de un solo registro con la ejecución de un comando del sublenguaje de datos.
Definición 5
El modelo relacional representa la segunda generación de los SGBD. En él, todos los datos están estructurados a nivel lógico como tablas formadas por filas y columnas, aunque a nivel físico pueden tener una estructura completamente distinta. Un punto fuerte del modelo relacional es la sencillez de su estructura lógica. Pero detrás de esa simple estructura hay un fundamento teórico importante del que carecen los SGBD de la primera generación, lo que constituye otro punto a su favor.
Dada la popularidad del modelo relacional, muchos sistemas de la primera generación se han modificado para proporcionar una interfaz de usuario relacional, con independencia del modelo lógico que soportan (de red o jerárquico). Por ejemplo, el sistema de red IDMS ha evolucionado a IDMS/R e IDMS/SQL, ofreciendo una visión relacional de los datos.
En los últimos años, se han propuesto algunas extensiones al modelo relacional para capturar mejor el significado de los datos, para disponer de los conceptos de la orientación a objetos y para disponer de capacidad deductiva.
El modelo relacional, como todo modelo de datos, tiene que ver con tres aspectos de los datos:
- Estructura de datos.
- Integridad de datos.
- Manejo de datos.
Una base de datos relacional es un conjunto de relaciones normalizadas. Para representar el esquema de una base de datos relacional se debe dar el nombre de sus relaciones, los atributos de éstas, los dominios sobre los que se definen estos atributos, las claves primarias y las claves ajenas.
El esquema de la base de datos de la empresa inmobiliaria es el siguiente:
OFICINA | (Onum, Calle, Area, Población, Teléfono, Fax) |
PLANTILLA | (Enum, Nombre, Apellido, Dirección, Teléfono, Puesto, Fecha_nac, |
Salario, DNI, Onum) | |
INMUEBLE | (Inum, Calle, Area, Población, Tipo, Hab, Alquiler, Pnum, Enum, |
Onum) | |
INQUILINO | (Qnum, Nombre, Apellido, Dirección, Teléfono, Tipo_pref, |
Alquiler_max) | |
PROPIETARIO | (Pnum, Nombre, Apellido, Dirección, Teléfono) |
VISITA | (Qnum, Inum, Fecha, Comentario) |
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