Modelo entidad relación
Módulo 2
INTRODUCCIÓN
Hasta el momento se han visto las nociones básicas de base de datos y se ha tenido un acercamiento a la concepción e interpretación del contexto del concepto o universo del discurso.
Esta guía se profundizará en este contexto, focalizándose en los elementos necesarios para la construcción de un modelo entidad relación. Para lograr esto, se usarán las nociones del modelo conceptual usando diagramas entidad relación.
Con el modelo entidad relación lograremos estructurar la información y organizar los datos que forman parte de una base de datos. Al finalizar esta guía, el estudiante tendrá la capacidad de identificar las entidades y relaciones que existen dentro de la problemática y hacer un diseño conceptual que permita comprender la información que se va a almacenar en la base de datos.
Fases para crear una base de datos
Antes de iniciar la comprensión de los conceptos del modelo entidad relación, sinteticemos y resumamos cuales son las fases para la creación de una base de datos, veamos:
Fase de análisis o recopilación de toda la información: esta etapa, se relaciona con la compresión de la problemática inmersa en determinado contexto o ámbito de un problema.
Las temáticas vistas hasta el momento en el módulo de Interpretación de Requisitos son un insumo importante en la creación de una base de datos, debido a que, las etapas que aprovisionaron este módulo ayudaron a recolectar suficiente información que le ayude a los estudiantes comprender de una manera clara y amplia la problemática que se está abordando desde el Proyecto Pedagógico Integrador. De esta manera se pueden remitir a las especificaciones de requisitos de software o las historias de usuario que ayuden con el propósito de esta etapa.
Diseño Entidad Relación o Modelo Conceptual: el modelo entidad-relación o modelo conceptual (etapa inmersa en esta guía), tiene como objetivo de representar la información obtenida del usuario final y concretada en la especificación de requisitos de software usando estándares, para que el resto de la comunidad informática pueda entender y comprender el modelo realizado.
Diseño Relacional o Modelo Lógico: consiste en la transformación del modelo entidad relación en un modelo relacional, el cual está sustentando en relaciones, tablas y atributos. Este modelo es mucho más técnico al anterior, ya que está orientado al personal informático y generalmente tiene traducción directa al modelo físico que entiende el Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD).
Diseño de modelo físico: durante esta etapa se lleva el modelo lógico o el modelo relacional a uno físico, para su posterior implementación sobre un SGBD (descrito en la guía anterior de base de datos).
Modelo entidad relación
El diseño del modelo entidad-relación, corresponde a la segunda fase de la creación de una base de datos, que se realiza una vez hemos recopilado toda la información por parte del cliente. Los elementos básicos de un modelo entidad-relación son las entidades, las relaciones, los atributos y las cardinalidades.
Entidades
Una entidad es cualquier objeto o elemento del mundo real, del cual se pueda almacenar información en la base de datos. Las entidades pueden ser concretas, tal como una persona, un auto, un animal o una casa y abstractas como una fecha, una cuenta bancaria, un puesto de trabajo o una asignatura de clase. Las entidades cuentan con propiedades y atributos, que facilitan representar la entidad, de esta forma se facilita identificar las entidades en la problemática del universo del discurso. Al momento de representar una entidad se debe tener en cuenta:
Se representan gráficamente mediante un rectángulo.
Se recomienda nombrarlas en singular y su nombre aparece en el interior del rectángulo.
El nombre de entidad sólo puede aparecer una vez en el modelo entidad relación.
Veamos algunos ejemplos:
Tipos de entidades
En el modelo entidad relación existe dos tipos de entidades: fuertes y débiles.
Entidades fuertes: Se dice que una entidad es fuerte si puede existir por sí misma sin que dependa de la existencia de otra entidad.
Entidades débiles: Por el contrario, si una entidad depende de la existencia de otra, será débil por existencia o por identificación.
En el siguiente ejemplo, se puede observar que se tienen la entidad Película y Copia. La entidad Película es fuerte, debido a que no depende de otra entidad para existir, mientras la entidad Copia es débil, porque depende de la existencia de una Película, es decir, para poder realizar una Copia, debe existir una Película.
Atributos
El principal mecanismo por el cual se puede distinguir una entidad de otra, son los atributos o también llamadas propiedades o campos, los cuales representan las características de una entidad. Los atributos de una entidad pueden tomar un conjunto de valores permitidos al que se le conoce como dominio del atributo. Dando valores a estos atributos, se obtienen las diferentes ocurrencias de una entidad.
Tipos de atributos
Veamos cómo se pueden clasificar los atributos y su representación gráfica.
Atributos identificadores: también llamados como clave principal o llave primaria, estos atributos tienen la particularidad de no repetir valores dentro de la entidad y sirven para identificar de forma univoca cada ocurrencia. Tal como se aprecia en el gráfico anterior, el Documento es un identificador único debido a que este atributo identifica a cada cliente de manera única.
Atributos descriptivos: los atributos descriptores son los más comunes que se pueden evidenciar en las entidades de un modelo entidad relación, estos atributos describen diversas propiedades de una entidad.
Atributos derivados: estos atributos cuyos valores se calculan a partir de los valores de otros atributos. Por ejemplo, la edad se calcula a partir de la fecha de nacimiento y la fecha actual.
Atributos compuestos: un atributo compuesto es un atributo que puede ser descompuesto en otros atributos pertenecientes a distintos dominios. En muchas ocasiones un atributo compuesto puede ser un identificador de una entidad.
Atributos multivaluados: es un atributo que almacenan varios valores de un mismo dominio. En ocasiones se confunden con los atributos compuestos. Por ejemplo, las habilidades o teléfonos de un empleado.
Relaciones
Una relación es la asociación entre dos a más entidades. Para nombrar una relación debemos tener en cuenta:
Tiene un nombre que describe su función.
Se representan gráficamente mediante rombos.
El nombre aparece en el interior de los rombos.
Las entidades que están involucradas en una determinada relación se denominan entidades participantes. El número de participantes en una relación es lo que se denomina grado de la relación. Veamos qué tipo de relaciones existen:
Relación Binaria
Esta se presenta cuando existe una relación únicamente entre 2 entidades. La relación PROPIETARIO-BOTE es de grado 2 o binaria, ya que intervienen dos entidades.
R
elación N-Aria
En este caso en una misma relación intervienen más de 2 entidades. Veamos el siguiente ejemplo, que involucra las entidades LIBRO, AUTOR Y EDITORIAL. Esta relación es de grado 3 ya que se relación las tres entidades mediante la publicación que se requiere hacer del libro.
Relación Reflexiva
Esta se da cuando una entidad se relaciona consigo misma. Por ejemplo, la entidad persona, ésta podría ser reflexiva a través de la relación “trabajar”, dado que una persona puede trabajar para otra persona. Otro ejemplo podría ser, tomar la entidad empleado, es reflexiva mediante la relación “es jefe”, pues un empleado es jefe de otro empleado.
Cardinalidad de las relaciones
Llamada también multiplicidad, indica la cantidad de elementos o instancias de una entidad A que se relacionan con una instancia de una entidad B y viceversa. Estas se clasifican en tres, veamos:
Uno a Uno (1:1)
A cada elemento de la primera entidad le corresponde solamente un elemento de la segunda entidad, y a la inversa. Tomemos el ejemplo de la entidad “Profesor” y la entidad “Cubículo”, con la relación “Asignar”, tenemos que, a un profesor se le asigna solo un cubículo y un cubículo se le asigna a un único profesor.
Uno a Muchos (1:M)
Esta se da cuando un registro de una entidad A se relaciona con cero o varios registros de una entidad B, y cada registro de la entidad B se relaciona únicamente con un registro de la entidad A. Por ejemplo, las entidades “Ciudad” y “País” con la relación “Pertenecer” veríamos que a un país pertenecen muchas ciudades, pero cada una de esas ciudades pertenece a un solo país. Tomando un caso en particular, en Colombia hay muchas ciudades entre ellas Medellín, pero Medellín solo se encuentra en un solo país, el cual es Colombia.
Muchos a Muchos (N:M)
Esta se da cuando un registro de una entidad A se relaciona con cero o varios registros de una entidad B, y un registro de una entidad B se relaciona con cero o varios registros de la entidad A. Por ejemplo, los “Estudiantes” y los “Libros”, existe una relación de muchos a muchos, dado que un estudiante puede prestar varios libros en el transcurso del año, y a su vez cada libro es prestado por muchos estudiantes.
Ejercicio “Colegio La Trinidad”
El colegio la trinidad es un Institución Educativa adscrita a la secretaria de educación del municipio de Medellín. El municipio como tal, maneja muchas instituciones y al igual que la institución educativa La Trinidad, tiene una problemática para llevar el registro de la información que se manejan en éstas.
El colegio La Trinidad esta registrado con el código IE-43, con el cual se puede identificar y diferenciar del resto de instituciones educativas.
En La Trinidad laboran muchos docentes, que se encuentran en constante rotación, sea por que renuncian a su labor o por que la secretaría de educación lo envía a otra institución educativa. De los docentes es importante saber en todo momento: documento de identificación, nombre, titulo y dirección.
Dentro de la institución La Trinidad, los docentes se encargan de impartir los módulos que se dictan a los estudiantes. Los módulos de la institución siempre se identifican con código que cuenta con el siguiente formato: MOD-(iniciales del módulo)-(Numero asignado por la IE). Además, es importante llevar un registro de las temáticas que tiene cada módulo, con el fin de tener un plan de estudio que puedan conocer los integrantes de la institución.
Otro elemento importante son los alumnos que pertenecen a la institución educativa. De los alumnos es pertinente conocer la siguiente información: número de expediente, nombre completo, fecha de nacimiento y la edad. Los alumnos son organizados en grupos, de los cuales se tiene un código de grupo y una letra, con la cual identifican el grupo. Por último, los alumnos se vuelven tutores de otros estudiantes, para brindarles asesoría en dudas que puedan tener sobre temas de estudio.
También se debe tener inventario de las aulas que son usadas por cada grupo, es decir, que un grupo sólo puede ocupar una única aula y un aula no será ocupada por más de un grupo. De las aulas se debe saber: cuantos equipos de cómputo que se entregan, el número de pupitres disponibles y un código del aula que asigna la institución educativa.
La secretaria ha notado que, en las instituciones educativas, los estudiantes de último grado (11) están adquiriendo becas, por lo cual se requiere tener información sobre dichas becas. Por ser de estudiantes de último grado, solo hay posibilidad de adquirir una beca por estudiante. De las becas se conoce la fecha en que inicia la beca, el presupuesto o valor de la beca y el nombre de la institución donde se utilizara la beca por parte del estudiante.
Quiero saber más …
En el siguiente enlace podrá encontrar todos los diagramas hechos en diagrams.net https://app.diagrams.net/#G1AFIUPXj15qw6NXz86856I5ugLDeKgBhE
Ejercicios
Ejercicio 1
Tomando como referencia el ejercicio COMPAÑÍA DE “BOTES EL PEÑOL”, descrito en la guía 1 de base de datos, construya el modelo entidad relación, donde se evidencie.
Entidades fuertes.
Entidades débiles (si existen).
Atributos de las entidades, teniendo en cuenta sus tipos.
Establezca las relaciones entre las entidades y su cardinalidad.
Ejercicio 2
Diseñe el modelo entidad relación del PPI con su equipo de trabajo teniendo en cuenta los conceptos descritos durante esta guía.
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