Base De Datos Segundo Examen

Base de datos TEMA 4: EL MODELO RELACIONAL Objetivos que perseguía Codd: Independencia física: el modo en que se almacenan los datos no influye en su manipulación lógica. Independencia lógica: no modifica los programas. Flexibilidad: poder ofrecer los datos de la forma más adecuada. Uniformidad: Aspecto uniforme de las estructuras lógicas. Sencillez: Modelo relacional más fácil de comprender. Concepto de relación
tabla
conjunto de filas (tuplas) ESTRUCTURA DEL MODELO RELACIONAL Tabla: nombre, atributos y tuplas. Dominio y atributo: Un dominio D es un conjunto finito de valores homogéneos y atómicos, caracterizado por un nombre; decimos valores homogéneos porque son todos del mismo tipo, y atómicos porque son indivisibles. Los dominios pueden definirse por intención o por extensión: Intención: por ejemplo un entero de longitud dos comprendido entre 18 y 65. Extensión: por ejemplo por nacionalidades, toda combinación de 10 letras. Dominio compuesto: una combinación de dominios simples a la que se pueden aplicar ciertas restricciones de integridad. DEFINICIÓN FORMAL DE RELACIÓN Nombre Cabecera de relación: conjunto de n pares atributo-dominio subyacente. {(A:D)} Cuerpo de la relación: conjunto de m tuplas, donde cada tupla es un conjunto de n pares atributo valor. {(A:V)} Esquema de la relación: estará formado por el nombre R, si existe, y la cabecera. R({A:D}n) Estado de la relación: es simplemente la relación.

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Base de datos CLASES DE RELACIÓN -

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Persistentes: aquellas cuya definición permanece en la base de datos, sólo se puede borrar mediante una acción explícita. o Base: Existen por si mismas. o Vistas: Son consultas y no existen por si mismas, relaciones virtuales. o Instantáneas: parecidas a las vistas, pero tienen datos propios almacenados, son las consultas guardadas. Temporales: Desaparecen de la base de datos sin necesidad de la acción de borrado.

CLAVES -

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Clave candidata: Conjunto de atributos que identifican unívocamente y mínimamente cada tupla de la relación. Siempre hay al menos una. o Clave primaria: clave candidata que el usuario escoge. o Claves alternativas: las que no han sido escogidas como clave primaria. Clave externa de una relación R2: conjunto no vació de atributos cuyos valores han de coincidir con los valores de la clave candidata de una relación R1.

RESTRICCIONES -

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Restricciones inherentes: o No haya dos tuplas iguales o El orden de las tuplas no es significativo o El orden de los atributos no es significativo o Cada atributo sólo puede tomar un único valor del dominio Restricciones semánticas o Clave primaria: Permite declarar un atributo o un conjunto de atributos como clave primaria de una relación, sus valores no se podrán repetir ni se admitirán nulos. o Unicidad: se indica que los valores de un conjunto de atributos no pueden repetirse en una relación. o Obligatoriedad: El conjunto de atributos no admite valores nulos. o Integridad referencial: Si una relación R2 tiene un atributo que es una clave candidata de la relación R1, todo valor de dicho atributo debe concordar con un valor de la clave candidata referenciada de R1 o bien ser nulo. Consecuencias de ciertas operaciones (borrado y modificación) o Operación restringida: el borrado de tuplas de la relación que contiene la clave referenciada sólo se permite si no existen tuplas con este valor en la relación que contiene la clave externa. o Operación con transmisión en cascada: el borrado de tuplas de la relación que contiene la clave candidata referenciada lleva consigo el borrado en cascada de las tuplas de la relación que contiene la clave externa. o Operación con puesta a nulos: lleva consigo poner a nulos los valores de las claves externas de la relación que referencia.

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Base de datos o Operación con puesta a valor por defecto: lleva consigo poner el valor por defecto a la clave externa de la relación que referencia. -

Restricciones de rechazo o Verificación: comprueba si el predicado es cierto o falso, y en el segundo caso, rechaza la operación. o Aserción: de forma idéntica que la anterior pero puede afectar a varios elementos (por ejemplo a dos relaciones distintas).

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Momento en el que una restricción verifica dentro de una transacción: o Inmediato: al finalizar cada sentencia. o Diferido: al finalizar la transacción.

LOS VALORES NULOS EN EL MODELO RELACIONAL Concepto de valor nulo: Una señal utilizada para representar información desconocida, inaplicable, inexistente, no válida, no proporcionada, indefinida, etc. -

El tratamiento de valores nulos en algún operando utilizado en las operaciones exige definir: o Operaciones de comparación: Se introducen los operadores ES_NULO, que es cierto si el operando es nulo o falso en el caso contrario, y el operador SI_NULO, que se aplica a dos operandos y devuelve el valor del primero, salvo que sea nulo, en cuyo caso devuelve el valor del segundo. o Operaciones aritméticas: Se considera nulo el resultado de sumar, restar, multiplicar o dividir cuando alguno de los operandos toma el valor nulo.

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Base de datos PRTECAR 1
Eliminación de atributos múltiples Todos los atributos múltiples, es decir, los atributos que pueden tomar más de un valor en el dominio en el cual están definidos, se transforman en un tipo de entidad débil por existencia, el cual mantendrá una relación 1:N con el tipo de entidad sobre el cual estaba definido o los tipos de entidad que mantenían un tipo de interrelación si el atributo múltiple estaba definido sobre el tipo de interrelación. Este tipo de entidad débil, creado por la aplicación de esta regla, tendrá como propiedades, el atributo múltiple por el cual la regla se ha aplicado. Además se deberá tener en cuenta que si el atributo del tipo de entidad débil creado no pudiera identificar sin ambigüedad a las entidades de este tipo, entonces se procederá de alguna de las dos formas siguientes: 1. El tipo de entidad débil creado se considera que es débil por identificación con respecto al tipo de entidad con el que mantiene relación, heredando por tanto sus atributos identificadores. Si el atributo múltiple estaba definido sobre un tipo de interrelación, heredará los identificadores de los tipos de entidad que participaban en este tipo de interrelación. 2. Se añadirá un nuevo atributo (externo, o no, al dominio del problema) que permita identificar sin ambigüedad a las entidades de este tipo de entidad débil.

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Base de datos PRTECAR 2
Eliminación de atributos compuestos Todos los atributos compuestos asociados con los tipos de entidad y los tipos de interrelación deben ser descompuestos en los atributos simples que formen parte o intervengan en los atributos compuestos correspondientes. En este proceso de descomposición, se eliminará el atributo compuesto, quedando los atributos simples definidos en el mismo dominio, o interviniendo de la misma forma en el tipo de entidad o interrelación.

PRTECAR 3,4,5
Eliminación de las relaciones jerárquicas PRTECAR 3
Eliminación del supertipo de entidad En un tipo de interrelación jerárquica se desetimará el supertipo de entidad, transfiriendo todos los atributos del supertipo a cada uno de los subtipos y cada uno de los tipos de interrelación que mantuviera el supertipo serán considerados para cada 1 de los subtipos, manteniéndose por supuesto, los tipos de interrelación en los que intervenga cada uno de los subtipos de entidad. Si el tipo de interrelación jerárquica es exclusiva, los subtipos intervendrán de forma parcial (cardinalidad mínima 0) en los tipos de interrelación transferidos desde el supertipo. Esta regla sólo es conveniente aplicarla cuando las interrelaciones jerárquicas son totales y exclusivas, y cuando el número de atributos transferidos sea pequeño y no existan muchos tipos de interrelación en los que participa el supertipo de entidad.

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Base de datos

PRTECAR 3

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Base de datos PRTECAR 4
Eliminación de los subtipos de entidad En un tipo de interrelación jerárquica se desestimarán los subtipos de entidad, transfiriéndose todos los atributos de los subtipos al supertipo y cada uno de los tipos de interrelación que mantuvieran los subtipos de entidad serán considerados para el supertipo, manteniéndose, por supuesto, los tipos de interrelación en los que intervenga el supertipo de entidad. Si el tipo de interrelación jerárquica es exclusiva, el supertipo de entidad participará de forma parcial ( cardinalidad mímica 0) en aquellos tipos de interrelación transferidos desde los subtipos de entidad. En caso contrario (inclusiva) participará con las cardinalidades que participaba cada subtipo de entidad en los tipos de interrelación transferidos por aplicación de esta regla.

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Base de datos PRTECAR 5
Eliminación de la jerarquía El tipo de interrelación jerárquica se transformará en tantos tipos de interrelación 1 a 1 como subtipos de entidad estén presentes, manteniéndose los tipos de interrelación en los que interviene tanto los subtipos, como el supertipo de entidad. En los tipos de interrelación generados por la transformación, los subtipos de entidad participarán: 1. Si el tipo de interrelación jerárquica es exclusiva, participarán con cardinalidad mínima 0. 2. Si el tipo de interrelación jerárquica es inclusiva, participarán con cardinalidad mímica 0 o 1. En estos tipos de interrelación el supertipo participa con cardinalidades mínima y máxima igual a 1, pudiendo considerarse que los subtipos de entidad actúan como tipos de entidad débiles por identificación, con respecto al supertipo de entidad si se traspasa a los subtipos el identificador del supertipo, y débiles por existencia en caso contrario.

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Base de datos RTECAR 1
Transformación de tipos de entidad Todos los tipos de entidad presentes en el esquema conceptual se transformarán en tablas o relaciones en el esquema relacional, manteniendo el número y tipo de atributos, así cómo la característica de identificador de estos atributos. RTECAR 2
Transformación de tipos de interrelación 1 a 1 2.1- Si en un tipo de interrelación binaria los dos tipos de entidad participan de forma completa, es decir, ambos tipos de entidad participan con las cardinalidades mínima y máxima igual a 1, entonces: -

Si los dos tipos de entidad tienen el mismo identificador: 1º - Los dos tipos de entidad se transformarán en una única tabla formada por la agregación de los atributos de los dos tipos de entidad 2º - La clave de la tabla es el identificador de los tipos de entidad (es el mismo en ambas)

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Base de datos -

Si los tipos de entidad tienen distinto identificador, cada tipo de entidad se transformará en una tabla y: 1º - Cada tabla tendrá como clave principal el identificador de cada uno de los tipos de entidad de los cuales deriva. 2º - Cada tabla tendrá como clave foránea el identificador del otro tipo de entidad con el cual está relacionado.

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Si los 2 tipos de entidad tienen la misma clave, pero 1 de ellos es un tipo de entidad débil, entonces se procede de alguna de las 2 formas anteriores.

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Base de datos 2.2- Si es un tipo de interrelación binaria alguno de los tipos de entidad participa de forma parcial, entonces, cada tipo de entidad se transforma en una tabla por aplicación de la RTECAR 1 y se procede de alguna de las 2 formas siguientes: 1º- El identificador del tipo de entidad que participa totalmente pasa como atributo de la tabla correspondiente a la transferencia del otro tipo de entidad. En este caso este atributo podrá tomar valores nulos para distintas tuplas de esta tabla, no generándose ninguna tabla para el tipo de interrelación. 2º- Se construye una nueva tabla correspondiente al tipo de interrelación formada por los atributos identificadores de los dos tipos de entidad. Se considerará como clave de esta tabla al identificador del tipo de entidad que participa de forma parcial en el tipo de interrelación. Los atributos de esta tabla mantendrán referencias con las claves de las tablas correspondientes a la transferencia de los tipos de entidad.

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Base de datos 2.3- Si en un tipo de interrelación binaria ambos tipos de entidad participan de forma parcial, entonces, por aplicación de la regla RTECAR 1 cada uno de los tipos de entidad se transformarán en una tabla y se procede de alguna de las 2 formas siguientes: 1.- Los identificadores de cada uno de los tipos de entidad pasan a formar parte como atributo de las tablas correspondientes al otro tipo de entidad. Estos atributos actuarán como claves foráneas en estas tablas. 2.- Se construye una nueva tabla correspondiente al tipo de interrelación y cuyos atributos serán los identificadores de los dos tipos de entidad. La clave principal de la tabla generada será el identificador de cada uno de los tipos de entidad y, necesariamente, se definirá como clave alterna al identificador del otro tipo de entidad.

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Base de datos RTECAR 3
Transformación de tipos de interrelación 1:N 3.1- Si en un tipo de interrelación binaria 1:N ambos tipos de entidad participan de forma total, o el tipo de entidad que interviene con cardinalidad máxima N participa de forma parcial, entonces, cada tipo de entidad se transformará en una tabla y el identificador del tipo de entidad que participa con cardinalidad máxima 1 pasa a formar parte de la tabla correspondiente al tipo de entidad que participa con cardinalidad máxima N. Este atributo será definido como clave foránea de esta tabla manteniendo una referencia con la tabla correspondiente al tipo de entidad que participa con cardinalidad máxima 1. Si el tipo de interrelación tuviera atributos asociados, estos atributos pasan a formar parte de la tabla correspondiente al tipo de entidad que participa con cardinalidad máxima N.

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Base de datos 3.2- Si en un tipo de interrelación binaria 1:N ambos tipos de entidad participan de forma parcial, o el tipo de entidad que interviene con cardinalidad máxima 1 participa de forma parcial, entonces, cada tipo de entidad se transforma en una tabla y se genera una nueva tabla correspondiente al tipo de interrelación. Esta tabla estará formada por los identificadores de los tipos de entidad que intervienen en el tipo de interrelación y por todos los atributos asociados al tipo de interrelación. La clave principal de esta tabla será el atributo identificador correspondiente al tipo de entidad que interviene con cardinalidad máxima N, y será necesario definir como clave foránea los atributos identificadores correspondientes a los dos tipos de entidad.

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Base de datos RTECAR 4
Transformación de tipos de interrelación N:N En un tipo de interrelación binaria N:N cada tipo de entidad se transforma en una tabla y se genera una nueva tabla para representar el tipo de interrelación. Esta tabla estará formada por los identificadores de los tipos de entidad que intervienen en el tipo de interrelación y por todos los atributos asociados al tipo de interrelación. La clave principal de esta tabla será la agregación de los atributos identificadores correspondientes a los tipos de entidad que intervienen en el tipo de interrelación.

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Base de datos TRANSFORMACIÓN DE TIPOS DE INTERRELACIÓN N-ARIAS En el proceso de transformación de las relaciones en las que intervienen más de 2 tipos de entidad se debe aplicar la misma regla que la aplicada para los tipos de interrelación binarias N:N (RTECAR 4). Es decir, cada tipo de entidad se transforma en una tabla y el tipo de interrelación también cuyos atributos son los atributos identificadores de los tipos de entidad participantes en el tipo de interrelación y los atributos asociados al tipo de interrelación. La clave de esta tabla será la agregación de los atributos identificadores de los tipos de entidad. Cuando algún tipo de entidad participe en el tipo de interrelación con cardinalidad máxima 1, entonces, el identificador de este tipo de entidad no pasa a formar parte de la clave de la tabla que se deriva del tipo de interrelación. Es como un atributo más como hay que considerar la participación de este tipo de entidad en el tipo de interrelación, teniendo en cuenta que no deja de actuar como clave foránea.

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Base de datos TRANSFORMACIÓN DE TIPOS DE INTERRELACIÓN REFLEXIVAS Los tipos de interrelación reflexivas representan aquellas relaciones que se establecen entre un mismo tipo de entidad consigo mismo. Es decir, son relaciones binarias en las que únicamente interviene un tipo de entidad. Para esta clase de interrelación se pueden dar dos casos: -

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El tipo de entidad participa en uno de sus papeles con cardinalidad máxima 1, y en el otro papel con cardinalidad máxima N, o bien ambos participan con cardinalidad máxima 1. El tipo de entidad participa en sus dos papeles con cardinalidad máxima N.

En el 2º caso se debe aplicar la RTECAR 4. En el primer caso se procede de alguna de las dos formas siguientes: 1º- Se genera una tabla para el tipo de entidad, y en esta tabla se añade como clave foránea el identificador del tipo de entidad, para representar que un objeto forma parte de un solo objeto. (Cuando la cardinalidad mínima es 1) 2º- Se genera una tabla para el tipo de entidad y otra para el tipo de interrelación, formada por los atributos asociados al tipo de interrelación y el identificador del tipo de entidad, el cual será la clave de la tabla representando al objeto que forma parte de otros objetos, y de nuevo el identificador del tipo de entidad, representando al objeto del cual forman parte otros objetos de menor categoría (cardinalidad mínima 0/1).

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Base de datos REGLAS DE NORMALIZACIÓN Primera forma normal: Una relación R satisface la primera forma normal (FN1) si, y solo si, todos los atributos toman un único valor del dominio subyacente. Segunda forma normal: Una relación R satisface la sesgunda forma normal (FN2) si, y sólo si, satisface la primera forma normal y cada atributo de la relación depende funcionalmente de forma completa de la clave primaria de esa relación. Tercera forma normal Una relación R satisface la tercera forma normal (FN3) si, y sólo si, satisface la segunda forma normal y cada atributo no principal de la relación no depende transitivamente de la clave principal. La forma normal de Bouyce-Codd (FNBC) Una relación R satisface la forman normal de Boyce-Codd (FNBC) si, y sólo si, se encuentra en FN1, y cada determinante funcional es una clave candidata de la relación R.

CONCEPTO DE DETERMINANTE FUNCIONAL Se denomina determinante funcional a uno o a un conjunto de atributos de una relación R del cual dependen funcionalmente de forma completa algún otro atributo de la misma relación, por lo tanto la FNBC se puede definir: Una relación R satisface la FNBC si, y sólo si, se encuentra en FN1 y cada determinante funcional es una clave candidata de la relación.

CLAVES TRASLAPADAS Dos claves candidatas se dicen que están traslapadas si cada una de ellas está formada por dos o más atributos y alguno de ellos se común a ambas. PROPIEDADES DE LAS DEPENDENCIAS FUNCIONALES 1º- Reflexiva Dados los atributos a y b de una relación R para los que se cumplen que R.a es un subconjunto de R.b entonces, en la relación R, está presente una dependencia funcional de la forma R.b
R.a

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2º- Aumento Dados los atributos a y b de una relación R en la que está presente la dependencia funcional R.a
R.b, entonces también estará presente R.(a+c)
R.(b+c), siendo c cualquier otro atributo que forme parte de la intención de la relación R. 3º- Transitiva Dados los atributos a, b y c de una relación R en la que están presentes las dependencias funcionales R.a
R.b y R.b
R.c, entonces también estará presente la dependencia funcional R.a
R.c 4º- Unión Dados los atributos a, b y c de una relación R, en la que están presentes las dependencias funcionales R.a
R.b y R.a
R.c, entonces también estará presente la dependencia funcional R.a
R.(b+c) 5º- Pseudotransitiva Dados los atributos a, b, c y d de una relación R en las que están presentes las dependencias funcionales R.a
R.b y R.(b+c)
R.d, entonces también estará presente la dependencia funcional R.(a+c)
R.d 6º- Descomposición Dados los atributos a, b y c de una relación R en la que está presente la dependencia funcional R.a
R.b, y se cumple que R.c es subconjunto de R.b entonces también estará presente la dependencia funcional R.a
R.c DESCOMPOSICIÓN POR APLICACIÓN DE LA FN2 Dada una relación R cuya clave es un agregado de la forma (R.x, R.y) y en esta relación existe una dependencia funcional incompleta de la forma R.y
R.z, donde R.z es un atributo no primo de la relación R, el proceso de descomposición se realizará de la forma siguiente: 1º- De la relación R se elimina R.z quedando igual el resto de su intención 2º- Se construye una nueva relación R1 cuya intención es: a) el atributo R.z como atributo no primo de la relación R1 b) El atributo R.y como atributo primo (clave primaria) de la relación R1 3º- Se define a R.y como clave foránea de la clave de la relación R1

DEFINICIÓN DE ATRIBUTO PRIMO A los atributos que forman parte de la clave de una relación se les denomina atributos primos, y a los que no forman parte de la clave atributos no primos.

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DESCOMPOSICIÓN POR APLICACIÓN DE LA FORMA NORMAL 3 Dada la relación R de clave R.x y atributos no primos R.y y R.z con las siguientes dependencias funcionales: Rx
R.y y R.y
R.z el proceso de descomposición se realizará de la forma siguiente: 1º- De la relación R se elimina el atributo que mantiene una dependencia funcional transitiva con la clave de la relación. 2º- Se construye una nueva relación R1 cuya intención es: a) El atributo R.z que mantenía una dependencia funcional transitiva b) R.y con el cual el atributo R.z mantenía una dependencia funcional completa c) La clave de R1 será el atributo R1.y 3º- En la relación R se define R.y como clave de la relación R1.

DESCOMPOSICIÓN POR LA APLICACIÓN DE FNBC Dada una relación R en la cual están presentes uno o más determinantes funcionales R.x, R.y….R.z posiblemente formandos por un agregado de datos de la forma R.[] ≡ {R.a, R.b….R.j} y en esta relación existen dependencias funcionales diferentes a dependencias completas de la forma R.[]
R.n, donde R.n es cualquier atributo de la relación R, el proceso de descomposición se realizará de la forma siguiente: 1º- De la relación R se elimina el atributo R.n, quedando igual el resto de R 2º- Se construye una nueva relación R1 cuya intención es: a) El atributo R.n como atributo no primo de R1 b) El atributo R.m como atributo primo, donde R.m pertenece R[], R.m subconjunto R.[] está formado por el subconjunto de los agregados de datos que forman parte del determinante funcional R.[], y por el que existe una dependencia funcional de la forma R.m
R.n 3º- Se define R.m como clave foránea de la clave de la relación R1

DEPENDENCIA FUNCIONAL PLENA O COMPLETA Se dice que Y tiene dependencia funcional completa o plena de X si dependen funcionalmente de X pero no depende de ningún otro subconjunto del mismo, es decir, Y depende de todos, y exclusivamente de todos, los atributos que forman X. Se representa por X = = > Y. DEPENDENCIA FUNCIONAL TRANSITIVA Sea la relación R(X,Y,Z) en la que existen las siguientes dependencias funcionales: X---->Y Y---->Z Y--/-->X

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Se dice entonces que Z tiene una dependencia transitiva respecto de X a través de Y, lo que se representa por: X--- --->Z

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