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• Nelson Jimenez

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Fundamentos de Bases de Datos

Fundamentos de Bases de Datos Unidad Didáctica 2: Bases de Datos Relacionales

2.1 ¿Qué es una Base de Datos Relacional? Introducción Un sistema de Administración de Bases de Datos permite que los datos permanezcan independientes de los programas de aplicación que los manipulan. Esta es una característica muy importante, por todos los beneficios que le ofrece a quien desarrolla programas para accederlos. Esta característica recibe diferentes nombres, tales como independencia de datos,

o independencia lógica. Esta independencia se logra a través de un proceso de abstracción de datos, que permite definir a los mismos de manera abstracta, independiente de la tecnología en la cual la base de datos llegara a implantarse. Para lograr lo anterior, un concepto fundamental de la abstracción de datos en bases de datos es el concepto de un modelo de datos, el cual permite definir los requerimientos de datos de un área de la empresa, mucho antes de pensar en cómo representarlos en tecnología.

El modelo de datos entonces define a los datos de tal forma que se organizan para ser manipulados en la base de datos. Este módulo permite introducir el concepto de Bases de Datos Relacionales, y la forma en la cual los datos se pueden definir para ser representados en base a relaciones matemáticas, o relaciones, esencia del modelo relacional. La forma natural de representar una relación es en base a una tabla, o representación tabular de las relaciones. ¿Qué es una Base de Datos Relacional?

El modelo relacional es el modelo de datos que soporta a la mayoría de los productos de bases de datos en el mercado actual. Es un modelo formal, basado en las matemáticas, en su concepto de relación matemática y en la teoría de conjuntos. El contenido de este módulo y el siguiente presentan los conceptos y términos que se presentan a continuación: •

Relaciones matemáticas o tablas relacionales

•

Llaves, primaria, alterna, foránea

•

Diseño de bases de datos relacionales

•

Normalización

¿Qué es un Modelo de Datos? Un concepto muy importante y fundamental para hablar de abstracción de datos en el área de bases de datos es el modelo de datos. Un modelo de datos permite representar los requerimientos de datos de un área bajo análisis en una forma organizada, para facilitar su

representación en un producto de bases de datos, y posteriormente su manipulación. Un modelo de datos se forma de: •

Elementos de modelación, que permiten definir la estructura de los datos, tales como tipos de datos, dominios, y reglas de integridad. (DDL)

•

Operaciones para poder actualizar y consultar la base de datos. (DML)

¿Qué es un Lenguaje de Definición de Datos (DDL)? Son los elementos de modelación que permiten definir el metadata de la base de datos, es decir, los datos acerca de los datos, que se almacenan en el DBMS, en el catálogo del sistema. ¿Qué es un Lenguaje de Manipulación de Datos (DML)? Son las operaciones que permiten el acceso a la base de datos para actualización y consulta a

los datos de la base de datos, y poder resolver cualquier consulta que los usuarios requieran de la misma. El uso de un Modelo de Datos en la creación de una Base de Datos Para la creación de una base de datos es necesario contar primero con el modelo de datos que permita crearla. El modelo de datos, como abstracción de la realidad, es la herramienta utilizada para la representación de las entidades y los atributos que las describen, así como las

relaciones entre ellas. Este modelo sirve como base para poder crear una base de datos. El enfoque de modelación más usado es el modelo Entidad-Relación. El modelo entidad-relación (E-R) se basa en percibir y modelar el mundo real en base a elementos básicos de construcción: entidades y relaciones entre ellas, así como atributos que permiten describir a ambos elementos. De todo lo anterior se deduce que el punto clave en la construcción de la base de datos será el modelo de datos.

Con la modelación de los datos requeridos por una base de datos se logra: 1. Formalización: definir formalmente las estructuras permitidas y las restricciones, a fin de representar los datos que requiere una aplicación, y la base de datos requerida. 2. Diseño: el modelo resultante es la materia prima esencial para el diseño de la base de datos.

¿Qué es el Modelo Relacional? El modelo relacional fue propuesto por E.W. Codd en 1970. Es actualmente el modelo que soporta a la gran mayoría de los sistemas de bases de datos de la actualidad. El modelo provee

características

únicas

de

relacionales, con relativa facilidad.

modelación,

que

permiten

crear

modelos de

datos

El Modelo Relacional ofrece las siguientes ventajas: •

Los datos se representan en relaciones, cuya manera natural de representación es en forma de tabla bidimensional. Esta representación es muy simple de entender y visualizar, además de que es conocida y utilizada en muchas formas de trabajo de la vida diaria, tanto en la escuela como en el trabajo.

•

Un ejemplo de una tabla relacional se presenta a continuación:

Alumno

Matrícula

Nombr e

Apellid o

Ciudad

Esta do

Carrera

Fecha de Nacimiento

45175

José

Pérez

Monterre y

NL

Ing. En Electrónica

21/01/1980

46550

Luis

Martín ez

Hermosil lo

SON

Ing. En Computación

12/06/1981

47123

René

Gonzál ez

Toluca

MEX

Lic. En Economía

13/09/1992

•

Es un modelo formal de datos, característica que lo diferencia de los otros modelos.

•

Es un modelo basado en las matemáticas, en el concepto de relación matemática y en teoría de conjuntos.

•

La manera natural de representar una relación es en forma de tabla, que permite una conceptualización y explicación sencilla de este concepto.

•

Además, por ser un concepto matemático, las tablas que forman una base de datos

relacional son manipuladas con muchas ventajas por operadores matemáticos muy sencillos y poderosos, el álgebra y el cálculo relacional. A partir de estos operadores, es muy sencillo resolver cualquier consulta que un usuario requiera. Estos lenguajes, conjuntos de operadores, están presentes en el SQL, lenguaje estándar para la manipulación de Bases de Datos relacionales comerciales.

2.2 Conceptos Fundamentales de una Base de Datos Relacional La teoría que soporta a las bases de datos relacionales es muy formal, matemática. Por esta

razón, es importante conocerla para tener un entendimiento que permita obtener el máximo aprovechamiento de ésta. Los conceptos que se presentan en este apartado deben permitir que se aproveche al máximo la tecnología, por lo que su entendimiento es indispensable. Se presentan esos conceptos a continuación.

¿Qué es una Relación Matemática/Tabla relacional? Un elemento fundamental en el modelo relacional es el concepto de relación matemática, o