Modelos de diseño de bases de datos

              
Además de la clasificación por la función de las bases de datos, éstas también se pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administración de datos.
Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como contenedor de datos (algo en donde se guarda la información), así como de los métodos para almacenar y recuperar información de esos contenedores.

Es una representación de la realidad que contiene las características generales de algo que se va a realizar. En base de datos, esta representación la elaboramos de forma gráfica. ¿Qué es modelo de datos? Es una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones que existen entre ellos, semántica asociada a los datos y restricciones de consistencia.  

Se encuentran:
     1.Modelos lógicos basados en registros:
              Relacional
              Red
              Jerárquico
      2. Modelos lógicos basados en objetos
              MER


              Modelo orientado a objetos


1.MODELOS LÓGICOS BASADOS EN REGISTROS:



Se utilizan para describir datos en los niveles conceptual y físico. Estos modelos utilizan registros e instancias para representar la realidad, así como las relaciones que existen entre estos registros (ligas) o apuntadores. A diferencia de los modelos de datos basados en objetos, se usan para especificar la estructura lógica global de la base de datos y para proporcionar una descripción a nivel más alto de la implementación.





1.-Modelo relacional:

El modelo relacional para la gestión de una base de datos es un modelo de datos basado en la lógica de predicado y en la teoría de conjuntos. Éste es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente.
En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar para un usuario casual de la base de datos.
La información puede ser recuperada o almacenada por medio de «consultas» que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información. El lenguaje más común para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language o Lenguaje Estructurado de Consultas, un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales. Este modelo considera la base de datos como una colección de relaciones.
De manera simple, una relación representa una tabla, en que cada fila representa una colección de valores que describen una entidad del mundo real. Cada fila se denomina tupla o registro y cada columna campo.



2.-      Modelo de red:

Este modelo representa los datos mediante colecciones de registros y sus relaciones se representan por medio de ligas o enlaces, los cuales pueden verse como punteros. Los registros se organizan en un conjunto de gráficas arbitrarias.


3.-   Modelo jerárquico:

Es similar al modelo de red en cuanto a las relaciones y datos, ya que estos se representan por medio de registros y sus ligas. La diferencia radica en que están organizados por conjuntos de árboles en lugar de gráficas arbitrarias.



1.MODELOS LÓGICOS BASADOS EN OBJETOS:

Se usan para describir datos en los niveles conceptual y de visión, es decir, con este modelo representamos los datos de tal forma como nosotros los captamos en el mundo real, tienen una capacidad de estructuración bastante flexible y permiten especificar restricciones de datos explícitamente. Existen diferentes modelos de este tipo, pero el más utilizado por su sencillez y eficiencia es el modelo Entidad-Relación

1. Modelo Entidad-Relación:

Denominado por sus siglas como: E-R; Este modelo representa a la realidad a través de entidades, que son objetos  que existen y que se distinguen de otros por sus características, por ejemplo: un alumno se distingue de otro por sus características particulares como lo es el nombre, o el numero de control asignado al entrar a una institución educativa, así mismo, un empleado, una materia, etc.
Las entidades pueden ser de dos tipos:
Tangibles: Son todos aquellos objetos físicos que podemos ver, tocar o sentir.
Intangibles: Todos aquellos eventos u objetos conceptuales que no  podemos ver, aun sabiendo que existen, por ejemplo: la entidad materia, sabemos que existe, sin embargo, no la  podemos visualizar o tocar.
Las características de las entidades en base de datos se llaman atributos, por ejemplo el nombre, dirección teléfono, grado, grupo, etc. son atributos de la entidad alumno; Clave, número de seguro social, departamento, etc., son atributos de la entidad empleado. A su vez una entidad se puede asociar o relacionar con más entidades a través de relaciones.


Pero para entender mejor esto, veamos un ejemplo:
 Consideremos una empresa que requiere controlar a los vendedores y las ventas que ellos realizan; de este problema determinamos que los objetos o entidades principales a estudiar son el empleado (vendedor) y el artículo (que es el producto en venta), y las características que los identifican son:


               Empleado:        Artículo:
                  Nombre            Descripción
                  Puesto              Costo
                  Salario              Clave
                  R.F.C.






La relación entre ambas entidades la podemos establecer como Venta.
Bueno, ahora nos falta describir como se representa un modelo E-R gráficamente, la representación es muy sencilla, se emplean símbolos, los cuales son:


  Así nuestro ejemplo anterior quedaría representado de la siguiente forma:



 Elementos del modelo entidad-relación


Entidad.- Objeto del mundo real sobre el que queremos almacenar información (Ej: una persona). Las entidades están compuestas de atributos que son los datos que definen el objeto (para la entidad persona serían DNI, nombre, apellidos, dirección,...). De entre los atributos habrá uno o un conjunto de ellos que no se repite; a este atributo o conjunto de atributos se le llama clave de la entidad, (para la entidad persona una clave seria DNI).
En toda entidad siempre hay al menos una clave que en el peor de los casos estará formada por todos los atributos de la tabla. Ya que pueden haber varias claves y necesitamos elegir una, lo haremos atendiendo a estas normas:
    Que sea única.
    Que se tenga pleno conocimiento de ella.- ¿Por qué en las empresas se asigna a cada cliente un número de cliente?.
    Que sea mínima, ya que será muy utilizada por el gestor de base de datos.

      Atributos

      Los atributos definen o identifican las características de entidad (es el contenido de esta entidad). Cada entidad contiene distintos atributos, que dan información sobre esta entidad. Estos atributos pueden ser de distintos tipos (numéricos, texto, fecha…).

      Relación

      Es un vínculo que nos permite definir una dependencia entre varias entidades, es decir, nos permite exigir que varias entidades compartan ciertos atributos de forma indispensable.

      Relaciones de cardinalidad

      Podemos encontrar distintos tipos de relaciones según como participen en ellas las entidades. Es decir, en el caso anterior cada empleado puede tener un cargo, pero un mismo cargo lo pueden compartir varios empleados.
      Esto complementa a las representaciones de las relaciones, mediante un intervalo en cada extremo de la relación que especifica cuantos objetos o cosas (de cada entidad) pueden intervenir en esa relación.
      Uno a uno: Una entidad se relaciona únicamente con otra y viceversa. Por ejemplo, si tuviésemos una entidad con distintos chasis y otra con matrículas deberíamos de determinar que cada chasis solo puede tener una matrícula (y cada matrícula un chasis, ni más en ningún caso).
Uno a varios o varios a uno: determina que un registro de una entidad puede estar relacionado con varios de otra entidad, pero en esta entidad existir solo una vez.
Varios a varios: determina que una entidad puede relacionarse con otra con ninguno o varios registros y viceversa. Por ejemplo, en el taller un coche puede ser reparado por varios mecánicos distintos y esos mecánicos pueden reparar varios coches distintos.

Claves

Es el atributo de una entidad, al que le aplicamos una restricción que lo distingue de los demás registros (no permitiendo que el atributo específico se repita en la entidad) o le aplica un vínculo (exactamente como comentábamos en las relaciones). Estos son los distintos tipos:
Superclaveaplica una clave o restricción a varios atributos de la entidad, para así asegurarse que en su conjunto no se repitan varias veces y así no poder entrar en dudas al querer identificar un registro.
Clave primariaidentifica inequívocamente un solo atributo no permitiendo que se repita en la misma entidad. Como sería la matrícula o el número de chasis de un coche (no puede existir dos veces el mismo).
Clave externa o clave foránea: este campo tiene que estar estrictamente relacionado con la clave primaria de otra entidad, para así exigir que exista previamente ese clave. Anteriormente hemos hablado de ello cuando comentábamos que un empleado indispensablemente tiene que tener un cargo (que lo hemos representado numéricamente), por lo cual si intentásemos darle un cargo inexistente el gestor de bases de datos nos devolvería un error.



Modelo Orientado a Objetos: 

Los objetos encapsulan atributos (forman el estado) y métodos (servicios que brinda) lo que le da una cierta funcionalidad. Los objetos coordinan sus actividades a través del llamado mutuo de métodos.
El modelo orientado a objetos tiene un gran número de objetos autónomos con distinta funcionalidad disponibles en un sistema distribuido. Los objetos corren en espacios de direccionamiento disjuntos. A partir de rutinas de comunicación explicitas ellos invocan y usan la funcionalidad de los otros objetos

CLASE Y OBJETOS

Una Clase es la descripción de un grupo de objetos con:
 Propiedades similares (atributos del objeto).                 
Comportamiento (operaciones y diagramas de estado) y semántica común.
 Y que establecen el mismo tipo de relaciones  con otros objetos.
Un objeto es una instancia (u ocurrencia) de una clase. Cada objeto tiene existencia propia y puede ser identificado. Se ha definido la identidad como: “aquella propiedad de un objeto que lo distingue del resto de objetos”
Herencia: un subtipo o una subclase heredarán los atributos y métodos de su supe tipo o superclase, respectivamente.
LAS CLASES PROPORCIONAN UN MECANISMO PARA COMPARTIR LA ESTRUCTURA ENTRE


ENLACE Y ASOCIACIÓN

Un enlace (link) es una conexión física o conceptual entre objetos. Muchos enlaces interconectan dos objetos, pero es posible la existencia de enlaces entre tres o más objetos.
Una asociación es la descripción de un grupo de enlaces con una estructura y semántica común. 


REFERENCIAS:



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