MODELO RELACIONAL

 INTRODUCCIÓN

 Edgar Frank Codd a finales definió las bases del modelo relacional a finales de los 60. Trabajaba para IBM empresa que tardó un poco en implementar sus bases. Pocos años después el modelo se empezó a implementar cada vez más, hasta ser el modelo de bases de datos más popular

 En las bases de Codd se definían los objetivos de este modelo:

 INDEPENDENCIA FÍSICA: La forma de almacenar los datos, no debe influir en su manipulación lógica

 INDEPENDENCIA LÓGICA: Las aplicaciones que utilizan la base de datos no deben ser modificadas por que se modifiquen elementos de la base de datos.

 FLEXIBILIDAD: La base de datos ofrece fácilmente distintas vistas en función de los usuarios y aplicaciones.

UNIFORMIDAD: Las estructuras lógicas siempre tienen una única forma conceptual (las tablas)

SENCILLEZ: En 1978, IBM desarrolla el lenguaje QBE. Que aproximaba la idea relacional a sus ficheros VSAM. En 1979 Oracle se convierte en el primer producto comercial DBMS relacional (RDBMS). En 1980 aparece Ingres que utilizaba el lenguaje Quel que implementaba el cálculo relacional.

 EVOLUCIÓN DEL MODELO RELACIONAL

 Año                                                                                       Hecho

1970                                                                                     Codd publica las bases del modelo              relacional

1971-72                                                                               Primeros desarrollos teóricos                    

1973-78                                                                                      Primeros prototipos

1978                                                                                      Aparece el lenguaje QBE

1979                                                                                      Aparece Oracle

1980                                                                                       Aparece Ingres

1981                                                                                       Aparece SQL

1982                                                                                          Aparece DB2

1986                                                                                          ANSI normaliza el SQL (SQL/ANSI

1987                                                                                          SQL de ISO

1990                                                                                          Versión dos del modelo relacional (RM/V2)

1992                                                                                          SQL 92

1998                                                                                          SQL 3

DISEÑO CONCEPTUAL DE BASES DE DATOS

 Modelo relacional

TABLAS

 Las bases de datos relacionales se basan en el uso de tablas (también se las llama relaciones). Las tablas se representan gráficamente como una estructura rectangular formada por filas y columnas. Cada columna almacena información sobre una propiedad determinada de la tabla (se le llama también atributo), nombre, dni, apellidos, edad,.... Cada fila posee una ocurrencia o ejemplar de la instancia o relación representada por la tabla (a las filas se las llama también tuplas).

 NOMBRE

 ATRIBUTO 1          ATRIBUTO 2               ATRIBUTO 3           ....                 ATRIBUTO N   

 Valor 1,1                  valor 1,2                     valor 1,3                ....                 Valor 1,n                             _ tupla 1

 Valor 2,1                   valor 2,2                     valor 2,3               ....                  Valor 2,n                    _ tupla 2

      .....                            .....                              ......                     .... .                    ....                           _ ....

Valor m,1                   valor m,2                     valor m,3             ....                  Valor m, n                  _tupla m

Ilustración 3, Representación de una tabla en el modelo relacional

 TERMINOLOGÍA RELACIONAL €

 Tupla. Cada fila de la tabla (cada ejemplar que la tabla representa)

Atributo. Cada columna de la tabla €

 Grado. Número de atributos de la tabla €

Cardinalidad. Número de tuplas de una tabla €

Dominio. Conjunto válido de valores representables por un atributo.

TIPOS DE TABLAS €

Persistentes. Sólo pueden ser borradas por los usuarios: Base. Independientes, se crean indicando su estructura y sus ejemplares.

Vistas. Son tablas que sólo almacenan una definición de consulta, resultado de la cual se produce una tabla cuyos datos proceden de las bases o de otras vistas e instantáneas. Si los datos de las tablas base cambian, los de la vista que utiliza esos datos también cambia.

 Instantáneas. Son vistas (creadas de la misma forma) que sí que almacenan los datos que muestra, además de la consulta que dio lugar a esa vista. Sólo modifican su resultado (actualizan los datos) siendo refrescadas por el sistema cada cierto tiempo.

Temporales. Son tablas que se eliminan automáticamente por el sistema. Pueden ser de cualquiera de los tipos anterior

DOMINIOS

 Los dominios suponen una gran mejora en este modelo ya que permiten especificar los posibles valores válidos para un atributo. Cada dominio incorpora su nombre y una definición del mismo. Ejemplos de dominio: €

Dirección: 50 caracteres €

Nacionalidad: Español, Francés, Italiano,...

 Los dominios pueden ser también compuestos a partir de otros (año, mes y día = fecha)

 CLAVES

 Clave candidata

 Conjunto de atributos de una tabla que identifican unívocamente cada tupla de la tabla.

 Clave primaria

 Clave candidata que se escoge como identificador de las tuplas.

 Clave alternativa

 Cualquier clave candidata que no sea primaria

 Clave externa o secundaria

 Atributo de una tabla relacionado con una clave de otra tabla.

Nulos

Los valores nulos indican contenidos de atributos que no tienen ningún valor. En claves secundarias indican que el registro actual no está relacionado con ninguno. En otros atributos indica que no se puede rellenar ese valor por la razón que sea. Las bases de datos relacionales admiten utilizar ese valor en todo tipo de operaciones. Eso significa definir un tercer valor en la lógica. Además del valor verdadero o falso, existe el valor para los nulos. La razón de este tercer valor ambiguo es que comparar dos atributos con valor nulo, no puede resultar ni verdadero, ni falso. De hecho necesitamos definir la lógica con este valor: €

Verdadero Y (AND) nulo da como resultado, nulo €

 Falso Y (AND) nulo da como resultado, falso €

Verdadero O (OR) nulo da como resultado, verdadero €

 Falso O nulo da como resultado nulo €

 La negación de nulo, da como resultado nulo

 Diseño conceptual de bases de datos

Modelo relacional

RESTRICCIONES

Se trata de unas condiciones de obligado cumplimiento por los datos de la base de datos. Las hay de varios tipos.

 INHERENTES

Son aquellas que no son determinadas por los usuarios, sino que son definidas por el hecho de que la base de datos sea relacional. Por ejemplo: €

No puede haber dos tuplas iguales €

El orden de las tuplas no importa €

 El orden de los atributos no importa € Cada atributo sólo puede tomar un valor en el dominio en el que está inscrito

SEMÁNTICAS

 El modelo relacional permite a los usuarios incorporar restricciones personales a los datos. Las principales son: €

 Clave primaria. Hace que los atributos marcados como clave primaria no puedan repetir valores.

 Unicidad. Impide que los valores de los atributos marcados de esa forma, puedan repetirse.

Obligatoriedad. Prohíbe que el atributo marcado de esta forma no tenga ningún valor €

Integridad referencial. Prohíbe colocar valores en una clave externa que no estén reflejados en la tabla donde ese atributo es clave primaria. €

Regla de validación. Condición que debe de cumplir un dato concreto para que sea actualizado.

LAS 12 REGLAS DE CODD

Preocupado por los productos que decían ser sistemas gestores de bases de datos relacionales (RDBMS) sin serlo, Codd publica las 12 reglas que debe cumplir todo DBMS para ser considerado relacional. Estas reglas en la práctica las cumplen pocos sistemas relacionales. Las reglas son:

1>     Información. Toda la información de la base de datos debe estar representada explícitamente en el esquema lógico. Es decir, todos los datos están en las tablas.

2>     Acceso garantizado. Todo dato es accesible sabiendo el valor de su clave y el nombre de la columna o atributo que contiene el dato.

3>      Tratamiento sistemático de los valores nulos. El DBMS debe permitir el tratamiento adecuado de estos valores Copyright-Copyleft: © Jorge Sánchez 2004

4>      Catálogo en línea basado en el modelo relacional. Los metadatos deben de ser accesibles usando un esquema relacional.

5>     Sublenguaje de datos completo. Al menos debe de existir un lenguaje que permita el manejo completo de la base de datos. Este lenguaje, por lo tanto, debe permitir realizar cualquier operación.

6>      Actualización de vistas. El DBMS debe encargarse de que las vistas muestren la última información

7>     Inserciones, modificaciones y eliminaciones de dato nivel. Cualquier operación de modificación debe actuar sobre conjuntos de filas, nunca deben actuar registro a registro.

8>     Independencia física. Los datos deben de ser accesibles desde la lógica de la base de datos aun cuando se modifique el almacenamiento.

9>     Independencia lógica. Los programas no deben verse afectados por cambios en las tablas

10> Independencia de integridad. Las reglas de integridad deben almacenarse en la base de datos (en el diccionario de datos), no en los programas de aplicación.

11>  Independencia de la distribución. El sublenguaje de datos debe permitir que sus instrucciones funciones igualmente en una base de datos distribuida que en una que no lo es.

12> No subversión. Si el DBMS posee un lenguaje que permite el recorrido registro a registro, éste no puede utilizarse para incumplir las reglas relacionales