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MODELAMIENTO DE DATOS
Introducción
En el desarrollo de las Aplicaciones que sirven para manipular las Bases de datos nos encontramos con Bases de Datos que ya han sido creadas en algún DBMS en particular, luego el programador debe conocer su estructura y las reglas que juegan en dichas B.D. para a continuación según las necesidades del usuario diseñar la aplicación más adecuada.
El conocimiento de cómo se llegó a diseñar la B.D. se hace importante porque nos permitirá conocer los criterios que se tuvieron en cuenta para llegar a dicho modelo, esto hará que nuestra aplicación tenga mayor consistencia y más aún se puedan detectar algunos errores de diseño que tal vez no se tomaron en cuenta el proceso del modelamiento. Este curso, tiene como objetivo principal entonces adquirir las técnicas adecuadas para diseñar e implementar, a partir de una realidad concreta, una base de datos en un servidor determinado y con el DBMS (SQL Server)
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CAPÍTULO 1
SISTEMAS DE INFORMACION
Sistema
Conjunto de elementos que interactúanpara realizar un conjunto de funciones específicas.
Sistema con realimentación
La información y la toma de decisiones
Las funciones administrativas así como el arte de la toma de decisiones tienen como materia prima fundamental la información. El grado de incertidumbre en la toma de decisiones depende de la in formación que se posea. En consecuencia la información otorga ventajas estratégicas a la organización en el mercado frente a los competidores.
Datos
Representación formal de hechos, conceptos o instrucciones adecuada para su comunicación, interpretación y procesamiento por seres humanos o medios automáticos. Son números y factores en bruto, sin analizar, acerca de los sucesos. Algo recogido directamente de la fuente.
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Sistemas de Información
Un Sistema de información es un sistema, automatizado o manual, que engloba apersonas, máquinas y/o métodos organizados para recopilar, procesar, transmitir datos que representan información. Implica la infraestructura, organización, personal y componentes para la recopilación, procesamiento, almacenamiento, transmisión, visualización, diseminación y organización de información.
Un Sistema de Información es entonces, una colección integrada de hardware, software, procedimientos, datos y personas que trabajan en conjunto para genera información. Un S.I. es un método formal de poner a disposición de los usuarios información confiable y oportuna que se necesita para facilitar el proceso de la toma de decisiones y permitir que las funciones de planeación, control y operaciones se realicen eficazmente en la organización.
Lo que se exige al S.I.
Obtención de ventajas estratégicas para la organización. Lugar correcto, tiempo correcto y forma correcta. Reducción de costos. Proveer funciones de automatización para tareas críticas. Soporte a un número creciente de usuarios. Nuevas aplicaciones en función a aplicaciones existentes. Proveer soporte para periodos largos de tiempo.
Tipos de Sistemas de Información
S.I. Transaccionales (OLTP)
( On Line TransactionProcess ) Están orientados a cubrir la operatividad de la Organización, cumplir con cada uno de los procesos que la empresa realiza como objetivo de negocio. Por ejemplo el Sistema de ventas.
Características:
Se leen pocas columnas. La Data es leída por medio de índices. SQL simple. Tiempo de respuesta pequeños. Orientados al nivel operativo.
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Sistemas para soporte de decisiones (DSS)
(DecisionSupportSystem) Deben cubrir la demanda de información para la toma de decisiones estos sistemas se orientan al nivel estratégico de la organización y al táctico en un menor grado;
Características :
Se leen muchas columnas. La Data es leída secuencialmente. Tiempo de respuesta en minutos y horas. Se basan en programas de ejecución en lotes.
Sistemas Estadísticos o Científicos
Son S.I. complejos que generalmente apoyan a los procesos de investigación y explotación de sistemas complejos por la naturaleza de las operaciones a la que está orientada y diseñada. Por ejemplo El sistema de laboratorio minero.
Características :
Se leen muchas columnas. La Data es leída secuencialmente. SQL complejo.
Sistemas Mixtos
Combina cualquiera de los S.I. anteriores, por tanto las características que puede adoptar este tipo de sistema es la combinación de los otros tipos de S.I.
Perspectivas de los Sistemas de Información
Perspectiva estratégica
La in formación y principalmente los Sistemas de Información, son vistos como instrumentos o mecanismos mediante los cuales podemos obtener ventajas frente a nuestros competidores al momento decidir un nuevo producto, la ampliación de mercado, etc.
La perspectiva estratégica que se tiene sobre un sistema de información, es que debe cubrir una serie de factores considerados importantes en el proceso diario de las operaciones de la organización y ayudar a ésta a mejorar los
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Sistemas de información empresarial
Utilidad de los sistemas de información:
Gestión de los recursos de una empresa
Factores que favorecen el desarrollode sistemas de información:
- Complejidad de los sistemas actuales (p.ej. competencia).
- Capacidad de los ordenadores.
Ventajas
- Económicas (ahorro de costes, aumento de productividad).
- No económicas (valor percibido).
Recursos principales de una empresa
Recursos físicos
- Personal
- Material & Maquinaria (Infraestructuras& energía)
Recursos conceptuales
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CAPÍTULO 2
El modelamiento de los Datos
Es el proceso de abstracción de la realidad (modelo) en función de los conceptos (datos que la componen) Se realiza de acuerdo a la interpretación de la realidad que se está observando Es descrito en función de la interpretación de los conceptos (semántica) Debe ser consistente con el modelamiento de procesos de negocio
Características que debe cumplir un Modelo Optimo
Necesidad de Modelar los Datos
Identificar los requerimientos del usuario
Incrementar la productividad
Mantener la consistencia de los datos
Optimizar la performance
Permitir el diseño de información integrada
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Base de datos
Una base de datos es un conjunto de datos organizados de manera tal que se facilita el almacenamiento, la actualización, y la consulta de los datos. Una base de datos relacional está organizada como un conjunto de filas y columnas relacionadas. Es una colección sistematizada de datos, que puede ser usada como fuente de información única para toda la organización.
Colección organizada y sistematizada de datos de interés de la organización a la cual accedemos y explotamos para obtener información de utilidad para el manejo de la organización.
El objetivo primario de una base de datos es almacenar datos de interés para la organización. Además de:
Proveer como fuente única de información a toda la organización. Mantener seguridad y privacidad de la información. Tener a la información como activo de la organización.
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Necesidad de una Base de Datos
El desarrollo de Sistemas de Información trae consigo una nueva necesidad de tener la información almacenada en fuentes de datos uniformes para un acceso a la base de datos uniformes y homogéneos en lo posible.
Por otra parte la concepción de la información como un activo de gran valor para la organización hace que nos apoyemos en ésta para salvaguardarla y explotarla al máximo.
El uso de una base de datos ofrece los siguientes beneficios:
- Reducción de la redundancia de datos.
- Se evita la inconsistencia en los datos.
- Los datos pueden ser compartidos por las áreas relacionadas de la organización.
- Permite la estandarización de los datos.
- Permite aplicar restricciones de seguridad.
- Permite controlar la integridad de los datos.
El planeamiento de la base de datos ofrece las siguientes ventajas:
- Permite entender la información con la que cuenta la organización como un recurso valioso para sus actividades diarias.
- Permite establecer los requerimientos de información de los usuarios, y la manera de satisfacerlos.
- Permite administrar eficientemente los recursos de información.
- Permite establecer planes de acción para lograr los objetivos de la organización.
- Ayuda a desarrollar una base de datos que permita cumplir con los requerimientos de la organización.
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Arquitectura de un DBMS.
Un DBMS se puede dividir en tres niveles:
- Nivel externo
- Nivel conceptual
- Nivel interno
Nivel externo
Es el nivel del SABD más cercano al usuario por lo que se le conoce también como la vista del usuario. El nivel externo define cómo el usuario ve los datos almacenados por el SABD.
Nivel conceptual
Es el nivel que define la base de datos tal como es y cómo la ve el DBA (DatabaseAdministrator). Este nivel define las relaciones entre los datos.
Nivel interno
Es el nivel que tiene que ver con el almacenamiento físico de los datos. Define cómo se guardan los datos en el medio físico.
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Diseño Conceptual
El diseño conceptual permite describir, de un modo totalmente independiente de laimplementación, los datos que el usuario quiere recoger en el sistema. Dependiendo de la cantidad de información que se desee representar, tendremos aplicaciones más o menos orientadas a los datos. Así, por ejemplo, la gestión de una biblioteca es una aplicación pura de Bases de Datos (en adelante BD) ya que prácticamente toda la funcionalidad del sistema se centra en el mantenimiento de los datos (introducir un libro, prestar un libro, etc.).
Existen, sin embargo, otras aplicaciones, como por ejemplo un sistema de control de navegación aérea, en las que los datos son algo secundario. Podemos decir que, en general, los datos son el núcleo de todo SI orientado a la gestión.
El desarrollo estructurado de software, a diferencia de lo que ocurre en el desarrolloorientado a objetos, mantiene una clara separación entre los datos y las funciones del sistema. Por ello, es necesario disponer, en cada una de las etapas del proceso de desarrollo, de técnicas específicas para la especificación de los datos, que serán diferentes de las técnicas orientadas a la especificación de las funciones o procesos.
El modelado conceptual es una actividad que se realiza en la etapa de análisis,paralelamente al modelado de procesos o funciones. Su objetivo, como ya hemos dicho, es captar toda la información del mundo real que se desea representar en el mundo informático. En este proceso es importante abstraer los detalles sin importancia y representar tan sólo aquella información que sea relevante.
En este punto no nos interesa el cómo ni donde se va a implementar el sistema. Dehecho,dependiendo del tipo de sistema (más o menos orientado a los datos), del volumen de información, de los requisitos de eficiencia, etc. se podrán utilizar distintos mecanismos de persistencia de los datos: Sistemas de Bases de Datos, Sistemas de Ficheros, etc.
En esta etapa interesa recoger la máxima cantidad de información posible, por lo necesitamos una técnica que cumpla los siguientes requisitos:
- Ser independiente de los modelos o lenguajes de implementación
- Tener una capacidad semántica alta
- Ser lo más cercana posible al usuario
Aunque existen diversas técnicas, utilizaremos el modelo E/R porque además decumplir los requisitos anteriores es la técnica de modelado conceptual universalmente aceptada para el desarrollo estructurado.
El modelo entidad-relación es el modelo conceptual más utilizado para el diseño conceptual de bases de datos. Fue introducido por Peter Chen en 1976. El modelo
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constituye la realidad, mientras que la maqueta puede considerarse una copia del mismo.
En el ámbito de la bases de datos es muy común la utilización del término modelo de datos , y existen diferentes definiciones del mismo en la literatura. Así, por ejemplo, Dittrich define modelo de datos como "un conjunto de herramientas conceptuales para describir la representación de la información en términos de datos. Los modelos de datos comprenden aspectos relacionados con: estructuras y tipos de datos, operaciones yrestricciones".
Un modelo de datos permite representar una parcela de información del mundo realde especial interés, lo que habitualmente se denomina universo del discurso o, entérminos, de Dittrich mini-mundo. La representación del universo del discurso se concibe en dos niveles: el de la información en sí misma y el de las estructuras que hacen posible la representación de tal información. Estos dos niveles dan lugar, en el ámbito de las bases de datos, a la distinción entre esquema y base de datos, conceptos que Dittrich define como sigue: "La descripción específica de un determinado mini-mundo en términos de un modelo de datos se denomina esquema (o esquema de datos) del mini-mundo. La colección de datos que representan la información acerca del mini-mundo constituya la base de datos".
Teniendo presente que esta terminología puede variar y que empleamos ésta por ser la más extendida en el mundo de los “datos” en el que se centra la presente unidad,definimos modelo de datos como un:
Conjunto de conceptos, reglas y convenciones que permiten describir y manipular los datos de la parcela del mundo real que constituye nuestro universo del discurso
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ELEMENTOS ESTÁTICOS
En el Modelo E/R, tal como fue propuesto por Chen, se distinguen los siguientes elementospara la componente estática: Entidad, Interrelación, Dominio y Atributo.
Entidades
El mundo real se compone de una serie de objetos (reales o abstractos) acerca de los cuales queremos obtener y representar información. En general dichos objetos podrán agruparse en conjuntos de acuerdo a unas características comunes a todos aquellos que forman parte de un mismo conjunto. Denominamos entidad a la abstracción que permite representar aquellos objetos del mundo real que comparten una serie de características comunes.
Las entidades son los objetos principales sobre los que debe recogerse información y generalmente denotan personas, lugares, cosas o eventos de interés. Las entidades aparecerán reflejadas en el enunciado habitualmente como nombres. A cada una de las posibles ocurrencias (cada persona, lugar, cosa o evento concreto) de la entidad se denomina Instancia o ejemplar.
Las entidades se representan gráficamente mediante rectángulos y su nombre aparece en el interior. Un nombre de entidad sólo puede aparecer una vez en el esquema conceptual.
Existen dos categorías de entidades:
Regulares o fuertes
Son aquellas que existen por sí mismas y que la existencia de una instancia o ejemplar en la entidad no depende de la existencia de otrasinstancias en otra entidad. Larepresentación gráfica dentro del diagrama es mediante un rectángulo.
Débiles
Son aquellas entidades en las que se hace necesaria la existencia deinstancias de otras entidades distintas para que puedan existir instancias en esta entidad. La representación gráfica dentro del diagrama es mediante un rectángulo con las esquinas ovaladas.
Un ejemplo de entidad débil sería EJEMPLAR, ya que la existencia de unainstancia depende de la existencia del LIBRO, y por tanto, la desaparición de un determinado libro dela base de datos hace que desaparezcan todas las instancias de dicho libro. Su representacióncomo entidades sería la siguiente:
LIBRO EJEMPLAR
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Entre los IC se elige uno como Identificador Principal (IP) y el resto serán Identificadores Alternativos (IA).
En la notación los atributos de una entidad se representan gráficamente así:
El atributo identificador o atributo clave se muestra subrayado. En el Modelo Conceptual se deben considerar solo los atributos más relevantes.
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Atributos Multivaluados vs Univaluados
Los atributos Multivaluados son aquellos que pueden tomar más de un valor a la vez (una persona puede tener más de un teléfono). Los atributos Univaluados : toman un solo valor.
Atributos Opcionales vs Obligatorios:
Opcionales : Por otro lado, puede obligarse a un atributo de un tipo de entidad a que tome, como mínimo, un valor del (o de los) dominio(s) subyacente(s) para cada ejemplar de entidad, es decir, el valor de ese atributo es obligatorio(no puede ser nulo) para toda instancia de la entidad
Relaciones
Se entiende por relación una asociación, vinculación o correspondencia entre entidades. Distinguiremos entre el tipo de relación o estructura genérica que describe un conjunto de relaciones, y cada relación, es decir, cada uno de las instancias concretas.
Un ejemplo de relación sería: imparte es un tipo de relación que vincula los tipos de entidad PROFESOR y CURSO; una instancia del tipo de relación imparte es la vinculación entre el profesor “Carrasco” y el curso “Modelamiento de Datos”.
Elementos de un tipo de interrelación
En una interrelación podemos encontrar lo siguientes elementos:
Nombre : identificador único en el esquema.
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