Bases de Datos: fundamentos del modelo relacional

Bases de Datos: fundamentos del modelo relacional Franco Guidi Polanco Escuela de Ingeniería Industrial Pontificia Universidad Católica de Valparaíso,

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Bases de Datos: fundamentos del modelo relacional Franco Guidi Polanco Escuela de Ingeniería Industrial Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile [email protected]

Ejemplo de una Relación

Código

Franco Guidi Polanco

Canción

Intérprete

1

Help

The Beatles

2

The eye in the sky

Alan Parsons Project

3

Goodbye Stranger

Supertramp

4

Imagine

John Lennon

2

El Modelo Relacional: relaciones y tablas v Fundamentos: §  Producto cartesiano de dos conjuntos D1 y D2: D1 x D2 = { (v1,v2) / v1 ∈ D1 ∧ v2 ∈ D2 }

§  Ejemplo:

A = { 10, 20, 25 } B = { a, b } A x B = { (10,a), (10,b),(20,a),(20,b),(25,a),(25,b)}

v Se define: §  “Relación” sobre los “dominios” D1 y D2 al conjunto R: R ⊆ D1 x D2

§  Ejemplo:

R = { (10,b),(20,a),(25,a)}

Franco Guidi Polanco

3

El Modelo Relacional: relaciones y tablas (cont.) v Las relaciones pueden ser representadas en formato tabular: 10

a

10

b

10

b

20

a

20

a

25

a

20

b

25

a

25

b

R

AxB Franco Guidi Polanco

4

El Modelo Relacional: relaciones y tablas (cont.)

v Generalización respecto del número de conjuntos (o dominios): §  n > 0 conjuntos no necesariamente distintos D1, D2, ..., Dn §  El producto cartesiano será el conjunto: D1x D2 x ...x Dn = { (v1,v2,...,vn) / vi ∈ Di , 1 ≤ i ≤ n } R ⊆ D1 x D2 ... x Dn Donde: •  n: “grado” del producto cartesiano (y de la relación). •  |R |: cardinalidad de la relación (número de elementos).

Franco Guidi Polanco

5

El Modelo Relacional: relaciones y tablas (cont.) v Ejemplo: relación de grado 3, sobre los dominios A={ Fiat, Mazda}, B={ rojo, blanco, azul } y C={ 10, 20 } Fiat

rojo

10

Fiat

rojo

20

Fiat

rojo

20

Fiat

blanco

20

Fiat

blanco

10

Fiat

azul

20

Fiat

blanco

20

Mazda

rojo

20

Fiat

azul

10

Mazda

azul

20

Fiat

azul

20

Mazda

rojo

10

Mazda

rojo

20

Mazda

blanco

10

Mazda

blanco

20

Mazda

azul

10

Mazda

azul

20

Franco Guidi Polanco

Relación de cardinalidad igual a 5

AxBxC 6

Características de las Relaciones v  Desde la perspectiva de las bases de datos, cada tupla contiene datos en algún modo vinculados.

Help

Beatles

125

Libertango

Piazzola

175

Tema

v  No se define ordenamiento alguno entre las tuplas. El orden que aparece en la representación tabular es casual. Dos tablas con las mismas tuplas en distinto orden, representan la misma relación (*). v  Las tuplas de una relación deben ser distintas entre ellas, es decir, una relación no debe contener tuplas repetidas (*).

Intérprete Duración (sec)

a

20

b

30

c

70

=

a

20

c

70

b

30

a

20

b

30

a

20

(*) Propiedades de los conjuntos. Franco Guidi Polanco

7

Relaciones y atributos v Se asocia a cada ocurrencia de un dominio en una relación un nombre denominado “atributo”. Atributos Equipo_Local

Equipo_Visita

Goles_Local

Goles_Visita

Colo-Colo

Est. de Quilpué

1

4

San Luis

U. Católica

5

2

U. de Chile

Curicó Unido

0

2

Franco Guidi Polanco

8

Una Base de Datos Relacional ESTUDIANTES

NOTAS

Rol

Apellido

Nombre

Fecha nacimiento

551014-1

Cervantes

Miguel

14/07/1981

552017-6

Da Vinci

Leonardo

03/12/1982

563382-3

Ryan

Meg

22/11/1981

567601-5

Armani

Jorge

10/02/1981

Código

Descripción

Profesor

CURSOS

Rol

Código

Nota

551014-1

EII140

6,5

EII140

Intr. a la Ingeniería

Castillo

551014-1

EII147

5,3

EII147

Intr. a las T.I.

Cubillos

563382-3

EII140

4,4

EII248

Estructuras de Datos

Silva

567601-5

EII248

6,2

EII350

Estadística

Gatica

Franco Guidi Polanco

9

Definiciones en el Ambito de BD v  Esquemas de relaciones: nombres de las relaciones más conjunto de nombres de atributos. Ejemplo: §  ESTUDIANTES ( Rol, Apellido, Nombre, Fecha nacimiento) §  NOTAS ( Rol, Código, Nota ) §  CURSOS ( Código, Descripción, Profesor )

v  Esquema de la base de datos (R): conjunto de esquemas de relaciones (con nombres distintos). Ejemplo: R = { ESTUDIANTES ( Rol, Apellido, Nombre, Fecha nacimiento), NOTAS ( Rol, Código, Nota ), CURSOS ( Código, Descripción, Profesor ) }

v  Instancia de una relación: es el conjunto de tuplas de la relación. v  Instancia de la BD: es el conjunto de instancias de todas las relaciones que componen el esquema de la BD.

Franco Guidi Polanco

10

Información incompleta y valores nulos v Cuando el valor de un atributo no está disponible para una tupla, no es correcto (o no es siempre posible) representar su ausencia por medio de un valor propio del dominio del atributo. v El problema se resuelve extendiendo el modelo relacional para permitir que una tupla pueda asumir para cada atributo, ya sea: §  Un valor del dominio §  Un valor nulo, representado por NULL NOTAS

Franco Guidi Polanco

Estudiante

Curso

Nota

551014-1

EII140

6,5

551014-1

EII147

NULL

563382-3

EII140

4,4

11

Restricciones de integridad v Son propiedades que deben ser satisfechas por las instancias correctas de la BD. v Cada restricción puede ser expresada como un predicado. v Una instancia correcta es aquella que satisface todos los predicados.

Franco Guidi Polanco

12

Restricciones de integridad (cont.) v Restricciones intrarrelacionales: deben ser cumplidas por cada relación de la base de datos §  Ej: (Nota >= 1) AND (Nota

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