Loe raamatut: «Modelamiento de base de datos»

Sánchez Aldana, Carlos Jairo

Modelamiento de bases de datos / Carlos Jairo Sánchez Aldana,

Fernanda Ismelda Mosquera Motta. Bogotá : Universidad Piloto de Colombia, 2020

130 páginas.

Incluye referencias bibliográficas

ISBN: 9789585106222

1.MODELADO DE DATOS – GESTIÓN DE DATOS

1.ARQUITECTURA DE BASES DE DATOS

CCD 005.743

Universidad Piloto de Colombia

Presidente

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MODELAMIENTO DE BASES DE DATOS

978-958-5106-22-2

ISBN

Carlos Jairo Sánchez Aldana

Fernanda Ismelda Mosquera Motta

Autores

Nancy Liliana Rodríguez V.

Coordinación Editorial

Copyright ©

2020

Bogotá, Colombia

Ivonne Cardozo

Diseño y diagramación

Digiprint editores

Impresión

La obra literaria publicada expresa exclusivamente la opinión de sus respectivos autores, de manera que no representan el pensamiento de la Universidad Piloto de Colombia. Cada uno de los autores suscribió con la Universidad una autorización o contrato de cesión de derechos y una carta de originalidad sobre su aporte, por tanto, los autores asumen la responsabilidad sobre el contenido de esta publicación

Contenido

Prefacio

PARTE 1

Introducción a las Bases de Datos

Capítulo 1

Conceptos Básico

1. Importancia de la información

2. Sistemas de Información

3. Concepto y origen de las Bases de Datos y de los Sistemas de Gestión de Bases de Datos

4. Ventajas y desventajas de los Sistemas de Bases de Datos

5. Proceso de construcción de una Base de Datos

6. Funcionamiento del Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD)

7. Tareas del Sistema de Gestión de Base de Datos

8. El Administrador de Bases de Datos (DBA)

PARTE 2

Modelamiento de Bases de Datos

Capítulo 2

Introducción a los Modelos de Datos

1. Definición

2. Clasificación de los Modelos de Datos

Capítulo 3

Modelo Entidad Relación

1. Definición

2. Notación básica

3. Cardinalidad

4. Notación extendida

5. Pasos para un buen Modelo Entidad Relación (resumen)

Capítulo 4:

Modelo Relacional

1. Definición del Modelo Relacional

2. Notación básica

3. Pasos para migrar un Modelo Entidad Relación a un Modelo Relacional

4. Normalización

5. Ejercicio aplicado

Bibliografía

Tabla de figuras

Figura 1. Componentes de un Sistema de Información

Figura 2. Actividades Básicas de un Sistema de Información

Figura 3. Almacenamiento y procesamiento de datos

Figura 4. Problema de redundancia de datos

Figura 5. Problema de Gestión (Redefinición de los archivos por aplicación).

Figura 6. Problema de Gestión (Mayor esfuerzo de programación)

Figura 7. Problema de Gestión (Requerimientos de conocimiento especializado)

Figura 8. Sistemas de Archivos vs. Sistemas de Bases de Datos

Figura 9. Situación actual de las Desventajas de las Bases de Datos

Figura 10. Etapas para la construcción de una Base de Datos

Figura 11. Descripción de las Etapas del Ciclo de vida de una BD

Figura 12. Interacción de un SGBD con la BD, los usuarios y las Aplicaciones

Figura 13. Interacción Modelo de Datos, Base de Datos y Sistema de Gestión de Bases de Datos

Figura 14. Metodología propuesta para el Diseño de Bases de Datos

Figura 15. Etapa posterior al Modelamiento de una Base de Datos

Figura 16. Representación gráfica de una entidad

Figura 17. Representación gráfica de un ejemplo de Entidad

Figura 18. Representación gráfica de cada tipo de Entidad

Figura 19. Ejemplos de Entidades Fuertes y Débiles

Figura 20. Representación gráfica de un atributo

Figura 21. Representación gráfica de un ejemplo de Atributos

Figura 22. Representación gráfica de cada tipo de Atributo

Figura 23. Ejemplos de Atributos Identificadores y Descriptores

Figura 24. Representación gráfica de una relación

Figura 25. Representación gráfica de un ejemplo de Relaciones

Figura 26. Representación gráfica de cada tipo de Relación

Figura 27. Representación gráfica de un Conector

Figura 28. Representación gráfica de ejemplos de Conectores

Figura 29. Representación gráfica de la clasificación de los Conectores

Figura 30. Ejemplo de Conectores que identifican atributos y relaciones como obligatorias u opcionales

Figura 31. Entidades del Sistema de Ventas

Figura 32. Atributos de la Entidad Artículos del Sistema de Ventas

Figura 33. Atributos de la Entidad Clientes del Sistema de Ventas

Figura 34. Atributos de la Entidad Empleados del Sistema de Ventas

Figura 35. Atributos de la Entidad Usuarios del Sistema de Ventas

Figura 36. Atributos de la Entidad Factura del Sistema de Ventas

Figura 37. Relaciones del Sistema de Ventas

Figura 38. Primer Modelo E-R Básico del Sistema de Ventas

Figura 39. Representación gráfica de la Cardinalidad Uno a Uno

Figura 40. Representación gráfica de un ejemplo de Cardinalidad Uno a Uno

Figura 41. Representación gráfica de la entidad Empleados

Figura 42. Representación gráfica de la Cardinalidad Uno a N

Figura 43. Representación gráfica Cardinalidad Uno a N

Figura 44. Representación gráfica de la Cardinalidad N a N

Figura 45. Representación gráfica de un ejemplo de Cardinalidad N a N

Figura 46. Representación gráfica destrucción de la Cardinalidad N a N

Figura 47. Representación gráfica de la destrucción de la Cardinalidad N a N de la Relación entre la entidad Artículos y la entidad Facturas

Figura 48. Primer Modelo E-R Básico del Sistema de Ventas con Cardinalidad

Figura 49. Representación gráfica de Entidades Supertipo y Subtipo

Figura 50. Representación gráfica ejemplo de Entidades Supertipo y Subtipo

Figura 51. Representación gráfica ejemplo de Entidades Supertipo y Subtipo

Figura 52. Representación gráfica de Entidades Supertipo Exclusivas y Solapadas

Figura 53. Representación gráfica de un atributo identificador primario

Figura 54. Representación gráfica de un Atributo Identificador Único

Figura 55. Representación gráfica de un atributo descriptor con dominio

Figura 56. Representación gráfica de un atributo descriptor con dominio

Figura 57. Representación gráfica de un Atributo Descriptor Derivado

Figura 58. Representación gráfica de un Atributo Descriptor Multivaluado

Figura 59. Representación gráfica de un Atributo Descriptor Compuesto

Figura 60. Representación gráfica de un dominio numérico

Figura 61. Representación gráfica de un Dominio tipo Serial

Figura 62. Representación gráfica de un Dominio Alfanumérico

Figura 63. Representación gráfica de un Dominio tipo Fecha

Figura 64. Representación gráfica de un Dominio tipo Blob

Figura 65. Modelo E-R del Sistema de Ventas con Cardinalidad y Notación Extendida

Figura 66. Representación gráfica de una tabla y sus campos

Figura 67. Representación gráfica de las partes de una Tabla

Figura 68. Representación gráfica del Esquema de una Tabla

Figura 69. Representación gráfica de los Dominios de una Tabla

Figura 70. Representación gráfica de la Llave Primaria de una Tabla

Figura 71. Representación gráfica de la Valores no Nulos de una Tabla

Figura 72. Representación gráfica de los limitantes de FK

Figura 73. Conversión de las Entidades a Tablas

Figura 74. Conversión de Entidades Supertipo a Tablas

Figura 75. Conversión de Atributos IP a PK

Figura76. Conversión de IU a Limitantes UNIQUE

Figura 77. Conversión de Atributos Descriptores a Campo

Figura 78. Conversión de Atributos Descriptores con Dominio

Figura 79. Conversión de Atributos Descriptores Multivaluados

Figura 80. Conversión de Atributos Descriptores Compuestos

Figura 81. Conversión de Relaciones Descriptoras

Figura 82. Conversión de Relaciones Identificadoras

Figura 83. Conversión de los Conectores de los Atributos

Figura 84. Conversión de los Conectores de Entidades

Figura 85. Modelo E-R del Sistema de Ventas con Cardinalidad y Notación Extendida

Figura 86. Representación Gráfica del Modelo R del Sistema de Ventas

Figura 87. Modelo Entidad Relación Caja Registradora

Figura 88. Modelo Entidad Relación Verificado Caja Registradora

Figura 89. Modelo Relacional Caja Registradora

Prefacio

La experiencia en el análisis, diseño e implementación de sistemas de bases de datos ha demostrado que una de las fases más importantes en este proceso es el modelamiento de datos. Cuando se hace un buen diseño, se garantiza la calidad y eficiencia del sistema, se optimizan recursos durante su desarrollo y se le facilita adaptarse a los cambios del entorno.

Este libro busca explicar la fase de modelamiento (Diseño) de un sistema de bases de datos por medio de una metodología sencilla, práctica, didáctica y aplicada a situaciones reales. A lo largo del libro, el lector encontrará diferentes tipos de ejercicios, algunos ya resueltos que aclaran la aplicación de los conceptos expuestos en el diseño de bases de datos; y otros para resolver con distintos niveles de complejidad, de acuerdo con la evolución de los fundamentos teóricos de los capítulos.

El texto está dirigido a un público diverso, por ejemplo, desarrolladores, programadores, analistas, administradores, personas que no tienen conocimientos básicos en bases de datos o estudiantes de Ingeniería de Sistemas de cualquier nivel. Este libro proporciona los conceptos básicos necesarios para introducirse en el tema y propone una metodología que abarca las fases iniciales del proceso de desarrollo de una base de datos, donde a partir de una necesidad se realiza el diseño y se deja listo el modelo para ser implementado en el Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD) elegido por el lector, de acuerdo con sus necesidades.

El contenido del libro está organizado en dos partes, las cuales están divididas a su vez en cuatro capítulos:

Parte 1: Capítulo 1. Introducción a las Bases de Datos. En este apartado se explica los conceptos básicos necesarios para que el lector apropie con mayor facilidad el tema de Modelamiento de Bases de Datos y conceptualmente pueda ubicar la importancia del mismo dentro de un Sistema de Información.

Parte 2: Capítulos 2 - 4. Modelamiento de Bases de Datos. Estos capítulos están dirigidos a explicar, mediante una metodología práctica y aplicada, el proceso de diseño de los Modelos Entidad-Relación y Relacional; emplea numerosos ejemplos para mostrar detalladamente cada uno de los pasos que describen la metodología.

Estructura temática del libro

PARTE 1

Introducción a las

Bases de Datos

Capítulo 1

Conceptos Básicos

Introducción

En este capítulo se mostrarán los conceptos generales para comprender el Modelamiento de Bases de Datos. Para iniciar, se resaltará la importancia de la información al explicar qué es un Sistema de Información; así mismo, se explicarán las Bases de Datos como uno de los componentes esenciales de un Sistema de Información.

Vale la pena resaltar que los temas tratados durante la primera parte del libro son conceptos introductorios que el lector podrá reforzar empleando diversos recursos bibliográficos o mediante estudios especializados y específicos.

Objetivos

•Resaltar la importancia de la nformación en la actualidad.

•Explicar el funcionamiento de un Sistema de Información.

•Describir brevemente el orígen de las Bases de Datos y de los Sistemas de Gestión de Bases de Datos.

•Sintetizar las ventajas y desventajas de las Bases de Datos en la actualidad.

•Establecer la diferencia entre una Base de Datos y un Sistema de Gestión de Bases de Datos.

1. Importancia de la información

Antes de iniciar con en el tema de los Sistemas de Información, es necesario analizar el componente que dio origen a los mismos: la Información. La humanidad, a lo largo de la historia, siempre ha necesitado de herramientas que le permitan obtener información útil para la realización de sus actividades cotidianas.

Esta situación no ha cambiado. Así, para un administrador de un almacén, es fundamental contar con información completa, precisa, confiable y oportuna que le facilite y garantice una adecuada toma de decisiones de acuerdo con sus necesidades o sus situaciones específicas. Además de conocer los intereses de sus clientes, el número de ventas realizadas en un periodo de tiempo, la rentabilidad de su negocio, la información de sus proveedores, los artículos que más vende, las existencias de productos, en fin, es toda aquella información que sirve como insumo para poder diseñar estrategias que mejoren su operación, bajen costos, generen ventajas frente a sus competidores y le permita sostenerse en el mercado. Por lo tanto, más que un interés, es una necesidad para toda organización.

El éxito de una empresa depende de la gestión que realiza de sus recursos materiales y de la forma como aprovecha sus activos intangibles (información).

Sin embargo, durante mucho tiempo, las empresas solo consideraron como parte esencial de su negocio el manejo de los recursos materiales, mano de obra, materia prima, etc.; de ahí que sus esfuerzos estaban encaminados a desarrollar procesos para su conservación y uso eficiente. Este enfoque fue cambiando a lo largo de la historia con el surgimiento de lo que se ha denominado la Sociedad de la Información1, en la cual se ha reconocido en forma generalizada la importancia de obtener y administrar adecuadamente toda información relacionada con las actividades de la empresa, de manera que se pueda conocer su entorno y se garantice una toma de decisiones acorde con sus realidades, que contribuya al éxito de los negocios y que les proporcione mejores niveles de productividad2 y competitividad3.

Actualmente, la información se considera uno de los recursos intangibles esenciales que también requiere de inversión económica para poderse generar, distribuir, conservar y manejar eficientemente como cualquier otro recurso de las empresas.

Dentro de una empresa existen diferentes tipos de comunicaciones que se pueden clasificar como datos o información. Los primeros son la mínima unidad de comunicación; por ejemplo, un teléfono de contacto, que no es suficiente por sí solo para la toma de desiciones. En cambio, la información se concibe como el conjunto de cualidades de una cosa o evento que permiten identificarla, diferenciarla y reconocer en forma clara su significado o sentido. De allí la importancia de tener datos suficientes, completos y precisos que proporcionen información valiosa para la toma de desiciones.

La toma de decisiones permite transformar la información en acciones.

Su importancia en la gestión empresarial4 se puede resumir mediante los siguientes enunciados:

•Reduce la incertidumbre y aumenta el conocimiento sobre un área o tema específico.

•Permite conocer las necesidades del entorno.

•Facilita la toma de decisiones.

•Contribuye a la planeación estratégica.

•Permite el cumplimiento de los objetivos.

•Optimiza los procesos de las diferentes áreas.

Debido a que las empresas necesitaban manejar su información con orden y eficiencia, se hizo necesario contar con una nueva, revolucionaria y completa tecnología informática que permitiera guardar, organizar, manipular, procesar, proteger y administrar en forma segura los datos de una empresa: Los Sistemas de Información.

2. Sistemas de Información

En toda organización5 conocer, almacenar y administrar eficientemente la información relacionada con el negocio se ha vuelto una necesidad fundamental para la realización de sus procesos. Para ello, los avances tecnológicos desarrollados han ayudado a generar lo que se denomina un Sistema de Información (SI), concebido como el conjunto de elementos (ver figura 1) que se relacionan e interactúan entre sí de manera organizada con el fin de atender las necesidades de información de una empresa6.

(CPU7),comunicación 8,programación9

Figura 1. Componentes de un Sistema de Información

Fuente: Elaboración de los autores

Un Sistema de Información contiene esencialmente datos y realiza cuatro actividades básicas para administrarlos que son: entrada, almacenamiento, procesamiento y salida (ver figura 2).

Figura 2. Actividades Básicas de un Sistema de Información

Fuente: Elaboración de los autores

El proceso que realiza un Sistema de Información para el desarrollo de sus cuatro actividades principales se describe de la siguiente manera:

a.El sistema captura los datos de entrada (1), los cuales pueden provenir del entorno, como datos de clientes nuevos; del mismo sistema, como clientes ya almacenados; o de otros sistemas de información que maneje la empresa, como los créditos otorgados a clientes por las ventas del día que alimentan el sistema de cartera.

ENTRADA DE DATOS

Es la actividad que recoge los datos que alimentan el Sistema de Información; como por ejemplo, datos de los clientes, proveedores y empleados.

b.Los datos de entrada pueden ser procesados para luego ser almacenados o primero almacenados para luego ser procesados (2); por ejemplo, en un sistema de ventas pueden ocurrir las siguientes situaciones:

Figura 3. Almacenamiento y procesamiento de datos

Fuente: Elaboración de los autores

Sin embargo, a pesar de los dos ejemplos planteados, no existe una política que indique en determinada circunstancia cuál de las dos formas debe emplearse, pues ésta depende de las necesidades primarias del sistema y del manejo que la empresa requiera.

ALMACENAMIENTO DE DATOS

Es la adecuada organización de los datos dentro de un esquema seguro que les garantice integridad y confiabilidad; como por ejemplo, intereses de los clientes, productos por proveedor y visitas de los promotores.

c. Después de ser almacenados o procesados, el Sistema de Información genera la salida de los datos (3); esta salida se puede realizar de diferentes maneras mediante consultas por pantalla hechas por los usuarios, a través de la generación de reportes o informes diseñados e implementados previamente en el sistema, o bien, mediante la generación de archivos planos con datos que permitan alimentar otros sistemas.

PROCESAMIENTO DE DATOS

Es la transformación de los datos del sistema en información útil a la organización; como por ejemplo, el cierre de caja, cálculo de intereses y liquidación de nóminas.