Dado que el modelo de datos es un medio para comunicar el significado de los datos, las relaciones entre ellos y las
reglas de negocio de un sistema de información, una organización puede obtener numerosos beneficios de la aplicación de
esta técnica, pues la definición de los datos y la manera en que éstos operan son compartidos por todos los usuarios.
Las ventajas de realizar un modelo de datos son, entre otras:
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Comprensión de los datos de una organización y del funcionamiento de la organización.
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Obtención de estructuras de datos independientes del entorno físico.
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Control de los posibles errores desde el principio, o al menos, darse cuenta de las deficiencias lo antes posible.
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Mejora del mantenimiento.
Aunque la estructura de datos puede ser cambiante y dinámica, normalmente es mucho más estable que la estructura de
procesos. Como resultado, una estructura de datos estable e integrada proporciona datos consistentes que puedan ser
fácilmente accesibles según las necesidades de los usuarios, de manera que, aunque se produzcan cambios organizativos,
los datos permanecerán estables.
Este diagrama se centra en los datos, independientemente del procesamiento que los transforma y sin entrar en
consideraciones de eficiencia. Por ello, es independiente del entorno físico y debe ser una fiel representación del
sistema de información objeto del estudio, proporcionando a los usuarios toda la información que necesiten y en la
forma en que la necesiten.
El modelo entidad/relación extendido describe con un alto nivel de abstracción la distribución de datos almacenados en
un sistema. Existen dos elementos principales: las entidades y las relaciones. Las extensiones al modelo básico añaden
además los atributos de las entidades y la jerarquía entre éstas. Estas extensiones tienen como finalidad aportar al
modelo una mayor capacidad expresiva.
Los elementos fundamentales del modelo son los siguientes:
Entidad
Es aquel objeto, real o abstracto, acerca del cual se desea almacenar información en la base de datos. La estructura
genérica de un conjunto de entidades con las mismas características se denomina tipo de entidad.
Existen dos clases de entidades: regulares, que tienen existencia por sí mismas, y débiles cuya existencia depende de
otra entidad. Las entidades deben cumplir las siguientes tres reglas:
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Tienen que tener existencia propia.
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Cada ocurrencia de un tipo de entidad debe poder distinguirse de las demás.
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Todas las ocurrencias de un tipo de entidad deben tener los mismos atributos.
Relación
Es una asociación o correspondencia existente entre una o varias entidades. La relación puede ser regular, si asocia
tipos de entidad regulares, o débil, si asocia un tipo de entidad débil con un tipo de entidad regular. Dentro de las
relaciones débiles se distinguen la dependencia en existencia y la dependencia en identificación.
Se dice que la dependencia es en existencia cuando las ocurrencias de un tipo de entidad débil no pueden existir sin la
ocurrencia de la entidad regular de la que dependen. Se dice que la dependencia es en identificación cuando, además de
lo anterior, las ocurrencias del tipo de entidad débil no se pueden identificar sólo mediante sus propios atributos,
sino que se les tiene que añadir el identificador de la ocurrencia de la entidad regular de la cual dependen.
Además, se dice que una relación es exclusiva cuando la existencia de una relación entre dos tipos de entidades implica
la no existencia de las otras relaciones.
Una relación se caracteriza por:
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Nombre: que lo distingue unívocamente del resto de relaciones del modelo.
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Tipo de correspondencia: es el número máximo de ocurrencias de cada tipo de entidad que pueden intervenir en
una ocurrencia de la relación que se está tratando.
Conceptualmente se pueden identificar tres clases de relaciones:
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Relaciones 1:1: Cada ocurrencia de una entidad se relaciona con una y sólo una ocurrencia de la otra entidad.
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Relaciones 1:N: Cada ocurrencia de una entidad puede estar relacionada con cero, una o varias ocurrencias de la
otra entidad.
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Relacionesones M:N: Cada ocurrencia de una entidad puede estar relacionada con cero, una o varias ocurrencias
de la otra entidad y cada ocurrencia de la otra entidad puede corresponder a cero, una o varias ocurrencias de
la primera.
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Cardinalidad: representa la participación en la relación de cada una de las entidades afectadas, es decir, el
número máximo y mínimo de ocurrencias de un tipo de entidad que pueden estar interrelacionadas con una
ocurrencia de otro tipo de entidad. La cardinalidad máxima coincide con el tipo de correspondencia.
Según la cardinalidad, una relación es obligatoria, cuando para toda ocurrencia de un tipo de entidad existe al menos
una ocurrencia del tipo de entidad asociado, y es opcional cuando, para toda ocurrencia de un tipo de entidad, puede
existir o no una o varias ocurrencias del tipo de entidad asociado.
Dominio
Es un conjunto nominado de valores homogéneos. El dominio tiene existencia propia con independencia de cualquier
entidad, relación o atributo.
Atributo
Es una propiedad o característica de un tipo de entidad. Se trata de la unidad básica de información que sirve para
identificar o describir la entidad. Un atributo se define sobre un dominio. Cada tipo de entidad ha de tener un
conjunto mínimo de atributos que identifiquen unívocamente cada ocurrencia del tipo de entidad. Este atributo o
atributos se denomina identificador principal. Se pueden definir restricciones sobre los atributos, según las cuales un
atributo puede ser:
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Univaluado, atributo que sólo puede tomar un valor para todas y cada una de las ocurrencias del tipo de entidad
al que pertenece.
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Obligatorio, atributo que tiene que tomar al menos un valor para todas y cada una de las ocurrencias del tipo
de entidad al que pertenece.
Además de estos elementos, existen extensiones del modelo entidad/relación que incorporan determinados conceptos o
mecanismos de abstracción para facilitar la representación de ciertas estructuras del mundo real:
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La generalización, permite abstraer un tipo de entidad de nivel superior (supertipo) a partir de varios
tipos de entidad (subtipos); en estos casos los atributos comunes y relaciones de los subtipos se asignan al
supertipo. Se pueden generalizar por ejemplo los tipos profesor y estudiante obteniendo el
supertipo persona.
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La especialización es la operación inversa a la generalización, en ella un supertipo se descompone en
uno o varios subtipos, los cuales heredan todos los atributos y relaciones del supertipo, además de tener los
suyos propios. Un ejemplo es el caso del tipo empleado, del que se pueden obtener los subtipos
secretaria, técnico e ingeniero.
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Categorías. Se denomina categoría al subtipo que aparece como resultado de la unión de varios tipos de
entidad. En este caso, hay varios supertipos y un sólo subtipo. Si por ejemplo se tienen los tipos
persona y compañía y es necesario establecer una relación con vehículo, se puede crear
propietario como un subtipo unión de los dos primeros.
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La agregación, consiste en construir un nuevo tipo de entidad como composición de otros y su tipo de
relación y así poder manejarlo en un nivel de abstracción mayor. Por ejemplo, se tienen los tipos de entidad
empresa y solicitante de empleo relacionados mediante el tipo de relación entrevista; pero
es necesario que cada entrevista se corresponda con una determinada oferta de empleo. Como no se
permite la relación entre tipos de relación, se puede crear un tipo de entidad compuesto por empresa,
entrevista y solicitante de empleo y relacionarla con el tipo de entidad oferta de empleo.
El proceso inverso se denomina desagregación.
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La asociación, consiste en relacionar dos tipos de entidades que normalmente son de dominios
independientes, pero coyunturalmente se asocian.
La existencia de supertipos y subtipos, en uno o varios niveles, da lugar a una jerarquía, que permitirá representar
una restricción del mundo real.
Una vez construido el modelo entidad/relación, hay que analizar si se presentan redundancias. Para poder asegurar su
existencia se deben estudiar con mucho detenimiento las cardinalidades mínimas de las entidades, así como la semántica
de las relaciones.
Los atributos redundantes, los que se derivan de otros elementos mediante algún calculo, deben ser eliminados del
modelo entidad/relación o marcarse como redundantes.
Igualmente, las relaciones redundantes deben eliminarse del modelo, comprobando que al eliminarlas sigue siendo posible
el paso, tanto en un sentido como en el inverso, entre las dos entidades que unían.
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