MODELO DE DATOS RELACIONAL
INTRODUCCION
El Modelo de Datos Relacional fue propuesto por E. F. Codd en 1970. La mayoría de los sistemas de bases de datos comercializados hasta 1980 utilizaban el Modelo Red o el Jerárquico, pero estos Modelos de Datos fueron siendo desplazados gradualmente por el Relacional debido a su sencillez y flexibilidad. El Modelo Relacional, basado en conceptos muy simples, tiene asociada una teoría que no puede ser separada del mismo: la teoría de la Normalización de las Relaciones.
Esta teoría tiene por objeto suprimir los datos redundantes, eliminar los comportamientos anormales durante las actualizaciones y facilitar comprensión de las relaciones semánticas entre los datos.
Todo Modelo de Datos se caracteriza por tres conjuntos:
1) ESTRUCTURAS
2) RESTRICCIONES (implícitas y explícitas)
3) OPERACIONES
En el Modelo RELACIONAL esta caracterización se manifiesta de la siguiente forma:
1) ESTRUCTURAS (dominios atómicos y relaciones)
2) RESTRICCIONES IMPLICITAS (reglas de integridad)
3) OPERACIONES (álgebra relacional o equivalente)
CONCEPTOS BASICOS DEL MODELO RELACIONAL
DOMINIO
Un dominio es un conjunto homogéneo de valores.
Ejemplos: El dominio de los números enteros, el dominio de los números reales, el dominio de las vocales, etc. V = {a,e,i,o,u}
RELACION
El concepto “relación” deriva directamente de la teoría de conjuntos. Es un subconjunto del producto cartesiano de una lista de dominios. Está caracterizada generalmente por un nombre. Recordemos que el producto cartesiano de un conjunto de dominios D1,D2,D3,...,Dn es el conjunto de las tuplas (v1,v2,...,vn) tales que vi pertenece a Di.
Ejemplo:
El producto cartesiano de los dominios:
D1={azul, blanco, rojo}
D2={0,1}
está formado por las seis tuplas
D1 x D2 = {(azul,0),(azul,1),(blanco,0),(blanco,1), (rojo,0),(rojo,1)}
A partir de D1 x D2 podemos componer una relación r
r = {(azul,0),(azul,1),(blanco,0)}
ATRIBUTO
Los matemáticos definen una relación como un subconjunto del producto cartesiano de una lista de dominios, usando el entero 1 para denotar el atributo cuyo dominio aparece en el primer lugar en la lista de dominios: el entero 2 para el atributo cuyo dominio aparece en segundo lugar, etc.
El Modelo Relacional, en cambio, otorga un nombre a cada columna sin conferir importancia alguna al orden en el que se encuentran las mismas.
Sea una relación r conteniendo n tuplas. Sea t una tupla de la relación. Se utilizará la notación t[A] para denotar el valor en t del atributo (o conjunto de atributos) A.
t[A] = valor en la tupla t del atributo A
Adicionalmente se utilizará la notación r.A para referirse al atributo A perteneciente a r .
ESQUEMA DE RELACION
En un primer enfoque, un esquema de relación es el nombre de la relación seguido de la lista de los atributos con sus dominios.
Debe diferenciarse entre el esquema de relación y las instancias de la relación: el primero describe la intención, mientras que una instancia de la relación describe su extensión en un momento dado. Se adoptará la convención de usar minúsculas para las relaciones y mayúsculas para los esquemas de relación.
Ejemplo: Dada una relación automóvil que incluye los atributos número de matrícula, marca, modelo, y color, su esquema es:
AUTOMOVIL = (NM: entero,MARCA: char(10),MODELO: char(4), COLOR: char(10))
El hecho de que auto es una relación con el esquema AUTOMOVIL se expresa al escribir: auto (AUTOMOVIL)
AUTOMOVIL | ||||
NM | MARCA | MODELO | COLOR | Esquema |
SQY687 | Chevrolet | Corsa | Verde | |
AQA121 | Audi | A3 | Gris | Extensión |
RCP345 | Renault | Megane | Rojo |
SUPERCLAVE, CLAVE CANDIDATA, CLAVE PRIMARIA, CLAVE FORANEA
Los conceptos superclave, clave candidata y clave primaria que se explicaron para el Modelo Entidad-Relacion son aplicables al Modelo Relacional.
SUPERCLAVE
Es todo conjunto de uno o más atributos pertenecientes al esquema de relación R que permita identificar en forma unívoca a cada tupla t de la relación r(R).
Es todo conjunto de uno o más atributos pertenecientes al esquema de relación R que permita identificar en forma unívoca a cada tupla t de la relación r(R).
CLAVE CANDIDATA
La clave candidata de una relación es una Superclave para la cual ningún subconjunto propio es una superclave. En términos formales:
Sea R un esquema de relación con atributos A1,A2,...,An. El conjunto de atributos K = (A1,A2,...,Ak) es una clave candidata de R.
La clave candidata de una relación es una Superclave para la cual ningún subconjunto propio es una superclave. En términos formales:
Sea R un esquema de relación con atributos A1,A2,...,An. El conjunto de atributos K = (A1,A2,...,Ak) es una clave candidata de R.
Es decir, cumple que la eliminación de cualquiera de sus atributos da un
CLAVE PRIMARIA
Se utiliza el término clave primaria para referir a la clave candidata que elija el diseñador de la base de datos como la forma principal de identificar a las tuplas dentro de una relación.
Se utiliza el término clave primaria para referir a la clave candidata que elija el diseñador de la base de datos como la forma principal de identificar a las tuplas dentro de una relación.
La regla de integridad de unicidad de la clave primaria establece que si el conjunto de atributos CP es la clave primaria de una relación R, entonces
Es decir, que la regla de unicidad establece que toda clave primaria que se elija para una relación no debe tener valores repetidos.
Las claves candidatas no elegidas como primaria se denominan claves
CLAVE FORANEA
En una relación r(R) una clave foránea es un atributo, o combinación de atributos, que es clave primaria en otra relación s(S).
La clave primaria y la clave foránea deben estar definidas sobre el mismo dominio. Los esquemas de relación R y S no son necesariamente distintos. La relación r(R) se denomina relación referenciante y la relación s(S) relación referenciada. Las claves foráneas representan las referencias de una relación a otra (es por esta razón que en algunas propuestas de Diagrama de Estructuras de Información basadas en el Diagrama Entidad-Relacion surge lo que se denomina atributo referencial, para denotar, precisamente, una clave foránea del Modelo Relacional).
La clave primaria y la clave foránea deben estar definidas sobre el mismo dominio. Los esquemas de relación R y S no son necesariamente distintos. La relación r(R) se denomina relación referenciante y la relación s(S) relación referenciada. Las claves foráneas representan las referencias de una relación a otra (es por esta razón que en algunas propuestas de Diagrama de Estructuras de Información basadas en el Diagrama Entidad-Relacion surge lo que se denomina atributo referencial, para denotar, precisamente, una clave foránea del Modelo Relacional).
MODELO RELACIONAL: RESTRICCIONES
El Modelo Relacional tiene dos restricciones inherentes o implícitas, llamadas reglas de integridad:
1) REGLA DE INTEGRIDAD DE ENTIDAD
2) REGLA DE INTEGRIDAD REFERENCIAL
que refieren a las claves primarias y a las claves foráneas, respectivamente.
REGLA DE INTEGRIDAD DE ENTIDAD
Ningún atributo de la clave primaria de un esquema de relación puede tomar valor nulo.
REGLA DE INTEGRIDAD REFERENCIAL
Si la relación r(R) incluye una clave foránea F que es la clave primaria P de una relación s(S) , entonces todo valor de F en r(R) debe ser totalmente nulo o ser igual al valor de P en alguna tupla de s(S). R y S no son necesariamente distintos.
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