PDF de programación - Unidad 2: Bases de Datos Relacionales

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sistemas gestores de bases de datos

(unidad 2) bases de datos relacionales

(2)

Bases de Datos
Relacionales

esquema de la unidad

(2.1.1) introducción
(2.1.2) objetivos
(2.1.3) historia del modelo relacional
(2.1.4) las reglas de Codd

(2.2.1) relación o tabla
(2.2.2) tupla
(2.2.3) dominio
(2.2.4) grado
(2.2.5) cardinalidad
(2.2.6) sinónimos
(2.2.7) definición formal de relación
(2.2.8) propiedades de las tablas (o relaciones)
(2.2.9) tipos de tablas
(2.2.10) claves
(2.2.11) nulos

(2.3.1) inherentes
(2.3.2) semánticas

(1.1) esquema de la unidad _________________________________________________________________________________ 6
(2.1) el modelo relacional ___________________________________________________________________________________ 7
7
7
8
¡Error! Marcador no definido.
(2.2) estructura de las bases de datos relacionales ____________________________________________________________ 10
10
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11
11
11
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(2.3) restricciones _________________________________________________________________________________________ 15
15
15
(2.4) las 12 reglas de Codd _________________________________________________________________________________ 17
(2.5) paso de entidad/relación al modelo relacional __________________________________________________________ 18
18
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(2.6) representación de esquemas de bases de datos relacionales_______________________________________________ 25
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(2.7) normalización _______________________________________________________________________________________ 29
29
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(2.8) índice de ilustraciones ________________________________________________________________________________ 38

(2.7.1) problemas del esquema relacional
(2.7.2) formas normales
(2.7.3) primera forma normal (1FN)
(2.7.4) dependencias funcionales
(2.7.5) segunda forma normal (2FN)
(2.7.6) tercera forma normal (3FN)
(2.7.7) forma normal de Boyce-Codd (FNBC o BCFN)
(2.7.8) cuarta forma normal (4FN). dependencias multivaluadas
(2.7.9) quinta forma normal (5FN)

(2.5.1) transformación de las entidades fuertes
(2.5.2) transformación de relaciones
(2.5.3) entidades débiles
(2.5.4) relaciones ISA
(2.5.5) notas finales

(2.6.1) Grafos relacionales
(2.6.2) Esquemas relacionales derivados del modelo entidad/relación

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2º curso de administración de sistemas informáticos

autor: Jorge Sánchez – www.jorgesanchez.net

(2.1) el modelo relacional

(2.1.1) introducción

Edgar Frank Codd definió las bases del modelo relacional a finales de los 60. En
1970 publica el documento “A Relational Model of data for Large Shared Data
Banks” (“Un modelo relacional de datos para grandes bancos de datos
compartidos”). Actualmente se considera que ese es uno de los documentos
más influyentes de toda la historia de la informática. Lo es porque en él se
definieron las bases del llamado Modelo Relacional de Bases de Datos.
Anteriormente el único modelo teórico estandarizado era el Codasyl que se
utilizó masivamente en los años 70 como paradigma del modelo en red de bases
de datos.

Codd se apoya en los trabajos de los matemáticos Cantor y Childs (cuya
teoría de conjuntos es la verdadera base del modelo relacional). Según Codd los
datos se agrupan en relaciones (actualmente llamadas tablas) que es un
concepto que se refiere a la estructura que aglutina datos referidos a una misma
entidad de forma independiente respecto a su almacenamiento físico.

Lo que Codd intentaba fundamentalmente es evitar que las usuarias y
usuarios de la base de datos tuvieran que verse obligadas a aprender los
entresijos internos del sistema. Pretendía que los usuarios/as trabajaran de
forma sencilla e independiente del funcionamiento físico de la base de datos en
sí. Fue un enfoque revolucionario.

Aunque trabajaba para IBM, esta empresa no recibió de buen grado sus
teorías (de hecho continuó trabajando en su modelo en red IMS). De hecho
fueron otras empresas (en especial Oracle) las que implementaron sus teorías.
Pocos años después el modelo se empezó a utilizar cada vez más, hasta
finalmente ser el modelo de bases de datos más popular. Hoy en día casi todas
las bases de datos siguen este modelo.

(2.1.2) objetivos

Codd perseguía estos objetivos con su modelo:

 Independencia física. La forma de almacenar los datos, no debe influir en su
manipulación lógica. Si la forma de almacenar los datos cambia, los usuarios
no tienen siquiera porque percibirlo y seguirán trabajando de la misma
forma con la base de datos. Esto permite que los usuarios y usuarias se
concentren en qué quieren consultar en la base de datos y no en cómo está
realizada la misma.

 Independencia lógica. Las aplicaciones que utilizan la base de datos no
deben ser modificadas porque se modifiquen elementos de la base de datos.
Es decir, añadir, borrar y suprimir datos, no influye en las vistas de los
usuarios. De una manera más precisa, gracias a esta independencia el
esquema externo de la base de datos es realmente independiente del
modelo lógico.

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sistemas gestores de bases de datos

(unidad 2) bases de datos relacionales

 Flexibilidad. La base de datos ofrece fácilmente distintas vistas en función

de los usuarios y aplicaciones.

 Uniformidad. Las estructuras lógicas siempre tienen una única forma

conceptual (las tablas).

 Sencillez. Facilidad de manejo (algo cuestionable, pero ciertamente
verdadero si comparamos con los sistemas gestores de bases de datos
anteriores a este modelo).

(2.1.3) historia del modelo relacional

Año

1970

Hecho

Codd publica las bases del modelo relacional

1971-72

Primeros desarrollos teóricos

1973-78

Primeros prototipos de base de datos relacional. Son el
System R de IBM. En ese sistema se desarrolla Sequel que
con el tiempo cambiará su nombre a SQL.

1974

1978

1979

1981

1983

1984

1986

1987

1988

La Universidad de Berkeley desarrolla Ingres, SGBD
relacional basado en cálculo relacional. Utilizaba el
lenguaje Quel desarrollado en las universidades y muy
popular en la época en ámbitos académicos.

Aparece el lenguaje QBE (Query By Example) lenguaje
de acceso relacional a los archivos VSAM de IBM

Aparece Oracle, el primer SGBD comercial relacional
(ganando en unas semanas al System/38 de
IBM).
Implementa SQL y se convertirá en el sistema gestor de
bases de datos relacionales líder del mercado.

Codd revisa su modelo relacional y lanza el modelo RM/T
como un intento de subsanar sus deficiencias.

Aparece Informix como SGBD relacional para Unix

Aparece DB2, el sistema gestor de bases de datos
relacionales de IBM

Aparece la base de datos Sybase que llegó a ser la
segunda más popular (tras Oracle)

ANSI normaliza el SQL (SQL/ANSI). SQL es ya de hecho el
lenguaje principal de gestión de bases de datos
relacionales.

ISO también normaliza SQL. Es el SQL ISO(9075)

La versión 6 de Oracle
procedimental PL/SQL

incorpora el

lenguaje

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2º curso de administración de sistemas informáticos

autor: Jorge Sánchez – www.jorgesanchez.net

Año

1989

Hecho

ISO revisa el estándar y publica el estándar SQL
Addendum.

Microsoft y Sybase desarrollan SQL Server para el sistema
operativo OS/2 de Microsoft e IBM. Durante años Sybase y
SQL Server fueron el mismo producto.

1990

Versión dos del modelo relacional (RM/V2) realizada por
Codd.

1992

1995

Propuesta de Michael Stonebraker para añadir al modelo
relacional capacidades de orientación a objetos.

ISO publica el estándar SQL 92 (todavía el más utilizado)

Manifiesto de Darwen y Date en el que animan a
reinterpretar el modelo relacional desde una perspectiva
de objetos. Aparece el modelo objeto/relacional.

Aparece MySQL una base de datos relacional de código
abierto con licencia GNU que se hace muy popular entre
los desarrolladores de páginas web.

1996

ANSI normaliza el lenguaje procedimental basado en SQL y
lo llaman SQL/PSM. Permite técnicas propias de los
lenguajes de programación estructurada.

Aparece el SGBD abierto PostgreSQL como remodelación
de la antigua Ingres, utilizando de forma nativa el
lenguaje SQL (en lugar de Quel).

ISO publica un nuevo estándar que incluye características
más avanzadas. Se llama SQL 99 (también se le conoce
como SQL 200)

ISO publica el estándar SQL 2003. En él se añade SQL/PSM
al estándar.

Estándar ISO. SQL 2006

Estándar ISO. SQL 2008

1999

2003

2006

2008



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sistemas gestores de bases de datos

(unidad 2) bases de datos relacionales

(2.2) estructura de las bases de datos

relacionales

(2.2.1) relación o tabla

Según el modelo relacional (desde que Codd lo enunció) el elemento
fundamental es lo que se conoce como relación, aunque más habitualmente se
le llama tabla (o también array o matriz). Codd definió las relaciones utilizando
un lenguaje matemático, pero se pueden asociar a la idea de tabla (de filas y
columnas) ya que es más fácil de entender.

No hay que confundir la idea de relación según el modelo de Codd, con lo que
significa una relación en el modelo Entidad/Relación de Chen. No tienen nada
que ver

Las relaciones constan de:

 Atributos. Referido a cada propiedad de los datos que