Bases de datos relacionales /AXIOMAS DE AMSTRONG

Hechos/conceptos (contenidos soporte)

ü  Bases de datos relacionales. Antecedentes históricos. Fundamentos. Características. Conceptos básicos (tablas, atributos, tuplas, dominio, grado, cardinalidad, claves, asociaciones de relaciones, claves ajenas, reglas de integridad, definición de las relaciones: por  Extensión y por comprensión).

ü  Requisitos que deben cumplir las tablas para ser relaciones. Esquemas y subesquemas. Dependencias funcionales (parciales, completa y transitiva).

ü  Axiomas de Armstrong. Eliminación de dependencias redundantes. Obtención de claves.

Base de Datos Relacional 


Una base de datos relacional es una base de datos que cumple con el modelo relacional, el cual es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postuladas sus bases en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San José (California), no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos.

Características 

• Una base de datos relacional se compone de varias tablas o relaciones.
• No pueden existir dos tablas con el mismo nombre.
• Cada tabla es a su vez un conjunto de registros, filas o tuplas.
• Cada registro representa un objeto del mundo real.
• Cada una de estos registros consta de varias columnas, campos o atributos.
• No pueden existir dos columnas con el mismo nombre en una misma tabla.
• Los valores almacenados en una columna deben ser del mismo tipo de dato.
• Todas las filas de una misma tabla poseen el mismo número de columnas.
• No se considera el orden en que se almacenan los registros en las tablas.
• No se considera el orden en que se almacenan las tablas en la base de datos.
• La información puede ser recuperada o almacenada por medio de sentencias llamadas «consultas».

Elementos 

Relaciones base y derivadas 

En una base de datos relacional, todos los datos se almacenan y se acceden a ellos por medio de relaciones. Las relaciones que almacenan datos son llamados "relaciones base" y su implementación es llamada "tabla". Otras relaciones no almacenan datos, pero que son calculadas al aplicar operaciones relacionales. Estas relaciones son llamadas "relaciones derivadas" y su implementación es llamada "vista" o "consulta". Las relaciones derivadas son convenientes ya que expresan información de varias relaciones actuando como si fuera una sola.

Restricciones 

Una restricción es una condición que obliga el cumplimiento de ciertas condiciones en la base de datos. Algunas no son determinadas por los usuarios, sino que son inherentemente definidas por el simple hecho de que la base de datos sea relacional. Algunas otras restricciones las puede definir el usuario, por ejemplo, usar un campo con valores enteros entre 1 y 10.

Las restricciones proveen un método de implementar reglas en la base de datos. Las restricciones restringen los datos que pueden ser almacenados en las tablas. Usualmente se definen usando expresiones que dan como resultado un valor booleano, indicando si los datos satisfacen la restricción o no.

Las restricciones no son parte formal del modelo relacional, pero son incluidas porque juegan el rol de organizar mejor los datos. Las restricciones son muy discutidas junto con los conceptos relacionales.

Dominios 

Un dominio describe un conjunto de posibles valores para cierto atributo. Como un dominio restringe los valores del atributo, puede ser considerado como una restricción. Matemáticamente, atribuir un dominio a un atributo significa "todos los valores de este atributo deben de ser elementos del conjunto especificado".

Distintos tipos de dominios son: enteros, cadenas de texto, fecha, etc...

Clave única 

Cada tabla puede tener uno o más campos cuyos valores identifican de forma única cada registro de dicha tabla, es decir, no pueden existir dos o más registros diferentes cuyos valores en dichos campos sean idénticos. Este conjunto de campos se llama clave única.

Pueden existir varias claves únicas en una determinada tabla, y a cada una de éstas suele llamársele candidata a clave primaria.

Clave primaria 

Una clave primaria es una clave única elegida entre todas las candidatas que define univocamente a todos los demas atributos de la tabla, para especificar los datos que serán relacionados con las demás tablas. La forma de hacer esto es por medio de claves foráneas.

Sólo puede existir una clave primaria por tabla y ningún campo de dicha clave puede contener valores NULL.

Clave foránea 

Una clave foránea es una referencia a una clave en otra tabla. Las claves foráneas no necesitan ser claves únicas en la tabla donde estan y si a donde estan referenciadas.

Por ejemplo, el código de departamento puede ser una clave foránea en la tabla de empleados, pero obviamente se permite que haya varios empleados en un mismo departamento, pero existira solo un departamento.

Clave índice 

Las claves índice surgen con la necesidad de tener un acceso más rápido a los datos. Los índices pueden ser creados con cualquier combinación de campos de una tabla. Las consultas que filtran registros por medio de estos campos, pueden encontrar los registros de forma no secuencial usando la clave índice.

Las bases de datos relacionales incluyen múltiples técnicas de ordenamiento, cada una de ellas es óptima para cierta distribución de datos y tamaño de la relación.

Los índices generalmente no se consideran parte de la base de datos, pues son un detalle agregado. Sin embargo, las claves índices son desarrolladas por el mismo grupo de programadores que las otras partes de la base de datos.

Procedimientos almacenados

Un procedimiento almacenado es código ejecutable que se asocia y se almacena con la base de datos. Los procedimientos almacenados usualmente recogen y personalizan operaciones comunes, como insertar un registro dentro de una tabla, recopilar información estadística, o encapsular cálculos complejos. Son frecuentemente usados por un API por seguridad o simplicidad.

Los procedimientos almacenados no son parte del modelo relacional, pero todas las implementaciones comerciales los incluyen...

Estructura 

La base de datos se organiza en dos marcadas secciones; el esquema y los datos (o instancia).

El esquema es la definición de la estructura de la base de datos y principalmente almacena los siguientes datos:

• El nombre de cada tabla
• El nombre de cada campo
• El tipo de dato de cada campo
• La tabla a la que pertenece cada campo

Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización, el resultado de dicho proceso es un esquema que permite que la base de datos sea usada de manera óptima.

Los datos o instancia es el contenido de la base de datos en un momento dado. Es en si, el contenido de todos los registros.

Manipulación de la información 

Para manipular la información utilizamos un lenguaje relacional, actualmente se cuenta con dos lenguajes formales el álgebra relacional y el cálculo relacional. El álgebra relacional permite describir la forma de realizar una consulta, en cambio, el cálculo relacional sólo indica lo que se desea devolver.

El lenguaje más común para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL (Structured Query Language), un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales.

En el modelo relacional los atributos deben estar explícitamente relacionados a un nombre en todas las operaciones, en cambio, el estándar SQL permite usar columnas sin nombre en conjuntos de resultados, como el asterisco taquigráfico (*) como notación de consultas.

Al contrario del modelo relacional, el estándar SQL requiere que las columnas tengan un orden definido, lo cual es fácil de implementar en una computadora, ya que la memoria es lineal.

Es de notar, sin embargo, que en SQL el orden de las columnas y los registros devueltos en cierto conjunto de resultado nunca está garantizado, a no ser que explícitamente sea especificado por el usuario.

Manejadores de base de datos relacionales 

Existe software exclusivamente dedicado a tratar con bases de datos relacionales. Este software se conoce como SGBD (Sistema de gestión de base de datos relacional) o RDBMS (del inglés Relational database management system).

Entre los gestores o manejadores más actuales y populares encontramos: MySQL, PostgreSQL, Oracle y Microsoft SQL Server.

Ventajas y desventajas 

Ventajas

• Provee herramientas que garantizan evitar la duplicidad de registros.
• Garantiza la integridad referencial, así, al eliminar un registro elimina todos los registros relacionados dependientes.
• Favorece la normalización por ser más comprensible y aplicable.

Desventajas

• Presentan deficiencias con datos gráficos, multimedia, CAD y sistemas de información geográfica.
• No se manipulan de forma manejable los bloques de texto como tipo de dato.

Las bases de datos orientadas a objetos (BDOO) se propusieron con el objetivo de satisfacer las necesidades de las aplicaciones anteriores y así, complementar pero no sustituir a las bases de datos relacionales. Esto lo dijo el analista en sistemas wilson e.

AXIOMAS DE AMSTRONG

"AXIOMAS DE AMSTRONG"


1. Reflexiva x->y
· Direccion->Estrato
· Nombre->Apellido
· Direccion->Telefono
· Sexo->Nombre

2.Aumentatividad x+y->z
· Nombre+Registro_medico->Especialidad
· Identificacion+Registro_medico->Nombre
· Registro_medico+Especialidad->Salario
· Nombre+Identificacion->Edad

3. Proyectividad x->y+z
· Registro_medico->Nombre+Especialidad
· Estrato->Direccion+Identificacion
· Sexo->Nombre+Identificacion
· Salario-> Registro_medico+Especialidad

4.Aditividad x+y->w+z
· Registro_medico+Identificacion->Nombre+Especialidad
· Nombre+Identificacion->Sexo+ Registro_medico
· Direccion+Telefono->Nombre+Identificacion
· Identificacion+ Registro_medico->Sexo+Edad

5. Transitividad x->y y->z x->z
· Nombre->Telefono Telefono->Direccion Nombre->Direccion
· Nombre->Sexo Sexo->Identificacion Nombre->Identificacion
· Direccion->Telefono Telefono->Estrato Direccion->Estrato
· Registro_medico->Nombre Nombre->Especialidad Registro_medico->Especialidad