¿Qué es el Modelo de Datos Entidad-Relación (E-R)?
El modelo de datos Entidad Relación (E-R) es un modelo de datos conceptual. Se basa en una percepción de un mundo real que consiste en un conjunto de objetos básicos llamados Entidades y Relaciones entre estos objetos.
Es un modelo abstracto independiente de la Base de Datos y puede incluir componentes de sistemas existentes y no existentes, con el cual se pretende especificar el esquema de dominio de información de un sistema.
El modelo entidad-relación es utilizado para identificar los diferentes elementos involucrados en un problema y las asociaciones que existen entre ellos. El modelo entidad-relación es independiente del SGBD o del modelo de bases de datos que utilice. Debido a esta independencia, el modelo ER es utilizado con propósito de análisis y diseño dentro del desarrollo de sistemas de información.
Abstracción
La Abstracción es el principal mecanismo que empleamos para enfrentar el estudio de un sistema complejo. Por medio de la abstracción se toma cualquier sistema y se destacan las características más importantes y que están relacionadas con el objeto de estudio, dejando de un lado los aspectos que no son importantes, buscando las propiedades comunes de un conjunto de objetos, reducinedo la complejidad y aumentando el entendimiento.
La Abstracción es separar por medio de una operación intelectual las cualidades de un objeto paraconsiderarlas aisladamente o para considerar el mismo objeto en su pura esencia o noción.
Los modelos de datos proporcionan mecanismos de abstracción que permiten la representación de aquella parcela del mundo real cuyos datos nos interesa registrar, lo que habitualmente se conoce como Universo del discurso.
Dicha representación se describe en dos niveles:
- El de las estructuras que hacen posible la representación de la información, y
- El de la Información en sí misma.
Estos dos niveles dan lugar, en el ámbito de las bases de datos a la distición entre esquema y base de datos.
- La descripción específica de un UD determinado, en términos de un modelo de datos, recibe el nombre de esquema, y
- La colección de datos que en sí misma representa la información del UD da lugar a la base de datos
- El modelo es el instrumento de descripción que da como resultado un esquema.
- Un esquema se puede considerar como una representación gráfica y simbolica de una cosa atendiendo sólo a sus lineas o caracteres más significativos.
- Un ejemplar son los datos que en un determinado momento se encuentran almacenados en el esquema.
Entidad
Una entidad es un objeto que tiene significado o importancia, cuya información se necesita conocer. Un objeto de interés al negocio. Una clase o categoría de algo. El nombre de una cosa.
En el contexto de administración de personal de una empresa las entidades pueden ser:
- Empleado
- Departamento
- Proyecto
Describen las entidades y son las piezas específicas de información que se desea conocer. Por ejemplo, posibles atributos para la entidad empleado serían:
- Nombre
- Fecha nacimiento
- Sueldo
- Rut
Atributos
Para cada atributo hay un conjunto de valores permitidos, llamados el dominio o el conjunto de valores de ese atributo.
Tipos de atributos:
- Simples y compuestos
- Univalorados y multivalorados
- Nulos
- Derivados
Entidades y Conjuntos de Entidades
Entidad
Una entidad es un objeto que existe y es distinguible de otros objetos. De cara al modelo conceptual una entidad se puede definir como cualquier objeto, real o abstracto, que existe en un contexto determinado o puede llegar a existir y del cual deseamos guardar información, por ejemplo: "PROFESORES", "CURSOS", "ALUMNOS".
Una entidad puede ser concreta, tal como una persona o un libro, o puede ser abstracta, como un día festivo o un concepto.
Ejemplo: J. Harris, con No. de identificación DNI 40035689 es una entidad, ya que identifica únicamente una persona específica en el Universo. Análogamente, el número decuenta 2902300667-8 en la sucursal del banco interbank de Arequipa es una entidad que identifica únicamente una cuenta determinada.
Conjunto de Entidades
Es unconjunto de entidades del mismo tipo. Ejemplo: el conjunto de todas las personas que tienen una cuenta en un banco, pueden definirse como el conjunto de entidades CLIENTE. Ánalogamente, el conjunto de entidades CUENTA podría representar el conjunto de todas las cuentas de un banco determinado.
Los conjuntos de entidades no necesitan ser disjuntos. Por ejemplo, es posible definir el conjunto de entidades de todos los empleados de un banco (EMPLEADO) y el conjunto de entidades de todos los clientes del banco (CLIENTE). Una entidad persona puede ser una entidad empleado, una entidad cliente, ambas, o ninguna de las dos.
Reglas para las entidades
Para considerar una entidad, debe cumplir con las siguientes reglas:
- Los nombres de las entidades deben representar el tipo de entidades (el conjunto de las ocurrencias) y no una ocurrencia de la misma. Por ejemplo, un nombre apropiado para una entidad debe ser “Avión” y no “Boening 727” o “Boening 747”.
- Debe tener múltiples ocurrencias. Una entidad con sólo una ocurrencia puede ser mejor representada como un atributo y no una entidad (no entodos los casos).
- Una cosa u objeto debe poderse representar por una y solo una entidad. Las entidades deben ser mutuamente excluyentes en sus ocurrencias.
- Debe poseer un identificador, un atributo que identifique únicamente a una ocurrencia de la entidad
Notación de una Entidad
Las entidades se representan mediante rectángulos, en cuyo interior colocamos el nombre de la entidad. Esta convención es seguida por casi todas las notaciones.
Definición de una Entidad
Atributos
Es una propiedad descriptiva o valor asociado a una entidad, que sirve para cualificar, identificar, clasificar o expresar el estado de la entidad. Un atributo es cualquier descripción o cosa de significancia de esa entidad. Cada ejemplar de una misma entidad posee los mismos atributos, tanto en nombre como en número, diferenciándose cada uno de los ejemplares por los valores que toman dichos atributos.
{Luis García, 074-458962, S/.2,500}
{Juan Antonio Álvarez,01-4205398,S/.5,500}
{Martha Casas Verastegui,074-224512,S/.6,500}
Tipos de Atributos:
- Obligatorios: aquellos que deben tomar un valor y no se permite ningún ejemplar no tenga un valor determinado en el atributo.
- Opcional: aquellos atributos que pueden tener valores o no tenerlo.
- Derivado: aquellos atributos cuyo valor se obtiene a partir de los valores de otros atributos.
- Claves: El modelo E-R exige que cada entidad tenga un identificador, se trata de un atributo o conjunto de atributos que identifican de forma única a cada uno de los ejemplares de la entidad. De tal forma que ningún par de ejemplares de la entidad puedan tener el mismo valor en ese identificador.
Reglas para los atributos
- Los atributos deben ser univaluados, no pueden tener varios valores para una ocurrencia dada en un momento determinado.
- Pertenencia a la entidad. ¿Hace parte realmente de la entidad a la que asociamos?
- Relevancia de un atributo depende del tipo del problema
Notación de un Atributo
Los atributos de las entidades se representan de manera diferente de acuerdo a la notación seleccionada. Dentro de la convención sugerida por Chen, los atributos se representan como circunferencias que se enlazan a la entidad respectiva.
En la convención sugerida por James Martín y la utilizada por las herramientas CASE de Oracle, los atributos se representan como textos al interior de la entidad. Por ejemplo, para la entidad persona mencionada previamente:
Relaciones
El modelo de datos E-R refleja los componentes de un problema y las relaciones existentes entre estos componentes. Una relación es un asociación, vinculación o correspondencia significativa entre entidades. Las relaciones tienen asociadas una medida conocida como cardinalidad de asignación.
Cardinalidad de Asignación
Una restricción importante que impone el modelo de datos E-R es la de las cardinalidades de asignación, que expresan el número de entidades con las que puede asociarse otra entidad mediante una relación. Cada relación debe contener:
- un verbo
- una cardinalidad mínima
- una cardinalidad máxima
Relaciones de Una a Una
Una entidad en A está asociada a lo sumo con una entidad en B, y una entidad en B está asociada a lo sumo con una entidad en A.
Relaciones de Una a muchas
Relaciones de Muchas a Una:
Una entidad en A está asociada a lo sumo con una entidad en B, y una entidad en B, sin embargo, puede estar asociada con un número cualquiera de entidades en A.
Relaciones de Muchas a muchas
Una entidad en A está asociada con un número cualquiera de entidades en B, y una entidad en B está asociada con un número cualquiera de entidades en A.
Notación de una relación
Las Relaciones entre entidades se representan de manera diferente de acuerdo a la notación seleccionada.
Dentro de la notación sugerida por Chen, las relaciones se representan por rombos que se enlazan a las entidades involucradas. La cardinalidad de la relación se especifica mediante letras en los extermos de las relaciones.
La notación de James Martin sugiere utilizar lineas para representar las relaciones incluyendo los nombres de las relaciones como etiqueta para esas líneas. Los extremos de las líneas deben incluir algunos simbolos que señalen la cardinalidad de la relación. En esta notación, deben especificarse los dos nombres existentes para la relación.
La notación utilizada por las herramientas CASE de Oracle, se utiliza una notación similar a la sugerida por Martín. Sin embargo, el grado de opcionalidad u obligatoriedad (cardinalidad minima), se representa colocando una porción de la línea continua o punteada.
