DISEÑO CONCEPTUAL

Cuando se trabaja bajo el análisis conceptual de una situación, nos referimos a la abstracción de hechos reales de los cuales se emite un concepto o es posible hacer una idea de ello.   Para poder realizar la abstracción de un tema en un área específica, a nivel informático,  es necesario tener los requerimientos formulados por los usuarios con respecto a este.  Estos requerimientos contienen el conjunto de hechos y reglas que dan pauta a la creación del esquema conceptual donde por medio de este se podrá realizar una descripción de alto nivel de la futura base de datos.  Para manipular este esquema se utiliza un modelo conceptual que proporciona un lenguaje que permite utilizar un conjunto de símbolos (estándares) para la creación de este.

El diseño conceptual se hace independiente al sistema gestor de base de datos   (DBMS) que utilice el usuario para la implementación de esta.

Para modelar Conceptualmente es posible utilizar varios Modelos de Datos Un modelo práctico para ilustrar el diseño conceptual es el modelo entidad relación.
 
 

Modelo Entidad Relación  (MER)

Diseñado por Chen en 1976, maneja los siguientes conceptos:

Conceptos del MER:

ENTIDADES: Una entidad es una "cosa" u "objeto" del mundo real, con existencia independiente y distinguible de los demás objetos. Cada entidad tiene un conjunto de propiedades y valores que la identifican de forma unívoca. Esta puede ser tanto tangible (existencia física), ejemplo: Un carro, como intangible (existencia conceptual), ejemplo: Un curso universitario.

ATRIBUTOS: Las propiedades que califican y le dan vida a la entidad se denominan atributos. Ejemplo: la entidad persona se puede describir por las siguientes propiedades: cédula, nombre, dirección, sexo, peso, altura, color, tipo de sangre, salario.

Cada entidad tendrá un valor por cada uno de los atributos, que posteriormente será almacenado en la base de datos. El valor de cada atributo está enmarcado en un conjunto de valores permitidos llamado Dominio. Ejemplo: el conjunto de valores permitidos (dominio) para el atributo cédula pueden ser todos los enteros positivos.

Tipos de Atributos:

Simples: No divisible, es decir es un atributo atómico. Ejemplo: El atributo cédula, su propiedad no tiene sentido dividirla, no tendrá significado para la entidad, ya que la concepción de este es un número indivisible.

Compuesto: Está conformado por un conjunto de partes que en el momento de dividirlas pueden formar otros atributos sin perder el sentido básico de la propiedad que está calificando la entidad. Ejemplo: los atributos nombre, dirección pueden estar conformados en su naturaleza funcional por varias partes. Si tomáramos el atributo nombre con un valor de: JUAN PEREZ CORREA, sin perder la propiedad del mismo, se podrán crear otros dos atributos simples tales como: primer_apellido, segundo_apellido. Así se tendrá: (nombre, JUAN), (primer_apellido, PEREZ), (segundo_apellido, CORREA).

Un atributo compuesto se divide sólo por razones de manejo a nivel del lenguaje de consulta o programación o por requerimientos del usuario, si no hay necesidad no se debe dividir ya que en algunas ocasiones se vuelve complejo el manejo de esta situación, es decir el atributo compuesto se trabaja como un atributo simple. Así se puede concluir que un atributo compuesto es la suma (concatenación) de los valores de los atributos simples que lo conforman.

Univaluados (univalorados o monovaluados): Son atributos que en el transcurso del tiempo sólo toman un valor para una entidad en particular. Ejemplo: El atributo cédula, solo toma un valor para una entidad persona en particular.

Multivaluados (multivalorados): Son atributos que en el transcurso del tiempo pueden tener un conjunto de valores para una entidad en particular. Ejemplo: El atributo Grado_Academico para el conjunto de entidades persona puede tomar diferentes valores desde 0 o primaria o medio, entre otros. También es característico que este tipo de atributo maneje rangos de valores. Ejemplo: el atributo sexo, puede tener un rango de valores [F,M] y tomará uno de estos en algún instante en el tiempo para una entidad específica.

Nulos: Son atributos que en cualquier instante en el tiempo pueden tomar el valor nulo para una entidad en particular.

Derivado: Son atributos cuyo valor depende de los valores de otros atributos o entidades. Ejemplo: el atributo salario pude derivarse a partir del cálculo de los siguientes valores:
PARAMETROS(salario_base, 5000), NOVEDADES(nro_horas_trabajadas, 240), el valor que tendría el atributo en un instante en el tiempo será:
PERSONA(salario,1200000).
 
 

TIPO DE ENTIDADES: Cuando se habla de tipo de entidad, se refiere al conjunto de entidades que poseen los mismos atributos, es decir: la entidad e1 tiene el conjunto de atributos (a1, a2,... ,an) que la califican y así mismo las entidades e2, e3 , ..., en . Entonces a partir de este conjunto de entidades se puede conformar la entidad E= (e1, e2, e3 , ..., en).

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El modelo E-R se representa gráficamente así: los tipos de entidades por medio de rectángulos que contienen el nombre del tipo de entidad. Los nombres de los atributos se encierran en óvalos y se conectan con su tipo de entidad a través de líneas. Ejemplo:

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ATRIBUTOS CLAVE: Por lo general todo tipo de entidad cuenta con un atributo cuyo valor diferencia (identifica) una entidad individual de otra. El atributo o conjunto de atributos que ejercen esta función se denominan atributos claves, donde a partir de estos se ejerce la restricción por clave o unicidad de atributos en los tipos de entidad. Ejemplo: el atributo cedula en el tipo de entidad persona se utiliza como atributo clave para diferenciar una entidad de otra. Un atributo clave puede ser un atributo compuesto. Gráficamente en el modelo E-R el atributo clave va subrayado dentro del óvulo.

TIPOS DE ENTIDADES FUERTE Y DÉBILES: Las entidades fuertes o propietaria se caracterizan porque tienen atributos claves propios. Ejemplo: la entidad persona tiene como atributo clave la cedula, el cual no es entregado o heredado de otra entidad. Las entidades débiles no tienen atributos claves propios sino que dependen del que posee una fuerte, pero si pueden tener atributos que identifiquen una clave parcial (foránea) que la identifican como única dentro del tipo de entidad débil. Ejemplo: la entidad ocupacion depende la existencia de una entidad persona, ya que sin esta no tendría sentido. En el modelo E-R se esquematiza gráficamente a través de rectángulos dobles. El atributo parcial se subraya con línea punteada.

VÍNCULOS o INTERRELACIONES(relaciones): La asociación entre uno o tipos de entidades E1,E2,...,En define un vínculo R entre estas, donde R matemáticamente se puede definir como el conjunto de vínculos ri y cada uno de estos asocia n entidades (e1, e2, e3 , ..., en) y cada ej de ri es miembro del tipo de entidad Ej (1<=j<=n). Expresándolo de otra forma, es un subconjunto del producto cartesiano E1x E2x ... x En.

Ejemplo: Tenemos dos tipos de entidades Estudiantes y Curso, el vínculo o asociación entre esta es INSCRITO EN, de la siguiente forma:
 

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Gráficamente en el diagrama E-R los vínculos (asociaciones o relaciones) se representan por medio de rombos, ejemplo:

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Esta relación se conoce como binaria ya que se realiza entre dos tipos de entidad.

Existen las relaciones n-arias (entre más de 2 entidades), por ejemplo:

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Y las relaciones recursivas como:
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CARDINALIDAD: Especifica el número de ejemplares de vínculos en los que puede participar una entidad. Las razones de cardinalidad más comunes para relaciones binarias son: 1:1,1:N,M:N. A partir de estas aparecen las Restricciones de cardinalidad y participación (integridad).

Los tipos de entidad débil siempre tienen una restricción de participación (dependencia de existencia) con respecto a su vínculo identificador, porque una entidad débil no se puede identificar sin una entidad fuerte o propietaria. Ejemplos: entidad licencia_conductor depende de la entidad persona.

GRADO: El grado de un tipo de entidad indica el número de entidades participantes.

OTROS ELEMENTOS DEL MODELO E-R
Jerarquía de Generalización: Una entidad E es una generalización de un grupo de entidades E1,E2, ... , En , si cada objeto de estas es también un objeto de la entidad E. Ejemplo: el tipo de entidad VEHÍCULO es una generalización del tipo de entidad BICICLETA, ya que todas las bicicletas son vehículos. El tipo de entidad PERSONA es una generalización de las entidades HOMBRE y MUJER. Se puede decir que estos son subconjuntos de la generalización (Es_un o Es_parte_de).
Lo opuesto a la generalización es la ESPECIALIZACIÓN (son miembros de la entidad general).

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Ejercicio: Extraer las posibles generalizaciones de la siguiente especialización:
                {silla negra, mesa negra, silla blanca, mesa blanca}