Una base de datos representa la información contenida en algún dominio del mundo real o virtual. Diseñar una base de datos consiste en extraer todos los datos relevantes de un problema. Para obtener los datos se debe realizar el análisis en profundidad del dominio / problema, tenemos que distinguir datos esenciales de los auxiliares o secundarios. Siempre deberemos eliminar datos que no sean de utilidad para la resolución del problema.
A partir de los datos tenemos que MODELIZAR el problema que exprese con total exactitud todos los datos que el problema requiere almacenar.
Los analistas e informáticos analizan el problema a través de reuniones con los usuarios del sistema. Generan una documentación llamada E.R.S. Especificación de Requisitos del Sistema – IEEE 830 SRS (Software Requeriments Specification).
Los pasos del diseño de una Base de Datos, representados en la siguiente figura, se pueden resumir en:
- Recolección y análisis de requerimientos: En este paso recogemos información del sistema para el que debemos diseñar la Base de Datos.
- Diseño conceptual: Una vez recogidos todos los requisitos y conocido el problema, realizamos un primer esquema conceptual en algún lenguaje de alto nivel como es el Modelo Entidad-Relación
- Diseño lógico: El diseño conceptual debe ser ahora transformado en un diseño lógico, que es la transformación de un modelo conceptual a un modelo de datos concreto con el fin de poder representar el problema, más adelante, en algún software concreto. En nuestro caso usaremos el Modelo Relacional.
- Diseño físico: En este punto debemos aplicar el modelo lógico de datos del punto anterior sobre un SGBD concreto. Dependiendo del diseño físico escogido, tendremos un abanico de posibilidades en cuanto al software disponible. En nuestro caso hemos optado por un modelo relacional por lo que tendremos que escoger entre los SGBD relacionales disponibles.
Los diagramas Entidad-Relación (E/R) son una herramienta fundamental en el diseño de bases de datos que permiten visualizar y modelar la estructura lógica de los datos y sus relaciones. Estos diagramas representan de manera gráfica cómo se relacionan las entidades (conceptos o elementos principales) en una base de datos y las interacciones entre ellas, ayudando a definir la organización de los datos antes de implementarlos.
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Entidades:
- Una entidad es un objeto o concepto relevante en el contexto de la base de datos, como «Cliente,» «Producto,» o «Pedido.»
- Se representa como un rectángulo y tiene atributos, que son las propiedades o características de la entidad, como
nombre y dirección en la entidad «Cliente.»
- Las entidades se identifican con un atributo clave (o conjunto de atributos) que define de forma única a cada instancia, conocido como la clave primaria.
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Relaciones:
- Una relación describe la asociación entre dos o más entidades. Las relaciones pueden tener atributos y representan interacciones como «compra,» «envía,» o «gestiona.»
- Se representan en el diagrama como rombos y se conectan a las entidades involucradas mediante líneas.
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Cardinalidad:
- La cardinalidad define el número de instancias de una entidad que pueden estar asociadas a instancias de otra entidad a través de una relación. Las tres cardinalidades principales son:
- Uno a Uno (1:1): Una instancia de una entidad se asocia únicamente con una instancia de otra entidad.
- Uno a Muchos (1:N): Una instancia de una entidad puede estar asociada a muchas instancias de otra, pero cada instancia de la segunda entidad se asocia solo con una de la primera.
- Muchos a Muchos (M:N): Varias instancias de una entidad pueden estar asociadas a varias instancias de otra entidad. Este tipo de relación requiere generalmente una tabla intermedia para implementarse en un modelo relacional.
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Debilidad:
- Una entidad débil es aquella que no puede ser identificada únicamente por sus propios atributos y depende de la existencia de otra entidad (entidad fuerte) para existir.
- Las entidades débiles se representan con un doble rectángulo y sus relaciones con la entidad fuerte mediante un doble rombo.
- Ejemplo: «Línea de pedido» es una entidad débil en relación con «Pedido,» ya que una línea de pedido no tiene sentido sin un pedido principal y depende de este para ser identificada.
- La notación estándar de los diagramas E/R incluye:
- Rectángulos para entidades.
- Rombos para relaciones.
- Círculos o elipses para atributos.
- Líneas con indicadores de cardinalidad que señalan el tipo de relación.
- Llaves para atributos que funcionan como claves primarias.
Un ejemplo podría ser un sistema de ventas en el que tenemos:
- Entidades como Cliente, Pedido, y Producto.
- Relaciones como:
- Un Cliente realiza Pedido (1:N), donde un cliente puede hacer múltiples pedidos.
- Un Pedido contiene Producto (M:N), que implica una tabla intermedia para almacenar las instancias de productos en cada pedido.
Los diagramas E/R son esenciales en el proceso de diseño de una base de datos porque:
- Facilitan la comprensión de los requerimientos del negocio o sistema.
- Aseguran que los datos y sus relaciones se estructuren de manera lógica y efectiva.
- Ayudan a prever y resolver problemas de redundancia, integridad y escalabilidad en el modelo de datos.