Conceptos Fundamentales del Modelo Entidad-Relación

Modelo Entidad-Relación

El Modelo Entidad-Relación permite concebir Bases de Datos a un nivel superior de abstracción, aislándolo de las consideraciones relativas de la máquina, situándose en un plano infológico. Sus elementos principales son:

Entidad

Cualquier objeto que existe en la realidad. Un tipo de entidad describe un conjunto de entidades. Esto es el resultado de la clasificación de un conjunto de entidades. El conjunto de ejemplares de un tipo de entidad es la extensión de ese tipo de entidad; la intensión es el tipo de entidad propiamente dicho.

Las entidades se clasifican en:

• Regulares (Fuertes): Ejemplares cuya existencia es por sí mismos.
• Débiles: Ejemplares cuya existencia depende de otro tipo de entidad.

Interrelación

Es una asociación, vinculación o correspondencia entre entidades. La estructura genérica que describe un conjunto de interrelaciones es el tipo de interrelación.

Dominio y Atributo

Son propiedades de un tipo de entidad o interrelación.

• Dominio: Conjunto de posibles valores que puede tomar cierta característica. Se define por intensión (datos) y extensión (dominio).
• Atributo: Propiedades o características que tiene una entidad o interrelación. El modelo admite atributos compuestos.

Identificador Candidato

Identifica unívocamente a cada uno de los ejemplares de un tipo de entidad.

Cardinalidad

Puede ser mínima o máxima. La cardinalidad de un atributo se refiere al número máximo o mínimo de valores que puede tomar ese atributo en cada ejemplar del tipo de entidad al cual pertenece. La cardinalidad del tipo de entidad respecto al atributo representa la unicidad.

La cardinalidad mínima solo tiene sentido respecto al dominio. El Modelo E/R no proporciona instrumentos para las restricciones de condición general.

Elementos de un Tipo de Interrelación

• Nombre: Lo distingue unívocamente del resto.
• Grado: Número de tipos de entidad que participan en el tipo de interrelación.

También se especifica el número máximo y mínimo de ejemplares de un tipo de entidad que pueden estar interrelacionados con un ejemplar del otro u otros tipos de entidad que participan en el tipo de interrelación.

Dependencia en Existencia y en Identificación

Los tipos de interrelación también se clasifican en regulares y débiles.

• Dependencia en Existencia: Cuando los ejemplares de un tipo de entidad no pueden existir si desaparece el otro.
• Dependencia en Identificación: Los ejemplares del tipo de entidad débil no se pueden identificar por sí mismos; exigen añadir la identificación del tipo de entidad fuerte relacionado.

La dependencia en identificación es siempre dependencia en existencia (no al contrario).

Control de Redundancia

Decimos que un elemento es redundante cuando puede ser eliminado sin pérdida de semántica.

• Redundancia en los Atributos: Se refiere a atributos derivados (calculados a partir de otros existentes). No dan lugar a inconsistencias si se gestionan correctamente.
• Interrelaciones Redundantes: Su eliminación no implica perder semántica. Existe la posibilidad de realizar la misma asociación de ejemplares por medio de otras interrelaciones. Es necesario pero no suficiente que la interrelación redundante sea parte de un ciclo.

Para que una interrelación pueda ser eliminada por redundante, se cumplen condiciones como: que exista un ciclo, que las interrelaciones sean semánticamente equivalentes, que se puedan asociar los ejemplares de las entidades involucradas, que la interrelación redundante no tenga atributos propios, etc.

Interrelaciones de Grado > 2

No es posible su descomposición a otras de grado inferior sin pérdida semántica.

Restricciones de Participación

Describen cómo los ejemplares de una entidad participan en una interrelación.

• Exclusividad: Cuando cada ejemplar de dicho elemento solo puede pertenecer a uno de los tipos de interrelación.
• Exclusión: No se pueden realizar dos interrelaciones a la vez (ej: recibir e impartir un mismo curso por la misma persona en el mismo contexto).
• Inclusividad: El ejemplar que participa en los dos tipos de interrelación tiene que haber hecho primero una para poder hacer la otra (ej: todo profesor ha de haber recibido un curso, no tiene por qué ser el mismo que da).
• Inclusión: Si un profesor imparte un curso, es porque lo ha recibido (implica una dependencia).

Generalización/Especialización

Es una abstracción que permite agrupar tipos de entidad con características comunes.

• Si nos movemos de los subtipos hacia el supertipo, es generalización.
• Si lo hacemos al revés, es especialización.

La herencia implica que los atributos del supertipo son también atributos de los subtipos (no los valores).

Restricciones en la abstracción de generalización/especialización:

• Si un mismo ejemplar del supertipo puede pertenecer a más de un subtipo: Solapamiento.
• Si solo puede pertenecer a uno de los subtipos: Exclusividad.
• Si todo ejemplar del supertipo tiene que pertenecer a algún subtipo: Totalidad.
• Si no tiene obligatoriamente que pertenecer a algún subtipo: Parcialidad.

Se pueden definir jerarquías combinando estas restricciones (ej: arco = subtipos disjuntos, círculo = jerarquía total). Un ejemplo: tanto un doctor como un no doctor son profesores (generalización). El mismo profesor no puede ser doctor y no doctor (exclusividad). Todo profesor es obligatoriamente doctor o no doctor (totalidad).

Agregación/Meronimia

Permite representar tipos de entidad compuestas que se obtienen por unión de otros más simples. Tipos:

• Agrupación Compuesto/Componente: Representa un todo por la unión de distintas partes que pueden ser tipos de objetos distintos con diferentes papeles.
• Agregación Miembro/Colección: Abstracción que permite representar un todo como una colección de partes.