Fundamentos de Normalización y Modelo Relacional en Bases de Datos

Normalización de Bases de Datos

La normalización es el estado del diseño que determina una serie de reglas para evitar la redundancia de datos y asegurar que hechos distintos se almacenen en tablas diferentes. Existen seis formas normales (FN), destacando las tres primeras:

• 1FN: Se asegura de que no existan celdas con múltiples valores.
• 2FN: Debe estar en 1FN y todo atributo no clave debe depender funcionalmente de forma completa de la clave principal.
• 3FN: Debe estar en 2FN y ningún atributo no clave debe depender de otro atributo no clave.

Conceptos de Dependencia Funcional

• Dependencia Funcional: Un atributo Y depende funcionalmente de otro atributo X (X -> Y) si cada valor de X tiene asociado en todo momento un único valor de Y.
• Dependencia Funcional Completa: Ocurre cuando Y depende de X, pero no de ningún subconjunto de X.
• Dependencia Funcional Transitiva: Z es dependiente funcionalmente de forma transitiva respecto a X si X -> Y y Y -> Z.

Modelo Relacional

El objetivo del modelo relacional es desvincular la estructura física de las bases de datos de su estructura lógica, permitiendo su construcción en cualquier SGBD. Es independiente de la forma de representación y almacenamiento de datos.

Elementos del Modelo

• Relación (Tabla): Conjunto de atributos que pertenecen a un dominio y poseen un nombre que identifica la tabla. Gráficamente, es una tabla con columnas (atributos) y filas (tuplas).
• Cuerpo de la tabla: Conjunto de tuplas.
• Esquema: Nombre y conjunto de atributos.
• Atributo: Carácter que describe la relación.
• Dominio: Conjunto de valores admitidos para un atributo.

Restricciones Semánticas

Son las reglas que deben cumplirse para un correcto funcionamiento:

• Claves principales: Conjunto de atributos que identifican un registro unívocamente.
• Unicidad: Impide tener valores repetidos.
• Integridad referencial: Mediante la clave ajena, un valor de una tabla hace referencia a un valor de otra, exigiendo la existencia del valor referenciado.
• Restricción de dominio y verificación: Comprueba si un valor cumple una condición específica.
• Obligación: El campo no puede quedar vacío.
• Disparadores (Triggers): Tareas programadas que se ejecutan al insertar, modificar o eliminar información.
• Genéricas: Permiten validar atributos en una o varias tablas.

Claves y Tipos

Las claves son uno o más atributos que identifican de forma única cada ocurrencia de una entidad. Si es un atributo, es simple; si son varios, es compuesta.

• Superclave: Cualquier combinación de atributos que identifica cada tupla de la misma.
• Clave candidata: Conjunto mínimo de atributos que identifican unívocamente cada tupla.
• Clave primaria: Clave candidata elegida por el diseñador.
• Clave ajena: Atributo de una tabla que es clave primaria en otra, exigiendo restricción referencial.

Al borrar una tupla que afecta a una clave ajena, se aplican políticas: Cascade (borrado en cascada), Restrict (no permitir), Set Null o Set Default.

Pasos Previos al Diseño

1. Eliminación de identificadores externos.
2. Eliminación de atributos compuestos.
3. Eliminación de atributos multivaluados del esquema.