modelo elka

Capıtulo 2: Diseno de Bases de Datos

Dr. Jose Torres Jimenez

Laboratorio de Tecnologıas de Informacion

Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del IPN

Cinvestav-Tamaulipas

Dr. Jose Torres Jimenez (Cinvestav-LTI) Capıtulo 2 Bases de Datos 1 / 101

Fases del Diseno de Bases de Datos

Outline

1 Fases del Diseno de Bases de DatosAnalisis de RequerimientosDiseno ConceptualDiseno LogicoDiseno FısicoEjemplo de Diseno de una Base de Datos

2 El Modelo Entidad - RelacionEjemplos

3 El Modelo ELKADiseno de Bases de DatosModelos ELKA Manejando Relaciones Recursivas

Procesos Concurrentes

4 ER a ELKATransformacion de EntidadesTransformacion de Relaciones




Es una practica estandar el dividir el diseno de bases de datos en lassiguiente fases:

Analisis de Requerimientos

Diseno Conceptual

Diseno Logico

Diseno Fısico



Análisis de Requerimientos

Diseño Conceptual ( Entidad -

Relacional )

Diseño Físico (Almacenamiento

y Acceso)

Diseño Lógico (Modelo ELKA Normalización

Figura 1: Fases de Diseno de Bases de Datos


Fases del Diseno de Bases de Datos Analisis de Requerimientos

Analisis de Requerimientos

La fase de analisis de requerimientos produce una descripcion operacionalde la base de datos. Su objetivo es asegurar que la base de datos contengalos datos necesarios para las funciones y aplicaciones donde se usara labase de datos. Esta fase es realizada normalmente por los disenadores debases de datos a traves de entrevistas con los usuarios del sistema quesera realizado. En este sentido se dice que esta fase es una fase de:Adquisicion de Conocimiento. La salida de esta fase (valga la redundancia)son los requerimientos del sistema.


Fases del Diseno de Bases de Datos Diseno Conceptual

Diseno Conceptual

La fase de Diseno Conceptual se alimenta del Analisis de Requerimientos yproduce un diseno que trata de reflejar como son los datos. Es unapractica comun que estas dos primeras fases sean hechas de maneraparticipativa y a traves de refinamientos sucesivos a traves de lainteraccion de los disenadores y los usuarios del sistema. El disenoconceptual trata de crear un Modelo Parcial del Universo donde se tratade capturar lo suficiente para poder soportar todas las funciones a las queservira el sistema final. El resultado final de esta fase es un Esquema de laBase de Datos. No necesariamente este esquema puede ser implementadodirectamente en algun manejador de base de datos. Dentro de esta fase escomun el uso del modelo Entidad - Relacion.


Fases del Diseno de Bases de Datos Diseno Logico

Diseno Logico

Tomando el esquema de la base de datos de la fase de Diseno Conceptual,esta fase produce un diseno que se acerca mas a la implementacion en unSistema Manejador de Base de Datos. En esencia esta fase transforma elmodelo Entidad - Relacion en tablas que podran ser implementadas en unsistema manejador de base de datos particular. El modelo de datos queusaremos para esta etapa es el modelo ELKA(Entity Link Key Attribute).Una vez que el modelo Entidad - Relacion es transformado a tablas yproduce el modelo ELKA, se eliminan ciertas anomalıas, debidasprincipalmente a la redundancia, el proceso a traves del cual se da esto seconoce como NORMALIZACION. Es importante comentar que el procesode NORMALIZACION es un Medio y no un Fin.


Fases del Diseno de Bases de Datos Diseno Fısico

Diseno Fısico

Una vez que tenemos las tablas resultantes del Diseno Logico esimportante el decidir tanto la estructura de almacenamiento y lasestrategias de acceso. La estructura de almacenamiento se refiere a comoalmacenar los datos, y la estrategia de acceso se refiere a como llegar a losdatos. Algunos ejemplos de estructuras de almacenamiento son: ArchivosPlanos, Archivos Comprimidos, Archivos Codificados, Formatos Especıficos(DBF, DAT, DBM, etc.). Las estrategias de acceso pueden ser: AccesoSecuencial, Acceso Binario, Acceso Heap, Acceso usando Btrees, etc. Cadavez es mas comun que los sistemas manejadores de base de datos tenganya predefinida la estructura de almacenamiento y como estrategia deacceso tengan solo dos: Acceso Secuencial y Acceso usando B-Trees.Entonces esta etapa se reduce en terminos simples a la seleccion de losINDICES para acelerar el acceso. En ocasiones por eficiencia es posible queen esta fase del proceso se realice una DESNORMALIZACION, es deciraceptar una Forma Normal de Menor Nivel que a la que se puede llegar,recuerdese que la NORMALIZACION es un medio y no un fin.


Fases del Diseno de Bases de Datos Ejemplo de Diseno de una Base de Datos

Ejemplo de Diseno de una Base de Datos

Suponga que es deseado en el departamento de capacitacion de unaempresa el llevar el control de los cursos de capacitacion y de lacapacitacion de cada empleado.

Analisis de Requerimientos y Diseno Conceptual

En estas dos fases es fundamental el poder identificar en base a lasnecesidades del sistema las entidades de interes y sus relaciones. En base alas entrevistas realizadas se plantea que es necesario el poder realizar laplaneacion de cursos y llevar el control de los cursos que ha tomado cadaempleado. Los atributos de interes que se han identificados se ilustran enla figura 2.



EMPLEADO # Empleado Nombre Dirección Departamento al que pertenece Salario

CURSO # Curso Nombre del Curso

Figura 2: Atributos de Interes de Empleados y Cursos



Con esto podemos llevar el control de los empleados y cursos, pero no dela relacion entre ellos, de este modo es necesario el crear una relacion queindique que cursos ha tomado cada empleado y que empleados hantomado que curso. En este sentido es necesario adicionalmente el poderidentificar que tipo de relacion hay:¿Un empleado solo puede tomar un curso?¿Un curso solo puede ser tomado por un empleado?¿Un curso puede ser tomado por varios empleados?¿Un empleado puede tomar varios cursos?



De acuerdo a lo analizado (que reflejarıa las reglas del negocio particular)se determino que un empleado puede tomar varios cursos y un curso puedeser tomado por varios empleados. Entonces surge el modelo Entidad -Relacion ilustrado en la figura 3.



#Empleado

EMPLEADO

NombreEmpleado Departamento

Dirección Departamento

INSCRITO

CURSO #Curso NombreCurso

Figura 3: Modelo Entidad - Relacion de la Base de Datos de Empleados y Cursos



Diseno Logico

En esta fase tomando el modelo entidad - relacion debemos producir elmodelo ELKA correspondiente. En la Figura 4 se ilustra el modelo ELKAresultante.



# Empleado , NombreEmpleado , Dirección , Departamento

EMPLEADO

# Curso , NombreCurso

CURSO

# Empleado , # Curso

INSCRITO

Figura 4: Modelo ELKA de la base de datos de Empleados y Cursos



El proceso de Normalizacion involucra (por lo general) el particionar lastablas del modelo ELKA en tablas NORMALIZADAS donde se ha reducidoo eliminado la redundancia. Por ejemplo, si todos los empleados del mismodepartamento tuvieran el mismo Salario, entonces podrıamos particionar latabla de Empleado en dos segun se ilustra en la figura 5.



# Empleado , NombreEmpleado , Dirección , Departamento

EMPLEADO

# Curso , NombreCurso

CURSO


INSCRITO

Departamento , Salario

DEPARTAMENTO

Figura 5: Modelo ELKA de la base de datos de Empleados y Cursos



Diseno Fısico

Tomando como base el modelo ELKA normalizado se procede a realizar eldiseno fısico de la base de datos. Asumiendo que (normalmente) no setiene la opcion de seleccionar la estructura de almacenamiento, esta etapase refiere solo a la asignacion de los tipos de datos especıficos de cadacampo y a la definicion de los ındices(B-Trees). Como regla general debehaber un ındice por cada llave de cada tabla, pero adicionalmente sedeberıan de disenar ındices para optimizar las consultas o reportes que sonmas frecuentes. Tambien es importante el considerar que dependiendo dela frecuencia de uso, el tamano de las bases de datos, el tamano de losındices, el costo de actualizar los ındices, etc. algunos ındices se designancomo temporales y otros como permanentes. Para nuestro caso elresultado final esta ilustrado en las tablas 1 y 2



Nombre De Campo Tipo de Campo

#Empleado Numerico 6 dıgitosNombreEmpleado Caracter 35 posicionesDireccion Caracter 40 posicionesDepartamento Caracter 20 posiciones#Curso Numerico 6 dıgitosNombreCurso Caracter 35 posicionesSalario Numerico 6 dıgitos enteros 2 decimales

Cuadro 1: Definicion de Campos de la Base de Datos de Empleados y Cursos



Indice Tabla Campo

EMPX EMPLEADO #EmpleadoCURSOX CURSO #CursoDEPX DEPARTAMENTO DepartamentoINSCX INSCRITO #EmpleadoINSCX INSCRITO #Curso

Cuadro 2: Definicion de Campos de la Base de Datos de Empleados y Cursos



Para poder soportar la obligatoriedad de algunas relaciones es necesariocrear adicionalmente reglas de integridad que pueden ser soportadasdirectamente por el sistema manejador de base de datos o se tienen queprogramar. Dentro de este aspecto es importante considerar todas lasreglas de integridad (que aun sin estar capturadas en los modelos Entidad- Relacion o el ELKA) garantizaraan que la base de datos conserve suINTEGRIDAD.


El Modelo Entidad - Relacion

Outline








Un modelo de datos trata de capturar la organizacion logica de los datos,adicionalmente en ocasiones es posible capturar en el algunas reglas deintegridad y facilitar la ejecucion de consultas.El modelado de datos semantico que usaremos sera el de Entidad -Relacion, una Entidad es cualquier cosa de la cual deseamos llevarinformacion, una Relacion representa la manera en la cual diferentesentidades(aunque puede ser la misma).



Los tres componentes de un diagrama Entidad Relacion son:

Entidades. Representados como rectangulos con el nombre de laentidad dentro(el nombre es en singular).

Relaciones. Representados como rombos, con el nombre de la relaciondentro. Que reflejan la manera en que se relacionan las entidades.

Atributos. Representados como Ovalos con el nombre del atributodentro.



Adicionalmente es importante saber que:

Los atributos se unen a las entidades a traves de lıneas.

Las entidades se unen a las relaciones a traves de lıneas con lasinterpretaciones dadas en la tabla 6.



REPRESENTACIÓN INTERPRETACIÓN

Relación 1 - Obligatoria

Relación 1 - No Obligatoria

Relación N - Obligatoria

Relación N - No Obligatoria

Figura 6: Diferentes conectores de los enlaces que conectan entidades.



De esta manera si tenemos que dos entidades estan conectadas a traves deuna relacion tendremos un total de 16 posibles combinaciones. Cuandouna relacion conecta tres entidades tendremos 64 posibles combinacionesde terminaciones, etc. Por otro lado existen tres tipos de Relaciones segunse indica en las figuras 7, 8 y 9.La relacion isa indica que una entidad esun subconjunto de otra, esto implica que ambas tienen la misma llave. Larelacion id implica que una de las entidades tiene adicionalmente otroscampos como llave.



Figura 7: Representacion de una relacion normal

isa

Figura 8: Representacion de una relacion isa

id

Figura 9: Representacion de una relacion id


El Modelo Entidad - Relacion Ejemplos

Asignacion de Salones

El problema de asignacion de salones puede ser planteado de manera muysimplificada como la planeacion en tiempo y espacio de un conjunto decursos , es decir, se tiene que definir para cada curso en que salon y a quehora se imparte. En este sentido un posible modelo entidad relacion esilustrado en la figura 10



HORARIO

CURSO Se Imparte

SALÓN

Día Termina

Inicia

# Curso NombreCurso Salón

Figura 10: Modelo Entidad-Relacion para el problema de Asignacion de Salones



Explosion de Materiales

El problema de explosion de materiales que surge en diversas empresasmanufactureras, se refiere principalmente a la posibilidad de modelar queuna parte esta compuesta de varias partes y una parte forma parte devarias partes. Un posible modelo Entidad -Relacion es presentado en lafigura 11.



PARTE

COMPOSICIÓN

#PARTE

Figura 11: Modelo Entidad-Relacion de Explosion de Materiales



Departamentos, Empleados y Proyectos

Se tiene una empresa en la que los empleados estan asignados adepartamentos, dentro de la empresa se desarrollan diversos proyectos y enel pueden participar empleados incluso de diferente departamento. Unposible modelo Entidad - Relacion es presentado en la figura 12.



#Dep

NombreDep

DEPARTAMENTO PERTENECE EMPLEADO

DESARROLLA

#Emp NombreEmp

PROYECTO

#Proy

Monto

Figura 12: Modelo Entidad-Relacion de Departamentos, Empleados y Proyectos



Proyecto, Proveedor y Parte

Se sabe que en una empresa se desarrollan proyectos que utilizan partessuministradas por varios proveedores. Adicionalmente se sabe que lospedidos (Proveedor-Parte-Proyecto) son almacenados en diversosalmacenes(pero un pedido en un solo almacen). Un posible modeloEntidad - Relacion se da en la figura 13.



PROYECTO

#Proyecto Monto

PEDIDO PARTE PROVEEDOR

#Proveedor

NombreProveedor

#Parte

ALMACÉN #Almacén Capacidad

Figura 13: Modelo Entidad-Relacion de Proyecto, proveedor y parte



Empresa Completa

#Dep

NombreDep

DEPARTAMENTO PERTENECE EMPLEADO

DESARROLLA

#Emp NombreEmp

PROYECTO

#Proy Monto

PEDIDO

PARTE

PROVEEDOR

#Proveedor

NombreProveedor

#Parte

ALMACÉN

#Almacén Capacidad

Figura 14: Modelo Entidad-Relacion de empresa completa



Estado Civil

La relacion isa es usada para ilustrar el estado civil de empleados en lafigura 15

EMPLEADOS

isa

CC

isa

CD

VIUDOS

isa

CB CASADOS

DIVORCIADOS

isa

CE

UNION LIBRE

isa

CA

SOLTEROS

#Empleado Nombre

Figura 15: Modelo Entidad-Relacion de una base de datos para indicar el estadocivil de los empleadosDr. Jose Torres Jimenez (Cinvestav-LTI) Capıtulo 2 Bases de Datos 38 / 101


Telenovelas

El tipo de relacion id es ilustrado en una base de datos de telenovelas deacuerdo a la figura 16

NOVELA Nombre Productor

id

EPISODIO Fecha Número

Figura 16: Modelo Entidad-Relacion para base de datos de telenovelasDr. Jose Torres Jimenez (Cinvestav-LTI) Capıtulo 2 Bases de Datos 39 / 101


REGLA PARA UNA RELACION isa Y UNA RELACION id .Una relacion es isa cuando la entidad que se considera HIJA tiene lamisma llave que el PADRE. Una relacion es id cuando la entidad que seconsidera HIJA la llave de la entidad PADRE mas otros atributos.



Universidad

Dentro de una universidad se desea automatizar el proceso deinscripciones, manejo de calificaciones, generacion de listas y en generallos servicios de control escolar.



ALUMNOMatricula (Llave)NombreCarreraDireccionTutorPROFESORRFC (Llave)NombreGradoEspecialidadSalarioDireccion



SALONNumero (Llave)UbicacionCapacidadMATERIAClave (Llave)NombreDescripcionPLAN DE ESTUDIOSCarrera (Llave)Materias del planNombreDescripcion



SEMESTRESID (Llave)InicioFinAnotaciones



Se sabe ademas que:

Un alumno puede no estar inscrito en algun semestre.

Un alumno solo puede tener una carrera.

Un alumno puede estar tomando cero, una o mas materias.

Un profesor puede impartir cero, una o mas materias (incluso puedetener varios grupos de la misma).

En un salon puede haber programadas, cero, una o mas materias(perono a la misma hora).

Las materias son abiertas por grupos pudiendo haber cero, uno o masgrupos de una materia.

Cada materia puede tener o ser prerrequisito o correquisito de cero,una o mas materias.

Las materias pueden ser comunes a diferentes carreras.

Cada materia es evaluada con 3 examenes parciales y uno final.Siendo la calificacion final el promedio de las cuatro calificaciones.Ademas se lleva registro de faltas.



PLANES CONTIENE MATERIAS

id PERTENECE

ALUMNOS INSCRITO GRUPO HORARIO

REQUISITO

SALÓN

PLANEACIÓN IMPARTE

SEMESTRE PROFESSOR

Figura 17: Modelo Entidad-Relacion de una universidad



Praxis del Diseno de Bases de Datos

Uno de los posibles problemas de utilizar el modelo Entidad - Relacioncomo herramienta para el diseno conceptual es que no es implementabledirectamente en archivos planos, y es necesario realizar la conversion a suequivalente en archivos. Ante esto han surgido algunos paquetes querealizan la conversion automatica de diagramas Entidad - Relacion aSistemas Manejadores de Bases de Datos comerciales, uno de estospaquetes es ERWIN que genera codigo para ORACLE, SYBASE, DB2, etc.Algunos disenadores al no contar con una forma automatizada demanipular los diagramas Entidad - Relacion, han optado por utilizar unaforma de modelado mas cercana a archivos planos. Una de estas tecnicases el modelo ELKA.



Es importante aclarar que una posible opcion, serıa el generar losdiagramas Entidad - Relacion y despues convertirlos a un diagrama ELKA;aunque en la practica muchos disenadores generan directamente eldiagrama ELKA sin pasar por el diagrama Entidad - Relacion.


El Modelo ELKA

Outline







El Modelo ELKA

Modelo de una Base de Datos Sencilla

Supongamos que en el departamento de capacitacion de una empresa sedesea llevar informacion de los cursos tomados por cada empleado y de loscursos. Los atributos de interes de los empleados son:#EmpleadoNombreDireccionDepartamento al que pertenecenSalario


El Modelo ELKA

Los atributos de interes de cada curso son:#CursoNombre del Curso.Seguramente usted obtendrıa el diseno de la figura 18


El Modelo ELKA

# Empleado , Nombre , Dirección , Departamento , Salario

EMPLEADOS

# Curso , Nombre

CURSOS


INSCRITOS

Figura 18: Ejemplo de una base de datos simple


El Modelo ELKA Diseno de Bases de Datos

El diseno de una base de datos es una parte muy importante en eldesarrollo de una aplicacion. Se han propuesto diferentes metodologıaspara llevar a cabo esta tarea.Una de estas metodologıas es el uso del MODELO ELKA que sera visto acontinuacion.El modelo ELKA tiene las siguientes componentes clave:

E: Entity Entidad

L: Link Liga

K: Key Llave

A: Attribute Atributo

Veremos a traves de un ejemplo como se emplea esta metodologıa dediseno.



Suponga que una companıa necesita tener una Base de Datos quecontenga la informacion de las siguientes Entidades:PROVEEDORES, PARTES, PROYECTOS, EMPLEADOS, ALMACENES,DEPARTAMENTOSLos atributos relevantes de cada entidad son los siguientes:PROVEEDORES (Num Prov (llave), Nombre, Status)PROYECTOS (Num Proy (llave), Nombre, Fecha Ini, Fecha Fin)



PARTES (Num Par (llave), Nombre, Color)EMPLEADOS (Num Emp (llave),Nombre,Sueldo)ALMACENES (Num Alm (llave), Capacidad)DEPARTAMENTOS (Num Dep (llave), Nombre)



Ademas se sabe que:

Un proveedor puede suministrar una o mas partes a uno o masproyectos.

Un proyecto puede tener asignados uno o mas empleados incluso dediferente departamento.

Un empleado solo esta asignado a un proyecto y solo pertenece a undepartamento.

Un departamento tiene uno o mas empleados.

Un almacen puede tener cero, uno o mas pedidos de diferentes partessuministrados por diferentes proveedores.

Una parte puede ser suministrada en varias cantidades por diferentesproveedores.

Un pedido solo puede estar en un almacen.

Un proyecto puede tener uno o mas pedidos.



Entidad

Una entidad es cualquier objeto del cual se desean almacenar datos dentrode un base de datos.

Enlace

Un enlace es la relacion o forma en que se relacionan las entidades v.g.Un departamento se relaciona con empleados de forma que undepartamento puede tener uno o mas empleados.Un empleado se relaciona con departamentos de forma que un empleadosolo pertenece a un departamento.



TIPOS DE ENLACE

El modelo ELKA define 4 tipos de Enlaces:

1-a-1

1-a-N DEBIL (Cero, Uno o mas)

1-a-N FUERTE (Uno o mas)

N-a-M



LLAVE

Es un atributo o atributos que permite identificar unıvocamente a unelemento de una entidad.

ATRIBUTO

Es una caracterıstica de un elemento de una entidad.Un elemento de una entidad es implementada computacionalmente comoun registro(tambien conocido como Tuplo). Un atributo es entonces uncampo de un registro.



Representacion de una Entidad

ELKA representa una entidad como un rectangulo con un recuadro en laesquina inferior izquierda.En el recuadro se pone el nombre de la entidad.En la parte superior dentro del rectangulo se ponen los nombres de losatributos separados por comas.Los atributos que forman parte de la llave van subrayados (la llave puedeser de un solo atributo). La entidad almacen es ilustrada en la figura 19.



Num _Alum, Capacidades

ALMACENES

Figura 19: Representacion de la entidad almacen



Representacion de Enlaces

Enlace 1-a-1La representacion es ilustrada en la figura 20.

X , Y, P

A

X , Z, W

B

Figura 20: Representacion de un enlace de 1 a 1



Esto indica que la entidad A hereda la llave X a la entidad B.Por cada ocurrencia de un tuplo en A existen cero o una ocurrencia deltuplo en BPor cada ocurrencia de un tuplo en B existe una ocurrencia del tuplo en A.De acuerdo al planteamiento anterior, un empleado solo esta asignado aun proyecto y a un departamento de forma que tenemos enlaces 1-a-1segun se indica en la figura 21



Num _ Dep , Nombre

DEPARTAMENTO

Num _ Emp , Nombre , Sueldo

EMPLEADO

Num _ Proy , Fecha _ Ini , Fecha _Fin

PROYECTO

Num _ Emp , Num _ Dep

EMP _ DEPTO

Num _ Emp , Num _ Proy

EMP _ PROY

? ?

Figura 21: Ejemplo de enlaces de 1 a 1



Ejmeplo de enlace 1 a N debil

Enlace 1-a-N debilLa representacion es ilustrada en la figura 22.

X , Y, P

A

X , Z, W

B

Figura 22: Representacion de un enlace de 1 a N debil



Esto indica que la entidad A hereda la llave X a la entidad B.Por cada ocurrencia de un tuplo en A existen cero, una o mas ocurrenciasdel tuplo en BPor cada ocurrencia de un tuplo en B existe una ocurrencia del tuplo en A.



Considerando que existe una entidad llamada PEDIDOS que contiene losatributos:Num ProvNum ParNum ProyCantidadTenemos que un ALMACEN puede tener cero, uno o mas pedidos dediferentes partes suministradas por diferentes proveedores. De estotenemos una relacion 1-a-N DEBIL entre PEDIDOS y ALMACENES comose ilustra en la figura 23



Enlace 1-a-N debil

Num _ Prov , Nombre , Status

PROVEEDOR

Num _Par , Nombre , Color

PARTE

? ?

Num _ Prov , Num _Par , Num _ Proy , Cantidad

PEDIDO

Num _ Proy , Nombre , Fecha _ ini , Fecha _fin

PROYECTO

?

Num _ Prov , Num _Par , Num _ Proy , Num _ alm

PED_ ALM

Num _ alm , Capacidad

ALMACENES

Figura 23: Ejemplo de un enlace de 1 a N debil



Enlace 1-a-N Fuerte

La manera de representar este enlace se indica en la figura 24.

X , Y, P

A

X , Z, W

B

Figura 24: Representacion de un enlace de 1 a N fuerte



Esto indica que la entidad A hereda la llave X a la entidad B.Por cada ocurrencia de un tuplo en A existen una o mas ocurrencias deltuplo en B.Por cada ocurrencia de un tuplo en B existe una ocurrencia del tuplo en A.De acuerdo a la definicion un departamento tiene uno o mas empleados yun proyecto tiene uno o mas empleados, segun se indica en la figura 25



Enlace 1-a-N Fuerte

Num _ Dep , Nombre

DEPARTAMENTO


EMPLEADO


PROYECTO


EMP _ DEPTO


EMP _ PROY

Figura 25: Ejemplo de enlaces de 1 a N fuertes



Enlace N-a-M

Se representa a traves de dos enlaces 1-a-N ya sean fuertes o debilesutilizando una entidad conectora. Los casos se ilustran en las figuras 26,27,28, y 29.



X , Y

A

Z , W

B

X , Z

C

Figura 26: Representacion de enlace N a M



X , Y

A

Z , W

B

X , Z

C




X , Y

A

Z , W

B

X , Z

C




X , Y

A

Z , W

B

X , Z

C




Modelo Elka Final

Num _ Prov , Nombre , Status

PROVEEDOR

Num _Par, Nombre ,Color

PARTE

Num _ Prov , Num _Par, Num _ Prov , Cantidad

PEDIDO

Num _ Prov , Num _Par, Num _ Proy , Num _ alm

PED_ ALM Num _ Alm , Capacidad

ALMACENES

Num _ Dep , Nombre

DEPARTAMENTO


EMPLEADO


PROYECTO


EMP _ DEPTO


EMP _ PROY

Figura 30: Modelo ELKA finalDr. Jose Torres Jimenez (Cinvestav-LTI) Capıtulo 2 Bases de Datos 77 / 101


Modelo ELKA de una Universidad

Dentro de una universidad se desea automatizar el proceso deinscripciones, manejo de calificaciones, generacion de listas y en generallos servicios de control escolar.De acuerdo a la informacion recopilada se tienen identificadas lassiguientes entidades:ALUMNO

Matricula (Llave)

Nombre

Carrera

Direccion

Tutor



PROFESOR

RFC (Llave)

Nombre

Grado

Especialidad

Salario

Direccion

SALON

Numero (Llave)

Ubicacion

Capacidad

MATERIA

Clave (Llave)

Nombre

DescripcionDr. Jose Torres Jimenez (Cinvestav-LTI) Capıtulo 2 Bases de Datos 79 / 101


PLAN DE ESTUDIOS

Carrera (Llave)

Materias del plan

Nombre

Descripcion

SEMESTRES

ID (Llave)

Inicio

Fin



Anotaciones:

Un alumno puede no estar inscrito en algun semestre.

Un alumno solo puede tener una carrera.

Un alumno puede estar tomando cero, una o mas materias.

Un profesor puede impartir cero, una o mas materias (incluso puedetener varios grupos de una materia).

En un salon puede haber programadas, cero, una o mas materias(perono a la misma hora).

Las materias son abiertas por grupos pudiendo haber cero, uno o masgrupos de una materia.

Cada materia puede tener o ser prerrequisito o correquisito de cero,una o mas materias.

Las materias pueden ser comunes a diferentes carreras.

Cada materia es evaluada con 3 examenes parciales y uno final.Siendo la calificacion final el promedio de las cuatro calificaciones.Ademas se lleva registro de faltas.



Carr, Nombre , Descrip

CARRERAS

Clave , Nombre , Descrip

MATERIAS

Carr, Clave , Semestre

PLANES

Clave , Clave1 , Tipo _ Req

REQUISITOS

Matricula , Nombre , Carr, Direc , Tutor

ALUMNOS

Clave , ID, Num , RFC

GRUPOS

ID , Inicio , Fin, Anot

SEMESTRE

RFC Nombre , Grado , Esp, Salario

PROFESORES

Num , Ubicación , Capacidad

SALONES

Clave , ID , Num , RFC , Matricula , E1 , E2 , E3 , EF , CF, F1, F2, F3 , FF

LISTAS

Figura 31: Modelo ELKA de una universidad


El Modelo ELKA Modelos ELKA Manejando Relaciones Recursivas

Explosion de Materiales

El problema de explosion de materiales, de forma tal que una parte puedeestar compuesta de cero, una o mas partes y una parte puede formar partede cero, una o mas partes.En la figura 32 se ilustra este modelo.



P# , Nombre , Peso, Color

PARTES

PMAYOR , PMENOR

EXPLOSIÓN

Figura 32: Modelo ELKA de explosion de materiales



Requisitos de Materias

El problema de requisitos de materias de forma tal que una materia tienecero, uno o mas requisitos y una materia puede ser requisito de cero, unao mas materias. Se ilustra en la figura 33.



Cve , Nombre , Descrip

MATERIAS

Cve , Req

REQUISITOS

Figura 33: Modelo ELKA de requisitos de materias



El problema de un organigrama tradicional en el que un empleado es jefede cero, uno o mas empleados y un empleado tiene cero o un jefe.La figura 34 contiene este modelo.

# Emp , Nombre , Sueldo , Profesión

EMPLEADOS

Jefe , Subordinado

ORGANIGRAMA

Figura 34: Modelo ELKA de una base de datos de organigramas



Circuitos Secuenciales

El problema de una Base de Datos para el manejo de circuitos secuencialesen los que de un estado Ex se va a un estado Ey si la entrada es cero o aun estado Ez si la entrada es un uno. La figura 35 indica un ejemplo de uncircuito secuencial y la figura 36 presenta este modelo ELKA.



Ex Ey

Ez

¦

¦

Figura 35: Ejemplo de un circuito secuencial

Id_Edo , Nombre , Descrip

ESTADOS

Edo_Actual , Edo_ Fut0 , Edo_ Fut1

CKTO _SEC

Figura 36: Modelo ELKA de bases de datos para circuitos secuenciales



Arbol Genealogico

El problema de un arbol genealogico en el que una persona tiene padre ymadre(aunque deberıa haber algunos que no, problema del huevo y lagallina) y una persona puede tener cero, uno o mas hijos. La figura 37presenta el modelo ELKA correspondiente.



Id_Per , Nombre , Fecha _ Nac , Fecha _ Muerte , Sexo

PERSONAS

Padre, Madre, Hijo

GENEALOGICO

Figura 37: Modelo ELKA de un arbol genealogico



Sistema Experto

El problema de un sistema experto en el que se maneja incertidumbre en elque de una regla se pueden disparar tres:

Cuando la regla es verdadera.

Cuando la regla es falsa.

Cuando no se sabe si es falsa o verdadera.

En la figura 38 se presenta un ejemplo de reglas del sistema experto y enla figura 39 se presenta el modelo ELKA.



Rw

Rx

Incierto

Rz

Ry Falso

Verdadero

Figura 38: Ejemplo de reglas de un sistema experto



#R , Nombre , Descrip

REGLAS

Ract , R_Si, R_No, R_ Quizas

CADENAS

Figura 39: Modelo ELKA de un sistema experto



Instrucciones de un Programa

El problema de una base de datos para un programa en el que se manejaninstrucciones de tipo secuencial e instrucciones de tipo condicional en lasque si la condicion es verdadera sigue una instruccion y sino sigue otra. Lafigura 40 contiene el modelo elka correspondiente.



# Instr , Instr _ Verdad , Instr _ Falso

CONDICIONALES

# Instr , Instr _ Sig

SECUENCIALES

# Instr , Descrip

INSTRUCCIONES

Figura 40: Modelo ELKA de la instrucciones de un programa



Procesos concurrentes

El problema de una base de datos para dos procesos concurrentes en elque se pueden dar los casos de que avance un proceso, avance el otro oavancen ambos y ademas cada una de las instrucciones puede sersecuencial o condicional.


ER a ELKA

Outline







ER a ELKA

ER a ELKA

El objetivo de este capıtulo es el de presentar una serie de ideas quepueden auxiliar en el proceso de conversion de un modelo Entidad -Relacion al modelo ELKA equivalente.


ER a ELKA Transformacion de Entidades

Transformacion de entidades

Cada una de las entidades de un modelo Entidad-Relacion es mapeada auna tabla dentro del modelo ELKA. Es importante en este paso el designarlas llaves de cada una de las tablas.


ER a ELKA Transformacion de Relaciones

Transformacion de relaciones

Relacion N - Relacion NLa relacion es transformada a una tabla. Esta nueva tabla hereda las llavesde las entidades a las que estaba conectada la relacion. La llave de lanueva tabla es la combinacion de las llaves heredadas.Relacion N -Relacion 1 ObligatoriaLa relacion es transformada a la herencia de los campos llaves de laentidad con relacion N a la entidad con relacion 1 obligatoria. Los camposheredados no forman parte de la llave.Relacion N - Relacion 1 No ObligatoriaLa relacion entre cada una de las entidades de un modeloEntidad-Relacion es mapeada a una entidad dentro del modelo ELKA. Esimportante en este paso el designar las llaves de cada una de las entidades.


modelo elka

Documents

jos torres

explosin de

anlisis de

manejo de

bases de datos

el problema

el modelo

base de datos