Modelo Relacional

4.1 Modelo Racional

Basado en la lógica de predicados y en la teoría de conjuntos. Es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Su idea fundamental es el uso de «relaciones» En este modelo todos los datos son almacenados en relaciones, y como cada relación es un conjunto de datos, el orden en el que éstos se almacenen no tiene relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar por un usuario no experto.

Elementos del modelo relacional

4.2 Estructuras de las base de datos relacionales

Definición de una Base de Datos Relacional:


Es una base de datos que cumple con el modelo relacional, el cual es el modelo más utilizado en la actualidad para implementar bases de datos ya planificadas. Permiten establecer interconexiones (relaciones) entre los datos (que están guardados en tablas), y a través de dichas conexiones relacionar los datos de ambas tablas, de ahí proviene su nombre: "Modelo Relacional".

Estructura de Datos relacional:

La base de datos se organiza en dos marcadas secciones; el esquema y los datos (o instancia).

El esquema es la definición de la estructura de la base de datos y principalmente almacena los siguientes datos:

· El nombre de cada tabla

· El nombre de cada columna

· El tipo de dato de cada columna

· La tabla a la que pertenece cada columna

Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización, el resultado de dicho proceso es un esquema que permite que la base de datos sea usada de manera óptima.

Los datos o instancia es el contenido de la base de datos en un momento dado. Es en sí, el contenido de todos los registros.

Relaciones en la Base de Datos

Las relaciones entre objetos son, precisamente, los enlaces que permiten a un objeto relacionarse con aquellos que forman parte de la misma organización.

Relaciones jerárquicas. Son esenciales para la existencia misma de la aplicación porque la construyen. Son bidireccionales, es decir, un objeto es padre de otro cuando el primer objeto se encuentra situado inmediatamente encima del segundo en la organización en la que ambos forman parte; asimismo, si un objeto es padre de otro, el segundo es hijo del primero. Una organización jerárquica simple puede definirse como aquella en la que un objeto puede tener un solo padre, mientras que en una organización jerárquica compleja un hijo puede tener varios padres).

Relaciones semánticas. Se refieren a las relaciones que no tienen nada que ver con la organización de la que forman parte los objetos que las establecen. Sus propiedades y consecuencia solo dependen de los objetos en sí mismos (de su significado) y no de su posición en la organización.

Propiedades de las relaciones

Todo objeto puede tener cierto número de propiedades, cada una de las cuales tendrá, a su vez, uno o varios valores. En OOP, las propiedades corresponden a las clásicas "variables" de la programación estructurada. Son, por lo tanto, datos encapsulados dentro del objeto, junto con los métodos (programas) y las relaciones (punteros a otros objetos). Las propiedades de un objeto pueden tener un valor único o pueden contener un conjunto de valores mas o menos estructurados (matrices, vectores, listas, etc.). Además, los valores pueden ser de cualquier tipo (numérico, alfabético, etc.) si el sistema de programación lo permite.

Pero existe una diferencia con las "variables", y es que las propiedades se pueden heredar de unos objetos a otros. En consecuencia, un objeto puede tener una propiedad de maneras diferentes:

Propiedades propias. Están formadas dentro de la cápsula del objeto.

Propiedades heredadas. Están definidas en un objeto diferente, antepasado de éste (padre, "abuelo", etc.). A veces estas propiedades se llaman propiedades miembro porque el objeto las posee por el mero hecho de ser miembro de una clase

Dominios

Un dominio describe un conjunto de posibles valores para cierto atributo. Como un dominio restringe los valores del atributo, puede ser considerado como una restricción. Matemáticamente, atribuir un dominio a un atributo significa "cualquier valor de este atributo debe ser elemento del conjunto especificado". Distintos tipos de dominios son: enteros, cadenas de texto, fecha, no procedurales, etc.

Cada tabla puede tener uno o más campos cuyos valores identifican de forma única cada registro de dicha tabla, es decir, no pueden existir dos o más registros diferentes cuyos valores en dichos campos sean idénticos. Este conjunto de campos se llama clave única. Pueden existir varias claves únicas en una determinada tabla, y a cada una de éstas suele llamársele candidata a clave primaria.

Claves relacionales

En una tabla relacional a veces es necesario poder determinar un registro concreta, lo cual es posible mediante la clave. Se debe elegir la clave entre los atributos, de forma que no puedan existir valores duplicados (la clave puede contener uno o más atributos).

4.3 Restricciones de integridad

Una restricción es una limitación que obliga el cumplimiento de ciertas condiciones en la base de datos. Algunas no son determinadas por los usuarios, sino que son inherentemente definidas por el simple hecho de que la base de datos sea relacional. Algunas otras restricciones las puede definir el usuario, por ejemplo, usar un campo con valores enteros entre 1 y 10.

Las restricciones proveen un método de implementar reglas en la base de datos. Las restricciones limitan los datos que pueden ser almacenados en las tablas. Usualmente se definen usando expresiones que dan como resultado un valor booleano, indicando si los datos satisfacen la restricción o no.

Las restricciones no son parte formal del modelo relacional, pero son incluidas porque juegan el rol de organizar mejor los datos. Las restricciones son muy discutidas junto con los conceptos relacionales.

Valores nulos

Es un marcador especial usado en el lenguaje de consulta estructurado (SQL) para indicar que no existe un valor dentro de una base de datos. Introducido por el creador del modelo relacional de bases de datos E. F. Codd, su función es la de solventar el requisito de que los sistemas de gestión relacionales de base de datos (en inglés: Database management system, abreviado DBMS) verdaderos puedan representar información “desconocida” o “no aplicable”. Asimismo, Codd también introdujo el uso de la letra griega omega (ω) en minúscula para representar el Null en la teoría de la teoría de las bases de datos. NULL es también una palabra reservada en el lenguaje SQL para identificar el marcador especial Null.

Integridad de entidad 

El término integridad de datos se refiere a la corrección y complementación de los datos en una base de datos. Cuando los contenidos se modifican con sentencias INSERT,DELETE o UPDATE, la integridad de los datos almacenados puede perderse de muchas maneras diferentes. Pueden añadirse datos no válidos a la base de datos, tales como un pedido que especifica un producto no existente. 

La integridad referencial 

Es una propiedad deseable en las bases de datos. Gracias a la integridad referencial se garantiza que una entidad (fila o registro) siempre se relacione con otras entidades válidas, es decir, que existen en la base de datos. Implica que en todo momento dichos datos sean correctos, sin repeticiones innecesarias, datos perdidos y relaciones mal resueltas.

Todas las bases de datos relacionales gozan de esta propiedad gracias a que el software gestor de base de datos vela por su cumplimiento. En cambio, las bases de datos jerárquicas requieren que los programadores se aseguren de mantener tal propiedad en sus programas.

Otras restricciones

Las claves principales y las claves externas son dos tipos de restricciones que se pueden usar para aplicar la integridad de datos en las tablas de SQL Server. Se trata de objetos de base de datos importantes.

restricciones de clave principal: Una tabla suele tener una columna o una combinación de columnas cuyos valores identifican de forma única cada fila de la tabla. Estas columnas se denominan claves principales de la tabla y exigen la integridad de entidad de la tabla. Debido a que las restricciones de clave principal garantizan datos únicos, con frecuencia se definen en una columna de identidad.

restricciones de clave externa: Una clave externa (FK) es una columna o combinación de columnas que se usa para establecer y aplicar un vínculo entre los datos de dos tablas a fin de controlar los datos que se pueden almacenar una tabla de clave externa. En una referencia de clave externa, se crea un vínculo entre dos tablas cuando las columnas de una de ellas hacen referencia a las columnas de la otra que contienen el valor de clave principal. Esta columna se convierte en una clave externa para la segunda tabla.

4.4 Lenguaje de Manipulación de Datos
 (Data Manipulation Language, DML) Es un lenguaje proporcionado por los sistemas gestores de bases de datos que permite a los usuarios de la misma llevar a cabo las tareas de consulta o modificación de los datos contenidos en las Bases de Datos del Sistema Gestor de Bases de Datos. 

El lenguaje de manipulación de datos más popular hoy día es SQL, usado para recuperar y manipular datos en una base de datos relacional. Otros ejemplos de DML son los usados por bases de datos IMS/DL1, CODASYL u otras.

Álgebra relacional

Es un conjunto de operaciones que describen paso a paso cómo computar una respuesta sobre las relaciones, tal y como éstas son definidas en elmodelo relacional. Denominada de tipo procedimental, a diferencia del Cálculo relacional que es de tipo declarativo.

Describe el aspecto de la manipulación de datos. Estas operaciones se usan como una representación intermedia de una consulta a una base de datos y, debido a sus propiedades algebraicas, sirven para obtener una versión más optimizada y eficiente de dicha consulta.

Calculo relacional

Es un lenguaje de consulta que describe la respuesta deseada sobre una Base de datos sin especificar como obtenerla, a diferencia del Álgebra relacionalque es de tipo procedural, el cálculo relacional es de tipo declarativo; pero siempre ambos métodos logran los mismos resultados.

Infografía

http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/93/cd/m2_3/tipos_de_relaciones.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Base_de_datos_relacional
https://msdn.microsoft.com/es-es/library/ms179610.aspx
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_relacional