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3.3. MODELIZACION DE DATOS
La modelizaci¢n de datos es una t‚cnica que se orienta al conocimi-
ento profundo de los datos que va a utilizar la Unidad, con el fin
de implantarlo en forma ¢ptima.
a) Objetivo :
Conocer los datos que se van a utilizar, adem s de obtener estruct-
uras no redundantes, sin inconsistencias, seguras e ¡ntegras.
b) Utilidad :
La realizaci¢n de una modelizaci¢n de datos es £til por los
siguiente:
* Obtenci¢n de la estructura del sistema.
* Refleja cualquier cambio en el sistema de informaci¢n.
* Representa toda la informaci¢n que necesita la Unidad.
* Representa la parte l¢gica de la informaci¢n.
c) Descripci¢n :
Dadas las necesidades de cambio planteados por el usuario para su
Unidad, (mundo real) se debe llegar gr ficamente al esquema concep-
tual interno y externo orientado al usuario y al equipo requerido
respectivamente.
* Esquema externo
Es la visi¢n que de los datos del sistema tienen las aplicaciones
inform ticas. Por ejemplo un esquema externo puede ser una
aplicaci¢n en Cobol.
* Esquema conceptual
Refleja la realidad, representando gr ficamente las necesidades del
usuario, sin tener en cuenta restricciones del equipo f¡sico y
l¢gico propios del sistema. En este esquema se definen las
entidades de datos y su relaci¢n.
* Esquema interno
Es la forma de almacenar las tablas que se generan en la memoria,
dependiendo de la memoria disponible y de los dispositivos de
almacenamiento de acceso directo que se utilicen.
La Figura N§ 12, muestra m s a detalle la relaci¢n existente entre
estos tres tipos de esquemas.
RELACION EXISTENTE ENTRE LOS ESQUEMAS
ÉÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍ»
º ÉÍÍÍÍÍÍÍÍÍ» º
º Úþ Mundo º º
º ³º Real º º
º ³ÈÍÍÍÍÍþÍÍͼ º
º ÉÍÍÍÍÍÍÍÍ» ÉÍÍÍÍÍÍÍÍÍ» ³ ÚÄÄÄÄÙ º
º º Mundo þÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄþ Mundo þÄÄÄÄÄÄ´ ³ Como se representa º
º º Real º º Real º ³ ³ internamente los º
º ÈÍÍÍÍþÍÍͼ ÈÍÍÍÍþÍÍÍͼ ³ ³ datos en la PC º
º ³ ³ ³ ³ º
º ÚÄÄÄÄÄÙ ÚÄÄÄÄÄÙ ³ ÀÄÄÄÄþ º
º ³ Requerimientos ³ Muestra la ³ º
º ³ ³ relaci¢n entre ³ º
º ÀÄÄÄÄÄþ ³ las entidades ³ º
º ÀÄÄÄÄÄþ ³ ÉÍÍÍÍÍÍÍÍÍ» º
º ³ º Mundo º º
º ÀÄþ Real º º
º ÈÍÍÍþþÍÍÍͼ º
º ³ º
º ÚÄÄÄÙ º
º ³ Como emplea º
º ³ los datos las º
º ³ aplicaciones º
º ÀÄÄÄþ º
ÈÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍͼ
Figura. N§ 12
3.3.1 Elementos b sicos.
Los elementos b sicos que vamos a emplear para elaborar el Modelo
de Datos son los siguientes:
* Entidad.
Es un objeto (persona, lugar o cosa) sobre la cual la organizaci¢n
captura, almacena o procesa datos.
Por ejemplo, una entidad puede denominarse Empresa, la cual con-
tendr diversos atributos de la misma.
Un conjunto de entidades con las mismas caracter¡sticas es lo que
forma un tipo de entidad.
* Atributo.
Son las caracter¡sticas que describen e identifican a la entidad.
* Relaci¢n.
Es la conexi¢n que va existir (entre tipos de entidades).
* Tabla.
Representaci¢n f¡sica de un tipo de entidad.
* Fila.
Conjunto de atributos de una entidad. Se puede definir Ocurrencia
o Tupla.
* Columna.
Atributo elegido para el conjunto de entidades de un tipo de entidad.
* Grado de una tabla.
N£mero de columnas de una tabla.
* Clave.
Atributo(s) que hacen £nico el acceso a una entidad u ocurrencia de
la tabla.
* Claves candidatas; posibles claves sobre la misma tabla.
* Clave simple; compuesta por un £nico atributo.
* Clave m£ltiple o concatenada; compuesta por un conjunto de
atributos.
* Clave ajena; atributo de una tabla que es clave en otra.
* Ocurrencia de entidad.
Son los posibles valores reales que puede tomar la clave de una
entidad.
* Cardinalidad de entidad.
Representa el n£mero de las ocurrencias de una entidad que se
relacionan con ocurrencias de la otra entidad.
Estas pueden ser:
* Una ocurrencia de una entidad con una ocurrencia de la otra
entidad (1,1)
* Una ocurrencia de una entidad con varias ocurrencias de la otra
entidad (1,m)
* Var las ocurrencias de una entidad con varias ocurrencias de la
otra entidad (m,n)
3.3.2 T‚cnica a utilizar en la modelizaci¢n de datos.
Existen dos t‚cnicas para construir el modelo conceptual:
* Modelo Entidad-Relaci¢n de CHEN.
* Diagrama de Estructura de datos
La diferencia entre ambas es la existencia en el Modelo Entidad-
Relaci¢n de relaciones N-ARIAS, permitiendo ser un modelo cercano a
la representaci¢n del mundo real. Recomendable para representar el
modelo de informaci¢n del sistema a muy alto nivel, como es el caso
de un Plan de Sistemas.
Modelo Entidad-Relaci¢n de CHEN: Es un modelo N-ARIO(entre N entida-
des simult neamente), que permite relacionar una, dos o m s
entidades.
Diagrama de Estructura de datos: Permite representar gr ficamente
las relaciones o asociaciones entre pares de entidades. La descri-
pci¢n de esta t‚cnica ser mostrada en el punto 3.4 del presente
documento.
3.3.3 Normalizaci¢n de datos.
Paralelamente con la modelizaci¢n de datos se debe de normalizar los
mismos con la finalidad de:
* Reducir las inconsistencias y redundancias de los datos.
* Facilitar el mantenimiento de los datos y programas.
* Evitar anomal¡as en operaciones de manipulaci¢n de datos.
* Reducir el impacto de los cambios en los datos, Para los cual se
debe de seguir un procedimiento de normalizaci¢n.
Este modelo se comparar con el que se obtuvo mediante la t‚cnica de
Diagrama de Estructura de Datos (DED) y de esta comparaci¢n se obte-
ndr el modelo l¢gico de datos definitivo.
Procedimientos de Normalizacion.
Para explicar en forma m s did ctica el procedimiento de norma-
lizaci¢n se utilizar un ejemplo pr ctico el cual mencionaremos a
continuaci¢n:
Se cuenta con un documento ®Pedido de Materiales¯, el cual cuenta
con los siguientes campos:
* C¢digo del pedido.
* Fecha del pedido.
* C¢digo del proveedor.
* Nombre del proveedor.
* Direcci¢n del proveedor.
* C¢digo del material.
* Descripci¢n del material.
* Cantidad pedida del material.
* Precio unitario del material.
El documento en este caso vendr¡a a ser una entidad sin normalizar,
en este caso tomar el nombre de Pedido, y los campos se denominaran
atributos, siendo la clave el atributo denominado ®C¢digo del
Producto¯.
* Primera Forma Normal (1FN)
Concepto :
Una entidad est en primera forma normal si no contiene grupos repe-
titivos, es decir todos los atributos dependen funcionalmente de la
clave.
Ejemplo :
De acuerdo al concepto de la Primera Forma Normal, se determina
lo siguiente:
pedido 1
* C¢digo del pedido. (K)
* Fecha del pedido.
* C¢digo del proveedor.
* Nombre del proveedor.
* Direcci¢n del proveedor.
En vista de que existen atributos que no dependen funcionalmente de
la clave se forma una nueva entidad denominada PEDIDO 2., donde la
clave principal de esta entidad est formada por la concatenaci¢n de
uno o varios de sus atributos y la clave principal de la antigua
entidad.
pedido 2
* C¢digo del pedido. (1)
* C¢digo del material. (2)
* Descripci¢n del material.
* Cantidad pedida del material.
* Precio unitario del material.
Donde (1), (2) son atributos concatenados de la clave.
De esta forma con las dos entidades se obtendr la primera
forma normal.
* Segunda Forma Normal (2FN)
Concepto :
Una entidad est en segunda forma normal si est en primera forma
normal y cada atributo que no pertenezca a la clave tiene una depe-
ndencia funcional
completa de la clave.
Ejemplo :
De acuerdo al concepto que se tiene de la segunda forma normal, se
debe de verificar las dos nuevas entidades obtenidas y elegir
aquella que sus atributos no dependan funcionalmente de la clave.
En este caso trabajaremos con la Entidad PEDIDO 2., debido a que no
satisface los requerimientos preestablecidos.
Con la entidad PEDIDO 2. se identificar n todos aquellos atributos
que no dependan funcionalmente de la clave principal y se agruparan
posteriormente formando una nueva entidad, la cual tendr como
clave una parte de la clave de la antigua entidad de la cual
depende funcionalmente.
Las entidades obtenidas en esta forma normal son las siguientes:
PEDIDO 21.
* C¢digo del pedido. (1)
* C¢digo del material. (2)
* Cantidad pedida del material.
PEDIDO 22.
* C¢digo del material. (K)
* Descripci¢n del material.
* Precio unitario del material.
Tercera Forma Normal (3FN)
Concepto :
Una entidad est en tercera forma normal si est en segunda forma
normal y si cada uno de los atributos de la entidad depende s¢lo
de la clave, es decir no debe de existir dependencia transitiva.
Un ejemplo de dependencia transitiva es el siguiente:
Si tenemos los datos A,B,C que constituyen una estructura de
registros, donde:
C, es funcionalmente dependiente de B.
B, es funcionalmente dependiente de A.
Entonces: C, es funcionalmente dependiente de A.
Por lo tanto existe una dependencia transitiva entre los datos
del registro.
Graficamente tendremos
ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿þÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿
³ A ³þÄÄÄÄ¿ ³
ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³
³ ³
ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿þÄÄÄÄÙ ³
³ B ³ ENTONCES ³
ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙþÄÄÄÄ¿ ³
³ ³
ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ³
³ C ³þÄÄÄÄÙ ³
ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙþÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ
Al aplicar la tercera forma normal obtendremos el siguiente
gr fico:
ÚÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿
³ A ³ þÄÄ¿ ³ B ³ þÄÄ¿
ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³
³ ³
ÚÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³
³ B ³ þÄÄÙ ³ C ³ þÄÄÙ
ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ
Es necesario se¤alar que cuando existe una dependencia
transitiva, al quitar A, se puede provocar el borrado de B y C a
la vez (p‚rdida inadvertida de datos)
Ejemplo :
De acuerdo al concepto de Tercera Forma Normal, se revisar n las
entidades existentes, donde se determinar que la entidad
PEDIDO 1. no se encuentra completamente normalizada.
Por lo tanto, se identificar n aquellos atributos que no dependan
de otro atributo distinto a la clave (dependencias transitivas),
se formar n con ellos una nueva entidad y se quitar n las
antiguas.
Las entidades obtenidas son:
PEDIDO 11.
* C¢digo del pedido. (K)
* Fecha del pedido.
* C¢digo del proveedor.
PEDIDO 12.
* C¢digo del proveedor. (K)
* Nombre del proveedor.
* Direcci¢n del proveedor.
Luego de haber normalizado la entidad PEDIDO se obtiene las sigu-
ientes entidades:
PEDIDO 11. PEDIDO 12.
* C¢digo del pedido. (K) * C¢digo del proveedor. (K)
* Fecha del pedido. * Nombre del proveedor.
* C¢digo del proveedor. * Direcci¢n del proveedor.
* PEDIDO 21. * PEDIDO 22.
* C¢digo del pedido. (1) * C¢digo del material. (K)
* C¢digo del material. (2) * Descripci¢n del mat.
* Cantidad pedida del mat. * Precio unitario del mat.
3.3.4 Reglas de integridad.
Para asegurar un acceso eficiente a los datos del sistema, es
necesario tener en cuenta las siguientes reglas de integridad:
* Integridad de Entidad.
Tener en cuenta que la clave principal no puede tener valor nulo,
es decir, tiene que contener dato. De lo contrario podr¡a existir
m s de un atributo con ese valor, con lo cual el acceso puede no
ser £nico.
* Integridad Referencial.
En caso de que exista clave ajena, el valor ha de ser igual que
el atributo clave o bien ser nulo. Es importante la localizaci¢n
de clave ajena para evitar inconsistencia de la informaci¢n
contenida en las estructuras de datos.
3.3.5 Optimizaci¢n del modelo de datos.
Una vez obtenidas las entidades normalizadas en 3FN, es necesario
asegurar que este modelo de datos, satisfaga los requisitos
exigidos para el sistema, en cuanto a tiempos de respuesta.
La optimizaci¢n del modelo de datos, puede llegar a la necesidad
de desnormalizar el modelo de datos, con el fin de reducir o
simplificar el n£mero de accesos a la base de datos para las
transacciones cr¡ticas. Para ello se debe de seguir las sigui-
entes recomendaciones:
* Introducir redundancias en los elementos de datos.
* Introducir elementos repetitivos.
* Redefinir o a¤adir relaciones entre las entidades para hacerle
mas directo el acceso entre entidades.
* Dividir entidades.
* Modificar el tratamiento realizado por las transacciones
cr¡ticas.
* Combinar entidades, si los accesos para ellas son frecuentes
dentro de la misma transacci¢n.
* Definir claves secundarias o ¡ndices para determinar caminos de
acceso alternativos.
En cualquier caso, se debe tener presente que la desnormalizaci¢n
puede implicar problemas y anomal¡as en las operaciones que mani-
pulan datos. Por eso, la decisi¢n de desnormalizar ser tomada
por la persona responsable de la gesti¢n de los datos dentro de
la instituci¢n.
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