Modelo Entidad/Relación: Diseño Conceptual de Bases de Datos
El Modelo Entidad/Relación (E-R) es uno de los enfoques más comunes para diseñar bases de datos, especialmente en la fase conceptual. Este modelo ayuda a visualizar los componentes clave del sistema sin entrar en detalles sobre el almacenamiento físico o los sistemas específicos. Fue introducido por Peter Chen en los años setenta y es utilizado por la mayoría de las herramientas de diseño de bases de datos. Su éxito se debe a su capacidad para representar de manera simple y clara los datos de un entorno, manteniendo un buen balance entre abstracción y expresividad.
Elementos del Modelo Entidad/Relación
El Modelo E-R se representa gráficamente mediante diagramas que reflejan las entidades, atributos y relaciones que componen el sistema de información. Estos diagramas son fundamentales para crear una base de datos bien estructurada. A continuación, se describen los elementos principales del modelo:
Entidad
Una entidad representa un objeto o cosa del mundo real sobre el que se desea almacenar información. Ejemplos típicos de entidades son «Empleado», «Cliente» o «Producto». Cada entidad puede tener diferentes ocurrencias (instancias), como un empleado específico con nombre y número de identificación. Las entidades pueden clasificarse en fuertes (independientes) y débiles (dependientes de otras entidades).
Ejemplo de entidad:
- Entidad fuerte: Empleado (sin dependencia de otras entidades)
- Entidad débil: HijoEmpleado (depende de la existencia de un Empleado)
Atributo
Los atributos son las propiedades o características que describen a las entidades. Por ejemplo, la entidad «Empleado» podría tener atributos como «Nombre», «Edad», «Dirección», etc. Los atributos pueden ser simples, compuestos, opcionales, o multivalor.
Ejemplo de atributo:
- «Dirección» como atributo compuesto, dividiéndose en «Calle», «Número» y «Código Postal».
- Un atributo multivalor podría ser «Teléfonos», donde un empleado puede tener varios números de teléfono.
Clave
Cada entidad debe tener una clave que la identifique de manera única. Esta clave puede ser simple (un solo atributo) o compuesta (varios atributos). La clave primaria es esencial para garantizar que cada ocurrencia de la entidad sea identificable sin ambigüedades.
Ejemplo de clave:
- Clave primaria: «Código Empleado» para la entidad «Empleado».
Relación
Una relación describe cómo las entidades se asocian entre sí. En el modelo E-R, las relaciones se representan por rombos y suelen ser identificadas por verbos. Las relaciones también tienen una cardinalidad, que define el número de instancias de una entidad que pueden estar asociadas con otras entidades.
Ejemplo de relación:
- Relación entre «Empleado» y «Proyecto» denominada «TrabajaEn». Un empleado puede trabajar en varios proyectos, pero cada proyecto tiene múltiples empleados.
Cardinalidad
La cardinalidad define el número máximo de ocurrencias que una entidad puede tener en una relación. Los tipos comunes de cardinalidad son:
- 1:1: Un elemento de una entidad se relaciona con solo un elemento de otra entidad.
- 1:N o 1:M: Un elemento de una entidad puede relacionarse con varios elementos de otra entidad.
- M:N: Varios elementos de una entidad pueden relacionarse con varios elementos de otra entidad.
Ejemplo de cardinalidad:
- «1:N»: Un empleado puede estar asignado a varios proyectos, pero cada proyecto tiene solo un responsable principal.
Generalización y Especialización
La generalización es el proceso de agrupar entidades similares en una entidad de nivel superior, mientras que la especialización es el proceso inverso, donde una entidad de alto nivel se divide en entidades más específicas.
Ejemplo de generalización/especialización:
- La entidad «Vehículo» puede generalizar a «Coche» y «Furgoneta», y estas entidades pueden especializarse en atributos más específicos.
Agregación
La agregación es un concepto utilizado cuando se necesita representar una relación entre relaciones. Esto se logra tratando una relación junto con las entidades asociadas como una única entidad. Es útil para representar estructuras más complejas en el modelo E-R.
Ejemplo de agregación:
- Un «Puesto de trabajo» puede estar relacionado con empleados y departamentos, pero también puede formar parte de una relación más grande que involucre varias entidades a la vez.
Diagrama E-R y su Calidad
Al crear un diagrama E-R, es importante asegurarse de que sea:
- Completo: Representa todas las características relevantes del sistema.
- Correcto: Utiliza correctamente los elementos del modelo.
- No redundante: Evita la duplicación de atributos o relaciones.
- Legible: Fácil de entender por cualquier persona que lo vea.
- Extensible: Adaptable a futuros cambios.
- Normalizado: Siguiendo la forma normal de Boyce-Codd para garantizar la eficiencia de la base de datos.
Ejemplo de diagrama E-R: Un empleado que vende artículos puede ser representado en un diagrama con la relación «Venta» y las entidades «Empleado» y «Artículo».
