Base-de-datos-1

• Instalación del entorno
• Notas Clase 1
• Notas Clase 2

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Instalación del entorno

Creamos el entorno

python -m venv venv

Activamos el entorno

Set-ExecutionPolicy -Scope Process -ExecutionPolicy Bypass; .\venv\Scripts\Activate

Instalamos las dependencias

pip install -r requirements.txt

Iniciamos Jupyter Lab

jupyter lab

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Notas Clase 1

Introducción a Modelos de Datos

• Un modelo de datos provee una notación para describir datos mediante tres elementos:
  • Estructura de los datos
  • Restricciones que aplican sobre los datos
  • Operaciones que pueden realizarse sobre los datos
• Los modelos de datos constituyen la estructura subyacente de una base de datos
• Clasificación de modelos:
  • Modelos lógicos: basados en objetos (entidad-relación, orientado a objetos) y basados en registros (relacional)
  • Modelos no lógicos

Modelo Entidad-Relación

• Es un modelo lógico basado en objetos que representa el significado de los datos independientemente de su implementación física
• Componentes estructurales:
  • Entidades: objetos distinguibles (ejemplos: persona, auto)
  • Relaciones: asociaciones entre entidades (ejemplo: "es dueño de")
  • Atributos: información sobre entidades o relaciones
  • Dominio: conjunto de valores posibles para un atributo
  • Rol: función que cumple una entidad en una relación
• Representación gráfica:
  • Rectángulos para entidades
  • Rombos para relaciones
  • Círculos para atributos (rellenos si son identificadores)
  • Líneas con notaciones para cardinalidad

Restricciones del Modelo

• Cardinalidad: indica cuántas veces una entidad puede participar en una relación (1:1, 1:N, N:M)
• Identificadores/claves: atributos que identifican de forma única a una entidad
  • Pueden ser simples o compuestos
  • Solo las entidades pueden tener atributos identificadores

Modelo Entidad-Relación Extendido

• Especialización: definir subconjuntos de entidades (ejemplo: empleados → médicos)
• Generalización: proceso inverso a la especialización, creando entidades de nivel superior
• Agregación: mecanismo para tratar una relación como una entidad de alto nivel
  • Útil cuando se necesita relacionar información con una relación existente
  • Ejemplo: relacionar entrevistas (relación entre compañía y solicitante) con ofertas de empleo

Estructura del Curso

• Los materiales presentados son solo un resumen de los conceptos
• Estudiantes deben consultar la bibliografía para profundizar
• Se espera participación activa:

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Notas Clase 2

Conceptos del Modelo Relacional

• El modelo relacional representa datos como tablas bidimensionales llamadas relaciones
• Elementos principales:
  • Relaciones (tablas): Estructuras bidimensionales que almacenan datos
  • Atributos: Columnas de las tablas que representan propiedades
  • Esquema: Nombre de la relación + conjunto de atributos (sin orden preestablecido)
  • Tuplas: Filas de cada relación que contienen valores concretos
  • Dominio: Cada componente debe ser atómico (no compuesto)
  • Clave: Conjunto de atributos que no permite valores repetidos

Reglas de Transformación 1 a 1 (E-R a Relacional)

• Transformación de entidades:
  • Crear una relación con el mismo nombre y atributos
  • La clave en el modelo relacional corresponde al identificador de la entidad
• Transformación de relaciones:
  • Crear una relación con el mismo nombre
  • Incluir como atributos los identificadores de las entidades participantes
  • Agregar los atributos propios de la relación
  • La clave depende de la cardinalidad

Casos Especiales de Transformación

• Relaciones con roles: Renombrar atributos cuando una entidad participa más de una vez
  • Ejemplo: Empleado-Director donde se renombra "número de empleado" a "número de director"
• Generalización: Tres opciones de transformación
  1. Solo transformar la entidad de nivel superior (agregando atributo discriminante)
  2. Solo transformar las entidades de nivel inferior (repitiendo atributos comunes)
  3. Transformar todas las entidades (nivel superior e inferior)
• Especialización: Dos opciones de transformación
  1. Solo transformar la entidad de nivel superior (con atributo discriminante)
  2. Transformar todas las entidades (nivel superior e inferior)
• Agregación: Transformar entidades y relaciones participantes, y la relación con la agregación

Actividades para la próxima clase

• Interpretar el modelo de entidades y relaciones presentado
• Redactar la semántica del modelo en lenguaje coloquial
• Aplicar las reglas para transformar el modelo E-R al modelo relacional
• Subir consultas al foro sobre el contenido de la clase

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Notas Clase 3

Introducción al Álgebra Relacional

El álgebra relacional funciona como un lenguaje procedimental de consultas y como un lenguaje de manipulación de datos. Como lenguaje de consulta, permite recuperar información mediante operaciones fundamentales y adicionales, mientras que como lenguaje de manipulación permite agregar, modificar y eliminar datos.

Operaciones Fundamentales

Las operaciones fundamentales son aquellas que no pueden reescribirse de otra manera:

• Selección: Operación unaria que filtra tuplas según una condición, generando un subconjunto horizontal.
• Proyección: Operación unaria que genera un subconjunto vertical al seleccionar solo ciertos atributos.
• Producto Cartesiano: Operación binaria que relaciona cada tupla de una relación con todas las tuplas de otra relación.
• Renombre: Operación unaria que permite cambiar el nombre de una relación o sus atributos.
• Unión: Operación binaria que requiere unión compatible y combina tuplas de ambas relaciones sin repetidos.
• Diferencia: Operación binaria que requiere unión compatible y obtiene tuplas que están en la primera relación pero no en la segunda.

Operaciones Adicionales

Estas operaciones pueden reescribirse usando las fundamentales, pero aportan legibilidad:

• Intersección: Devuelve tuplas comunes entre dos relaciones con unión compatible.
• Producto Theta (Θ): Genera tuplas aplicando una condición sobre el producto cartesiano, manteniendo columnas duplicadas.
• Producto Natural: Similar al producto theta pero elimina columnas duplicadas.
• División: Opera con un dividendo y un divisor, buscando tuplas que se relacionen con todas las tuplas del divisor.
• Asignación: Permite modularizar consultas complejas asignando resultados intermedios a relaciones temporales.

Operaciones de Manipulación

Estas operaciones modifican la cantidad o valores de tuplas:

• Inserción: Agrega una o varias tuplas a una relación, ya sea especificadas directamente o como resultado de otra consulta.
• Eliminación: Elimina tuplas que cumplan ciertas condiciones o que estén explícitamente especificadas.
• Actualización: Modifica valores de atributos en tuplas específicas o en toda la relación.

Mejores Prácticas

• Modularidad: Para consultas complejas, es recomendable utilizar la asignación para trabajar por pasos.
• Legibilidad: Evitar anidar muchas operaciones con paréntesis que dificulten la comprensión.
• Notación lineal: Las consultas se escriben e interpretan de izquierda a derecha.
• Desambiguación: Usar notación puntual para distinguir atributos con el mismo nombre en diferentes relaciones.