Modelo entidad-relación para niños

Ejemplo de diagrama E-R

Un modelo entidad-relación es una herramienta muy útil para organizar la información en una base de datos. Imagina que quieres guardar datos sobre tus amigos, tus juegos o tus libros favoritos. Este modelo te ayuda a dibujar cómo se conectan esos datos. Fue creado por un experto llamado Peter Chen en 1976.

Para usar este modelo, se hacen dos cosas principales:

• Se dibuja un diagrama que muestra las "entidades" (las cosas importantes) y cómo se "relacionan" entre sí.
• Se añaden detalles como las características de cada cosa (llamadas atributos) y otras reglas que no se ven en el dibujo.

Este modelo es el primer paso para organizar la información. Después, se usan otras técnicas para que la base de datos funcione perfectamente. Por ejemplo, se pueden transformar las relaciones complejas en más sencillas o convertir la información en tablas, que son como hojas de cálculo donde se guardan los datos.

¿Qué es un Modelo Entidad-Relación?

El modelo entidad-relación nos ayuda a entender el mundo real como un conjunto de objetos básicos, llamados entidades, y las conexiones entre ellos, llamadas relaciones.

¿Qué son las Entidades en una Base de Datos?

Una entidad es como una "cosa", "objeto" o "idea" del mundo real que existe por sí misma y se puede diferenciar de otras.

Algunos ejemplos de entidades son:

• Un alumno: Cada alumno es único, incluso si tienen el mismo nombre.
• Un libro: Aunque haya muchas copias del mismo libro, cada una es un objeto individual.
• Una clase: Es una idea o concepto que agrupa a varios alumnos y un profesor.

Las entidades pueden ser cosas que puedes tocar, como una persona o un coche (entidades concretas), o ideas que no puedes tocar, como un puesto de trabajo o una asignatura (entidades abstractas).

Cada entidad se describe con sus características, que llamamos atributos. Por ejemplo, la entidad Alumno podría tener atributos como: Nombre, Apellido, Edad y Grado.

¿Qué son los Atributos?

Los atributos son las características que describen o identifican a una entidad. Una entidad puede tener muchas características, pero solo se eligen las más importantes para la base de datos.

En un grupo de entidades del mismo tipo, cada entidad tiene valores específicos para sus atributos. Esto permite distinguirlas.

Por ejemplo, en un grupo de entidades "alumnos" con atributos (ID, nombre, edad, grado):

• (1, Sofía, 15 años, 2º)
• (2, José, 14 años, 1º)
• (3, Carla, 16 años, 3º)

Cada alumno se diferencia de los demás por los valores de sus atributos. Es posible que dos alumnos tengan la misma edad, pero nunca tendrán todos sus atributos iguales.

Los atributos identificativos son aquellos que permiten diferenciar una entidad de otra. Por ejemplo, el número de ID de un alumno es un atributo identificativo.

Cada atributo tiene un dominio, que es el tipo de datos que puede guardar (como texto, números, fechas) y las reglas que debe seguir (por ejemplo, solo números mayores que cero).

Si un atributo no tiene un valor, se le asigna un valor nulo. Esto puede pasar si el valor no se conoce, no existe o no es relevante en ese momento.

¿Qué son los Conjuntos de Relaciones?

Un conjunto de relaciones es una colección de conexiones del mismo tipo entre entidades.

La conexión entre los conjuntos de entidades se llama participación. En el ejemplo anterior, "Habitación" y "Huésped" participan en la relación que los une.

El grado de un conjunto de relaciones es la cantidad de entidades que participan en esa relación.

Reglas y Conexiones en el Modelo

Las restricciones son reglas que las entidades y relaciones deben seguir en la base de datos.

¿Qué es la Cardinalidad de las Relaciones?

La cardinalidad de la correspondencia nos dice cuántas entidades de un tipo pueden conectarse con entidades de otro tipo.

En las relaciones entre dos entidades (binarias), las cardinalidades pueden ser:

• Uno a Uno (1:1): Una entidad de un tipo se conecta con solo una entidad de otro tipo. Por ejemplo, un profesor puede ser jefe de un solo departamento, y un departamento solo puede tener un jefe.
• Uno a Varios (1:N): Una entidad de un tipo se conecta con una o varias entidades de otro tipo. Por ejemplo, un vendedor puede hacer muchas ventas, pero cada venta es hecha por un solo vendedor.
• Varios a Uno (N:1): Varias entidades de un tipo se conectan con una sola entidad de otro tipo. Por ejemplo, muchos empleados trabajan en un solo centro de trabajo.
• Varios a Varios (N:M): Varias entidades de un tipo se conectan con varias entidades de otro tipo. Por ejemplo, muchos alumnos pueden tomar muchas asignaturas, y muchas asignaturas pueden ser tomadas por muchos alumnos.

¿Qué son las Restricciones de Participación?

Cuando una entidad participa en una relación, su participación puede ser:

• Total: Cuando cada entidad de un grupo debe participar en al menos una relación.
• Parcial: Cuando al menos una entidad de un grupo no participa en ninguna relación.

Claves para Identificar Datos

Una clave es un grupo de atributos que nos permite identificar de forma única cada entidad en un conjunto. También nos ayuda a distinguir las relaciones entre sí.

Tipos de claves en los conjuntos de entidades:

• Superclave: Es un grupo de atributos que identifica de forma única cada entidad. Si añades más atributos, sigue siendo una superclave.
• Clave candidata: Es una superclave que es lo más pequeña posible; si le quitas cualquier atributo, ya no puede identificar de forma única.
• Clave primaria: Es una clave candidata que el diseñador de la base de datos elige para identificar de forma única las entidades.

Los valores de los atributos de una clave no pueden ser iguales para dos o más entidades diferentes.

Dibujando el Modelo: Diagrama Entidad-Relación

Ya hemos visto los conceptos del modelo ER. Ahora, veamos cómo se representan gráficamente. Es importante entender los conceptos para poder dibujar un buen modelo.

Los diagramas ER son como un lenguaje visual para describir ideas. Son dibujos sencillos que muestran la información que maneja un sistema y cómo funciona el programa que lo automatiza.

¿Cómo se dibujan las Entidades?

Las entidades son la base del modelo. Son cualquier cosa o parte del mundo que se puede distinguir del resto. Por ejemplo, en un sistema bancario, las personas y las cuentas bancarias podrían ser entidades. Las entidades pueden ser cosas reales (una persona) o ideas (un préstamo). Se dibujan con un rectángulo.

¿Cómo se dibujan los Atributos?

Los atributos se dibujan como un círculo o una elipse con su nombre dentro. Si un atributo es el identificador principal de la entidad, se subraya su nombre.

A veces, para que el diagrama sea más fácil de leer, los atributos no se dibujan directamente en él, sino que se describen en otros documentos.

¿Cómo se dibujan las Relaciones?

Una relación describe una conexión o dependencia entre entidades.

Por ejemplo: Si tenemos las entidades CLIENTE y HABITACIÓN, podemos entender la relación entre ellas. Si la Habitación 502 está ocupada por Sofía Pérez, esa es una relación que nos dice quién está en qué habitación.

Diagramas Extendidos: Más Detalles

Los diagramas Entidad-Relación a veces no son suficientes para mostrar todos los detalles. Por eso, se usan los diagramas Entidad-Relación extendidos (EER), que añaden más elementos:

Entidades Fuertes y Débiles

Cuando una entidad participa en una relación, puede ser "fuerte" o "débil". Una entidad débil no puede existir sin participar en la relación; es decir, no se puede identificar solo con sus propios atributos.

Una entidad fuerte (o regular) sí puede identificarse por sí misma. A veces, una entidad fuerte "presta" algunos de sus atributos a una entidad débil para que esta última pueda identificarse.

Las entidades débiles se dibujan con un doble rectángulo.

Hay dos tipos de dependencia en las entidades débiles:

Dependencia por existencia

Las entidades débiles pueden identificarse con un atributo clave sin necesidad de la entidad fuerte.

Dependencia por identidad

La entidad débil no puede identificarse sin la entidad fuerte relacionada. Por ejemplo, para identificar una edición de un libro, necesitamos el identificador del libro.

Cardinalidad en los Diagramas

La cardinalidad es el número de entidades con las que otra entidad puede conectarse a través de una relación. Puede ser Uno a uno, Uno a muchos, o Muchos a muchos. Se representa con etiquetas como "1:1", "1:N" y "N:M" junto a la relación. Otra forma es poner un símbolo cerca de la línea que conecta la entidad con la relación:

• "0" si la entidad no tiene que participar en la relación.
• "1" si la entidad debe participar y solo una vez.
• "N" , "M", ó "*" si la entidad no tiene que participar y puede hacerlo varias veces.

Ejemplos de relaciones con cardinalidad:

• Un policía (entidad) puede tener (relación) un arma (entidad) o no, si trabaja en oficina. Es una relación 0:1.
• Cada esposo (entidad) está casado (relación) con una única esposa (entidad) y viceversa. Es una relación 1:1.
• Una factura (entidad) se emite (relación) a una sola persona (entidad), pero una persona puede tener varias facturas. Todas las facturas se emiten a nombre de alguien. Es una relación N:1.
• Varios clientes (entidad) pueden comprar (relación) varios servicios (entidad), y varios servicios pueden ser comprados por varios clientes. Es una relación N:M.

Atributos en las Relaciones

Las relaciones también pueden tener atributos. Se dibujan igual que los atributos de las entidades. Un ejemplo común es cuando se necesita registrar una fecha o una hora en una relación. Por ejemplo, la fecha en que se emitió una factura a un cliente.

Herencia en los Diagramas

La herencia es una forma de mostrar que una entidad "hijo" toma todas las características y relaciones de una entidad "padre". Así, no es necesario dibujar la misma información dos veces. La herencia se representa con un triángulo invertido. La entidad "padre" se conecta a la parte superior del triángulo, y las entidades "hijo" a la parte inferior. Solo puede haber una entidad "padre".

Agregación: Relaciones entre Relaciones

Ejemplo agregación

La agregación es una forma de tratar una relación como si fuera una entidad de un nivel superior. Se usa para mostrar relaciones entre otras relaciones, o entre entidades y relaciones. Se dibuja encerrando la relación y las entidades que participan en ella dentro de un rectángulo. Por ejemplo, un profesor que da una clase puede registrar una incidencia (como que se fue la luz) que ocurrió durante esa clase.

Galería de imágenes

• 

  DER extendido

Otros Temas Interesantes

• Ingeniería del software: Es la disciplina que se encarga de analizar y diseñar cómo se organizan los datos.
• Modelo de datos: Es la forma en que se ve la información de un sistema.
• Base de datos: Es donde se guarda la información organizada según un modelo de datos.
• Modelo relacional: Una técnica formal para describir cómo se organizan los datos.
• Lenguaje Unificado de Modelado (UML): Otro lenguaje que ayuda a describir modelos de datos y muchas otras cosas.
• Peter Chen: El creador del modelo entidad-relación.

Véase también

En inglés: Entity–relationship model Facts for Kids