Diagrama entidad-relación

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Los diagramas entidad-relación (a veces denominado por su siglas, E-R) son una herramienta para el modelado de datos de un sistema de información. Estos diagramas expresan entidades relevantes para un sistema de información, sus inter-relaciones y propiedades.

[editar] Breve reseña histórica

Los diagramas entidad-relación fueron propuestos por Peter P. Chen , 1976. Por este motivo también se conocen como "diagramas de Chen".

[editar] En qué consiste

Formalmente, los diagramas E-R son un lenguaje gráfico para describir conceptos. Informalmente, son simples dibujos o gráficos que describen la información que trata un sistema de información y el software que lo automatiza.

Los elementos de dicho lenguaje se describen a continuación, por orden de importancia .

[editar] Entidades

Una entidad es cualquier "objeto" discreto sobre el que se tiene información. Se representa mediante un rectángulo o "caja" etiquetada en su interior mediante un nombre. Ejemplos de entidades habituales en los sistemas de información son: factura, persona, albarán, empleado, etc.

Cada ejemplar de una entidad se denomina instancia. Por ejemplo, Francisco y Luisa pueden ser dos instancias distintas de la entidad "persona". Las instancias no se representan en el diagrama. No obstante, se pueden documentar aparte porque son útiles para inicializar la base de datos resultante. Por ejemplo, los departamentos existentes de una empresa pueden ser relevantes como datos iniciales de la entidad "departamento".

[editar] Relaciones

Una relación describe cierta interdependencia (de cualquier tipo) entre una o más entidades. Se representa mediante un rombo etiquetado en su interior mediante un verbo. Además, dicho rombo debe unirse mediante líneas con las entidades que relaciona (es decir, los rectángulos).

Una relación no tiene sentido sin las entidades que relaciona. Algunos ejemplos son:

• una persona (entidad) trabaja (relación) para un departamento (entidad).
• una factura (entidad) se emite (relación) a un cliente (entidad).

Las relaciones entre dos entidades se denominan binarias, las relaciones entre tres entidades se denominan ternarias, y las relaciones entre cuatro o más entidades se denominan múltiples. Las relaciones múltiples son poco frecuentes, mientras que las relaciones binarias son habituales en cualquier problema. También son posibles las relaciones reflexivas donde una entidad se relaciona consigo misma. Esto significa que una instancia de una entidad se relaciona con otra instancia distinta de la misma entidad. Por ejemplo: una persona (entidad) contrae matrimonio (relación) con otra persona (la misma entidad).

[editar] Atributos

Los atributos son propiedades relevantes propias de una entidad y sólo una. Se representan mediante un círculo o elipse etiquetado mediante un nombre en su interior. Cuando un atributo es identificativo de la entidad se suele subrayar dicha etiqueta.

Por motivos de legibilidad, los atributos no suelen representarse en un diagrama entidad-relación, sino que se describen textualmente en otros documentos adjuntos.

Los atributos describen información útil sobre las entidades. En particular, los atributos identificativos son aquellos que permiten diferenciar a una instancia de la entidad de otra distinta. Por ejemplo, el atributo identificativo que distingue a un empleado de otro es su número de la Seguridad Social.

Ejemplos de atributos de la entidad "persona":

• Documento Nacional de Identidad (identificativo).
• Nombre.
• Apellidos.
• Dirección.
• Código postal.

[editar] Diagramas extendidos

Los diagramas Entidad-Relación no cumplen su propósito con eficacia debido a que tienen limitaciones semánticas. Por ese motivo se suelen utilizar los diagramas Entidad-Relación extendidos que incorporan algunos elementos más al lenguaje:

[editar] Entidades fuertes y débiles

Cuando una entidad participa en una relación puede adquirir un papel fuerte o débil. Una entidad débil es aquella que no puede existir sin participar en la relación, es decir, aquella que no puede ser unívocamente identificada solamente por sus atributos. Una entidad fuerte es aquella que "presta" algunos de sus atributos a la entidad débil para que se pueda identificar cualquier instancia. Esto lo hace a través de la relación que las une.

Las entidades débiles se representan mediante un doble rectángulo, es decir, un rectángulo con doble línea.

[editar] Cardinalidad de las relaciones

Las relaciones, en principio binarias, pueden involucrar a un número distinto de instancias de cada entidad. Así, son posibles tres tipos de cardinalidades:

• Relaciones de uno a uno: una instancia de la entidad A se relaciona con una y solamente una de la entidad B.
• Relaciones de uno a muchos: cada instancia de la entidad A se relaciona con varias instancias de la entidad B.
• Relaciones de muchos a muchos: cualquier instancia de la entidad A se relaciona con cualquier instancia de la entidad B.

El tipo de cardinalidad se representa mediante una etiqueta en el exterior de la relación, respectivamente: "1:1", "1:N" y "N:M". Otra forma de expresar la cardinalidad es situando un símbolo cerca de la línea que conecta una entidad con una relación:

• "0" si la entidad no está obligada a participar en la relación.
• "1" si la entidad está obligada a participar en la relación y, además, cada instancia solamente participa una vez.
• "N" , "M", ó "*" si la entidad no está obligada a participar en la relación y cada instancia puede participar cualquier número de veces.

Ejemplos de relaciones que expresan cardinalidad:

• Una factura (entidad) se emite (relación) a una persona (entidad) y sólo una, pero una persona puede tener varias facturas emitidas a su nombre. Es una relación 1:N.
• Un cliente (entidad) puede comprar (relación) varios artículos (entidad) y un artículo puede ser comprado por varios clientes distintos. Es una relación N:M.

[editar] Atributos en relaciones

Las relaciones también pueden tener atributos asociados. Se representan igual que los atributos de las entidades. Un ejemplo típico son las relaciones de tipo "histórico" donde debe constar una fecha o una hora. Por ejemplo, supongamos que es necesario hacer constar la fecha de emisión de una factura a un cliente, y que es posible emitir duplicados de la factura (con distinta fecha). En tal caso, el atributo "Fecha de emisión" de la factura debería colocarse en la relación "se emite".

[editar] Herencia

La herencia es un intento de adaptación de estos diagramas al paradigma orientado a objetos. La herencia es un tipo de relación entre una entidad "padre" y una entidad "hijo". La entidad "hijo" hereda todos los atributos y relaciones de la entidad "padre". Por tanto, no necesitan ser representadas dos veces en el diagrama. La relación de herencia se representa mediante un triángulo interconectado por líneas a las entidades. La entidad conectada por el vertice superior del triángulo es la entidad "padre". Solamente puede existir una entidad "padre" (herencia simple). Las entidades "hijo" se conectan por la base del triángulo.

[editar] Modelado Entidad-Relación

El modelado entidad-relación es una técnica para el modelado de datos utilizando diagramas entidad relación. No es la única técnica pero sí la más utilizada. Brevemente consiste en los siguientes pasos:

1. Se parte de una descripción textual del problema o sistema de información a automatizar (los requisitos).
2. Se hace una lista de los sustantivos y verbos que aparecen.
3. Los sustantivos son posibles entidades o atributos.
4. Los verbos son posibles relaciones.
5. Analizando las frases se determina la cardinalidad de las relaciones y otros detalles.
6. Se elabora el diagrama (o diagramas) entidad-relación.
7. Se completa el modelo con listas de atributos y una descripción de otras restricciones que no se pueden reflejar en el diagrama.

Dado lo rudimentario de esta técnica se necesita cierto entrenamiento y experiencia para lograr buenos modelos de datos.

El modelado de datos no acaba con el uso de esta técnica. Son necesarias otras técnicas para lograr un modelo directamente implementable en una base de datos. Brevemente:

• Transformación de relaciones múltiples en binarias.
• Normalización de relaciones (algunas relaciones pueden transformarse en atributos y viceversa).
• Conversión en tablas (en caso de utilizar una base de datos relacional).
• Etc.

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[editar] Véase también

• Ingeniería del software. Disciplina donde se encuadra el análisis y diseño de datos.
• Modelo de datos. Es la visión estática de un sistema de información.
• Base de datos. Es la implementación de un modelo de datos.
• Modelo relacional. Una técnica formal para describir modelos de datos.
• UML. Otro lenguaje que permite describir modelos de datos (entre otras cosas).
• Rational Rose. Herramienta gráfica de modelado.

[editar] Enlaces externos

• Artículo original de P. Chen. (en inglés)