Modelo de Datos Relacional

El modelo de datos relacional representa todos los datos como relaciones —conjuntos de tuplas sobre atributos nombrados— y basa la manipulación de datos en operaciones de la teoría de conjuntos y la lógica de primer orden, logrando independencia entre la vista lógica de los datos y su almacenamiento físico.

Definition

En el modelo relacional, una relación es un conjunto de tuplas, cada tupla un mapeo de un conjunto fijo de atributos a valores extraídos de los dominios de esos atributos; una base de datos relacional es una colección de tales relaciones regidas por restricciones de integridad.

Scope

Este tema cubre la parte estructural del modelo relacional: relaciones, tuplas, atributos y dominios; esquemas e instancias; claves candidatas, primarias y foráneas; y las restricciones de integridad de entidad y de integridad referencial. Trata las relaciones como si tuvieran semántica de conjunto y una aridad fija, y explica cómo la independencia de los datos libera a las aplicaciones de los detalles de almacenamiento. Excluye los lenguajes de consulta construidos sobre el modelo (cubiertos en SQL y álgebra relacional) y la disciplina de diseño de normalización.

Core questions

• ¿Cuáles son los componentes estructurales de una relación: atributos, dominios, tuplas y aridad?
• ¿Cómo identifican y vinculan las claves candidatas, primarias y foráneas las tuplas?
• ¿Qué garantizan la integridad de entidad y la integridad referencial?
• ¿Cómo logra el modelo la independencia lógica y física de los datos?
• ¿Por qué las relaciones se definen como conjuntos en lugar de listas ordenadas de tuplas?

Key concepts

• relación, tupla, atributo, dominio
• esquema e instancia de relación
• claves candidatas y primarias
• claves foráneas
• integridad de entidad
• integridad referencial
• independencia lógica y física de los datos
• valores nulos

Key theories

Relaciones como conjuntos de tuplas

Una relación es un subconjunto del producto cartesiano de sus dominios de atributos; debido a que es un conjunto, las tuplas no están ordenadas y no tienen duplicados, y el modelo hereda el álgebra de las operaciones de conjunto.

Independencia de los datos

Al describir los datos puramente en términos de relaciones y restricciones, el modelo separa el esquema lógico del almacenamiento físico y las rutas de acceso, por lo que la representación física puede cambiar sin necesidad de reescribir las aplicaciones.

Restricciones de integridad

La integridad de entidad prohíbe los valores nulos de clave primaria y la integridad referencial requiere que cada valor de clave foránea coincida con una clave primaria existente, asegurando que las relaciones entre las relaciones se mantengan consistentes.

Clinical relevance

El modelo relacional es la base de la clase dominante de sistemas de bases de datos utilizados en negocios, finanzas, gobierno y la web; su clara separación de la estructura lógica del almacenamiento físico es la razón por la que las bases de datos relacionales han seguido siendo la opción predeterminada para datos estructurados y transaccionales durante medio siglo.

History

E. F. Codd propuso el modelo relacional en 1970 en IBM, argumentando en contra de los modelos jerárquicos y de red predominantes cuyas consultas estaban ligadas a la navegación física. Los sistemas prototipo System R (IBM) e Ingres (Berkeley) demostraron su practicidad a mediados de la década de 1970, y Codd recibió más tarde el Premio Turing por su trabajo.

Key figures

• Edgar F. Codd
• Jeffrey D. Ullman

Seminal works

• codd1970
• silberschatz2019

Frequently asked questions

¿Por qué las relaciones se definen como conjuntos, sin tuplas duplicadas?

Definir una relación como un conjunto le da al modelo una base matemática clara y significa que la identidad de una tupla está completamente determinada por sus valores de atributo más las restricciones de clave. En la práctica, SQL relaja esto a la semántica de multiconjunto (bolsa), permitiendo filas duplicadas a menos que una clave o DISTINCT imponga la unicidad.

¿Qué previene realmente la integridad referencial?

Previene las referencias colgantes: una clave foránea en una relación debe ser nula o coincidir con un valor de clave primaria existente en la relación referenciada, por lo que no se puede, por ejemplo, registrar un pedido para un cliente que no existe.