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Glosario

Clase 1 - Introducción y Modelo Relacional​

Bases de Datos​

Definición:
Una colección organizada de datos digitales que se estructuran de forma que se facilite su manipulación, consulta y almacenamiento eficiente.

Contexto en la clase:
Se destaca la importancia de las bases de datos en proyectos de Data Science y se ejemplifica su uso en una tienda de cervezas.

DBMS (Database Management System) o Sistema de Gestión de Bases de Datos​

Definición:
Software encargado de manejar bases de datos. Entre sus funciones se incluyen:

  • Representar y cargar datos.
  • Organizar y actualizar la información.
  • Responder consultas de forma eficiente.
  • Proveer almacenamiento optimizado, control de concurrencia, seguridad y respaldo de datos.

Contexto en la clase:
El usuario se enfoca en diseñar la estructura y escribir consultas, mientras que el DBMS se encarga del manejo general y la optimización.

Modelo Relacional​

Definición:
Es el modelo de datos más establecido, en el que la información se organiza en relaciones (o tablas). Cada relación se compone de atributos (columnas) y tuplas (filas).

Contexto en la clase:
Se explica la evolución histórica del modelo relacional y se introducen conceptos básicos que lo sustentan, como el esquema, la integridad y las llaves.

Relación​

Definición:
En el contexto del modelo relacional, una relación se refiere a una tabla que agrupa datos relacionados.

Ejemplo:
La tabla Películas que contiene columnas como ID, Título, Año, Categoría y Calificación.

Atributo​

Definición:
Columna de una relación. Cada atributo define un tipo específico de dato que aparecerá en la tabla.

Ejemplo:
El atributo Título en la tabla Películas.

Tupla​

Definición:
Fila de una relación; representa un registro concreto, es decir, el conjunto de datos correspondientes a cada atributo de la tabla.

Ejemplo:
Una tupla en la tabla Películas podría ser: [2, Waking Life, 2001, Drama, 7.8].

Esquema​

Definición:
Descripción formal de la estructura de la base de datos. Especifica las relaciones que la componen y los atributos de cada una.

Ejemplo:
Películas(ID, Título, Año, Categoría, Calificación).

Dominio​

Definición:
Conjunto de valores permitidos para un atributo, que define el tipo de dato que puede tomar cada columna en una relación.

Ejemplo:
En la descripción Películas(ID: int, Título: string, Año: int, Categoría: string, Calificación: float), cada atributo tiene asignado un dominio.

Instancia​

Definición:
Un conjunto concreto de datos (o tuplas) que cumplen con el esquema definido para una base de datos en un momento dado.

Restricciones de Integridad​

Definición:
Reglas formales aplicadas a un esquema que limitan las posibles instancias, garantizando la validez y consistencia de los datos.

Contexto en la clase:
Se resaltan restricciones como las llaves primarias y foráneas para asegurar la integridad de la información.

Llave Primaria​

Definición:
Conjunto minimal de atributos que identifica de forma única cada tupla en una relación.

Requisitos:

  • Debe ser única para cada registro.
  • Es minimal, es decir, no se puede eliminar ningún atributo sin perder la propiedad de identificación única.

Ejemplo:
En una tabla Películas, el atributo ID podría funcionar como llave primaria.

Llave Foránea​

Definición:
Atributo (o conjunto de atributos) en una relación que se utiliza para referenciar la llave primaria de otra relación, estableciendo así una conexión entre ambas.

Restricción:
Si un valor aparece en la llave foránea, debe existir en la llave primaria a la que apunta para mantener la integridad referencial.

Ejemplo:
La tabla Visto podría incluir una llave foránea ID Película que hace referencia a la llave primaria ID de la tabla Películas.

SQL (Structured Query Language)​

Definición:
Lenguaje de consulta estructurado utilizado para gestionar y manipular bases de datos relacionales.

Contexto en la clase:
Se menciona la importancia de SQL en el contexto de Data Science y cómo surgió a partir de los modelos y conceptos del modelo relacional, introducido en 1974.

Otros Conceptos Relevantes​

  • Data Science:
    Definición: Disciplina que integra estadística, programación y conocimiento del dominio para extraer conocimiento a partir de datos.
    Relevancia: Se destaca la omnipresencia de las bases de datos en proyectos de Data Science.

  • Problemas de Implementaciones a Medida:
    Definición: Dificultades que surgen al programar soluciones de bases de datos desde cero, sin utilizar un DBMS.
    Ejemplos: Duplicación de datos, inconsistencias, dificultad en consultas complejas, falta de control de concurrencia, control de acceso y respaldo de datos.

  • Concurrencia y Seguridad:
    Definición:

    • Concurrencia: Mecanismo que permite que múltiples usuarios accedan o modifiquen datos de forma simultánea sin interferir entre ellos.
    • Seguridad: Conjunto de mecanismos para proteger los datos contra accesos no autorizados o modificaciones indebidas.

    Contexto en la clase:
    Se resalta que estas funciones son responsabilidades del DBMS, lo cual alivia al usuario de tener que implementarlas manualmente.

Clase 2 - Modelo Entidad-Relación​

Modelo Entidad-Relación (ER)​

Definición:
Es un modelo conceptual para representar los requerimientos de datos de forma no técnica, utilizando diagramas que facilitan la visualización y comunicación de la estructura de la información.

Contexto en la clase:
Se usa para diseñar esquemas de bases de datos de forma concisa y evitar problemas de diseño, sirviendo además como complemento del modelo relacional.

Entidad​

Definición:
Objeto o concepto del mundo real que se modela en el sistema. Es representado en el diagrama como un contenedor (usualmente un rectángulo).

Ejemplo:
Producto, Compañia, Persona.

Nota:
Cada entidad debe tener una llave identificadora (generalmente mostrada subrayada).

Atributo​

Definición:
Característica o propiedad que describe una entidad.

Ejemplo:
nombre, precio, categoria, fecha.

Detalles:

  • Simples: Un solo valor por entidad (ej. nombre).
  • Multivaluados: Pueden tomar varios valores para una misma entidad (representados con doble óvalo).

Relación​

Definición:
Asociación o vínculo entre dos o más entidades que indica cómo interactúan o se conectan.

Ejemplo:
compra, fabrica, alquila.

Nota:
Las relaciones se representan en diagramas mediante rombos o círculos y, a diferencia de las entidades, no tienen llaves propias. Pueden, sin embargo, tener atributos asociados.

Multiplicidad de Relaciones​

Definición:
Indica la cantidad de instancias de una entidad que pueden estar asociadas a instancias de otra entidad.

Ejemplos de Multiplicidad:

  • n a n: Una entidad A puede estar relacionada con cero o muchas instancias de B, y viceversa.
  • n a 0 o 1: Una entidad A puede relacionarse con cero o muchas instancias de B, mientras B se asocia a lo más a una A.
  • 0 o 1 a n: Una entidad A se asocia a lo más a una instancia, mientras B puede tener cero o muchas A.
  • 0 o 1 a 1 o más: Restricción que varía según las necesidades de participación.
  • n a 1: Muchas instancias de A están asociadas a exactamente una instancia de B.

Atributos Multivaluados​

Definición:
Atributos que pueden contener más de un valor para una misma entidad.

Representación en diagramas:
Se representan como un doble óvalo o círculo.

Ejemplo:
Una Persona puede tener varias profesiones.

Relaciones Múltiples​

Definición:
Relaciones que involucran a tres o más entidades de forma simultánea.

Ejemplo:
Una relación alquila que asocia Pelicula, Local de Videos y Persona.

Nota:
Aunque son menos comunes, se pueden transformar en relaciones binarias para mayor flexibilidad.

Roles en Relaciones​

Definición:
Designaciones que indican la función o participación de una misma entidad en una relación cuando aparece más de una vez.

Ejemplos:

  • En la relación alquila, un Usuario puede aparecer como cliente y también como cajero.
  • En la relación sigue, un Usuario actúa como seguidor y como seguido.

Entidad Débil​

Definición:
Entidad que depende de otra (la entidad padre) para su identificación, ya que no posee atributos suficientes para ser única por sí sola.

Características:

  • Posee una llave parcial, representada con subrayado punteado.
  • Su identificación se completa combinando la llave parcial con la llave de la entidad padre.

Ejemplo:
Evaluación dependiente de Curso.

Jerarquía entre Entidades (IsA)​

Definición:
Estructura que permite definir una relación de herencia entre entidades, donde las subentidades heredan los atributos de la entidad padre.

Ejemplo:
Deportista es una entidad padre de Futbolista y Tenista.

Detalles:
Esta estructura facilita la especialización de entidades y la reutilización de atributos comunes.

Transformación del Modelo ER al Modelo Relacional​

Definición:
Proceso de convertir el modelo conceptual (ER) en un esquema relacional, generando tablas a partir de entidades y relaciones.

Puntos clave:

  • Las entidades (no débiles) se transforman en tablas que conservan sus atributos y llaves.
  • Las relaciones se pasan a tablas cuya llave es la unión de las llaves de las entidades relacionadas y se convierten en foreign_keys.
  • Se pueden aplicar simplificaciones según restricciones de multiplicidad.

Simplificaciones según Restricciones​

Definición:
Ajustes en la transformación del modelo ER al modelo relacional para optimizar la estructura, como simplificar o eliminar la tabla de una relación si la multiplicidad lo permite.

Ejemplo:
Si una relación tiene multiplicidad 0 o 1, se puede fusionar con una de las entidades, simplificando así la llave de la tabla resultante.

Clase 3 - Álgebra Relacional​

Álgebra Relacional​

Definición:
Conjunto de operaciones procedurales que generan nuevas relaciones (tablas) a partir de relaciones existentes, propuesto por Edgar F. Codd en 1970 como uno de los lenguajes teóricos para consultas en el modelo relacional.

Características:

  • Lenguaje procedural: especifica paso a paso cómo computar el resultado.
  • Cerrado: cada operación sobre relaciones devuelve otra relación.

Relación​

Definición:
Tabla en el modelo relacional que representa un conjunto de tuplas con atributos definidos.

Notación:
Escribir el nombre de la relación (por ejemplo, Peliculas) devuelve toda la tabla.

Consulta​

Definición:
Expresión compuesta de operaciones de álgebra relacional que produce una nueva relación a partir de una o más relaciones de entrada.

Selección (σ)​

Definición:
Operación que filtra las tuplas de una relación según una condición booleana.

σcondicion(R)\sigma_{condicion}(R)