Modelo entidad relación: simbología y características del diagrama entidad relación.

¿Qué es un modelo entidad relación?

El modelo entidad relación es una herramienta basada en diagramas de flujo que nos permite representar, cómo es que las entidades se relación entre sí y participan en el proceso de negocio, dentro de un sistema.

Es por ello, que solemos referirnos con más frecuencia a este modelo como diagrama entidad relación, aunque también se le conoce como:

• Diagrama de relación de entidades (ERD)
• Modelo ER
• Diagramas ER

En cualquiera de los casos significa lo mismo.

Fundamentos y conocimientos previos

Antes de continuar, voy hacer un pequeño paréntesis de ciertos conceptos que ya debes conocer y que son necesarios para este tema:

• Modelo de datos: en el primer capítulo éste curso vimos como que un modelo de datos se encarga de:
  • Establecer un lenguaje común, es decir, establecemos la forma y el cómo vamos a comunicarnos.
  • Identificación de entidades, es decir, de qué, quien o quienes hacemos referencia: personas, clientes, facturas, etc.
  • Reglas de negocio, conjunto de normas y limitaciones que rigen el sistema del que hacemos referencia.
• Modelo lógico: establece con lujo de detalle:
  • Las relaciones entre entidades.
  • Se identifican plenamente los atributos y cuáles de ellos serán llaves, con lo cual estableceremos las relaciones que existen entre las entidades.
  • Identificación de las reglas de negocio.
• Modelo físico: se crea a partir del modelo lógico, el cual nos permite implementar nuestra base de datos en un dispositivo específico.

Ahora, si somos observadores, todo lo que hemos hecho en este curso es trabajar sobre entidades, y hemos aplicado lo que indica el modelo relacional y también hemos aplicado las formas normales durante el proceso de normalización de una bases de datos. Todo esto nos ha llevado hasta el momento a crear un “Modelo lógico”.

No obstante, el modelo lógico para muchos no es fácil de leer y comprender, ya que sólo es un modelo que contiene un conjunto de relaciones normalizadas con llaves plenamente identificadas, es por ello que:

Los diagramas entidad relación existen, para que los modelos lógicos sean mucho más fáciles de entender y visualizar.

Orígenes: Historia del modelo entidad relación

En 1976 Peter Chen desarrolla los diagramas entidad relación, publicados en su artículo “Modelado Entidad-Relación: Eventos Históricos, Tendencias Futuras y Lecciones Aprendidas”. En dicho artículo Chen nos habla por primera vez sobre el concepto entidad relación.

En dicho artículo Chen nos expone un ejemplo:

• Existen dos entidades, ambas son del tipo “Persona”.
• Además, existe una relación entre ambas personas que nombró “Casada con”.
• En la relación “Casada con” cada persona tiene un “Rol”:
  • Una de las personas juega el rol de “esposa”.
  • Y la otra persona juega el rol de "esposo".

En dicho ejemplo Chen define que:

• Los sustantivos son entidades.
• Y los verbos son relaciones.

Ahora bien, si analizamos un poco más el ejemplo, podemos encontrar que hay dos tipos de relaciones, ¿Qué quiere decir esto? Que en español la palabra “relación", la utilizamos en varios sentidos o contextos, por ejemplo:

• Usamos la palabra relación para referirnos a una lista de elementos, lo cual en inglés se traduce como “Relation”, que para este caso, tenemos una “lista de personas”, pero pudiésemos tener una relación de frutas, una relación de facturas, etc.
  • Bajo este contexto, es donde se origina el concepto “Modelo relacional o Relational Model”, ya que, "relación" hace referencia a un conjunto de elementos.
  • Y si te das cuenta, esto es el elemento principal de nuestras clases anteriores, donde, hice la analogía de relaciones como tablas.
• Por otra parte, la palabra relación también la podemos utilizar, para referirnos a una conexión o correspondencia de una cosa con otra, que para este caso sería “Casado con”, pero, bien pudo ser otro tipo de correspondencia, “Amigo de”, “Hermano de”, etc.
  • Bajo este contexto, es donde se origina el concepto “Diagrama entidad relación o Entity Relationship Diagram”, ya que, “relación” hace referencia a una correspondencia entre entidades.
  • Y es precisamente lo que Chen introdujo en su ejemplo, donde, nos indica que los verbos son relaciones (Relationship), pero, dicha relación hace referencia a este contexto, es decir, a una correspondencia entre entidades.

Dicho lo anterior:

El objetivo primordial del Modelo Entidad Relación es, documentar los tipos de entidades y relaciones (Relationship) de una forma gráfica, a lo cual nombró como Diagrama de Relación de Entidades (ERD).

¿Para qué sirven los diagramas entidad relación?

Como te mencione anteriormente, es una forma gráfica de documentar las relaciones que existen, entre entidades pertenecientes a un sistema y ¿De qué nos sirve hacer esto? Pues bien, para:

• El diseño de bases de datos: el cual es el principal uso de los diagramas ER, ya que, en esencia es el primer paso que debemos realizar cuando nos encontremos en el proceso de la creación de un sistema de información, ya que a través de un diagrama ER, es mucho más fácil identificar nuestras entidades y las llaves mediante las cuales se relacionarán dichas entidades.
• Solución de problemas en base de datos existentes: ya que, a través de diagramas ER podemos detectar de forma gráfica problemas y errores de diseño o implementación.

Características y elementos del diagrama entidad relación

Bien, aterricemos lo que hemos visto hasta este momento, ya te he expuesto varios conceptos y, para que no te quede duda y establezcamos un lenguaje común.

Revisaremos a detalle qué significan cada elemento y su simbología que conforman los diagramas entidad relación, comenzando con la notación que el propio Chen propuso.

Notación de Chen: Símbolos de los diagramas entidad relación

La notación de Chen es la base de todo y, son los primeros símbolos propuestos para la creación de los diagramas entidad relación, así que revisemos lo que Chen nos indica y los símbolos que propuso.

Entidad

Las entidades son aquello de qué o quienes deseamos hablar o hacemos referencia, bajo el modelo ER, son aquellos denominados como sustantivos, ya sea, personas, ideas u objetos y, de los cuales podemos listar o crear conjuntos, por ejemplo: personas, estudiantes, localizadores, frutas, etc.

• Las entidades son representadas gráficamente mediante un rectángulo.

Excelente, en este punto ya hemos establecido un lenguaje común a través de símbolos y, ya sabemos qué significa cada uno de ellos, así que para aterrizar cada concepto, te explicaré un método general para crear un diagrama entidad relación y después haremos una ejemplo.

Procedimiento general para crear un diagrama entidad relación

A continuación te explicaré el método que utilizo yo para crear un diagrama entidad relación, dicho método es un procedimiento repetitivo, ya que, puedes repetir el proceso en cada revisión para encontrar áreas de oportunidad o para agregar cambios, veamos cuales son estos pasos:

• Identificación de entidades, atributos y llaves: recuerda lo visto anteriormente, los sustantivos siempre serán nuestras entidades, entonces, debes leer cuidadosamente los requerimientos para identificar correctamente dichas entidades.
  • Puedes comenzar solo identificando las entidades, y en una iteración posterior, identificar atributos y llaves.
• Identificación de relaciones y cardinalidad: ya que has identificado las entidades, trata de identificar como se relación entre sí y su cardinalidad.
• Diagramación: puedes comenzar a realizar bosquejos del diagrama, para ello puedes empezar en un papel o algún software que te permita realizar este tipo de diagrama, lo importante es que independiente de como lo hagas, puedas borrar o modificar, recuerda que es un proceso que repetirás.
  • No es necesario que diagrama sea el tercer paso, puedes diagramar desde el momento que identificas las entidades.
• Normalización: este proceso depende mucho de la experiencia de quien está diseñando, aunque ya hicimos una clase completa de este tema que pueden ayudarte en este punto.
  • Normalización de base de datos y las 5 formas normales.
• Comprobación y revisión: una vez que tengas un diagrama preliminar, date un tiempo para revisar y comprobar si no hay errores, redundancia, etc. De haber mejoras o cambios, comienza este proceso nuevamente.

• Normalización: Dado que no hemos establecido atributos ni llaves, nos saltaremos este paso.
• Revisión y comprobación: aun podemos dar más detalles en nuestro diagrama entidad relación, así que haremos otra iteración para encontrar atributos y llaves.

Tercera iteración: identificando atributos, llaves y normalización

• Identificación de entidades, atributos y llaves: la identificación de atributos depende de la naturaleza del problema a resolver y la experiencia de quien está creando el diagrama ER, para nuestro ejemplo, podemos identificar algunos atributos con los cuales podemos caracterizar plenamente nuestras entidades.
  • Transportista:
    • RFC
    • Razón social
    • Dirección
    • Teléfono
    • Fecha
    • Etc.
  • Automóviles:
    • VIN
    • Color
    • Placas
    • Marca
    • Línea
    • Modelo
    • Estatus
    • Fecha
    • Etc.
  • Equipos GPS:
    • IMEI
    • Celular
    • SIM
    • Fabricante
    • Modelo
    • Protocolo
    • Estatus
    • Fecha
    • Etc.
  • Automóviles-equipos:
    • VIN
    • IMEI
    • Fecha asignación
    • Fecha desasignación
    • Estatus
• Relaciones y cardinalidad: en esta iteración no tocaremos la cardinalidad.
• Diagrama: nuestro nuevo diagrama se verá algo así, recuerda que tu puedes ir diagramando, incluso podemos utilizar la notación de la pata de cuervo para dar una mejor presentación y se entiendan mejor nuestras relaciones.

Como puedes ver con las nuevas entidades “Tipos GPS” y “Tipos automóviles” eliminamos redundancias y nuestro diagrama entidad relación ha quedado más completo.

Aunque, si te das cuenta en “Transportista” tenemos un dato no atómico, el cual es “Dirección”, recuerda lo que hemos visto anteriormente, el modelo relacional nos indica que todos los atributos deben ser atómicos.

No obstante, también depende de nuestro sistema y la importancia de cada atributo, en el requerimiento, no expresan la importancia de identificar plenamente al transportista, pero como diseñadores, debes preguntarnos ¿Es necesario?

La respuesta te la dejo de tarea, y si decides eliminar el dato no atómico, mándame un correo con el nuevo diagrama, donde has eliminado esta anomalía. 😉

• Revisión y comprobación: nuestro diagrama se mira bien, no obstante, pudiésemos seguir analizando, quizá seguir comprobando atributos, centrándonos en las llaves y, revisar si en efecto, las llaves que hemos establecido, nos brindarán un buen rendimiento o no, no obstante, como ejemplo, creo que se entiende el procedimiento, así que lo dejaremos hasta aquí, pero te invito a seguir revisándolo y me comentes si has encontrado más áreas de oportunidad.

Excelente, hemos llegado al final, espero no haberte mareado en el ejemplo, pero creo que viéndolo paso a paso se entiende mejor y podrás crear prácticamente, cualquier diagrama entidad relación, no olvides revisar todo el curso para comprender cada concepto, nos vemos en el siguiente capítulo.