Modelo de Entidad - Relación de una BBDD: qué es, elementos y ejemplos

El modelo entidad-relación es una herramienta clave para gestionar proyectos de una base de datos. Este diagrama permite representar de forma visual cómo se estructuran los datos antes de crear una base de datos real. 

Qué es el modelo entidad relación

El modelo entidad-relación, diagrama entidad relación o ERD, es una herramienta que se utiliza en la segunda fase del diseño de una base de datos. 

Este diagrama, creado por el informático Peter Chen, representa, de forma visual y simplificada, cómo se conectan entre sí personas, objetos o conceptos dentro de un sistema.

El modelo ER permite organizar y visualizar la estructura de la información antes de crear la base de datos definitiva, proporcionando un esquema claro y fácil de entender para diseñar cómo se almacenarán y relacionarán los datos.

Elementos del modelo entidad-relación

El diagrama ER se compone de cuatro elementos básicos: 

• Entidades
• Relaciones
• Atributos 
• Cardinalidades 

Entidad 

Los conjuntos de entidades son elementos sobre los que se recopila información para representar en la base de datos. Existen dos tipos de entidades y se representan gráficamente con un rectángulo:

• Entidades fuertes: No dependen de otras entidades para existir. Por ejemplo, un alumno en una base de datos de una escuela es una entidad fuerte porque existe de manera independiente.
• Entidades débiles: Dependen de una entidad fuerte para tener sentido. Este es el caso de un pedido en una tienda online es una entidad débil porque siempre está vinculado a un cliente.

Relación 

Una relación indica cómo interactúan o se conectan dos o más entidades. Se representa con un rombo y suele expresarse como un verbo. Existen distintos tipos de relaciones según su grado: 

• Grado 1 o relación urinaria: Relaciona una entidad consigo misma. Este es el caso de un delegado de alumnos de un curso que también es alumno del curso. 
• Grado 2 o relación binaria: Conecta dos entidades distintas. Por ejemplo, un proveedor que suministra artículos. 
• Grado 3 o relación ternaria: Vincula tres o más entidades. Por ejemplo, un cliente de un banco que tiene varias cuentas y cada una en una sucursal. 

Las relaciones entre entidades pueden tener diferentes tipos de correspondencia, que indican cómo se conectan entre sí:

• 1:1 (Uno a uno): A cada elemento de la primera entidad le corresponde uno y solo uno de la segunda entidad, y viceversa. Por ejemplo, un cliente de un hotel ocupa una única habitación, o un curso de alumnos está asignado a un solo aula, y solo ese grupo de alumnos asiste a esa aula.
• 1:N (Uno a muchos): A cada elemento de la primera entidad le corresponde uno o más elementos de la segunda entidad, pero a cada elemento de la segunda entidad solo le corresponde uno de la primera entidad. Un ejemplo sería un proveedor que suministra varios artículos, pero cada artículo tiene un único proveedor.
• N:M (Varios a varios): Varias ocurrencias de una entidad pueden estar asociadas a varias de la otra. Por ejemplo, un estudiante puede inscribirse en varios cursos, y cada curso puede tener varios estudiantes inscritos.

Atributos

Los atributos son las características o detalles que describen una entidad. Son como las propiedades que definen a un elemento dentro de las bases de datos existentes.

Por ejemplo, si tenemos una entidad llamada Persona, algunos de sus atributos podrían ser:

• Nombre
• Edad
• DNI (que sería único para cada persona)

El conjunto de atributos ayudan a dar más información sobre una entidad, como el nombre de un estudiante o la fecha de nacimiento de un cliente. En un diagrama, los atributos se representan con círculos.

Cardinalidad

La cardinalidad define cuántas veces una entidad puede estar relacionada con otra. Básicamente, muestra cuántos elementos de una entidad pueden asociarse con los de otra entidad.

Por ejemplo, en una relación de 1:1, como un coche y su matrícula, cada coche tiene solo una matrícula, y cada matrícula pertenece a un solo coche. En una relación de 1:N, como un cliente y sus pedidos, un cliente puede hacer varios pedidos, pero cada pedido solo pertenece a un cliente. 

En una relación N:M, como la de estudiantes y cursos, varios estudiantes pueden estar inscritos en varios cursos, y cada curso puede tener varios estudiantes.

Cómo diseñar un esquema conceptual de base de datos

El esquema conceptual de una base de datos ofrece una visión general de cómo se organizarán los datos y qué relaciones existirán entre ellos. Es el primer paso para estructurar correctamente la base de datos, y los pasos a seguir para diseñarlo son los siguientes.

Recopilar la información del cliente

Es fundamental recopilar toda la información necesaria del cliente para entender sus necesidades. Esto permite diseñar una base de datos que realmente cumpla con los requisitos del usuario y se ajuste a sus objetivos.

Diseñar el modelo entidad-relación

En este paso, se crea el diagrama del modelo entidad-relación (ER), volcando los datos que se han recopilado. Se siguen las reglas gráficas estándar: las entidades se representan con rectángulos, las relaciones con rombos y los atributos con círculos. 

Este modelo ayuda a visualizar cómo se conectan los diferentes elementos dentro de la base de datos.

Crear el modelo relacional

Una vez que tenemos el diagrama conceptual, se transforma en un modelo relacional. En esta etapa, las entidades y relaciones se organizan en tablas que contienen los datos, y se definen las relaciones entre ellas. Esto facilita la implementación en un sistema real.

Decidir el Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD)

Con el modelo claro, es necesario elegir el Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) que mejor se adapte a las necesidades del proyecto. Este sistema es el software que permitirá crear, gestionar y consultar la base de datos.

Implementar el modelo en el programa

Finalmente, se debe implementar el modelo relacional en el SGBD seleccionado. En esta fase, el modelo conceptual se convierte en un modelo de datos físico que será gestionado por el sistema, y los datos estarán listos para ser utilizados en la aplicación.

Ejemplos de entidad - relación

A continuación, se muestra un ejemplo de cómo se representaría gráficamente una base de datos con las siguientes entidades: autor, libro, ejemplar y usuario:

• Autor: Los atributos de la entidad autor son código y nombre. El código es el atributo principal, ya que es único para cada autor.
• Libro: Los atributos de la entidad libro son páginas, código, título, ISBN y editorial. El código es el atributo principal y es único para cada libro.
• Ejemplar: Los atributos de la entidad ejemplar son código y localización. El código es el atributo principal y único para cada ejemplar.
• Usuario: Los atributos de la entidad usuario son código, nombre, teléfono y dirección. El código es el atributo principal y único para cada usuario.

En este modelo, hay tres relaciones principales:

• Autor - Libro: Un autor puede haber escrito varios libros. Esta es una relación entre las entidades autor y libro.
• Libro - Ejemplar: Un libro puede tener varios ejemplares. Esta relación conecta las entidades libro y ejemplar.
• Usuario - Ejemplar: Un usuario puede tener varios ejemplares prestados. Esta es la relación entre las entidades usuario y ejemplar.

Este diagrama es una herramienta fundamental en el sector de la informática y dominarlo es clave para desarrollar aplicaciones que gestionen grandes volúmenes de información. 

En ILERNA, este modelo se estudia en profundidad en ciclos como Desarrollo de Aplicaciones Multiplataforma (DAM) y Desarrollo de Aplicaciones Web (DAW), donde se aprende a diseñar, implementar y gestionar bases de datos como parte del desarrollo de software.