🧠 Diseño de Bases de Datos Relacionales: De la Teoría a la Práctica

🧩 1. Normalización de Bases de Datos

La normalización es un proceso esencial para organizar datos en una base relacional, evitando redundancias y anomalías de actualización. Se basa en descomponer las tablas en estructuras más pequeñas siguiendo una jerarquía de formas normales:

🔢 Formas Normales

Forma	Descripción	Ejemplo clave
1FN	Elimina atributos multivaluados. Cada celda debe tener un solo valor.	📞 Teléfonos separados en otra tabla.
2FN	Cada atributo depende totalmente de la clave primaria.	Evita atributos que dependan solo de parte de la clave.
3FN	Elimina dependencias transitivas.	Si A → B y B → C, entonces A → C es no deseado.
BCNF	Toda determinante es clave candidata.	Más estricta que 3FN.
4FN	Elimina dependencias multivaluadas.	1:N:N transformadas en 2 relaciones.
5FN	Descompone relaciones complejas sin pérdida de información.	Casos raros, pero teóricamente importantes.

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🔐 2. Reglas de Integridad del Modelo Relacional

Las bases de datos relacionales se rigen por restricciones que aseguran la validez de los datos:

🔒 Tipos de Restricciones

• Clave primaria: No puede ser nula. Identifica unívocamente las tuplas.
• Restricción de dominio: Limita los valores posibles de un atributo.
• Integridad referencial: Las claves ajenas deben coincidir con una clave primaria existente o ser nulas.

🧱 Acciones ante claves foráneas:

• RESTRINGIR: No permite borrar si está siendo referenciada.
• PROPAGAR: Se borra también la tupla relacionada.
• ANULAR: Se pone la clave ajena a NULL si se borra la referenciada.

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🏗️ 3. Diseño de Bases de Datos: Conceptual → Lógico → Físico

📘 Diseño Conceptual

• Representa qué datos necesita el sistema (independiente del SGBD).
• Utiliza el Modelo Entidad-Relación (E-R).

🔧 Diseño Lógico

• Traduce el modelo E-R al modelo relacional (tablas, claves, relaciones).
• Incluye:
  • Relaciones 1:N y N:M
  • Entidades fuertes/débiles
  • Atributos compuestos/multivaluados

💽 Diseño Físico

• Implementación con instrucciones SQL DDL.
• Optimización de índices, almacenamiento y acceso.

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🔄 4. Álgebra Relacional: Operaciones Fundamentales

Es el lenguaje formal de las bases de datos relacionales. Permite consultar, combinar y transformar datos.

⚙️ Operaciones Básicas

Operación	Símbolo	Qué hace
Selección	σ	Filtra tuplas
Proyección	π	Elige columnas
Producto cartesiano	×	Une todas las tuplas
Unión	∪	Une dos tablas con esquema compatible
Diferencia	−	Resta registros de dos tablas
Join	⨝	Combina según condición
Join Natural	⨝ (sin condición)	Une por atributos comunes
División	÷	Selecciona registros que cumplen con todas las combinaciones

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🧠 Resumen Visual

✅ Buenas Prácticas:

• Usar formas normales para estructurar mejor los datos.
• Respetar la integridad referencial y de entidad.
• Separar claramente las fases de diseño conceptual, lógico y físico.
• Aplicar operaciones de álgebra relacional para manipular datos con precisión.

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📊 Infografía de Apoyo

Te recomiendo incluir una imagen resumen como la siguiente (puedo generártela si quieres):

[ 📄 1FN ➝ 2FN ➝ 3FN ➝ BCNF ➝ 4FN ➝ 5FN ]
[ 🔐 Clave primaria | 🔑 Clave foránea | NOT NULL | UNIQUE ]
[ 🏗️ Conceptual (E-R) ➝ Lógico (tablas) ➝ Físico (SQL) ]
[ ⚙️ Álgebra: σ, π, ⨝, ∪, −, ÷ ]