PDF de programación - EveMac: Herramienta para el diseño de bases de datos

Centro de Investigaci ˆUn y de Estudios Avanzados

del Instituto Polit`Ecnico Nacional

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Sección de Computación

EveMac: Herramienta para el diseño de bases de

datos

Tesis que presenta

Teresa Villegas Casas

para obtener el Grado de

Maestro en Ciencias

en la Especialidad de

Ingeniería Eléctrica

Director de la Tesis:

Dr. Sergio Victor Chapa Vergara

México, D.F.

Agosto del 2005

Agradecimientos

En especial a Dios,

Por haberme permitido culminar esta etapa de mi vida.

A mi familia,

Por estar conmigo en mis proyectos.

A mis amigos.

Quienes me apoyaron con sus palabras de aliento en esos momentos cuando todo lo

sentia perdido.

Y muy en especial a Anahí Ramiréz Hernandéz, Lorena Chavarría Baéz y Eduardo Martínez
Paniagua por todo su apoyo y consejos que me otorgaron incondicionalmente.

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología CONACYT y al Centro de investigación y
de Estudios Avanzados del IPN, CINVESTAV. Por el apoyo recibido para la realización
de la maestria.

Resumen

El diseño de bases de datos es una etapa fundamental del desarrollo de los sistema
de información para garantizar el mejo funcionamiento del mismo. Existe la concepción
tradicional de almacenar información de un modelo de negocio limitando el uso de las
bases de datos a un sólo nivel estructural. Sin embargo, existen actividades inherentes al
ciclo de vida de los sistemas relativas al control y administración de proyectos las cuales
se apoyan de herramientas de software adicional. De esta manera se plantea la necesidad
de contar con una meta base de datos que representa un nivel superior, el cual describa la
información del control y administración del proyecto de desarrollo de la base de datos la
cuál sustentará al sistema de información.

Esta tesis presenta una metodología y herramienta que apoya el diseño de bases de
datos basada en el modelo entidad vínculo extendido. Ofrece un marco de trabajo para
el diseño en dos niveles. El primer nivel, llamado meta-diseño, facilita la configuración y
administración del proyecto. Para esto, se definen los actores y los recursos de un pro-
yecto para conformar una estructura general del mismo. El segundo nivel, llamado nivel
de diseño, comprende el diseño conceptual de la base de datos correspondiente a la abs-
tracción del negocio hacia la implantación de un sistema. Los dos niveles de diseño son
abordados con la misma metodología y ambiente visual, en el cual se emplea una símbo-
logía simplificada para crear diagramas. La simbología ha sido enriquecida para facilitar
la interpretación y revisión a los diagramas creados.

Nuetras herramienta fué desarrollada sobre la plataforma MacOSX en lenguaje C ob-
jetivo. Es un producto de software libre que permite visualizar la lista de atributos que
compone a cada una de las entidades y relaciones del diagrama conceptual. Permite a su
vez asociar un color a los íconos que representan entidades para caracterizarlas con base
en el criterio definido por el diseñador, lo cual hace más legible la lectura del diagrama.
La implantación de la base de datos del meta-diseño, permite conocer y hacer preguntas
propias al proyecto del diseño (avances, tareas pendientes, responsables, retrasos). De esta
manera, es posible conocer las tareas inherentes al control y administración de proyectos.
El resultado es la implantación de dos bases de datos objeto relacional que pueden ser
manejadas por la misma máquina de base de datos.

Abstract

The database design is a elementary stage on developing information systems to garan-
tee their best performance. The traditional conception is to store information of a business
model. In this way the usage of database is limited to just one structural level. However,
there are inherent activities in the system life cycle related to the proyect control and
management for which additional tools are used. So, the need of a meta-database of higer
level is proposed for describing the control and management information of development
of the database proyect which support the information sistem.

This thesis introduce a methodologie and tool to support the design of databases in EV
extended model. Also, a framework for the design in two levels is offered. The first level,
called meta-design, makes easy the project configuration and management. For this, the
project actors and resourses are defined to shape a general structure of the project itself.
The second level, called design level, covers the database conceptual design concerning
to the business abstraction towards the system construction. Both levels are approached
with the same methodologie and visual environment, which uses a simplify symbology to
create charts. The symbology had been riched to make easy the interpretation and review
of the charts made.

Our tool has been developed on the MACOSX platform using the C-objective pro-
gramming language. It is a free software which allows visulize the attribut list, part of
each entity and relationship in the conceptual chart. It also allows associate a color to the
icons which symbolize entities to be characterized in base to the criteria defined for the
designer, making the chart more legible. The construction of the meta-database, allows to
know and to ask about the project design itself (progress, pending tasks, people in charge,
delays). In this way, it is possible to know the inherent tasks to the project control and
management.

The result is the implementation of two object-relational databases which can be en-

hanced by the same database machine.

VIII

Índice general

Índice de figuras

1. Introducción

2. Proceso de Diseño de la Base de Datos

2.1. El planteamiento del problema de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1. Metas en el diseño de la base de datos
. . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2. Extensión del problema de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.3. Complejidad del problema de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Descripción sintética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1. La metodología y los dos niveles de diseño . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2. El modelo Entidad-Vínculo-Extendido . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.3. La herramienta visual de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . .
2.3.1. Estructura de la base de datos y problemas complejos de consulta .
2.3.2. Nuevas tecnologías en bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3. Proceso de diseño integral y sus mecanismos de almacenamiento . .
Ingeniería y calidad de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4.

2.3. El proceso de diseño y su impacto en nuevas tecnologías

3. La Metodología, el Modelo y la Herramienta de Diseño

3.1. Metodología de diseño de base de datos.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1. Estructura general de la metodología. . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2. Recolección y análisis de requerimientos.
. . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3. Diseño conceptual de vistas.
Integración de vistas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.4.
3.1.5. El diseño lógico.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Abstracción y modelado de Objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. El modelo entidad-vínculo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1. El modelo estructural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.2. Extenciones al modelo entidad-vínculo.
. . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.3. Mecanismos de abstracción utilizados en el modelo endidad-vínculo
. . . .
3.3.4. Familias de modelos con Entidad Vínculo Extentido (EVE).
3.3.5. Ventajas del modelo entidad vínculo extendido (EVE).
. . . . . . .

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X

ÍNDICE GENERAL

3.3.6. EVEMac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

4. EVEMac: Herramienta para diseño de bases de datos
4.0.7. EVEMac como aplicación basada en documentos.

. . . . . . . . . .
4.1. Diseño e implementación de los módulos: Editor y Diagramador . . . . . .
4.1.1. Editor del diccionario de atributos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2. El diagramador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Implementación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.3.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.2. Diagrama Funcional

5. Caso de Estudio

5.1. Diseño de una base de datos geográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1. Nivel de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.2. Diagrama EVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Diseño de una base de datos para el control de un almacen . . . . . . . . .
5.2.1. Nivel de Metadiseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.2. Nivel de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Conclusiones y trabajos a futuro

Bibliografía

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87

Índice de figuras

3.1. Representaciones gráficas de la versíón básica del modelo Entidad-Vínculo.
3.2. La relación grado uno Dirige.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. La relación grado dos Vive en. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4. La relación grado dos Vive en. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5. Jerarquias de generalización. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.6. Representaciones graficas de Chen.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7. Representaciones graficas de Teorey y Reiner.
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.8. Representaciones graficas de Everest.
3.9. Representaciones graficas de IDEF1X.
. . . . . . . . . . . . . .