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Propuesta metodol�gica para la elaboraci�n de una base de datos a partir del modelo relacional

 

Methodological proposal for the elaboration of a database from the relational model

 

�Proposta metodol�gica para a elabora��o de um banco de dados a partir do modelo relacional

 

Vanessa Lorena Valverde-Gonz�lez ^I

valverde@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-6762-768X

 

 

Lourdes Emperatriz Paredes-Castelo ^II

lparedes@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-5331-2759

 

 

Gustavo Xavier Hidalgo-Sol�rzano ^III

gustavo.hidalgo@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-2058-8839

 

Correspondencia: valverde@espoch.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

��������������������������������������������������������� Art�culo de investigaci�n ���������������

 

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*Recibido: 15 de diciembre de 2020 *Aceptado: 31 de diciembre de 2020 * Publicado: 07 de enero de 2021

 

 

        I.            Magister en Informatica Educativa, Ingeniera en Sistemas Informaticos, Analista en Sistemas Informaticos, Grupo de Investigaci�n Ciencia del Mantenimiento, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Sede Orellana-El Coca, Riobamba, Ecuador.

     II.            Magister En Informatica Educativa, Ingeniero En Sistemas Informaticos, Facultad de Ciencias, Grupo de Investigaci�n CIDED, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

   III.            Magister en Formulacion, Evaluacion y Gerencia de Proyectos para el Desarrollo, Ingeniero en Sistemas Informaticos,Direcci�n de Tecnolog�as de la Informaci�n y Comunicaci�n, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.

Resumen

La presente investigaci�n tuvo como objetivo proponer una metodolog�a que gu�e a los estudiantes en la elaboraci�n y dise�o de una base de datos a partir de un modelo relacional. Para lo cual, se consider� un plan de intervenci�n basado en una investigaci�n previa cuya base cient�fica ha sido contrastada y verificada, la cual contiene un algoritmo que desarrolla un proceso sistem�tico (fases) que deben ser validados y verificados. La investigaci�n fue descriptiva, de campo y bibliogr�fica y fue aplicada en una muestra intencional (grupo de control) que estuvo conformado por ochenta y tres estudiantes del segundo semestre de la carrera de Mantenimiento Industrial de la Facultad de Mec�nica de la Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, durante el periodo acad�mico septiembre 2019 - febrero 2020. Se utiliz� como instrumento de recolecci�n de datos un cuestionario con preguntas cerradas y escala de Likert, y fue dirigido a los estudiantes del contexto de la investigaci�n. La informaci�n obtenida fue tabulada, analizada e interpretada a trav�s de tablas y de gr�ficos de pastel, que permitieron concluir que la propuesta metodol�gica fue aceptada de forma satisfactoria por los estudiantes del segundo semestre para el dise�o de una base de datos a partir del modelo relacional.

Palabras claves: Propuesta; metodolog�a; algoritmo; Base de datos; modelo relacional.

 

Abstract

The present research aimed to propose a methodology that guides students in the elaboration and design of a database based on a relational model. For which it was considered an intervention plan based on a previous research whose scientific basis has been contrasted and verified, which contains an algorithm that develops a systematic process (phases) that must be validated and verified, The research was descriptive, field and bibliographic and was applied in an intentional sample (control group) that consisted of eighty-three students from the second semester of the Industrial Maintenance career of the Faculty of Mechanics of the Superior Polytechnic School of Chimborazo , during the academic period September 2019 - February 2020. A questionnaire with closed questions and a Likert scale was used as the data collection instrument, and it was directed to the students of the research context. The information obtained was tabulated, analyzed and interpreted through tables and pie charts, which allowed to conclude that the methodological proposal was satisfactorily accepted by the students of the second semester for the design of a database from the relational model.

Keywords: Proposal; methodology; algorithm; database; relational model.

 

Resumo

A presente pesquisa teve como objetivo propor uma metodologia que oriente os alunos na elabora��o e desenho de um banco de dados baseado em um modelo relacional. Para isso, foi considerado um plano de interven��o baseado em uma pesquisa anterior cuja base cient�fica foi contrastada e verificada, que cont�m um algoritmo que desenvolve um processo sistem�tico (fases) que deve ser validado e verificado. A pesquisa foi descritiva, de campo e bibliogr�fica e foi aplicada em uma amostra intencional (grupo controle) que foi constitu�da por oitenta e tr�s alunos do segundo semestre da carreira de Manuten��o Industrial da Faculdade de Mec�nica da Escola Polit�cnica de Chimborazo , durante o per�odo letivo de setembro de 2019 a fevereiro de 2020. Foi utilizado como instrumento de coleta de dados um question�rio com perguntas fechadas e escala Likert, direcionado aos alunos do contexto da pesquisa. As informa��es obtidas foram tabuladas, analisadas e interpretadas por meio de tabelas e gr�ficos de setores, o que permitiu concluir que a proposta metodol�gica foi satisfatoriamente aceita pelos alunos do segundo semestre para o desenho de um banco de dados a partir do modelo relacional. .

Palavras-chave: Proposta; metodologia; algoritmo; Base de dados; modelo relacional.

 

Introducci�n

La investigaci�n pretende aplicar una metodolog�a para la elaboraci�n de una base de datos tomando como referencia un modelo relacional basado en datos enlazados con el fin de ingresar los registros de forma precisa, clara e intuitiva; es decir que el usuario no deba o sea un experto en un lenguaje de programaci�n o un Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD) en este caso los estudiantes de segundo semestre de la carrera de Mantenimiento Industrial.

La metodolog�a est� basada en un algoritmo elaborado por Valverde (2019), cuya investigaci�n tiene base cient�fica que ha sido contrastada y verificada a trav�s de una prueba estad�stica, la misma que permiti� establecer las conclusiones que son la base cient�fica para realizar la presente investigaci�n. As� mismo, es importante resaltar que el algoritmo base de la metodolog�a, se enmarca en los contenidos establecidos en el s�labo y planificaci�n de la asignatura.

 

Codd (1970) quien sostiene que los sistemas de bases de datos veden ser presentados a los usuarios desde una perspectiva con datos organizados mediante estructuras denominadas relaciones y que deben ser definidas como conjuntos de filas o tuplas y mas no como secuencias o series de objetos inter relacionados que permita dar una respuesta r�pida a una consulta.(Quiroz, 2003).

Quiroz (2003) indica que Stonebreaker en 1974, en la Universidad de Berkeley en California fue qui�n se plante� la idea del primer modelo relacional para desarrollar un sistema que conten�a un manejador relacional de bases de datos funcional; situaci�n que oblig� a IBM a poner en marcha un sistema relacional denominado System R que era multiusuario y que ten�a un lenguaje de consulta estructurado (SEQUEL), que posteriormente se lo denomin� SQL (Structured Query Language); mientras que Codd a la par creaba Oracle. (Quiroz, 2003).

Codd (1985) public� las 12 reglas fundamentales sobre el modelo relacional de bases de datos con una gran cantidad de Sistemas Gestores de Base de Datos (SGBD) basados en el modelo relacional donde la mayor�a de todos utilizaban como lenguaje nativo el SQL (Davidson et al., 2008)

El modelo relacional se basa en el concepto matem�tico de relaci�n, equivalente al t�rmino tabla que est� conformada por filas y columnas. El modelo relacional se limita al nivel l�gico, sin ninguna consideraci�n de representaciones f�sicas, concediendo independencia f�sica de datos. Por otra parte, se ha extendiendo el modelo de BD relacional con objetos con tipos abstractos de datos (TAD). (Camps et al., 2005). El modelo relacional, tiene en cuenta los tres aspectos: 1) La estructura, que representa la informaci�n del mundo real. 2) La manipulaci�n, mediante las operaciones de actualizaci�n y consulta de datos y 3) La integridad, establecidas mediante de reglas que deben ser cumplidas.

Barchini et al. (2006) hace menci�n a para la creaci�n de una metodolog�a mediante algoritmos, se debe considerar un flujo b�sicos de pasos para resolver un problema viable; entre ellos: a. Definici�n del problema, b. An�lisis del problema, c. Elaboraci�n del m�todo

d. Formalizaci�n (diagrama de flujo, pseudoc�digos, tablas de decisi�n), e. Verificaci�n y finalmente f. Revisi�n. Adem�s, Rosnay (1977) menciona que el enfoque sistem�tico contempla la totalidad, complejidad y din�mica propias en los sistemas inform�ticos; que a diferencia del enfoque anal�tico, engloba la totalidad de los elementos del sistema, tomando en cuenta sus interdependencias y relaciones.

Bottazzi et al (2017), sostiene que un algoritmo es una forma abstracta de plantear una estrategia, distribuida secuencialmente mediante instrucciones que representa una tarea definida en una cantidad finita de tiempo y con un numero finito de recursos computacionales que pueden sr usados por otros algoritmos. Por ello el autor de la presente investigaci�n

El algoritmo a ser utilizado realizado por la investigadora, es un algoritmo del tipo constante O(1), es decir con complejidad o tiempo constante que deriva correctamente el volumen de informaci�n que sea sometido.

 

Imagen 1: �Algoritmo para el dise�o de una base de datos en base a un modelo relacional

 

Seg�n Valverde (2019), El algoritmo contienen la propuesta metodol�gica que se centra en el dise�o de la base de datos la cual contiene la fase conceptual (que representar), donde el cliente debe interactuar con el desarrollador, para plasmar un modelo Entidad � Relaci�n que estar� sujeto a perfeccionarlo hasta que se cumpla con los requerimientos. Luego el dise�ador de la base de datos procede al an�lisis, para la identificaci�n de atributos, relaciones entre entidades y su cardinalidad (claves primarias) y que es una fase para exponerla con el cliente y ajustar los requerimientos.

Posterior se procede con la fase l�gica (Analizar ambig�edades), empleando el modelo Relacional, que consiste en la identificaci�n de tablas y con sus tipos de relaciones (muchos a muchos), para identificar la relaci�n de los datos y las reglas de negocio. Donde se realiza el registro o tuplas a fin de verificar duplicidad de informaci�n aplicando un modelo aplica de normalizaci�n que seg�n Trueba (2016), la normalizaci�n es un proceso que permite simplificar la relaci�n entre los campos de un registro. Gracias a la normalizaci�n un conjunto de datos de un registro, pueden reemplazarse por varios registros m�s simples, predecibles y manejables. Es recomendable en esta fase tambi�n afinar detalles del dise�o de la base de datos con el cliente.

Finalmente, la Fase f�sica (Repositorio Inform�tico): para la representaci�n gr�fica que ser� trasladada al esquema escogido del Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD), estableciendo las reglas de negocio proporcionadas por el cliente, establecidas en las transacciones y consultas que sean necesarias, as� como espacio en disco, crecimiento vertical o escalabilidad.� Se recomienda que las fases antes mencionadas deben ser documentadas.

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Metodolog�a

La investigaci�n se enmarc� en la modalidad educativa, ya que se fundament� en conceptos metodol�gicos y principios te�ricos, y se enfoca en el proceso de ense�anza aprendizaje y la producci�n de conocimiento en la educaci�n. Est� fundamentada en una interpretaci�n descriptiva con car�cter educacional, pues se interpret� los datos obtenidos de la aplicaci�n de una propuesta metodol�gica para la elaboraci�n de una base de datos a partir de un modelo relacional, a trav�s de un plan de intervenci�n aplicados a los estudiantes de educaci�n superior.�

La investigaci�n explora la fundamentaci�n te�rica mediante una revisi�n bibliogr�fica de las variables que se establecieron en el contexto de la investigaci�n con la ayuda de un gestor bibliogr�fico y con las respectivas referencias bibliogr�ficas y est�ndares adscritos en la investigaci�n, que se bas� en una miner�a de datos teniendo como fuente recursos tecnol�gicos, con de primero y segundo orden tales como: art�culos cient�ficos, trabajos de investigaci�n indexados y libros, que ayudaron al momento de explicar, comparar y ampliar criterios de los diferentes autores.

La investigaci�n describe la aplicaci�n de una propuesta metodol�gica basada en un algoritmo elaborado por la investigadora, mediante en un sistema secuencial de fases que deben ser validados y verificadas para lograr la elaboraci�n de una base de datos que cumpla con las caracter�sticas de estructuraci�n, manipulaci�n e integridad de datos.

Como instrumento de recolecci�n de datos, se utiliz� un cuestionario que fue previamente validado para posteriormente aplicarlo al grupo experimental que representa la muestra de la investigaci�n. El cuestionario est� orientado al microcurriculo de la asignatura, es decir fue estructurado y adaptado a los contenidos establecidos en los s�lados de la asignatura.

La investigaci�n fue de campo, ya que los datos se obtuvieron insitu de la muestra del contexto de la investigaci�n, es decir 83 estudiantes de la carrera de Mantenimiento Industrial, permitiendo que los datos sean procesados de forma directa y segura.

En la presente investigaci�n, la poblaci�n es equivalente a una muestra intencional, ya que existe un grupo experimental conformado por 83 estudiantes entre hombres y mujeres con conocimientos homog�neos de la asignatura de programaci�n del segundo semestre, de la Facultad de Mec�nica de la Carrera de Mantenimiento Industrial de la Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo en el per�odo acad�mico septiembre 2019 - febrero 2020.

Por la naturaleza del objeto de estudio, la investigaci�n es factual o emp�rica, pues los fen�menos son visibles en la realidad aplicada, y porque el problema que se intenta resolver en la investigaci�n fue predictivo al verificar lo que sucedi� con la producci�n oral, cuando se proceda a la evaluaci�n aplicada.

La aplicaci�n del cuestionario, tuvo la intensi�n de obtener perspectiva sobre la propuesta metodol�gica aplicada a los estudiantes, el cuestionario fue aplicado directamente a los estudiantes� y los datos obtenidos permitieron que la informaci�n sea filtrada mediante un formulario en l�nea para que posteriormente los datos sean tabulados, organizada y procesada en t�rminos de medidas descriptivas� de distribuci�n de frecuencia y porcentajes.

Cada pregunta estuvo condicionada mediante respuesta cerradas (verdadero y falso) y con escala de Likert (Muy Satisfactorio, Satisfactorio, Poco Satisfactorio)

La informaci�n del cuestionario fue organizada y aplicada a los estudiantes mediante tablas de informaci�n.

El cuestionario fue publicado en l�nea mediante un formulario en l�nea de Microsoft

Los datos fueron automatizados, procesados, tabulados y representados gr�ficamente mediante el formulario Microsoft, mediante tablas �por medio de frecuencias con sus respectivos c�lculos de porcentaje.

Se realiz� las representaciones gr�ficas de los datos obtenidos a trav�s de gr�ficos de pastel, que facilitaron su comprensi�n y permitieron observar sus resultados.

Los datos procesados de los formularios, se analizaron en t�rminos descriptivos, con el fin de interpretarlos para establecer las conclusiones pertinentes.

 

Resultados

A continuaci�n, se analiza los resultados obtenidos de la aplicaci�n del instrumento de recolecci�n de datos, que fue dirigido a los estudiantes del segundo semestre de la Carrera de Mantenimiento Industrial.

Pregunta 1. La metodolog�a utilizada en la asignatura para el proceso de dise�o de su base de datos le ayud� a adquirir competencias profesionales

 

Tabla 1: Adquisici�n de competencia profesionales con la ayuda de la metodolog�a aprendida

Fuente: instrumento de recolecci�n de datos

Elaborado por: Valverde Vanesa, 2020

 

An�lisis e interpretaci�n

Del 100% de los estudiantes del segundo semestre; el 88% respondieron que la metodolog�a, Si ayud� a adquirir competencias profesionales con el proceso de dise�o de la base de datos en base a un modelo relacional; mientras que el 12% mencion� que No. Es decir, la gran mayor�a de los estudiantes consideran que a trav�s de un algoritmo se sigui� un proceso sistem�tico compuestos de fases que permiten llegar a un correcto dise�o de una base de datos.

Pregunta 2. Considera importante que en cada fase se interact�e con el usuario.

 

Tabla 2: Importancia de la interacci�n con el usuario en cada fase.

Fuente: instrumento de recolecci�n de datos

Elaborado por: Valverde Vanesa, 2020

 

An�lisis e interpretaci�n

Del 100% de los estudiantes del segundo semestre; el 93% respondieron que Si es de gran importancia la interacci�n en cada fase con el usuario para el dise�o de la base de datos; mientras que el 7% mencion� que No. Por tanto, la gran mayor�a de los estudiantes consideran que para la verificaci�n y normalizaci�n del dise�o de la base de datos deben interactuar con el usuario a fin de construir una adecuada estructura con el fin de que las consultas devuelvan la informaci�n que se requiere y que sea pertinente.

Pregunta 3. Satisfacci�n global en relaci�n con la asignatura y la metodolog�a implementada.

 

Tabla 3: Relaci�n de la asignatura y la metodolog�a implementada.

Fuente: instrumento de recolecci�n de datos

Elaborado por: Valverde Vanesa, 2020

 

An�lisis e interpretaci�n

Del 100% de los estudiantes del segundo semestre; el 43% respondieron Muy satisfactoria la relaci�n de la asignatura en relaci�n a la metodolog�a implementada, el 56% Satisfactoria; mientras que el 1% mencion� que escogi� la opci�n Poco satisfactoria. Por lo cual, la gran mayor�a de los estudiantes consideran muy positiva la implementaci�n de la metodolog�a haciendo relaci�n con la asignatura; es decir que se cubri� los contenidos de los s�labos a trav�s de la planificaci�n en base a la metodolog�a. Sin embargo, se�alaron que las dificultades fueron de grado media, al aplicar la metodolog�a para el dise�o de la base de datos.

Pregunta 4. Tuvo que retroceder al proceso anterior, antes de llegar a la implementaci�n de su base de datos en el SGBD

 

Tabla 4: Retroceso al proceso anterior, antes de llegar a la implementaci�n de la BD

Fuente: instrumento de recolecci�n de datos

Elaborado por: Valverde Vanesa, 2020

 

An�lisis e interpretaci�n

Del 100% de los estudiantes del segundo semestre; el 83% respondieron que Si al proceso anterior, antes de llegar a la implementaci�n de la base de datos; mientras que el 14% respondieron que NO. Por tanto, la mayor�a hizo uso del flujo o camino correcto que contiene el algoritmo para llegar a la correcta implementaci�n de la base de datos. Adem�s, se consolid� que las fases deben ser validadas y el estudiante hizo reflexi�n que no se debe saltar ning�n proceso contemplados dentro de la metodolog�a.

Pregunta 5. Considera que, en la metodolog�a usada es importante aplicarla paso a paso y sin saltarse ning�n nivel.

 

Tabla 5: Aplicaci�n paso a paso de la metodolog�a, sin saltarse ning�n nivel.

Fuente: instrumento de recolecci�n de datos

Elaborado por: Valverde Vanesa, 2020

 

Pregunta 6. Considera que sin la metodolog�a aplicada hubiese obtenido un buen dise�o minimizando los errores del mismo

 

Tabla 6: Obtenci�n de un buen dise�o minimizando los errores con la aplicaci�n de la metodolog�a.

Fuente: instrumento de recolecci�n de datos

Elaborado por: Valverde Vanesa, 2020

 

An�lisis e interpretaci�n

Del 100% de los estudiantes del segundo semestre; el 100% respondi� que para obtener de un buen dise�o de base de datos minimizando los errores, es necesario la aplicaci�n de la metodolog�a; mientras que el 24% respondieron podr�an haber llegado a un buen dise�o de la base datos no es necesario la aplicaci�n de la metodolog�a aprendida. Por lo que, la mayor�a de los estudiantes consideran q la metodolog�a propuesta por el docente a trav�s del algoritmo, conlleva a un correcto dise�o de la base datos minimizando los errores en su estructura, manipulaci�n e integridad.

Pregunta 7. Utilizar�a la metodolog�a, al momento de desarrollar una aplicaci�n de base de datos.

 

Tabla 7: Uso de la metodolog�a, al momento de desarrollar una aplicaci�n de base de datos.

Fuente: instrumento de recolecci�n de datos

Elaborado por: Valverde Vanesa, 2020

 

 

 

An�lisis e interpretaci�n

Del 100% de los estudiantes del segundo semestre; el 96% respondi� que har�a uso de la metodolog�a aprendida, al momento de desarrollar una aplicaci�n de base de datos a fututo; mientras que el 4% respondieron que No. Por lo que, la propuesta metodol�gica para la elaboraci�n de una base de datos a partir del modelo relacional tuvo aceptaci�n de la mayor�a de los estudiantes.

 

Conclusiones

El algoritmo elaborado y aplicado en la presente investigaci�n, abarca un proceso sistem�tico a trav�s de un flujo de procedimientos enmarcado en el modelo relacional, que guio a los estudiantes en el dise�o de una base de datos, considerando en su estructura, manipulaci�n e integridad de una base de datos. Por otro lado, el algoritmo est� en concordancia con los instrumentos pedag�gicos tales como silabos y planificaci�n.

La metodolog�a propuesta considera las fases sistem�ticas que se requieren para dise�ar una base de datos, a trav�s de sus fases para organiza, dise�a y elaborar f�sicamente en un SGBD, donde el cliente interact�a con el dise�ador de la base de datos en las diferentes fases para perfeccionarla y documentarla. Es decir, la metodolog�a, plantea una gu�a sistem�tica que pretende contribuir en la formaci�n y en las competencias profesionales de los estudiantes de la carrera de Mantenimiento Industrial.

La metodol�gica propuesta por el investigador para la elaboraci�n de una base de datos a partir del modelo relacional, tuvo aceptaci�n mayoritaria en los estudiantes del segundo semestre de la carrera de Mantenimiento Industrial, situaci�n que contribuy� en la adquisici�n de competencias profesionales, la misma que prospectivamente podr�a ser utilizada en proyectos futuros por los estudiantes en su vida profesional.

 

Referencias

1.      Barchini, G. E., Sosa, M., & Herrera, S. (2006). La inform�tica como disciplina cient�fica. Ensayo de mapeo disciplinar.

2.      Bottazzi, C., Costarelli, S.,Dalcin, L., Galizzi, D., Gimenez, J., Olivera, J., �Storti, M. (2017). Algoritmos y Estructuras de Datos. Recuperado de: https://cimec.org.ar/~mstorti/aed/aednotes.pdf

3.      Camps, R., Casillas, L., Costal, D., Gilbert, M., Mart�n, C., & P�rez, O. (2005). Bases de datos 71Z799014MO (Primera Ed). www.glo.org.mx

4.      Codd, E. (1970), A� Relational� Model� of� Data� for� Large� SharedData� Banks

5.      Codd, E. F. (1985). Is your DBMS really relational ? ComputerWorld

6.      Davidson, L., Kline, K., Klein, S., & Windisch, K. (2008). Appendix A: Codd � s 12 Rules for an RDBMS. SQL Server 2008 Relational Database Design and Implementation, 595�602.

7.      Quiroz, J. (2003). El modelo relacional de bases de datos. http://ingenieriasimple.com/conred/el modelo relacional.pdf

8.      Rosnay, J. (1977) El Macroscopio, hacia una visi�n global. Edit. AC, Madrid

9.      Trueba, A. (2016). Proceso de normalizaci�n de base de datos en una modelo relacional. Recuperado de: https://core.ac.uk/download/pdf/80532387.pdf

10.  Valverde, G., V. L. (2019). Algoritmo para el dise�o de base de datos. Ciencia Digital, 3(3.2.1), 5-19. https://doi.org/10.33262/cienciadigital.v3i3.2.1.778

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).