Caso completo: sistema de préstamos de una biblioteca

En este caso recorreremos el proceso completo de modelado conceptual: requisitos, vocabulario, reglas de negocio, modelo E/R, casos límite y documentación. No transformaremos el resultado en tablas ni elegiremos un SGBD.

1. Alcance del caso #

La biblioteca necesita gestionar socios, libros, ejemplares físicos, autores y préstamos. Quedan fuera del alcance las compras, las sanciones económicas y la gestión del personal.

El sistema debe responder preguntas como:

• ¿Qué ejemplares existen de cada libro?
• ¿Qué socio tiene prestado un ejemplar actualmente?
• ¿Qué préstamos ha realizado un socio?
• ¿Qué autores corresponden a cada libro?
• ¿Qué préstamos están fuera de plazo?

2. Requisitos iniciales #

1. Cada socio posee un número de socio único, nombre, correo electrónico y fecha de alta.
2. Cada libro se identifica mediante su ISBN y tiene título y año de publicación.
3. Un libro debe tener al menos un autor y todo autor registrado debe estar asociado con uno o varios libros.
4. La biblioteca puede disponer de varias copias físicas del mismo libro.
5. El número de ejemplar solo es único dentro de un libro.
6. Cada préstamo corresponde a un único socio y a un único ejemplar.
7. De cada préstamo se conoce un código único, la fecha de préstamo, la fecha prevista de devolución y, cuando se devuelve, la fecha de devolución real.
8. Un socio puede mantener como máximo cinco préstamos activos.
9. Un ejemplar no puede estar incluido en dos préstamos activos simultáneamente.
10. Debe conservarse el historial, por lo que un mismo ejemplar puede aparecer en muchos préstamos a lo largo del tiempo.

3. Vocabulario acordado #

Se descartan «lector» y «usuario» como sinónimos para evitar que aparezcan conceptos duplicados.

4. Reglas de negocio normalizadas #

• RN-01: Todo Libro debe estar relacionado con uno o más autores.
• RN-02: Todo Autor registrado participa en uno o varios libros catalogados.
• RN-03: Todo Ejemplar pertenece exactamente a un Libro.
• RN-04: El número de ejemplar es único únicamente dentro de su Libro.
• RN-05: Todo Préstamo corresponde exactamente a un Socio y a un Ejemplar.
• RN-06: Un Socio puede tener entre cero y cinco préstamos activos.
• RN-07: Un Ejemplar puede participar en muchos préstamos históricos, pero como máximo en uno activo.
• RN-08: La fecha prevista de devolución no puede ser anterior a la fecha de préstamo.
• RN-09: La fecha de devolución real es opcional y, cuando exista, no puede ser anterior a la fecha de préstamo.

5. Entidades y atributos #

Socio #

• Identificador: numero_socio.
• Atributos: nombre, correo_electronico y fecha_alta.

Libro #

• Identificador: ISBN.
• Atributos: titulo y anio_publicacion.

Autor #

• Identificador: codigo_autor.
• Atributos: nombre y apellidos.

Ejemplar #

• Clave parcial: numero_ejemplar.
• Atributos: fecha_adquisicion y estado_conservacion.
• Es una entidad débil: numero_ejemplar solo identifica una copia cuando se combina con el identificador ISBN del Libro propietario.

Préstamo #

• Identificador: codigo_prestamo.
• Atributos: fecha_prestamo, fecha_prevista_devolucion y fecha_devolucion_real, que es opcional.
• Se modela como entidad porque tiene identidad, atributos, historial y un ciclo de vida propio. No es una simple propiedad de Socio ni de Ejemplar.

6. Relaciones y participación #

Escribe — Autor y Libro #

• Autor participa con (1,N).
• Libro participa con (1,N).
• La relación es N:M.

Tiene — Libro y Ejemplar #

• Libro participa con (0,N).
• Ejemplar participa con (1,1).
• Es una relación de identificación: Ejemplar necesita a Libro para completar su identificador.

Realiza — Socio y Préstamo #

• Socio participa con (0,N) si consideramos todo el historial.
• Préstamo participa con (1,1).
• El máximo de cinco solo se aplica a préstamos activos y debe documentarse como restricción adicional.

Corresponde a — Préstamo y Ejemplar #

• Préstamo participa con (1,1).
• Ejemplar participa con (0,N) a lo largo del tiempo.
• La regla «como máximo un préstamo activo por ejemplar» es temporal y se documenta aparte.

7. Representación textual del modelo #

1AUTOR   (1,N) ── ESCRIBE ── (1,N) LIBRO
2LIBRO   (0,N) ── TIENE ──── (1,1) EJEMPLAR [débil]
3SOCIO   (0,N) ── REALIZA ─── (1,1) PRÉSTAMO
4PRÉSTAMO (1,1) ─ CORRESPONDE A ─ (0,N) EJEMPLAR

Esta representación resume las relaciones, pero no sustituye la documentación de RN-06 a RN-09.

8. Revisión mediante casos concretos #

Caso normal #

Ana, socia S-104, recibe el ejemplar 2 del libro con ISBN 978-1. Se crea el préstamo P-900 con fecha prevista de devolución. El modelo permite asociar el préstamo exactamente con Ana y con ese ejemplar.

Caso histórico válido #

El mismo ejemplar fue prestado a otra persona el año anterior. Puede existir otro Préstamo relacionado con el ejemplar porque la participación (0,N) representa el historial.

Caso límite válido #

Un socio tiene exactamente cinco préstamos activos. Cumple RN-06, pero no puede iniciar un sexto hasta devolver alguno.

Caso inválido por simultaneidad #

Se intenta crear un préstamo activo para un ejemplar que ya está prestado. Las cardinalidades históricas no lo impiden por sí solas, por lo que RN-07 debe conservarse explícitamente en la documentación.

Caso inválido por identificación #

Existen dos ejemplares con numero_ejemplar 3 para el mismo ISBN. Esto infringe RN-04. Sí puede existir otro ejemplar número 3 para un Libro diferente.

Caso inválido por fechas #

La fecha de devolución real es anterior a la fecha del préstamo. El caso infringe RN-09 aunque el diagrama gráfico no pueda mostrar completamente esa comparación.

9. Decisiones documentadas #

• Se separan Libro y Ejemplar porque una obra puede disponer de varias copias físicas con estados e historiales diferentes.
• Ejemplar es débil porque su número solo es único dentro de Libro, no simplemente porque no pueda existir sin él.
• Préstamo se modela como entidad para conservar múltiples préstamos históricos entre un Socio y un Ejemplar.
• Los límites sobre préstamos activos y las comparaciones entre fechas son restricciones semánticas textuales.
• No se incluye Reserva porque está fuera del alcance acordado. Si se incorporase, habría que revisar las reglas y el modelo.

10. Resultado de la validación #

El modelo representa los conceptos del alcance, identifica sus ocurrencias, expresa las relaciones estructurales y documenta las reglas temporales que el diagrama no puede mostrar. Los casos válidos pueden representarse y los casos inválidos quedan asociados a una regla de negocio concreta.