Capitulo 1 Introduccion a aBD

8/20/2019 Capitulo 1 Introduccion a aBD

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Capitulo 1: IntroducciónCapitulo 1: Introducción


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Capitulo 1: IntroducciónCapitulo 1: Introducción

Propósito de un sistema de base de datosVisión de los datosLenguajes de base de datosBase de datos relacionalesDiseño de base de datos

Base de datos basada en objetos y sem iestructuradasAlmacenamiento de datos y co nsultasGestión de transaccionesArquitectura de bases de datos

Administradores y usuarios de base de datos


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Database Management System (DBMS)Database Management System (DBMS)

DBMS contiene información sobre una empresa determinada

Colecciones de datos relacionados entre síConjunto de programas para acceder a los datosLa nalidad es poseer un ambiente para almacenar y recuperar lainformación de forma practica y eciente .

Aplicaciones de Base de datos

Bancos : todas las transaccionesCompañías aéreas : reservas, horarios Universidades : inscripción, cursos Ventas : clientes, productos, las comprasComercio en l ínea : seguimiento de pedidos, recomendacionespersonalizadas

Producción : La producción, inventarios, pedidos, cadena de suministroRecursos humanos : los registros de empleados, salarios, deducciones deimpuestos

Las bases de datos son una parte esencial de casi toda las empresas


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Propósito de los s istemas de b ase d e d atosPropósito de los s istemas de b ase d e d atos

Inicialmente, las a plicaciones de base de datos s e construyeron sobre

los s istemas de archivos del sistema operativoInconvenientes de la utilización de sistemas de archivos paraalmacenar datos:

Redundancia e inconsistencia de los datosMúltiples formatos de archivos, duplicidad de la información en

diferentes archivos.Dicultad en el acceso a los datos

Necesidad de escribir un nuevo programa para llevar a cabo unanueva tarea.

Aislamiento de datos – múltiples archivos y formatos

Problemas de integridadRestricciones de integridad (Ejm. Saldo > 0), el programadorescribe código en la aplicación para hacer cumplir estarestricción.Cuando se añaden nuevas restricciones es difícil cambiar los

programas.


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Propósito de los s istemas de base de datosPropósito de los s istemas de base de datos(Cont.)(Cont.)

Inconvenientes de la utilización de sistemas de archivos para almacenar datos:(cont.)

Problemas de atomicidadLas fallas pueden dejar en un estado de inconsistencia a la base de datos.Ejemplo: Transferencia de fondos de una cuenta a otra debe ser atómica -debe ocurrir en su totalidad o no ocurrir en absoluto.

Anomalías en el acceso concurrenteEl Acceso concurrente es necesario para un buen desempeñoNo controlar el acceso concurrente podría provocar inconsistencia de labase de datos– Ejemplo: Dos personas leen y actualización el saldo de una cuenta, al

mismo tiempoProblemas de seguridad

No todos los usuarios de un sistema de base de datos deben poderacceder a todos los datos

Los Sistemas de Bases de datos ofrecen soluciones a t odos los problemasanteriormente mencionados


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Niveles de a bstracción de d atosNiveles d e a bstracción de d atos

Nivel físico: describe cómo se almacenan realmente los datos.

Describe la estructura de datos compleja de bajo nivel.Nivel lógico: describe qué datos se almacenan en la base de datos yque relación existe entre estos datos. Estructuras simples

type cliente = recordid_cliente : string;nombre_cliente : string;calle _cliente : string;ciudad _cliente : string;

end ;Nivel de vistas: Solo describe parte de la base de datos, muchos

usuarios de la base de datos no están interesados en todos los datos dela base de datos


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Visión de los datosVisión de los datos

Una arquitectura para un sistema de base de datos


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Ejemplares y esquemasEjemplares y e squemas

Similar a los Tipos de datos y las variables que se d enen en un leguaje deprogramaciónEsquema – es la estructura lógica de la base de datos

Ejemplo: una base de datos que representa la información de un conjunto declientes, cuentas y la relación entre ellos.Análogo al tipo de dato de una variable en un lenguaje de programaciónEsquema Físico: Describe el diseño de la base de datos e n el nivel físico.Esquema Lógico: Describe el diseño de la base de datos en el nivel lógico

Ejemplar – representa el contenido de la base de datos en un determinado puntode tiempo

Análogo con el valor de una variable denida en un lenguaje de programaciónIndependencia física respecto de los d atos – Habilidad para modicar elesquema físico sin cambiar el esquema lógico.

Las aplicaciones dependen del esquema lógicoEn general, las interfaces e ntre los distintos niveles y componentes deben estarbien denidos para que los cambios en algunas partes no afecten a los demás.


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Modelo de datosModelo de datos

Una colección de herramientas conceptuales para describir

DatosRelación entre datosSemántica de los datosRestricciones de consistencia de datos

Modelo relacionalEl modelo entidad-relaciónModelo de datos orientado a objetosModelo de datos semiestructurados (XML)Otros modelos antiguos

Modelo de redModelo jerárquico


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Lenguaje de manipulación de datos (LMD)Lenguaje de manipulación de datos (LMD)

Data Manipulation Language (DML)

Lenguaje para acceder o manipular datos que están organizados deacuerdo a un modelo de datos apropiado.

DML también conocido como lenguaje de consultaDos tipos de lenguajes

LMDs Procedimentales – Necesitan que el usuario especiquequé datos se necesitan y cómo obtener esos datosLMDs d eclarativos (no procedimentales) – necesitan que elusuario especique qué datos s e necesitan sin que haga falta queespecique cómo obtener esos datos

SQL es el lenguaje de consulta usado mas ampliamente


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Lenguaje de denición de datos (LDD)Lenguaje de denición de datos (LDD)

Los esquemas de las bases de datos se especican utilizando un conjunto deexpresiones denidas en el LDDEjemplo: create table cuenta (

numero-cuenta char (10), saldo integer )

Las instrucciones LDD generan un conjunto de nombres de tablas las cualesse almacenan en un diccionario de datos.El diccionario de datos contiene los metadatos (datos acerca de los datos)

Esquemas de la base de datosLenguaje de almacenamiento y d enición de datos

Especica la estructura de almacenamiento y los métodos de accesoutilizados

Restricciones de integridad

Restricciones de dominioIntegridad referencial ( references constraint en SQL)Asertos (condición que las BDs siempre deben cumplir)

Autorización


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Modelo relacionalModelo relacional

Un ejemplo de tabla del modelos relacionalAtributos


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Un ejemplo de base de datos relacionalUn ejemplo de base de datos relacional


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SQLSQL

SQL : Lenguaje no procedimental ampliamente utilizado

Ejemplo: Encontrar el nombre del cliente con id_cliente 192-83-7465select cliente.nombre_clientefrom clientewhere cliente.id_cliente = ‘192-83-7465’

Ejemplo: Encontrar el saldo de todas las cuentas para un cliente con

id_cliente 192-83-7465select cuenta.saldofrom deposito , cuentawhere deposito.id_cliente = ‘192-83-7465’ and

deposito.numero_cuenta = cuenta.numero_cuenta

Los programas de aplicación generalmente acceden a las bases de datos através de:

Extensiones del lenguaje que permiten incrustar sentencias SQLAPI (ejm. ODBC/JDBC) los cuales permiten enviar consultas SQL a laBase de datos


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Diseño de base d e datosDiseño de base d e datos

El diseño de la base de datos implica principalmente el diseño del esquema de la

base de datos. La e specicación de requisitos de usuario es la fase inicial del diseño de labase de datos donde se caracteriza los requisitos de los usuarios

Diseño conceptual aplicar los conceptos del modelo de datos para transformarlos requisitos de usuario en un esquema conceptual de la base de datos. Tambiéncomprende la especicación de requisitos funcionales que describen el tiposde operación o transacciones que se llevan a cabo con los datos.

Diseño lógico - Decidir un esquema relacional tomando en cuenta el esquemaconceptual de la base de datos.

Decisión de negocios - Qué atributos debemos almacenar en la base dedatos

Decisión informática – Modelo entidad relación o normalización.Diseño físico - Decidir sobre la distribución física de la base de datos


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El modelo Entidad RelaciónEl modelo Entidad Relación

Modela una empresa como una colección de entidades y la relación

entre dichas entidadesEntidad: una “cosa” u “objeto” dentro de la empresa que sediferencia de otros objetos

Descrito por un conjunto de atributosRelación: una asociación entre varias e ntidades

Representado esquemáticamente mediante un diagrama de entidad-relación:


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Modelo de d atos r elacional orientado a o bjetosModelo de d atos r elacional orientado a o bjetos

Extiende el modelo relacional tradicional con gran variedad de

características, como los tipos estructurados y las colecciones, asícomo la orientación a objetosPermite que los atributos de las tuplas dispongan de tipos de datoscomplejos, valores no atómicos, y relaciones a nidadas.Preserva los fundamentos del modelo relacional, en particular el

acceso a los datos, mientras se extiende con mas capacidad elmodelo.Proporciona compatibilidad extendida con los actuales lenguajesrelacionales


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Gestor de almacenamientoGestor de almacenamiento

Gestor de almacenamiento es un programa que proporciona la

interfaz entre los datos de bajo nivel almacenados en la base de datosy los programas de aplicación y las consultas remitidas a l sistema.El gestor de almacenamiento es responsable de las siguientes tareas:

Interacción con el gestor de archivosEciente almacenamiento, recuperación y actualización de losdatos

El gestor de almacenamiento implementa varias estructura de datos:Archivos de datosDiccionario de datos

Índices


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Procesador de consultasProcesador de consultas

1. Interprete y compilador de instrucciones

2.Optimización de consultas3. Motor de evaluación o ejecución de consultas


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Procesador de consultas (Cont.)Procesador de consultas (Cont.)

Evaluar diferentes alternativas para ejecutar una consulta dada

Expresiones equivalentesDiferentes algoritmos para cada operación

La diferencia de costo entre una buena y una mala manera de ejecutaruna consulta puede ser enorme.Necesidad de estimar el costo de las operaciones

Depende fundamentalmente de la información estadística sobre lasrelaciones que debe mantener en la base de datos.Necesidad de calcular las estadísticas de resultados intermediospara calcular el costo de expresiones complejas


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Gestión de transaccionesGestión de transacciones

Una transacción es un conjunto de operaciones que lleva a cabo una

única función lógica en una aplicación de base de datos.Componente de gestión de transacciones garantiza laspropiedades de atomicidad y de durabilidad, debiendo recuperarse aun estado de consistencia cuando una transacción falla.Gestor de c ontrol de c oncurrencia controlar la interacción entre las

transacciones concurrentes para garantizar la consistencia de la basede datos.


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Arquitectura de la base de datosArquitectura de la base de datos

La arquitectura de un sistema de base de datos esta fuertemente

inuenciado por el tipo de sistema de computo, en la cual se ejecuta labase de datos:CentralizadoCliente-servidorParalelo (multi-procesador)Distribuido


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Usuarios d e la b ase d e d atosUsuarios d e la b ase d e d atos

Usuarios son diferenciados por la forma en que esperan interactuar con

el sistemaProgramadores de aplicaciones – interactúan con el sistema a través

de llamadas LMDUsuarios sosticados – Formulan sus consultas en el lenguaje de

consultas de la base de datos, no usan un sistema aparte.

Usuarios especializados – E scriben aplicaciones de base de datosespecializadas que no encajan en el marco tradicional de procesamientode datos. (Sistemas CAD, Sistemas de conocimiento y e xpertos)

Usuarios no rmales – Interactúan con el sistema invocando alguno delos programas de aplicación escritos previamente.

Ejemplo, personas accediendo a bases de datos vía Web, Cajerodel banco


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Administradores de base de datosAdministradores de base de datos

Una de las principales razones de usar un SGBD es tener un

control centralizado tanto de los datos como de los programasque tienen acceso a esos datos.Las funciones del DBA incluyen:

La denición del esquemaLa denición de la estructura de almacenamiento y delmétodo de accesoLa modicación del esquema y de la organización físicaLa concesión de autorización para el acceso a los datosEl mantenimiento rutinario


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Fin del capitulo 1Fin del capitulo 1

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