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Http://uniandespi.wikispaces.com Ing. John Toasa Espinoza 2013 UNIVERSIDAD AUTONOMA DE LOS ANDES UNIANDES
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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE LOS ANDES UNIANDES
Diapositiva 2
1. Sistemas de bases de datos Contenidos 1.1 Bases de datos y
sus usuarios 1.2 Conceptos y arquitectura del sistema de bases de
datos 1.3 Estructura general del sistema de bases de datos Anexos
1. Clasificacin de los SGBD Tema 1. Sistemas de bases de
datos2
Diapositiva 3
1. Sistemas de bases de datos Bibliografa [EN 2002] Elmasri,
R.; Navathe, S.B. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. 3
Edicin. Addison-Wesley. (Cap. 1 y 2) [EN 1997] Elmasri, R.;
Navathe, S.B.: Sistemas de bases de datos. Conceptos fundamentales.
2 Edicin. Addison-Wesley Iberoameric. (Cap. 1 y 2) [MPM 1999] De
Miguel, A.; Piattini, M.; Marcos, E. Diseo de bases de datos
relacionales. Ra-Ma. (Cap. 1 y 2) [MP 1993] De Miguel, A.;
Piattini, M.: Concepcin y diseo de bases de datos: del Modelo E/R
al Modelo Relacional. Ra-Ma. [SKS 1998] Korth, H; Silberschatz, A.,
Sudarshan, S.:Fundamentos de bases de datos. 3 Edicin. McGraw-Hill.
(Cap. 1) [ SKS 2002] Silberschatz, A.; Korth, H.F.; Sudarshan, S.
Fundamentos de Bases de Datos. 4 edicin. Madrid, McGraw-Hill, 2002.
(Cap. 1) [CBS 1998] Connolly, T.; Begg C.; Strachan, A. Database
Systems: A Practical Approach to Design, Implementation and
Management. 2 nd edition. Addison-Wesley. (Cap. 1 y 2) [CCM
2003]Celma, M.; Casamayor, JC.; Mota, L. Bases de datos
relacionales. Pearson Educacin, 2003. (Cap. 1, 2 y parte del 6)
Tema 1. Sistemas de bases de datos3
Diapositiva 4
1.1 Bases de datos y sus usuarios Base de Datos (BD) Conjunto
de datos relacionados entre s demasiado general Dato= algo conocido
que quiere registrarse Por qu esta transparencia no es una BD?
Porque se tienen unas propiedades implcitas: Tema 1. Sistemas de
bases de datos4 Conjunto de datos persistentes lgicamente
coherente, con significado implcito Representa aspectos del mundo
real (minimundo, universo de discurso) Los cambios en el minimundo
se reflejan en la BD Se DISEA, se CREA y se CARGA, para conseguir
objetivos determinados Datos ALMACENADOS para algo Dirigida a un
grupo de usuarios Datos INTERESANTES para alguien
Diapositiva 5
Tema 1. Sistemas de bases de datos5 1.1 Bases de datos y sus
usuarios Un ejemplo de una base de datos personal LIBRO AUTOR
isbntituloapAutornomEditao 8420464988 MomoEndeAlfaguara 1982
8408049003 El retrato de Dorian GrayWildePlaneta 2003 8477205302 El
alquimistaCoelhoObelisco 1996 8420432261 La historia
interminableEndeAlfaguara 1998 8420616524 El fantasma de
CantervilleWildeAlianza 1996 8408048783 Once minutosCoelhoPlaneta
2003... nombreapellidos... PauloCoelho... OscarWilde...
MichaelEnde... EDITORIAL nombre... Obelisco... Alfaguara...
Planeta... Alianza... PERSONA idnombretelfono 2Julia Ibez 555123456
10Eva Andrs 555654321... 3Cristina Prats 555987654 1Gins Soriano
555221122 PRESTAMO idPeridLibfecha 10 8408049003 23/9/03 3
8408048783 1/10/03 10 8420464988 2/3/03 1 8420432261
10/8/02...
Diapositiva 6
1.1 Bases de datos y sus usuarios Sistema de Gestin de Base de
Datos (SGBD - DBMS) Conjunto de programas que permite DEFINIR,
CONSTRUIR y MANIPULAR bases de datos para diversas aplicaciones
Definir una BD es especificar... estructura de datos, tipos de
datos y restricciones de los datos Construir una BD es... almacenar
datos en algn medio de almacenamiento controlado por el SGBD
Manipular la BD es... consultar datos introducir/modificar/eliminar
datos, para reflejar cambios en el minimundo generar informes a
partir de los datos almacenados Sistema de Base de Datos SBD = BD +
SGBD + Software de Aplicacin/Consultas Tema 1. Sistemas de bases de
datos6
Diapositiva 7
7 Software para procesar Consultas / Programas Software para
tener acceso a los datos almacenados SOFTWARE DEL SGBD Programas de
Aplicacin / Consultas SISTEMA DE BASE DE DATOS Usuarios /
Programadores Definicin de la BD (Metadatos) Base de Datos
almacenada Entorno simplificado de un Sistema de Base de Datos
Diapositiva 8
Tema 1. Sistemas de bases de datos8 Naturaleza autodescriptiva
Procesamiento de ficheros Los programas de aplicacin acceden a
datos especficos, cuya estructura se describe en el propio cdigo
Sistemas de bases de datos SGBD = Sistema software de propsito
general BD = DATOS + METADATOS El Catlogo del Sistema... Contiene
metadatos: descripcin de la estructura de la BD El SGBD sabr
acceder a datos de cualquier aplicacin Usado por el SGBD (a veces
por usuarios) 1.1 Bases de datos y sus usuarios Caractersticas del
enfoque de Bases de Datos (1)
Diapositiva 9
Tema 1. Sistemas de bases de datos9 Separacin entre programas y
datos Procesamiento de ficheros Definicin de datos forma parte de
los programas de aplicacin Cambios en la estructura de ficheros de
la BD modificacin de programas que acceden a tales ficheros
Sistemas de bases de datos Descripcin de estructura y organizacin
de ficheros almacenada en Catlogo, separada de los programas
Independencia entre programas y datos ( posible gracias a la
abstraccin de datos proporcionada por SGBD, que veremos ms adelante
) 1.1 Bases de datos y sus usuarios Caractersticas del enfoque de
Bases de Datos (2)
Diapositiva 10
Tema 1. Sistemas de bases de datos10 Datos compartidos y
procesamiento de transacciones multiusuario Acceso simultneo a
datos sin interferencias ni inconsistencias Control de concurrencia
por el SGBD Mltiples vistas de los datos Cada usuario slo
interesado en ver la parte de la informacin que necesita vista de
la BD Vista = [ Subconjunto de ] BD [+ datos virtuales] SGBD
proporciona mecanismos de definicin de vistas SBD BIBLIOTECA
BibliotecarioLector BD 1.1 Bases de datos y sus usuarios
Caractersticas del enfoque de Bases de Datos (y 3)
Diapositiva 11
Tema 1. Sistemas de bases de datos11 Administrador de la base
de datos (ABD) Responsable de administrar los recursos del SBD
(nivel tcnico): BD + SGBD + Otro Software (aplicaciones/programas
de acceso) Las funciones del ABD incluyen: Definir/Modificar la
estructura de la BD y restricciones de los datos Crear/Modificar
estructuras de almacenamiento y mtodos de acceso Conceder/Denegar
permisos de acceso y controlar dicho acceso a datos (seguridad de
la BD) Definir planes de copias de seguridad de los datos de la BD
Garantizar el funcionamiento correcto del sistema y proporcionar
servicio tcnico al usuario (respuesta lenta del sistema...)
Adquirir los recursos software y hardware necesarios 1.1 Bases de
datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de datos
(1)
Diapositiva 12
Tema 1. Sistemas de bases de datos12 Diseadores de la base de
datos Antes de implementar la BD, interactan con sus futuros
usuarios Recogen y comprenden sus necesidades y objetivos ---
Requisitos Identifican datos que almacenar en la base de datos
Eligen estructuras para representar y almacenar los datos
Construyen... Vista que satisface requisitos de cada grupo de
usuarios Diseo final de BD que satisface necesidades de todos los
usuarios (resultado de la integracin de las diferentes vistas) 1.1
Bases de datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de
datos (2)
Diapositiva 13
Tema 1. Sistemas de bases de datos13 Usuarios finales
Ocasionales o Sofisticados Acceso espordico y distinto cada vez;
usan lenguaje de consulta Paramtricos o Normales Accesos
constantes, repetitivos Usan transacciones programadas para ellos
Avanzados o Especializados Implementan sus propias aplicaciones
especializadas para cumplir sus complejos requisitos Ingenieros,
cientficos, analistas de empresa,... Autnomos Usan BD personales, a
travs de aplicacin/paquete comercial especfico 1.1 Bases de datos y
sus usuarios Actores en un sistema de base de datos (3)
Diapositiva 14
Tema 1. Sistemas de bases de datos14 Ingenieros de software
(Analistas de sistemas y Programadores de aplicaciones) Conocen
perfectamente capacidades y recursos del SGBD Analistas Determinan
necesidades de procesamiento de los usuarios finales (especialmente
los paramtricos) Especifican conjuntos de operaciones que
satisfacen esas necesidades Programadores Implementan estas
especificaciones Programas de aplicacin Prueba, depuracin,
documentacin y mantenimiento de programas 1.1 Bases de datos y sus
usuarios Actores en un sistema de base de datos (4)
Diapositiva 15
Tema 1. Sistemas de bases de datos15 Los siguientes son los
encargados del diseo, creacin y operacin del software y entorno del
sistema No estn interesados en el contenido de la base de datos
Diseadores e Implementadores del SGBD Disean e Implementan los
Mdulos e Interfaces del SGBD Operadores y Personal de mantenimiento
del Entorno hardware y software del sistema de BD 1.1 Bases de
datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de datos
(5)
Diapositiva 16
Tema 1. Sistemas de bases de datos16 Desarrolladores de
herramientas Disean e Implementan paquetes software que: Facilitan
diseo y uso de los SBD, y Permiten aumentar el rendimiento de los
SBD Herramientas para Diseo de BD, de aplicaciones de BD, de
interfaces de usuario... Creacin de prototipos de aplicaciones de
BD Realizar simulaciones y generar datos de prueba Supervisin de
rendimiento del sistema... 1.1 Bases de datos y sus usuarios
Actores en un sistema de base de datos ( y 6)
Diapositiva 17
Tema 1. Sistemas de bases de datos17 Disminucin y control de la
redundancia de datos Procesamiento de ficheros varias copias de la
misma informacin Problemas debidos a la redundancia de datos
Duplicacin del trabajo Desperdicio de espacio de almacenamiento
Obligacin de evitar las inconsistencias de datos Evitar
inconsistencias en los datos Slo si existe redundancia y se
modifica un dato, actualizando algunas copias Soluciones:
Eliminacin de Redundancia, Redundancia Controlada y Propagacin de
Actualizaciones Automtica 1.1 Bases de datos y sus usuarios
Ventajas del uso de un SGBD (1)
Diapositiva 18
Tema 1. Sistemas de bases de datos18 Mantener la integridad
Asegurar que la informacin es correcta=refleja fielmente el
minimundo Cundo se viola la integridad (no existe)? Si existe
inconsistencia Si existe informacin imposiblefecha = 40 / MAYO /
1972 Si existe informacin que no se ajusta a la realidad, es decir
falsa o errnea N de telfono de la polica = 063 Cmo se evitan estas
situaciones? Si los datos cumplen las Restricciones de Integridad (
RI ) Restricciones sobre tipos de datos el nombre de una persona es
una cadena de hasta 30 caracteres Restricciones semnticas todo
libro tiene una editorial cada libro tiene un ttulo diferente del
resto ningn libro puede prestarse a ms de una persona al mismo
tiempo 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un
SGBD (2)
Diapositiva 19
Tema 1. Sistemas de bases de datos19 Mantener la integridad
(cont.) Las RI son identificadas durante el diseo de la BD Control
de la Integridad: fundamental en SBD Multiusuario Verificacin de
Restricciones de Integridad en cada actualizacin de datos Automtica
por el SGBD fecha = 40 / MAYO / 1972 Mediante programas especficos
El SGBD debe permitir - Definir (crear) las RI, - Crear y ejecutar
los programas de verificacin A veces se puede almacenar informacin
falsa sin violar restricciones de integridad: ttulo de libro = El
seor de los aniyos 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del
uso de un SGBD (3)
Diapositiva 20
Tema 1. Sistemas de bases de datos20 Aplicacin de restricciones
de seguridad ( RS ) No todos los usuarios deberan poder acceder a
toda la BD Objetivo: control de acceso selectivo 1. Slo usuarios
autorizados 2. Slo a ciertas partes de la base de datos 3. Slo para
realizar ciertas operaciones con los datos SGBD dispone de
Subsistema de Seguridad y Autorizacin Cuentas de usuario protegidas
con contrasea (ok objetivo 1) Restricciones de seguridad para cada
cuenta (ok objetivos 2 y 3) SGBD fuerza el cumplimiento de las RS
Otros controles de la seguridad seran: Slo el ABD usa el software
de administracin y monitorizacin del SBD Un usuario paramtrico slo
accede a la BD a travs del programa que usa... 1.1 Bases de datos y
sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD (4)
Diapositiva 21
Tema 1. Sistemas de bases de datos21 Suministro de mltiples
interfaces de usuario Usuarios con diferentes niveles de
conocimientos tcnicos El SGBD debe ofrecer interfaces para todos
ellos: Interfaces controladas por men y de formularios = GUI Acceso
a bases de datos a travs de la web 1.1 Bases de datos y sus
usuarios Ventajas del uso de un SGBD (5) Lenguajes de consulta
usuarios ocasionales Interfaces de lenguajes de programacin
programadores de aplicaciones Formularios y comandos usuarios
paramtricos Interfaces controladas por men y de lenguaje natural
usuarios autnomos
Diapositiva 22
Tema 1. Sistemas de bases de datos22 Representacin de
relaciones complejas entre datos Datos relacionados entre s de
diversas maneras El registro (Planeta,...) del fichero EDITORIAL se
relaciona con 2 registros del fichero LIBRO : (..., El retrato de
Dorian Gray,...) y (..., Once minutos,...) Cada registro de
PRESTAMO se relaciona con un registro de PERSONA y con un registro
de LIBRO Cada registro de AUTOR se relaciona con varios registros
de LIBRO SGBD debe permitir... Representar relaciones entre los
datos Obtener y Actualizar datos relacionados Obtener los ttulos y
editorial de los libros escritos por Arthur Conan Doyle Obtener
nombres y telfonos de personas con libros prestados ms de cinco
meses 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD
(6)
Diapositiva 23
Tema 1. Sistemas de bases de datos23 Respaldo y Recuperacin
Recuperacin del sistema tras fallos del hardware o software
Subsistema del SGBD encargado de respaldo y recuperacin SGBD
Programa de ACTUALIZACIN de datos Estado INICIAL BD ok Estado FINAL
BD ok Continuacin y Finalizacin Correcta del programa Restauracin
de la BD Deshacer toda actualizacin de datos hecha por el programa
BD KO !! XOR 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de
un SGBD (y 7)
Diapositiva 24
Tema 1. Sistemas de bases de datos24 Datos compartidos
actualizados Datos disponibles para todos los usuarios El cambio de
datos por un usuario es visto inmediatamente por el resto
Subsistemas de control de concurrencia y recuperacin del SGBD
Flexibilidad SGBD permite cambios en la estructura de BD, sin
afectar... Datos almacenados Programas de aplicacin existentes 1.1
Bases de datos y sus usuarios Otras ventajas del enfoque de bases
de datos (1) Cambios en Requisitos Nuevas Necesidades de datos
modificaciones en estructura de la BD
Diapositiva 25
Tema 1. Sistemas de bases de datos25 Rpida creacin de nuevas
aplicaciones Cumplimiento de reglas, normas o polticas de empresa
ABD establece normas para usuarios de la base de datos Intercambio
de informacin y cooperacin entre departamentos, proyectos...
Estndares para nombres y formatos de elementos de datos
documentacin, formularios, informes... Diseo e implementacin
inicial costosos APL-1 APL-3 APL-2 1.1 Bases de datos y sus
usuarios Otras ventajas del enfoque de bases de datos (y 2)
Diapositiva 26
Tema 1. Sistemas de bases de datos26 Hay situaciones en las que
emplear un SGBD puede generar costes innecesarios, evitables con el
procesamiento de ficheros Costes adicionales debidos a... Gran
inversin inicial en equipo, software y formacin Generalidad
ofrecida por el SGBD para definir y procesar datos Funciones de
seguridad, control de concurrencia, recuperacin, integridad
Problemas adicionales si... Diseadores o ABD no han diseado la base
de datos apropiadamente La implementacin de las aplicaciones no es
correcta Conviene utilizar procesamiento de ficheros si... BD y
aplicaciones son simples, bien definidas y no se espera que cambien
Requisitos de tiempo real que no se cumpliran por el coste extra
del SGBD No se necesita acceso multiusuario a los datos 1.1 Bases
de datos y sus usuarios Cundo NO usar un SGBD
Diapositiva 27
Tema 1. Sistemas de bases de datos27 Objetivo del enfoque de
BD: Visin abstracta de datos Ocultar detalles de almacenamiento y
mantenimiento Modelos de datos para conseguir abstraccin Modelo de
Datos: conjunto de conceptos Sirve para describir la estructura de
la BD: Tipos de los datos Relaciones entre los datos Restricciones
que deben cumplir los datos Incluye operaciones bsicas para
especificar lectura/modificacin Tipos de modelos de datos Segn
conceptos que ofrecen para describir la estructura de la BD 1.2
Conceptos y arquitectura del sistema de bases de datos Modelos de
datos, esquemas e instancias
Diapositiva 28
Tema 1. Sistemas de bases de datos28 Conceptos cercanos a cmo
el usuario percibe la realidad (minimundo) Realidad descrita como
entidades que se relacionan entre s Entidad: cosa | objeto |
concepto del minimundo Atributo: propiedad interesante de alguna
entidad Relacin: asociacin | vnculo | interaccin entre entidades
Modelo Entidad/Relacin, MER (ERM, entity-relationship model)
Modelos Orientados a Objetos (UML, Unified Modeling Language)
Modelo CONCEPTUAL de Datos Esquema Conceptual Mundo Real 1.2
Conceptos y arquitectura del SBD Modelos de datos de alto nivel o
conceptuales
Diapositiva 29
Tema 1. Sistemas de bases de datos29 Permiten describir la
estructura lgica global: descripcin de la implementacin Conceptos
entendibles por usuarios finales, pero no lejos de organizacin
fsica de datos Ocultan detalles de implementacin, pero conceptos
implementables directamente en el sistema Los ms utilizados en los
SGBD comerciales actuales (ORACLE) Modelos basados en registros
Relacional, Red, Jerrquico Modelos orientados a objetos Modelos
lgicos prximos a los conceptuales 1.2 Conceptos y arquitectura del
SBD Modelos de datos de representacin o lgicos (1)
Diapositiva 30
Tema 1. Sistemas de bases de datos30 MODELO RELACIONAL 1.2
Conceptos y arquitectura del SBD Modelos de datos de representacin
o lgicos (y 2) CLIENTE CUENTA nombredireccinciudadcuenta Garca,
AGran Va, 6Murcia200 Lpez, BRonda Norte, 3Murcia821 Azorn, CPaseo
Nuevo, 9Valencia505 Prez, CPlaza Mayor, 2Valencia505...
nmerosaldo... 20035 50540 82150... Cada cliente slo puede tener una
cuenta a su nombre. Una cuenta puede tener ms de un cliente como
titular.
Diapositiva 31
Tema 1. Sistemas de bases de datos31 Conceptos que describen
detalles de almacenamiento de los datos Dirigidos a usuarios
especialistas en informtica Describen la estructura fsica de la
base de datos: - Formato y ordenamiento de registros en los
ficheros de datos - Tamaos de pgina, de bloque,... - Caminos (o
estructuras) de acceso a los datos (ficheros ndices, etc.)... 1.2
Conceptos y arquitectura del SBD Modelos de datos de bajo nivel o
fsicos
Diapositiva 32
Tema 1. Sistemas de bases de datos32 Esquema = Descripcin
Especificado en el diseo de la BD y rara vez modificado
Metainformacin o metadatos Diagrama del Esquema de la BD
Representacin del esquema, en un modelo de datos Compuesto de
esquemas de tipos de registro (elementos del esquema) LIBRO
PRESTAMO... Otra posible representacin: LIBRO ( isbn, titulo,
apAutor, nomEdit, ao ) PRESTAMO ( idPer, idLib, fecha )... 1.2
Conceptos y arquitectura del SBD Esquemas, instancias y estado de
la base de datos isbntituloapAutornomEditao idPeridLibfecha Un
diagrama de esquema slo visualiza algunos aspectos del esquema,
pero no muestra muchos otros: tipos de datos, relaciones entre
elementos del esquema,...
Diapositiva 33
Tema 1. Sistemas de bases de datos33 Una base de datos es un
conjunto de datos reales relacionados que cambian continuamente
Estado de la base de datos Conjunto de datos que contiene la BD en
un momento concreto Conjunto de instancias de los elementos del
esquema de BD 1 esquema N estados Estado Consistente (ok!!)
Satisface estructura y restricciones especificadas en esquema SGBD
asegura que todo estado de la BD sea consistente Nomenclatura :
Esquema = Intensin ; Estado = Extensin 1.2 Conceptos y arquitectura
del SBD Esquemas, instancias y estado de la base de datos
Diapositiva 34
Tema 1. Sistemas de bases de datos34 Ayuda a conseguir
Separacin entre programas y datos Mltiples vistas de usuario Nivel
Externo ( vistas )... Nivel Interno Nivel Conceptual... 1.2
Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura de tres esquemas de
un SGBD Arquitectura ANSI/X3/SPARC Recuperacin eficiente de datos
estructuras de datos complejas para representar la informacin en la
BD Complejidad oculta a travs de niveles de abstraccin
Diapositiva 35
Tema 1. Sistemas de bases de datos35 Nivel Interno Descrito
mediante el Esquema Interno, el cual... Define la estructura fsica
de almacenamiento de toda la BD Tipos de registros almacenados,
Secuencia fsica de los registros, Estructuras de almacenamiento (
hashing,...), Estructuras de acceso ( indexacin,...) etc. Escrito
utilizando un Modelo de Datos Fsico Muy cercano al nivel fsico pero
no trata con registros fsicos (bloques, pginas, ) ni con unidades
como cilindros o pistas. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD
Arquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (1)
Diapositiva 36
Tema 1. Sistemas de bases de datos36 Nivel Conceptual o Lgico
Descrito mediante el Esquema Conceptual o Lgico... Define la
estructura lgica de toda la BD Entidades, Tipos de datos,
Relaciones, Restricciones ( integridad, seguridad,...) Oculta
detalles fsicos Escrito usando un Modelo de Datos Conceptual o
Lgico Actualmente se considera el uso de dos esquemas en este
nivel: Esquema Conceptual: organizativo, cercano al usuario Esquema
Lgico: cercano al SGBD 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD
Arquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (2)
Diapositiva 37
Tema 1. Sistemas de bases de datos37 Nivel Externo o de Vistas
Descrito mediante Esquemas Externos Cada Esquema Externo o Vista...
Define la porcin de la BD que interesa a un usuario Para el
usuario, esa porcin es la base de datos Pueden existir mltiples
vistas del mismo esquema conceptual Varias vistas pueden solaparse
entre s Escrito usando Modelo de Datos Conceptual o Lgico 1.2
Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura de tres esquemas
ANSI/X3/SPARC (3)
Diapositiva 38
Tema 1. Sistemas de bases de datos38 SGBD comerciales no
distinguen del todo los 3 niveles Algunos incluyen detalles fsicos
en el Esquema Conceptual (Lgico) Usan el mismo modelo de datos para
especificar Esquemas Externos (vistas) y Esquema Conceptual (lgico)
Los 3 niveles son descripciones de datos Los datos reales slo estn
en el nivel fsico Correspondencia entre esquemas SGBD (el ABD)
Externo Conceptual Conceptual Interno 1.2 Conceptos y arquitectura
del SBD Arquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (4)
Diapositiva 39
Tema 1. Sistemas de bases de datos39 Nivel Externo (Lenguaje de
Programacin tipo Pascal) tipo empleado = registro (no acceso al
salario) n_empleado: cadena(6); n_depto: cadena(4); fin; Nivel
Conceptual (Lenguaje de definicin de datos, LDD) EMPLEADO (
NUMERO_EMPLEADOCARACTER(6) CLAVE PRINCIPAL,
NUMERO_DEPARTAMENTOCARACTER(4) NO NULO, SALARIONUMERICO(5) NO NULO
) Nivel Interno EMP_ALMACENADO LONGITUD=20 PREFIJOTIPO=BYTE(6),
DESPLAZAMIENTO=0 EMP# TIPO=BYTE(6), DESPLAZAMIENTO=6, INDICE=IEMP
DEPTO#TIPO=BYTE(4), DESPLAZAMIENTO=12 PAGATIPO=PALABRA,
DESPLAZAMIENTO=16 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura
de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (y 5)
Diapositiva 40
Tema 1. Sistemas de bases de datos40 Capacidad de modificar el
esquema de un nivel sin tener que cambiar el esquema del nivel
inmediato superior Independencia lgica de datos Capacidad de
modificar el esquema conceptual... ampliar / reducir la BD
modificar restricciones ... sin alterar esquemas externos programas
de aplicacin difcil de conseguir 1.2 Conceptos y arquitectura del
SBD Independencia de datos (1)
Diapositiva 41
Tema 1. Sistemas de bases de datos41 Independencia fsica de
datos Capacidad de modificar el esquema interno... reestructurar
alguna estructura de almacenamiento crear nuevas estructuras de
acceso, etc. mejorar rendimiento de la obtencin/actualizacin ...
sin alterar esquema conceptual programas de aplicacin es ms fcil de
lograr 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Independencia de datos
(2)
Diapositiva 42
Tema 1. Sistemas de bases de datos42 Pero... cmo conseguir la
independencia de datos? El Catlogo de SGBD incluye informacin sobre
correspondencias entre esquemas Modificacin del esquema de un nivel
implica... cambios en la correspondencia entre niveles, y el
esquema del nivel superior no vara gracias a la Arquitectura de
Tres Niveles Mantenimiento de las correspondencias entre niveles...
gasto extra en compilacin / ejecucin de programas menor eficiencia
del SGBD Pocos SGBD implementan Arquit. de Tres Niveles completa OK
!! 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Independencia de datos (y
3)
Diapositiva 43
Tema 1. Sistemas de bases de datos43 LDD: lenguaje de definicin
de datos Usado por ABD y diseadores para especificar... Esquema
Conceptual Esquema Interno si SGBD sin separacin estricta de
niveles conceptual e interno Correspondencias entre los anteriores
Compilador de LDD: procesa sentencias escritas en LDD, para
identificar descripciones de elementos del esquema y almacenarlas
en el catlogo del SGBD 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD
Lenguajes e interfaces de bases de datos Lenguajes del SGBD
(1)
Diapositiva 44
Tema 1. Sistemas de bases de datos44 LDD: lenguaje de definicin
de datos (cont.) CREATE TABLE Libro ( isbnCHAR(10) PRIMARY KEY,
tituloVARCHAR(60) NOT NULL UNIQUE, apAutorVARCHAR(15) NOT NULL,
nomEditVARCHAR(15) NOT NULL, aoNUMERIC(4)... ); 1.2 Conceptos y
arquitectura del SBD Lenguajes e interfaces de bases de datos
Lenguajes del SGBD (2)
Diapositiva 45
Tema 1. Sistemas de bases de datos45 LDA: lenguaje de definicin
de almacenamiento En SGBD que distinguen entre niveles conceptual e
interno, se usa... LDA para especificar Esquema Interno detalles de
implementacin de estructuras de almacenamiento y de acceso LDD para
especificar el Esquema Conceptual entidades + relaciones +
restricciones LDD o LDA para definir Correspondencias entre los
anteriores 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes del SGBD
(3)
Diapositiva 46
Tema 1. Sistemas de bases de datos46 LDV: lenguaje de definicin
de vistas Para conseguir Arquitectura de Tres Esquemas verdadera
Usado para especificar Esquemas Externos (o Vistas de usuario)
Correspondencias entre Vistas y el Esquema Conceptual No obstante,
la mayora de SGBD utilizan LDD para definir vistas CREATE VIEW
PrestamoLibro AS SELECT R.fecha, L.titulo, P.nombre FROM PRESTAMO
R, LIBRO L, PERSONA P WHERE R.idLib = L.isbn AND R.idPer = P.id;
1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes del SGBD (4)
Diapositiva 47
Tema 1. Sistemas de bases de datos47 LMD: lenguaje de
manipulacin de datos Obtencin, Insercin, Eliminacin y Modificacin
de datos Dos tipos de DML: procedimental y declarativo LMD
procedimental, o de bajo nivel Qu datos obtener/manipular y cmo
obtenerlos/manipularlos Siempre debe estar empotrado en un LP Es un
LMD orientado a registros : Obtiene un solo registro y lo procesa
por separado Necesita usar elementos del LP (ej. bucles) para...
obtener registro a registro y procesarlos individualmente 1.2
Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes del SGBD (5)
Diapositiva 48
Tema 1. Sistemas de bases de datos48 LMD declarativo, o de alto
nivel Qu datos obtener para manipular y no cmo manipularlos Usado
para realizar operaciones complejas de BD... - Interactivamente --
Lenguaje de Consulta - Incorporado en un LP anfitrin (host) -- LMD
Empotrado Es un LMD orientado a conjuntos: Obtiene/Actualiza muchos
registros con una nica sentencia SELECT titulo, nomEdit, ao FROM
Libro WHERE apAutor = Tolkien; INSERT INTO Autor VALUES (Jorge Lus,
Borges); DELETE FROM Prestamo WHERE idLib = 8420464988; UPDATE
Persona SET telefono = 555111222 WHERE id = 1; SGBD comerciales
actuales ofrecen nico lenguaje integrado, mezcla de LDD, LDA, LDV y
LMD (como SQL) 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes del
SGBD (y 6)
Diapositiva 49
Tema 1. Sistemas de bases de datos49 Programas escritos en un
lenguaje (C++, Java,...) anfitrin Dos modos de ejecutar
instrucciones LMD desde el lenguaje anfitrin: Usar Interfaz de
Programa de Aplicacin (conjunto de procedimientos) ODBC, Open Data
Base Connectivity (definido por Microsoft para C ), JDBC, Java Data
Base Connectivity Extender la sintaxis del lenguaje anfitrin para
incorporar llamadas LMD dentro de los programas Instrucciones LMD
precedidas de un carcter especial El preprocesador de LMD convertir
estas instrucciones en llamadas a procedimientos normales del
lenguaje anfitrin 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD un apunte:
acceso a BD desde programas de aplicacin
Diapositiva 50
Tema 1. Sistemas de bases de datos50 Basadas en mens Basadas en
formularios Grficas De lenguaje natural Para usuarios paramtricos
Para el ABD (rdenes privilegiadas) Crear/eliminar cuentas de
usuario y establecer autorizaciones Establecer parmetros de ajuste
del rendimiento del sistema Modificacin de esquemas y
correspondencias Acceso al catlogo Reorganizar estructura de
almacenamiento de la BD Realizar/restaurar copias de seguridad ...
1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Interfaces del SGBD
Diapositiva 51
Tema 1. Sistemas de bases de datos51 Arquitectura de los
paquetes software de SGBD Los actuales tienen un diseo modular,
segn una arquitectura cliente-servidor (dos capas) 1.3 Estructura
general del sistema de bases de datos Mdulos componentes de un SGBD
(1) Programas de aplicacin Interfaces (GUI) de acceso a BD SGBD BD
SERVIDOR -Red de larga distancia (WAN) -Red de rea local (LAN)
-Lneas telefnicas -Dispositivos de comunicacin por satlite USUARIOS
Terminal Estacin de trabajo PC CLIENTE
Diapositiva 52
Tema 1. Sistemas de bases de datos52 Compilador de Consultas
Sentencias LMD interactivas Anlisis Sintctico Optimizacin
Compilador de Consultas Procesador de Consultas 1.3 Estructura
general del sistema de bases de datos Mdulos componentes de un SGBD
(2)
Diapositiva 53
Tema 1. Sistemas de bases de datos53 Precompilador y compilador
de LMD Programa escrito en LP HOST + LMD embebido Sentencias
LMDSentencias LP Compilador de LMD Compilador del LP HOST
Precompilador de LMD Cdigo Objeto (del LP) Cdigo Objeto (del LMD)
Enlazador Transaccin programada ejecutable Procesador de Consultas
1.3 Estructura general del SBD Mdulos componentes de un SGBD
(3)
Diapositiva 54
Tema 1. Sistemas de bases de datos54 Compilador de LDD Procesa
definiciones de esquemas escritas en LDD Almacena descripciones de
los esquemas en el catlogo Otros mdulos del SGBD necesitan conocer
estos metadatos Definicin de Esquema de BD escrito en LDD
Compilador de LDD BD SO 1.3 Estructura general del SBD Mdulos
componentes de un SGBD (4)
Diapositiva 55
Tema 1. Sistemas de bases de datos55 Procesador de Consultas
Solicitudes de RECUPERACIN y ACTUALIZACIN Procesador de Consultas
Gestor de Datos Almacenados BD SO 1.3 Estructura general del SBD
Mdulos componentes de un SGBD (5)
Diapositiva 56
Tema 1. Sistemas de bases de datos56 Subsistemas de control
de... Concurrencia y Recuperacin - Gestor de transacciones Asegurar
consistencia y coherencia de datos frente actualizaciones
simultneas de datos por mltiples usuarios Detectar fallos o cadas
del sistema y Restaurar la BD a un estado consistente Integridad y
Seguridad Son correctas las actualizaciones de los datos? Detectar
violacin de Restricciones de Integridad y realizar accin de
recuperacin de la integridad de datos Se cumplen las restricciones
de seguridad de acceso? Comprobar las autorizaciones de acceso al
SBD y a los datos 1.3 Estructura general del SBD Mdulos componentes
de un SGBD (6)
Diapositiva 57
Tema 1. Sistemas de bases de datos57 Gestor de datos
almacenados y memoria intermedia Control de acceso a informacin
almacenada (datos y metadatos) Puede emplear servicios bsicos del
SO para la transferencia de datos a bajo nivel: disco memoria
principal Maneja los buffers de memoria (almacenam. intermedio)
Gestor de Datos Almacenados BD SO 1.3 Estructura general del SBD
Mdulos componentes de un SGBD (7)
Diapositiva 58
Tema 1. Sistemas de bases de datos58 Estructuras de Datos
Ficheros de datos en disco Catlogo: metadatos acerca de...
Estructura de BD, Restricciones de Integridad y de Autorizacin,
etc. Acceso Continuo por diferentes mdulos del SGBD Necesario buen
diseo e implementacin eficiencia Estructuras de acceso (agilizan el
acceso a los datos) Datos estadsticos sobre los datos en la BD
Usados para optimizacin de consultas Suele considerarse contenidos
en el catlogo BD SO 1.3 Estructura general del SBD Mdulos
componentes de un SGBD (y 8)
Diapositiva 59
Tema 1. Sistemas de bases de datos59 SGBD = componente software
ms importante pero no es el nico ! Carga de datos Intercambio de
informacin entre BD de diferente tipo ( Oracle Access ) Respaldo
Reorganizacin de ficheros de la BD Para mejorar rendimiento del
sistema Monitorizacin Vigilancia del funcionamiento del sistema y
su rendimiento Datos estadsticos que el ABD usa para tomar
decisiones de ajuste y mejora del sistema Control de Accesos de
usuario Acceso al Diccionario de datos Otras utilidades
ordenamiento, compresin de ficheros, etc... 1.3 Estructura general
del SBD Utilidades del sistema de bases de datos
Diapositiva 60
Tema 1. Sistemas de bases de datos60 Segn el Modelo de Datos en
el que est basado Relacional, Red, Jerrquico, Orientado a Objetos,
Objeto/Relacional,... Segn el n de usuarios simultneos Monousuario
Multiusuario Segn el n de lugares en que se almacenan datos
Centralizado Distribuido (SGBDD) SGBDD homogneo: mismo software de
SGBD en todos los sitios SGBDD heterogneo (ej. Multi-Base de Datos
o BD Federadas) Segn su propsito de propsito General de propsito
Especfico: construido para un tipo concreto de aplicaciones Anexo
1. CLASIFICACIN DE LOS SGBD