Unidad i esp parte 1

Copyright © 2007 Ramez Elmasri and Shamkant B. Navathe Slide 1- 1

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Chapter 1

Introducción : Base de Datos y Usuarios de Base de Datos


Esquema

Tipos de Base de Datos y Aplicaciones Definiciones Básicas Funcionalidad Típica DBMS Ejemplo de una Base de Datos(UNIVERSITY) Principales Características de el Enfoque de

Base de Datos Usuario de Base de Datos Ventajas de usar el enfoque de Base de Datos Cuando NO se utiliza una Base de Datos


Tipos de Base de Datos y Aplicaciones

Aplicaciones Tradicionales: Base de Datos númerica y textual

Más recientes aplicaciones: Multimedia Databases Geographic Information Systems (GIS) Data Warehouses Base de Datos Activas y Tiempo Real Otras muchas aplicaciones

Un número de recientes aplicaciones son descritas en libro (por ejemplo, Capitulos 24,26,28,29,30)


Definiciones Básicas

Base de Datos: Una colección de datos relacionados.

Dato: Hechos conocidos que pueden ser registrados y tienen un

significado implicito. Mini-mundo:

Alguna parte del mundo real el cual los datos son almacenados en una base de datos. Por ejemplo: calificaciones y transcripciones de los estudiantes en la universidad

Database Management System (DBMS): Un software paquete/ sistema que facilita la creación y

mantenimiento de una base de datos computarizada. Sistema de Base de Datos:

El DBMS software unido con los datos. Algunas veces, las aplicaciones son incluidas.


Entorno de Sistema de Base de Datos Simplificado


Funcionalidad Típicas de un DBMS

Define una particular base de datos en términos de sus tipos de datos, estructuras y restricciones.

Construcción o Recuperación el contenido inicial de base de datos sobre un medio secundario de almacenamiento

Manipulacion de Base de Datos: Recuperación: Consulta, Generación de Reportes. Modificación: Inserción , borrado y actualizacion de su

contenido. Acceso a la base de datos atraves de Aplicaciones Web

Procesamiento y Compartimiento por un conjunto de usuarios concurrentes y aplicaciones de programas , a su vez , guardando todos los datos validados y consistentes


Funcionalidad Típica de un DBMS

Otras características: Medidas de Protección o Seguridad para prevenir

accesos desautorizados. "Activo" proceso para tomar acciones internas en

los datos. Presentación y Visualización de los datos. Mantenimiento a la base de datos y programas

asociados sobre el tiempo de vida de las aplicaciones de base de datos.


Ejemplo de Una Base de Datos(con un Modelo Conceptual de Datos)

Mini- mundo por ejemplo: Parte de un entorno de UNIVERSITY.

Algunas entidades de mini-mundo : STUDENTs COURSEs SECTIONs (de COURSEs) (academic) DEPARTMENTs INSTRUCTORs


Ejemplo de Una Base de Datos(con un Modelo Conceptual de Datos)

Algunas relaciones: SECTIONs son de especificos COURSEs STUDENTs toman SECTIONs COURSEs tienen prerequisitos COURSEs INSTRUCTORs enseña en SECTIONs COURSEs son ofrecidos por DEPARTMENTs STUDENTs pertenecen a DEPARTMENTs

Nota: Módelo Entidad- Relación (ver Capitulos 3, 4)


Ejemplo de una Base de Datos


Principales Características del Enfoque de Base de Datos

Auto-descripción de la naturaleza de un sistema de base de datos :

Un catalogo DBMS almacena la descripción de una particular base de datos ( ej. Estructura de datos, tipos, y constraints ( restricciones))

La descripción es llamada meta-data. Esto permite el software DBMS para trabajar con las

diferentes aplicaciones de base de datos. Aislamientos entre programa y datos:

Llamado independencia de programa- dato. Permite cambiar las estructuras de datos y

organización de almacenamiento sin tener que cambiar los programas de acceso DBMS.


Ejemplo de un catálogo de base de datos simplificado


Principales Características del Enfoque de Base de Datos

Abstracción de Dato: Un modelo de dato es utilizado para ocultar

detalles de almacenamiento y presenta a los usuarios con una vista conceptual de la base de datos.

Programas se refieren a la construccion del modelo de datos en vez de los detalles de almacenamiento de datos.

Soporte de multiples vistas de datos: Cada usuario puede ver una diferente vista de

base de datos el cual describe únicamente los datos de intéres hacia el usuario..


Principales Características del Enfoque de Base de Datos El intercambio de datos y el procesamiento de

transacciones multi-usuario : Permitir que un conjunto de usuarios al mismo

tiempo(Concurrencia) para recuperar desde y para actualizar la base de datos.

Control de concurrencia en el DBMS garantiza que cada transacción se ejecuta o aborta correctamente.

Subsistema de recuperación garantiza que cada transacción completada tiene su efecto permanente registrados en la base de datos

OLTP (Online Transaction Processing) es una parte importante de las aplicaciones de base de datos. Esto permite que cientos de transacciones simultáneas se ejecutan por cada segundo.


Usuario de Base de Datos

Usuarios pueden dividirse en: Los que realmente utilizan y controlan el contenido

de bases de datos, y los que diseñan, desarrollan y mantienen aplicaciones de base de datos (llamados "actores en la escena"), y

Aquellos que diseñan y desarrollan el software DBMS y herramientas relacionadas, y los sistemas informáticos de los operadores (llamado "Los trabajadores Detrás de la Escena").


Usuarios de Base de Datos

Actores sobre la escena: Administrador de base de datos:

Responsable de autorizar el acceso a la base de datos, de coordinar y controlar su uso, la adquisición de recursos de software y hardware, el control de su uso y eficacia del seguimiento de las operaciones.

Diseñador de BD: Responsable de definir el contenido, la estructura,

las limitaciones, y las funciones o las operaciones contra la base de datos. Deben comunicarse con los usuarios finales y comprender sus necesidades

.


Categorias de Usuarios Finales

Actores sobre la escena Usuarios Finales: Ellos usan los datos para las

consultas, informes y algunos de ellos actualizan el contenido de bases de datos. Los usuarios finales pueden clasificarse en :

Casual: Base de datos de acceso de vez en cuando cuando es necesario.Ingenuo o paramétrico: conforman una gran parte de la población para el usuario final.

Ellos usan las funciones que previamente definidas en la forma de "operaciones en conserva" contra la base de datos.

Ejemplos de ello son los cajeros de banco o empleados de reserva que hacen esta actividad durante una jornada completa de operaciones.


Categorias de Usuarios Finales

Sofisticados: Estos incluyen los analistas de negocios, científicos,

ingenieros, otros completamente familiarizados con las capacidades del sistema.Muchas herramientas de uso en forma de paquetes de software que trabajan en estrecha colaboración con la base de datos almacenados.

Stand-alone: Sobre todo mantener bases de datos personales

mediante el uso de aplicaciones empaquetadas.Un ejemplo es un usuario del programa fiscal que crea su propia base de datos interna.Otro ejemplo es un usuario que mantiene una libreta de direcciones


Ventajas del uso del enfoque de base de datos.

Control de redundancia sobre almacenamiento de datos y esfuerzos en desarrollo y mantenimiento. Compartir datos entre multiples usuarios.

Restricción de acceso a datos no autorizados. Proveer persistencia de almacenamiento para

programas Objetos. En DBMSs orientado a objetos (Ver caps 20-22)

Provee estructuras de almacenamietno (ej. Indices) para procesamiento eficiente de consultas.


Ventajas del uso del enfoque de base de datos.

Provee servicios de copias de seguridad y recuperación.

Provee multiples interfaces a diferentes clases de usuarios .

Representa complejas relaciones entre datos. Obliga las restricciones de integridad en la base

de datos. Crea inferencias y acciones para datos

almacenados utilizando reglas activas y deductivas.


Adicionales Implicaciones al uso del Enfoque de Base de Datos

Potencial para forzar estándares: Esto es muy crucial para el éxito de aplicaciones

de base de datos en grandes organizaciones. Estándares referido a los nombres de los datos , formato de despliegue, pantallas, estructura de reportes, meta data( descripción de los datos) , plantillas de las paginas Web, etc.

Reducir el tiempo de desarrollo de aplicación: Tiempo Incremental al adicionar cada nueva

aplicación es reducida.


Adicionales Implicaciones al uso del Enfoque de Base de Datos Flexibilidad al cambio en las estructuras de

datos. : Estructura de base de datos puede evolucionar a

medida que los nuevos requisitos se definen. Disponibilidad de información concurrente:

Extremadamente importante para transaciones de sistemas on-line tales como : aerolíneas, hoteles , reservaciones de automóviles.

Economía de escala: Despilfarro de recursos y personal se puede evitar

mediante la consolidación de datos y aplicaciones en todos los departamentos.


Evolución Histórica de la Tecnología de Base de Datos

Las primeras aplicaciones de base de datos : Los modelos jerárquicos y de redes se introdujeron en

1960 y dominó a mediados de los años setenta. La mayor parte de la transformación de base de datos

en todo el mundo se sigue produciendo con estos modelos, en particular, el modelo jerárquico.

Sistemas Basado en Modelo Relacional: Modelo relacional fue introducido originalmente en

1970, fue investigado y experimentado en gran medida dentro de IBM Research y varias universidades.Los productos relacionales DBMS surgieron en la década de 1980.


Evolución Histórica de la Tecnología de Base de Datos

Orientado a Objetos y Aplicaciones emergentes: Sistemas Gestión de Base de Datos Orientada a

objetos (OODBMS) se introdujeron en finales de 1980 y principios de 1990 para atender a la necesidad del tratamiento de datos complejos en CAD y otras aplicaciones.

Muchos DBMS relacionales han incorporado los conceptos objeto de base de datos, dando lugar a una nueva categoría llamada DBMS objeto - relacional (ORDBMSs)

Sistemas relacionales extendido agrega capacidades adicionales (por ejemplo, para datos multimedia, XML y otros tipos de datos).


Evolución Histórica de la Tecnología de Base de Datos Datos sobre la Web y Aplicaciones de E-commerce :

Web contiene los datos en HTML (lenguaje de marcado de hipertexto), con enlaces entre páginas.

Esto ha dado lugar a un nuevo conjunto de aplicaciones y el comercio electrónico está utilizando los nuevos estándares como XML (eXtended Markup Language). (véase el cap. 27).

Lenguajes de secuencias de comandos de programación tales como PHP y JavaScript permiten la generación de páginas web dinámicas que son en parte generados a partir de una base de datos (véase el cap. 26).

También permite actualizaciones de base de datos a través de páginas Web


Ampliación de las capacidades de base de datos

Nueva funcionalidad esta siendo adicionada a DBMS en la siguientes areas :

Aplicaciones CientíficasXML (eXtensible Markup Language)Gestión y Almacenamiento de la imagenGestión de datos de Audio y VideoAlmacenamiento de Datos y Minería de DatosGestión de Datos EspacialesSeries de Tiempo y Manejo de Datos Históricos

Lo anterior da lugar a una nueva investigación y desarrollo en la incorporación de nuevos tipos de datos, estructuras complejas de datos, las nuevas operaciones y sistemas de almacenamiento e indexación en los sistemas de base de datos.


Cuando no usar DBMS

Principales inhibidores (costos) de utilizar un DBMS : Alta inversión inicial y la posible necesidad de hardware

adicional. Gastos generales para la generalidad, proporcionar

seguridad, control de concurrencia, recuperación, y las funciones de la integridad

Cuando un DBMS puede ser innecesario : Si la base de datos y aplicaciones son simples, bien

definidas, y no espera que cambie. Si existen requisitos estrictos de tiempo real que no puede

ser alcanzado por el DBMS debido a la sobrecarga. Si el acceso a los datos por varios usuarios no es necesario


Cuando no usar DBMS

Cuando el DBMS no puede ser suficiente : Si el sistema de base de datos no es capaz de

manejar la complejidad de los datos debido a las limitaciones de modelado.

Si los usuarios de bases de datos necesitan operaciones especiales y no es compatible con el DBMS.


Resumen.

Tipos de bases de datos y aplicaciones de base de datos.

Definiciones básicas funcionalidad típica de un DBMS. Ejemplo de una base de datos (UNIVERSIDAD). Características principales del enfoque de base

de datos. Usuario de Base de datos. Ventajas de usar el Método de base de datos. Cuando no utilizar bases de datos.


La Evolución del Modelo de Base de Datos


File Systems ( Sistema de Archivos) El uso de un sistema de archivo de modelo de base de datos implica que

no se aplican las técnicas de modelización y que la base de datos se almacena en archivos planos en un sistema de archivos, utilizando la estructura del sistema operativo.

El término "archivo plano" es una manera de describir el file.Example simple texto: Por definición, un archivo delimitado por comas (CSV) contiene la estructura, ya que contiene comas. Por definición, un archivo delimitado por comas es un archivo plano. Sin embargo, las bases de datos de archivos planos en el pasado tendían a usar cadenas grandes, sin comas y sin líneas nuevas.


Modelo Jerárquico de Base de Datos. El modelo de base de datos jerárquica es una estructura de árbol invertido.

Las tablas de este modelo toma una relación entre padres e hijos. Cada tabla hija tiene una tabla padre, y cada tabla padre puede tener varias tablas hijas. Las tablas hijas son completamente dependientes de las tablas de los padres, por lo tanto, una tabla hija sólo puede existir si su tabla padre existe. De ello se deduce que ninguna de las entradas en las tablas hija sólo puede existir en las entradas correspondientes a la tabla padres. El resultado de esta estructura es que el modelo jerárquico de bases de datos soporta con las relaciones uno-a-muchos.

La figura A muestra un ejemplo de base de datos jerárquica . Cada tarea es parte de un proyecto, el cual es parte de un manager, el cual es parte de una división , el cual es parte de una compañía. Así, por ejemplo, hay una relación de uno a muchos entre compañía y departamentos porque hay muchos departamentos en cada compañía.

Las desventajas del modelo de base de datos jerárquica es que cualquier acceso se debe originar en el nodo de la raíz, en el caso de la figura A, de la Compañía. No se puede buscar a un empleado sin encontrar la empresa, el departamento, gerente del empleado, y finalmente el empleado.


Fig. A. Modelo Jerárquico de Base de Datos


Modelo de Red de Base de Datos. El modelo de base de datos de red es esencialmente un

refinamiento del modelo de base de datos jerárquica. El modelo de red permite que las tablas hija tenga más de uno de los padres, creando así una estructura de tabla-como red.

Varias tablas padres de cada hija permite que las relaciones de varios a varios, además de las relaciones uno-a-muchos. En un modelo de base de datos de ejemplo de red que se muestra en la Figura B, existe una relación de varios a varios entre los empleados y las tareas. En otras palabras, un empleado puede ser asignado a muchas tareas, y una tarea puede ser asignada a muchos empleados diferentes. Así, muchos empleados tienen muchas tareas, y viceversa

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