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Unidad1

  1. 1. Conceptos Básicos de los Sistemas de Base de Datos “ Hay una fuerza motriz más poderosa que el vapor, la electricidad, y la energía atómica: La Voluntad.” Albert Einstein UNIDAD I
  2. 2. Objetivos UNIDAD I <ul><li>Definir que es una base de datos . </li></ul><ul><li>Explicar las aplicaciones y los objetivos de los sistemas de base de datos. </li></ul><ul><li>Comprender la abstracción de datos . </li></ul><ul><li>Conocer el rol del Administrador de la base de datos. </li></ul><ul><li>Describir los diferentes modelos lógicos base de datos. </li></ul><ul><li>Explicar la independencia de datos . </li></ul><ul><li>Describir el DBMS y el RDBMS . </li></ul>
  3. 3. HISTORIA DE LA BASE DE DATOS <ul><li>Termino usado por 1 era vez en 1963 , en un simposio celebrado en California. </li></ul><ul><li>En 1970 Codd propuso el modelo relacional. </li></ul><ul><li>Años 80, del Proyecto System R de IBM se obtuvo SQL-DS (DB2 IBM, ORACLE, Ingres, entre otros) </li></ul><ul><li>Años 90, Diseño el lenguaje SQL , Soporte relacional orientado a objeto, Interfases WEB. </li></ul><ul><li>Principios de siglo XXI, Tipos de Datos XLM y el lenguaje asociado Xquery </li></ul><ul><li>Por la estructura de los datos : </li></ul><ul><li>Archivos Planos ( Texto ). </li></ul><ul><li>Archivos de Acceso Directo o Aleatorio. </li></ul><ul><li>Estos archivos tienen limitaciones y desventajas en: concurrencia, integridad, relación de datos, reutilización y seguridad . </li></ul><ul><li>Estos se manipulaban a través de los Sistemas de Gestión de Ficheros. </li></ul>
  4. 4. REDUNDANCIA E INCONSISTENCIA DE LOS DATOS Redundancia. La misma información es almacenada varias veces en la misma base de datos Inconsistencia. Consiste en que no todas las copias redundantes contienen la misma información PERSONAL Cedula Nombre Dirección 7492837 Ana Calle 1 9836384 Pedro Avenida 3 8038464 José Urb. Los … PROFESORES Cedula Nombre Dirección 7492837 Ana Maria Calle 55 9836384 Pedro Avenida 3
  5. 5. DIFICULTAD EN EL ACCESO A LOS DATOS (Consultas) Nuevas Necesidades de Información Programador de Aplicaciones Lenguaje SQL a través de LMD
  6. 6. PROBLEMAS DE ATOMICIDAD Cuenta A Transferir 100.000 Bs. de la Cuenta “A” a la “B” Retiramos los 100.000 Bs. Transferencia Cuenta B Abonamos los 100.000 Bs. X Fallo en el Sistema
  7. 7. PROBLEMAS DE SEGURIDAD Usuario de Nómina Acceso X Acceso Datos de los Empleados Datos de los Clientes
  8. 8. PROBLEMAS DE INTEGRIDAD Los problemas de integridad se suelen producir cuando varios usuarios están editando datos de la misma base de datos de forma simultánea . El DBMS debe asegurar que se pueden realizar estas tareas sin que se produzcan errores que afecten a la integridad de la base de datos. Base de Datos Crea un registro Edita un registro Borra un registro
  9. 9. <ul><li>BASE DE DATOS </li></ul><ul><li>Colección organizada de datos interrelacionados . </li></ul><ul><li>Una base de datos puede ser creada y mantenida de forma manual (como el catálogo de fichas de una biblioteca), o bien estar informatizada. En este último caso, la creación y mantenimiento de la base de datos puede realizarse mediante un conjunto de programas de aplicación diseñados específicamente para dichas tareas, o bien mediante un sistema de gestión de bases de datos ( SGBD). </li></ul><ul><li>Físicamente, son almacenados como archivos en la computadora. </li></ul>BASE DE DATOS <ul><li>PROPIEDADES IMPLÍCITAS </li></ul><ul><li>Representa algún aspecto del mundo real, llamado mini mundo o universo de discurso (UdD) del cual provienen los datos. Los cambios en el mini mundo se reflejan en la base de datos. </li></ul><ul><li>Es un conjunto de datos lógicamente coherente, con significado implícito. Un montón de datos sin relación entre sí, agrupados de forma aleatoria, no se considera una base de datos. </li></ul><ul><li>Toda base de datos se diseña, se crea y se carga con datos, con un objetivo determinado, y está dirigida a un grupo de usuarios, interesados en el contenido y en el uso de la base de datos. </li></ul>
  10. 10. <ul><li>BASE DE DATOS AUTODESCRITIVA </li></ul><ul><ul><li>Contiene además de los datos fuente del usuario una descripción de su propia estructura (Diccionario de Datos, Directorio de Datos o Metadatos). </li></ul></ul><ul><ul><li>  </li></ul></ul><ul><ul><li>IMPORTANCIA </li></ul></ul><ul><ul><li>Promueve la independencia entre el programa y los datos, ya que hace posible determinar la estructura y el contenido de la base de datos examinando la misma. </li></ul></ul><ul><ul><li>JERARQUIA DE LOS DATOS </li></ul></ul>BASE DE DATOS Bits Byte o Caracteres Campos Registros Archivos de Datos CONTENIDO DE UNA BASE DE DATOS Archivos de Datos Índices Metadatos Metadatos de Aplicación
  11. 11. SISTEMAS DE BASE DE DATOS (DBMS – SGBD) Es una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas que permiten a los usuarios tener acceso a esos datos y modificarlos. Es un conjunto de programas que permite a los usuarios crear y mantener una base de datos. Es un sistema ó software de propósito general, que facilita el proceso de definir, construir y manipular bases de datos para diversas aplicaciones. SGBD - Sistema de Gestión de Bases de Datos En inglés DBMS - DataBase Manager System
  12. 12. SISTEMAS DE BASE DE DATOS (DBMS – SGBD)
  13. 13. APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE BASE DE DATOS <ul><li>Bancos : cuentas, transacciones, fondos de ahorro. </li></ul><ul><li>Aerolíneas : reservaciones, pasajes, suministros, personal de vuelos. </li></ul><ul><li>Escuelas : cursos, calificaciones, horarios. </li></ul><ul><li>Negocios : compras, proveedores, ventas, clientes, devoluciones. </li></ul><ul><li>Fábricas : flujo de procesos, almacenes, envíos. </li></ul><ul><li>Recursos Humanos : empleados, puestos, salarios, impuestos, prestaciones. </li></ul>
  14. 14. OPERACIONES SOBRE UNA BASE DE DATOS <ul><li>Definir una BD: </li></ul><ul><ul><li>Consiste en especificar los tipos de los datos, las estructuras de los datos y las restricciones de los datos. </li></ul></ul><ul><li>Construir una BD : </li></ul><ul><ul><li>Proceso de almacenar los datos en algún medio de almacenamiento controlado por el SGBD. </li></ul></ul><ul><li>Manipular la BD : </li></ul><ul><ul><li>Consultar los datos para obtener cierta información. </li></ul></ul><ul><ul><li>Actualizar la base de datos ( modificar o eliminar datos, o introducir nuevos ) para reflejar los cambios ocurridos en el mini mundo. </li></ul></ul><ul><ul><li>Generar informes a partir de los datos almacenados. </li></ul></ul>
  15. 15. BASE DE DATOS DBMS Propósito Integridad Interrelación Reutilización Seguridad Concurrencia Que es lo novedoso? Permitir el acceso simultáneo a la base de datos por parte de varios usuarios Asegura que la información almacenada es correcta. Elimina la redundancia, inconsistencia y datos imposibles. Permite establecer la una lógica coherente en las interrelaciones entre los datos Permite reutilizar el software y poder aplicarlos a diferentes bases de datos Permite que los usuarios manejen solo los datos a los que están autorizados
  16. 16. BASE DE DATOS <ul><li>CUANDO NO UTILIZAR UN SGBD : </li></ul><ul><li>Emplear un SBGD puede generar costes adicionales innecesarios, que se evitarían con el procesamiento de ficheros tradicionales. Tales costes pueden surgir de lo siguiente: </li></ul><ul><li>Una gran inversión inicial en equipo, software y formación, </li></ul><ul><li>Los costos que supone ofrecer las funciones de seguridad, control de la concurrencia, recuperación e integridad. </li></ul><ul><li>Altos costos en contratación de los diseñadores de la base de datos, el administrador y programadores de las aplicaciones del sistema de bases de datos. </li></ul><ul><li>La base de datos y las aplicaciones son simples, están bien definidas y no se espera que cambien, </li></ul><ul><li>No se necesita el acceso multiusuario a los datos. </li></ul>
  17. 17. ABSTRACIÓN DE DATOS – Visión de los Datos Es el proceso de visualizar o manejar lo fundamental ignorando los detalles. Es un proceso mental capaz de ocultar detalles y fijarse en lo esencial, busca las propiedades comunes de un conjunto de objetos, reduciendo así la complejidad y ayudando la comprensión del mundo real. NIVELES DE ABSTRACIÓN DE DATOS - ( Comité ANSI-SPARC ) ABSTRACIÓN DE DATOS Los desarrolladores esconden la complejidad a los usuarios a través de varios niveles de abstracción para simplificar la interacción de los usuarios con el sistema Como se almacenan en las estructuras física los datos Describe el modelo conceptual de la base de datos ( que datos y que vínculos) Describe solo parte de la base de datos según el perfil del usuario
  18. 18. USUARIOS DE LA BASE DE DATOS Son las personas que trabajan con una base de datos (Diseño, Mantenimiento y Uso), se clasifican como usuarios o administradores . USUARIOS DE LA BASE DE DATOS <ul><li>CLASIFICACION DE LOS USUARIOS DE LA BASE DE DATOS </li></ul><ul><li>Usuarios Normales: Interactúan con el sistema mediante la invocación de programas de aplicación permanentes (formularios) que se han escrito previamente , Ejemplo: Cajeros de bancarios, Recepcionistas de hoteles, entre otros. </li></ul><ul><li>Los Programadores de Aplicaciones: Desarrollo de Interfases de Usuario utilizando los lenguajes de manipulación de datos ( LMD ) . Implementan esas interfases en forma de programas de aplicación, las prueban, depuran, documentan y las mantienen. No les suele interesar demasiado el contenido de la base de datos. </li></ul><ul><li>Los Usuarios Sofisticados: Consultan la base de datos a través de lenguajes de manipulación de datos LMD ( SQL ) . Ejemplo: Ingenieros, científicos, analistas de sistemas de la empresa. </li></ul><ul><li>Los Usuarios Especializados: E scriben aplicaciones: Sistemas expertos, Sistemas basados en el conocimiento, entre otros. </li></ul>
  19. 19. USUARIOS DE LA BASE DE DATOS <ul><li>ADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOS </li></ul><ul><li>Deben ejercer un control centralizado (Programas y Base de Datos). </li></ul><ul><li>Definición del Esquema </li></ul><ul><li>Escribe un conjunto de definiciones que el compilador del Lenguaje de definición de datos ( LDD ) traduce a un conjunto de tablas que son almacenadas permanentemente en el diccionario de datos . </li></ul><ul><li>Definición de la Estructura y el Método de Acceso . </li></ul><ul><li>Las crean escribiendo un conjunto de definiciones, que son traducidas por el compilador del Lenguaje de Definición y Almacenamiento de datos. </li></ul><ul><li>Modificación de la Estructura y de la Organización Física . </li></ul><ul><li>Escriben un conjunto de definiciones que son usadas por el compilador de LDD o por el compilador del lenguaje de definición y almacenamiento de datos para generar las modificaciones en las tablas correspondientes del sistema interno. </li></ul><ul><li>Autorización para el Acceso a los Datos . </li></ul><ul><li>Permite determinar que parte de la base de datos pueden acceder los diferentes usuarios, utilizando el Lenguaje de Control de Datos ( LCD ) . </li></ul><ul><li>Mantenimiento Rutinario (Respaldos, Espacio en Disco, Rendimiento). </li></ul>
  20. 20. ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS Usuarios Normales Programador Aplicaciones Usuarios Sofisticados Usuario Administrador Interfases de Aplicación Programas de Aplicación Herramientas de Consulta Herramientas de Administración Programas de Aplicación Código Objeto Gestor de Memoria Interna Gestor de Archivos Gestor de Autorización e Integridad Gestor de Transacciones Disco Duro Compilador Y Enlazador Consultas LMD Interprete LDD - LCD Compilador LMD Motor de Evaluación de Consultas Procesador de Consultas Gestor de Almacenamiento Datos Índice Diccionario de Datos Datos Estadísticos LDD - Lenguaje de Definición de Datos LMD - Lenguaje de Manipulación de Datos
  21. 21. ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS Usuario Aplicación SGBD Usuario <ul><li>Servidor de Aplicaciones </li></ul><ul><li>Recibe peticiones de las aplicaciones y entrega las respuestas </li></ul><ul><li>Envía solicitudes de recuperación y almacenamiento al SGBD </li></ul>DOS CAPAS TRES CAPAS SGBD <ul><li>Cliente de Aplicaciones </li></ul><ul><li>Capa que el usuario ve. </li></ul><ul><li>Recibe información al usuario y le envía las respuestas </li></ul><ul><li>del servidor de aplicaciones </li></ul><ul><li>Envía solicitudes al servidor de aplicaciones </li></ul>
  22. 22. ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS PARA LA WEB Usuario Navegador WEB Servidor WEB SGBD HTTP - FireWall <ul><li>Servidor de Aplicaciones </li></ul><ul><li>Recibe peticiones de las aplicaciones y entrega las respuestas </li></ul><ul><li>Envía solicitudes de recuperación y almacenamiento al SGBD </li></ul>
  23. 23. <ul><li>MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOS </li></ul><ul><li>Un modelo de base de datos es una estructura que representa la base de datos. </li></ul><ul><li>El modelado de datos es el proceso que implica crear una representación de la visión que tienen los usuarios de los datos. </li></ul>CLASIFICACIÓN DE LOS MODELOS LOGICOS DE BD <ul><li>MODELOS LOGICOS BASADOS EN REGISTROS </li></ul><ul><li>Estos modelos se usan para describir datos en los niveles lógico y de vistas. </li></ul><ul><li>Su estructura debe cumplir con las siguientes condiciones: </li></ul><ul><li>Registros de tamaño fijo . </li></ul><ul><li>Varios campos o atributos. </li></ul><ul><li>Los campos pueden ser diferente tipo y de longitud fija . </li></ul><ul><li>TIPOS DE MODELOS LOGICOS BASADOS EN REGISTROS </li></ul><ul><li>Modelo Relacional - Codd 1968 </li></ul><ul><li>Modelo de Red – Principios década del 70 </li></ul><ul><li>Modelo Jerárquico - Principios década del 70 </li></ul>
  24. 24. <ul><li>MODELO DE RED </li></ul><ul><li>Es una colección de registros conectados a otros registros a través de enlaces. </li></ul><ul><li>Los datos se representan mediante una colección de registros (Nodos) </li></ul><ul><li>Las relaciones entre los datos se representan por enlaces (Punteros). </li></ul><ul><li>En esta estructura cualquier componente puede relacionarse con cualquier otro. </li></ul>MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOS 7492837 Ana Calle 1 A1 Ing. Civil 9836384 Pedro Avenida 3 8038464 José Urb. Los … A3 Ing. Químico
  25. 25. MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOS <ul><li>MODELO JERARQUICO </li></ul><ul><li>Características </li></ul><ul><li>Los datos se representan por un colección de registros. </li></ul><ul><li>Las relaciones se representan por enlaces. </li></ul><ul><li>Los archivos están organizados como una colección de árboles, donde el nivel más alto del árbol se denomina raíz. Cada nodo representa un registro con sus correspondientes campos. </li></ul><ul><li>La representación gráfica de este modelo se realiza mediante la creación de un árbol invertido, los diferentes niveles quedan unidos mediante relaciones. </li></ul>7492837 Ana Calle 1 A1 Ing. Civil 9836384 Pedro Avenida 3 A3 Ing. Químico A3 Ing. Químico 8038464 José Urb. Los …
  26. 26. MODELO RELACIONAL Se representa una o mas tablas que contienen los datos y las relaciones entre los diferentes datos. MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOS <ul><li>CARACTERISTICAS DE UNA TABLA </li></ul><ul><li>Colección de registros en una base de datos. </li></ul><ul><li>Una tabla tiene múltiples columnas. </li></ul><ul><li>Cada columna tiene un nombre único y contiene conjunto de datos. </li></ul><ul><li>Cada conjunto de datos se denomina fila. </li></ul><ul><li>Un valor se obtiene por la intersección de una fila y de una columna. </li></ul>No usa punteros o enlaces, en su lugar, relaciona registros mediante los valores que ellos contienen. REGISTROS DE ESTUDIANTES Cedula Nombre Dirección Código_ disciplina 7492837 Ana Calle 1 A1 9836384 Pedro Avenida 3 A3 8038464 José Urb. Los … A3 DISCIPLINAS Código_ disciplina Disciplina A1 Ing. Civil A2 Medicina A3 Ing. Químico
  27. 27. MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOS MODELO DE RED - EJEMPLO
  28. 28. MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOS MODELO JERARQUICO - EJEMPLO
  29. 29. MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOS MODELO RELACIONAL - EJEMPLO
  30. 30. <ul><li>SEGÚN EL NUMERO DE USUARIOS </li></ul><ul><li>Monousuario </li></ul><ul><li>Multiusuario </li></ul>OTRAS CLASIFICACIONES DE LOS SGBD <ul><li>SEGÚN EL ALMACENAMIENTO DE LA BASE DE DATOS </li></ul><ul><li>Estos modelos se usan para describir datos en los niveles lógico y de vistas. </li></ul><ul><li>Centralizado: </li></ul><ul><li>La base de datos y el SGBD residen en un único computador. </li></ul><ul><li>Distribuido: </li></ul><ul><ul><li>L a base de datos y el software del SGBD pueden estar repartidos en varios computadores conectados en red. Y según el tipo de SGBD se distinguen los siguientes: </li></ul></ul><ul><ul><li>Homogéneos: </li></ul></ul><ul><ul><li>Todos los computadores usan el mismo SGBD. </li></ul></ul><ul><ul><li>Heterogéneos: </li></ul></ul><ul><ul><li>Cada computador puede tener un software de SGBD distinto. </li></ul></ul><ul><li>SEGÚN EL PROPÓSITO </li></ul><ul><li>Estos modelos se usan para describir datos en los niveles lógico y de vistas. </li></ul><ul><li>General: Cualquier aplicación utiliza el SGBD . </li></ul><ul><li>Especifico: Se construyen para determinadas aplicaciones (OLTP) </li></ul>

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