BASES DE DATOS
Clase 2
Conceptos Básicos
Gloria Lucía Giraldo Gómez
Universidad Nacional de Colombia
glgiraldog@unalmed.ed...
Un poco de historia …
Sistemas de archivos:
 Surgieron a raíz de la necesidad de almacenamiento de la
información para su...
Un poco de historia …
Procesamiento
de
Usuario del
Archivo de Clientes

Clientes

Archivo
de
Clientes

Procesamiento
de
Pr...
Un poco de historia …
¿Por qué surgieron los sistemas de Bases de
Datos?
 Necesidad de solucionar las debilidades de los
...
… Antes
Dpto. Personal

Empleados

Dpto. Ventas
Clientes

Ventas

Dpto. Contabilidad
Cuentas

Inventario

Personal
Ventas
...
Definición



Una base de datos es un conjunto
estructurado de datos coherentes
Colección disponible de
información

Base...
Definición



Una base de datos es un conjunto
estructurado de datos coherentes
Colección organizada en
subconjuntos, en ...
Definición



Una base de datos es un conjunto
estructurado de datos coherentes
No hay contradicción entre los
datos liga...
Definición



Un Sistema de Gestión de Bases de
Datos (SGBD) es un software que
permite manipular las bases de datos
•Con...
Sistema de Gestión de Bases de Datos


Propiedades fundamentales








Independencia de los datos (OJO es muy imp...
Algunas definiciones


Esquema de una Base de Datos: Cuando una base de
Datos
Datos es diseñada interesa definir una estr...
Algunas definiciones






Usuario final: El que interactúa con la base de
datos, por lo general a través de aplicacion...
Funciones y componentes principales de un
SGBD
Peticiones
Peticiones
DML planeadas

Procesador
DML

Esquemas
externos

DML...
Componentes funcionales de un SGBD






Metadatos o Diccionario de Datos (D.D): Contiene el esquema
de la B.D, los usu...
Componentes funcionales de un SGBD


Manejador de almacenamiento tiene dos
componentes:
-Manejador de archivos  recupera...
SGBD - Funciones


Soporta DML: Lenguaje para actualización,
almacenamiento y recuperación de datos






Ofrece optim...
Ventajas de un SGBD
1.
2.
3.
4.
5.

Reutilización de datos y programas
Control de redundancia
Estandarización ¿En qué sent...
Ventajas de un SGBD
6.

7.
8.
9.

Integridad (Se cumplen las reglas
establecidas  ¿Por quién?)
Seguridad
Rapidez de desar...
Desventajas de un SGBD
1.
2.
3.

4.

Tamaño
Susceptibilidad a fallas (Discutible)
Complejidad en la recuperación a fallas
...
Niveles de abstracción (ANSI/SPARC)
Vista usuario n

n esquemas
externos

Vista usuario 2

Nivel externo
confidencialidad
...
Nivel de Visión







Externo
El más cercano a los usuarios finales
Percepción de la base de datos por parte de
los ...
Nivel de Visión
Cada visión puede proporcionar diferentes
representaciones de los mismos datos
Visión Vendedor
Fechas con ...
Nivel de Visión
Algunas visiones de usuario pueden incluir:
 Datos Agrupados: Totales por Dpto.
Agrupados
 Datos Derivad...
Nivel de Visión




Los conceptos de dato derivado y calculado
podrían usarse indistintamente para
significar, en genera...
Nivel Conceptual








Mediador entre los otros 2 niveles
Interesante para el usuario especialista
Se ocupa de los ...
Nivel Conceptual







Es una visión completa de todos los requerimientos y
elementos de interés para la organización...
Nivel Físico






Interno
Más cercano a la máquina
Interesa al Administrador y al usuario
Especialista
Esquema físico...
Nivel Físico




Describe cómo los datos son almacenados
en términos de estructuras de datos
particulares
Se encarga de:...
Independencia de los datos








Es uno de los objetivos de la arquitectura
ANSI/SPARC
Permite modificar la definici...
Independencia de los datos


Física: inmunidad que tienen los usuarios y
las aplicaciones ante los cambios en la forma
de...
Independencia Física





Se presenta entre el nivel conceptual y el nivel físico
Un cambio en el esquema físico (usar ...
Independencia Lógica






Se presenta entre el nivel de visión y el nivel
conceptual
Significa que un cambio en el niv...
Independencia Lógica
Algunos de los posibles cambios en el nivel
conceptual:
 Adición de nuevos elementos (atributos,
ent...
Tendencias de los SGBD


Sistemas para el soporte para toma de decisiones (Data
Warehouse) y/o con capacidades deductivas...
RESUMEN







La descripción completa de una base de datos se
denomina esquema
Cada visión de usuario tiene su esquem...
RESUMEN




En teoría debería existir un lenguaje de
descripción para cada nivel*
En la práctica sin embargo en muchos
S...
Próximas clases


Modelos:


Modelo conceptual: el diseño de un modelo conceptual
parte de la especificación de requisit...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Clase 1

382

Published on

Presentación de asignatura

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
382
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
7
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide
  • {"10":"Generalmente las bases de datos manejan transacciones que deben cumplir una serie de propiedades, a las que, comúnmente, se les suele denominar como propiedades ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability): \n Atomicidad: garantiza que se ejecutan todas las acciones o que no se haga ninguna. \n Consistencia: garantiza que, aunque haya muchos usuarios accediendo a la base de datos de manera concurrente, se mantenga la integridad de la información.  \n Aislamiento: garantiza que las transacciones que se están realizando concurrentemente en el sistema no interfieran entre ellas. \n Durabilidad: garantiza que una transacción que finaliza correctamente queda adecuadamente reflejada. Además, el sistema será capaz de recordar todas la transacciones que han sido realizadas. \n"}
  • Clase 1

    1. 1. BASES DE DATOS Clase 2 Conceptos Básicos Gloria Lucía Giraldo Gómez Universidad Nacional de Colombia glgiraldog@unalmed.edu.co Bloque anexo al M8 Oficina 313 Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 1
    2. 2. Un poco de historia … Sistemas de archivos:  Surgieron a raíz de la necesidad de almacenamiento de la información para su correspondiente reutilización (persistencia) persistencia Desventajas:  Redundancia de los datos  Los archivos están separados unos de otros (no se pueden “combinar” fácilmente)  Alto costo para la propagación de cambios  Inconsistencia debido a actualizaciones simultáneas Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 2
    3. 3. Un poco de historia … Procesamiento de Usuario del Archivo de Clientes Clientes Archivo de Clientes Procesamiento de Préstamos Usuario del Archivo de Préstamos Archivo de Préstamos Por cada préstamo se guarda la información del cliente correspondiente: Redundancia Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 3
    4. 4. Un poco de historia … ¿Por qué surgieron los sistemas de Bases de Datos?  Necesidad de solucionar las debilidades de los sistemas de archivos  Capacidades:      Bases de datos I Manejo de persistencia Soporte por lo menos de un modelo de datos Soporte de un lenguaje de alto nivel que permita manipular y definir la estructura de la información Control de acceso Evitar inconsistencias al compartir la información Universidad Nacional de Colombia 4
    5. 5. … Antes Dpto. Personal Empleados Dpto. Ventas Clientes Ventas Dpto. Contabilidad Cuentas Inventario Personal Ventas … Ahora SGBD Contabilidad Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia BASE DE DATOS Empleados Clientes Ventas Inventario Cuentas 5
    6. 6. Definición  Una base de datos es un conjunto estructurado de datos coherentes Colección disponible de información Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 6
    7. 7. Definición  Una base de datos es un conjunto estructurado de datos coherentes Colección organizada en subconjuntos, en función de ligas y de relaciones entre las diferentes informaciones (estructura lógica) Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 7
    8. 8. Definición  Una base de datos es un conjunto estructurado de datos coherentes No hay contradicción entre los datos ligados, no hay pérdida de información, aun sabiendo que hay una utilización compartida de los datos entre varios usuarios Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 8
    9. 9. Definición  Un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) es un software que permite manipular las bases de datos •Construir •Utilizar •Mantener •Reorganizar Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 9
    10. 10. Sistema de Gestión de Bases de Datos  Propiedades fundamentales       Independencia de los datos (OJO es muy importante) Acceso eficiente a los datos Integridad y seguridad de los datos Administración de los datos Acceso concurrente y recuperación en caso de « crash » Los SGBD deben cumplir con las propiedades ACID para las transacciones: Atomicity (Atomicidad: las transacciones son atómicas) Consistency (Consistencia: una transacción transforma un estado consistente de la BD en otro) Isolation (Aislamiento: las transacciones están aisladas entre si) Durability (Durabilidad: después que una transacción ha sido confirmada ella persiste) Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 10
    11. 11. Algunas definiciones  Esquema de una Base de Datos: Cuando una base de Datos Datos es diseñada interesa definir una estructura para ésta. Esta estructura permanece “estática” durante un gran período de tiempo, aunque puede sufrir modificaciones ocasionales  Instancia: Es la información que en un determinado instante Instancia del tiempo posee la base de datos y que cambia permanentemente (excepto en algunos tipos de bases de BD particulares) Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 11
    12. 12. Algunas definiciones    Usuario final: El que interactúa con la base de datos, por lo general a través de aplicaciones e interfaces Usuario especialista: El que diseña y programa aplicaciones para usuarios finales. DBA (Database Administrator): El que administra la base de datos. ¿Qué hace? Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 12
    13. 13. Funciones y componentes principales de un SGBD Peticiones Peticiones DML planeadas Procesador DML Esquemas externos DML No planeadas Procesador Lenguaje Consulta Peticiones compiladas Procesador DDL Optimizador Esquemas y transformaciones DDL: lenguaje de definición de datos DML: lenguaje de manipulación de datos Peticiones optimizadas Manejador de transacciones Manejador de almacenamiento Bases de datos I Datos y Metadatos Base de datos Universidad Nacional de Colombia Fuente: “Introducción a los sistemas de bases de datos” C.J. Date 13
    14. 14. Componentes funcionales de un SGBD    Metadatos o Diccionario de Datos (D.D): Contiene el esquema de la B.D, los usuarios, los permisos de acceso, etc. Son datos sobre los datos. Almacena la información que permite la traducción entre los 3 niveles de la Arquitectura ANSI/SPARC* Optimizador de consultas: Define el plan de ejecución de operaciones solicitadas por los usuarios, de tal manera que se lleven a cabo de la manera más eficiente posible Manejador de transacciones: Controla el acceso y la concurrencia de operaciones *Se verá mas adelante en el curso Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 14
    15. 15. Componentes funcionales de un SGBD  Manejador de almacenamiento tiene dos componentes: -Manejador de archivos  recupera desde disco los bloques que contienen la información solicitada por una transacción. -Manejador de buffer  mantiene en memoria principal la información más usada y decide cuando llevar a disco alguno de sus bloques. Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 15
    16. 16. SGBD - Funciones  Soporta DML: Lenguaje para actualización, almacenamiento y recuperación de datos    Ofrece optimización en la búsqueda de la información Soporta DDL : Lenguaje para definir los datos Metadatos (DD): Catálogo autodescriptivo, información sobre los objetos existentes en el sistema  Datos sobre los datos Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 16
    17. 17. Ventajas de un SGBD 1. 2. 3. 4. 5. Reutilización de datos y programas Control de redundancia Estandarización ¿En qué sentido? Consistencia (No hay redundancia) Es posible equilibrar las cargas de los requerimientos (establecer prioridades) Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 17
    18. 18. Ventajas de un SGBD 6. 7. 8. 9. Integridad (Se cumplen las reglas establecidas  ¿Por quién?) Seguridad Rapidez de desarrollo Mantenimiento y reingeniería: cambios en la estructura de datos sin cambiar los programas que los usan (hasta cierto punto) Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 18
    19. 19. Desventajas de un SGBD 1. 2. 3. 4. Tamaño Susceptibilidad a fallas (Discutible) Complejidad en la recuperación a fallas (Discutible) Puede llegar a trabajar en forma “lenta” debido a la cantidad de verificaciones que debe hacer Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 19
    20. 20. Niveles de abstracción (ANSI/SPARC) Vista usuario n n esquemas externos Vista usuario 2 Nivel externo confidencialidad Nivel conceptual integridad-coherencia Nivel interno gestión de acceso Vista usuario 1 Esquema lógico, resultado de un proceso de modelamiento Esquema físico Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 20
    21. 21. Nivel de Visión      Externo El más cercano a los usuarios finales Percepción de la base de datos por parte de los usuarios finales Tantas visiones como tipos de usuarios Cada visión de usuario final se puede caracterizar como un subesquema Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 21
    22. 22. Nivel de Visión Cada visión puede proporcionar diferentes representaciones de los mismos datos Visión Vendedor Fechas con formato: (dd-mm-yy) Bases de datos I Visión Contador BD Universidad Nacional de Colombia Fechas con formato: (yyyy-dd-mm) 22
    23. 23. Nivel de Visión Algunas visiones de usuario pueden incluir:  Datos Agrupados: Totales por Dpto. Agrupados  Datos Derivados: Derivados Sueldo total = básico + comisión  Datos Calculados: Calculados Edad de una persona (inferida a partir de su fecha de Nacimiento) Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 23
    24. 24. Nivel de Visión   Los conceptos de dato derivado y calculado podrían usarse indistintamente para significar, en general, que un dato se genera a partir de otro(s) Pueden haber a su vez datos agregados derivados, datos agregados calculados etc. Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 24
    25. 25. Nivel Conceptual      Mediador entre los otros 2 niveles Interesante para el usuario especialista Se ocupa de los datos almacenados en la base de datos física y las relaciones entre ellos Descripción semántica de los datos que conforman la base de datos Soporta a cada visión de usuario externa Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 25
    26. 26. Nivel Conceptual     Es una visión completa de todos los requerimientos y elementos de interés para la organización Debe incluir restricciones sobre los datos La descripción del nivel conceptual no debe tener detalles dependientes del almacenamiento* Tiene asociado un lenguaje de alto nivel * Sin embargo en algunos SGBD esto no se logra expresar de esta manera… Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 26
    27. 27. Nivel Físico     Interno Más cercano a la máquina Interesa al Administrador y al usuario Especialista Esquema físico: Descripción y tipos de datos: tamaño y precisión, tipos de índices y de estructuras de almacenamiento concretas que se manejan, de acuerdo con un SGBD particular Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 27
    28. 28. Nivel Físico   Describe cómo los datos son almacenados en términos de estructuras de datos particulares Se encarga de: - Reservar espacio para datos e índices - Compresión de datos - Técnicas de encriptamiento de datos Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 28
    29. 29. Independencia de los datos     Es uno de los objetivos de la arquitectura ANSI/SPARC Permite modificar la definición de un nivel sin afectar (en lo posible) el nivel inmediatamente superior Sin independencia de datos se requeriría mucho esfuerzo para cambiar las aplicaciones de tal forma que se adaptasen a la nueva estructura de la base de datos. Hay dos tipos: física y lógica Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 29
    30. 30. Independencia de los datos  Física: inmunidad que tienen los usuarios y las aplicaciones ante los cambios en la forma de almacenar físicamente los datos.  Conceptual o lógica: inmunidad que poseen los usuarios y las aplicaciones ante los cambios en la estructura lógica de la base de datos Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 30
    31. 31. Independencia Física    Se presenta entre el nivel conceptual y el nivel físico Un cambio en el esquema físico (usar otras estructuras de almacenamiento) no conduce a cambios en el esquema conceptual Ej. Cambio en la forma de almacenar un índice: B+ por Hashing, ¿con qué propósito se hace un cambio de este tipo? Inmunidad del esquema conceptual ante cambios del esquema físico Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 31
    32. 32. Independencia Lógica    Se presenta entre el nivel de visión y el nivel conceptual Significa que un cambio en el nivel conceptual no debe conllevar a un cambio en el nivel de visión Es más difícil de lograr. ¿Por qué? Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 32
    33. 33. Independencia Lógica Algunos de los posibles cambios en el nivel conceptual:  Adición de nuevos elementos (atributos, entidades etc.)  Eliminación de elementos  Puede afectar a los subesquemas externos Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 33
    34. 34. Tendencias de los SGBD  Sistemas para el soporte para toma de decisiones (Data Warehouse) y/o con capacidades deductivas y bases de datos temporales  Manejar información multimedial: Imágenes, audio, videos  Bases de datos orientadas a objetos y objeto-relacionales  Manejar información georeferenciada: Información Geográficos (SIG)  Manejo de información documental: Motores de búsqueda, sistemas para el manejo de documentos.  Bases de datos nativas para XML Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia Sistemas de 34
    35. 35. RESUMEN     La descripción completa de una base de datos se denomina esquema Cada visión de usuario tiene su esquema (subesquema), existe un esquema conceptual y uno interno Existen correspondencias (“mappings”) - Entre cada subesquema externo y el conceptual - Entre el esquema conceptual y el interno Estas correspondencias le permiten al SGBD por ejemplo saber un registro conceptual con qué registro(s) del nivel físico se corresponde Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 35
    36. 36. RESUMEN   En teoría debería existir un lenguaje de descripción para cada nivel* En la práctica sin embargo en muchos SGBD el esquema conceptual queda fusionado con la especificación del esquema interno. * No siempre sucede así en los SGBD actuales… Bases de datos I Universidad Nacional de Colombia 36
    37. 37. Próximas clases  Modelos:  Modelo conceptual: el diseño de un modelo conceptual parte de la especificación de requisitos     Bases de datos I Ingeniería de requisitos Modelos conceptuales: E/A, semántico Modelos Lógicos: Relacional Modelos físicos: dependientes del SGBD Universidad Nacional de Colombia 37
    1. A particular slide catching your eye?

      Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

    ×