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Introducción a los SGBD
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Introducción a los SGBD

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  • 1. Diseño y Gestión de las Bases de Datos Carreras: – Programador en Sistemas Administrativos y Técnico en Informatica Aplicada Curso: 2º Año Fundamentación El Diseño y Gestión de Bases de Datos, es un espacio destinado a dominar los bancos dedatos, tan utilizados en la actualidad por su versatilidad en la importación y exportación de información; que pueden organizarse para su almacenamiento en la memoria de un ordenador o computadora, y diseñados de forma que se facilite su mantenimiento y acceso. Los contenidos, han sido desarrollados presuponiendo que el alumno no tiene conocimientos previos sobre el Diseño y la Gestión de Bases de Datos, sin importar cual sea su nivel de experiencia en computación y en el análisis de datos, se beneficiará con las actividades incluidas; siempre acompañadas por la explicación de sus fundamentos teóricos, analizando la realidad en la que vive, a partir del conocimiento y la comprensióncrítica de situaciones problemáticas reales; apuntando a la profundización en el uso, diseñoy mantenimiento de estos bancos de datos, mediante el uso racional, organizado y creativo de los recursos materiales y teóricos para brindar respuestas a las necesidades y a las demandas sociales en lo que respecta a producción, distribución y uso de bienes y servicios.
  • 2. Expectativas de LogrosAl finalizar este espacio el alumno habrá adquirido conocimientos sólidos para: Actuar como un productor, usuario y consumidor reflexivo y crítico en una sociedad altamente influenciada por las nuevas tecnologías. Adquirir conocimientos que le permitan discernir sobre la utilización de los controles de las herramientas utilizadas más convenientes para cada situación problemática real. Conocer los procesos a través de los cuales podrá manipular bancos de datos: Almacenamiento de Información: Tablas. Consultas. Informes. Etiquetas. Formularios. Códigos. Resolver situaciones problemáticas, especificando el problema, las variables para la formulación de objetivos y seleccionar instrumentos para la recolección de información, análisis de datos y comunicación de resultados. Utilizar inteligentemente diferentes medios y herramientas para el Diseño y Gestión de Bases de Datos.
  • 3. Régimen de Correlatividades Condiciones para cursar la MateriaTener regularizada “Introducción a los Procesos y Sistemas” y“Lógica Matemática” correspondiente al Primer año de estudios. Condiciones para regularizar la Materia 75 % de Asistencia 100% de Trabajos Prácticos Entregados 75% de Trabajos Prácticos Aprobados Aprobados los parciales Condiciones para Rendir la MateriaTener aprobada “Introducción a los Procesos y Sistemas” y “LógicaMatemática” correspondiente al Primer año de estudios.
  • 4. Sistemas Gestores de Bases de DatosIntroducción Los recursos de información, y los mecanismos necesarios para su interrogación, resultaron ser uno de los objetivos fundamentales en los sistemas de información que debían hacer frente a grandes cantidades de documentos e información en diferentes formatos y soportes. La gestión del gran volumen de datos demanda una teoría sobre la organización de esos datos para alcanzar la máxima efectividad posible.
  • 5. Uno de los componentes principales de estos sistemas son las bases de datos. Es imposible la existencia de un sistema de información sin una base de datos, que cumple la función de "memoria", en todas sus acepciones posibles, del sistema. Las bases de datos son tratadas utilizando los Sistemas Gestores de Bases de Datos o SGBD. Antes de aparecer los SGBD, la informaciónse trataba y gestionaba utilizando los sistemas de gestión de ficheros.
  • 6. Gestión de Archivos• La gestión de archivos presentaba inconvenientes:  Redundancia e inconsistencia de los datos.  Dependencia de los datos, física-lógica.  Dificultada para tener acceso a los datos, proliferación de programas.  Separación y aislamiento de los datos.  Dificultad para el acceso recurrente.  Dependencia de la estructura del fichero con el lenguaje de programación.  Problemas con la seguridad de los datos.  Problemas con la integridad de los datos.
  • 7. Datos En el mundo real En el mundo de los Datos Representaciones de sucesos y Registros y datos deobjetos que representan algún tipo eventos. de entidad existente y sobre los atributos. En ambos escenarios se puede incluso distinguir una tercera faceta: aquella que comprende las definiciones de las entidades externas, o bien las definiciones de los registros y de los datos.
  • 8. Base de Datos"Colección de datos correspondientes a las diferentes perspectivas de un sistema de información (de una empresa o institución), existentes en algún soporte de tipofísico (normalmente de acceso directo), agrupados en una organización integrada y centralizada en la que figuran no sólo los datos en sí, sino también las relaciones existentes entre ellos, y de forma que se minimiza la redundancia y se maximiza la independencia de los datos de las aplicaciones que los requieren." (GUILERA, 1993: 377) "Una base de datos es una colección de datos estructurados según un modelo que refleje las relaciones y restricciones existentes en el mundo real. Los datos, que han de ser compartidos por diferentes usuarios y aplicaciones, deben mantenerse independientes de éstas, y su definición y descripción han de ser únicas estandoalmacenadas junto a los mismos. Por último, los tratamientos que sufran estos datos tendrán que conservar la integridad y seguridad de éstos." (MOTA, CELMA y CASAMAYOR, 1994: 9)
  • 9. Sistemas Gestores de Bases de Datos El SGBD es una aplicación que permite a los usuarios definir, crear y mantener la BD y proporciona un acceso controlado a la misma Sus objetivos son: • Independencia de los datos: las aplicaciones no deben verse afectadas por cambios en la estructura de los datos. • Integridad de los datos: los datos deben cumplir ciertas restricciones que aseguren su correcta introducción, modificación y borrado. • Seguridad: establecer diferentes niveles de acceso a los datos a diferentes tipos de usuarios. Debe proporcionar los siguientes servicios: • Creación y definición de las bases de datos. • Manipulación de los datos. • Acceso controlado a los datos mediante mecanismos de seguridad. • Mantener integridad y consistencia de los datos. • Acceso compartido a las bases de datos. • Mecanismos de copias de respaldo y recuperaciñon de los datos.
  • 10. Componentes de un SGBD Lenguajes • Lenguaje de definición de datos (DDL) • Lenguaje de manipulación de datos (DML) Diccionario de datos • Lugar donde se deposita información sobre todos los objetos que forman la base de datos (estructura lógica y física de los datos, definiciones de todos los objetos de la base de datos)
  • 11. Componentes de un SGBD Seguridad e integridad de los datos • Garantizar la protección de los datos contra accesos no autorizados • Ofrecer mecanismos para implantar restricciones de integridad • Propocionar herramientas y mecanismos para la planificación y realización de copias de seguridad • Recuperar la base de datos llevándola a un estado consistente • Asegurar el acceso recurrente
  • 12. Componentes de un SGBD  Usuarios • De la categoria DBA (administradores) • De tipo RESOURCE, que pueden crear sus propios objetos y tener acceso a los objetos sobre los que se les ha consedido permiso • De tipo CONNECT, que solamente pueden utilizar los objetos a los que se les ha concedido permiso Todos los SGBD proporcionan una serie de herramientas de administración y permiten a los administradores la gestión delas bases de datos y gestión de usuarios y permisos entre otros.
  • 13. Arquitectura de los SGBD El comité ANSI-SPARC propuso una arquitectura de tres Niveles: 1. Nivel interno: es el más bajo de abstracción, y define cómo se almacenan los datos en el soporte físico, así como los métodos de acceso. 2. Nivel conceptual: es el nivel medio de abstracción. Se trata de la representación de los datos realizada por la organización, que recoge las vistas parciales de los requerimientos de los diferentes usuarios y las aplicaciones posibles. Se configura como visión organizativa total, e incluye la definición de datos y las relaciones entre ellos. 3. Nivel externo: es el nivel de mayor abstracción. A este nivel corresponden las diferentes vistas parciales que tienen de la base de datos los diferentes usuarios. En cierto modo, es la parte del modelo conceptual a la que tienen acceso.
  • 14. Arquitectura de los SGBD
  • 15. Modelos de DatosLa entidad existente en el mundo real es objeto de un doble tratamiento,desde el momento en que convierte en objeto de la base de datos. Tratamiento de datos de una entidad Nivel Lógico Nivel FísicoTrabaja en los aspectos referidos Lo trabajado en el nivel logico se va a a la identificación de las plasmar en la organización, acceso características de la entidad, y almacenamiento de los datos su descripción y organización. en un soporte físico.
  • 16. Modelos de DatosConcepto• Se denomina modelo: "...al instrumento que se aplica a una parcela del mundo real (universo del discurso) para obtener una estructura de datos a la que denominamos esquema. Esta distinción entre el modelo (instrumento) y el esquema (resultado de aplicar el instrumento) es importante... Es importante también distinguir entre mundo real y universo del discurso, ya que este último es la visión que del mundo real tiene el diseñador... podemos definir un modelo de datos como un conjunto de conceptos, reglas y convenciones que nos permiten describir los datos del universo del discurso." (MIGUEL y PIATTINI, 1993: 162)
  • 17. Modelos de DatosObjetivos• 1. Formalización: definir formalmente las estructuras permitidas y las restricciones a fin de representar los datos de un SI (condición).• 2. Diseño: el modelo resultante es un elemento básico para el desarrollo de la metodología de diseño de la base de datos.
  • 18. Modelos de DatosTiposEs el enfoque utilizado para la representación de las entidades y sus características dentro de la base de datos. – 1. Modelos lógicos basados en objetos – 2. Modelos lógicos basados en registros – 3. Modelos físicos de datos: muy poco usados, son el modelo unificador y el de memoria de elementos. Algunos autores definen estos modelos como "modelos de datos primitivos"
  • 19. Modelos Lógicos basados en Objetos El modelo El modelo Entidad-Relación (E-R) Orientado a Objetos Se basa en una También se basa en objetos, percepción que contienen valores y métodos, del mundo compuesta entendidos como órdenes que por objetos, actúan sobre los valores, llamados Entidades, Entidades en nivelesy relaciones entre ellos. de anidamiento. Las entidades Los objetos se agrupan en clases, se diferencian relacionándose mediante unas de otras a el envío de mensajes. través de atributos
  • 20. Modelos Lógicos basados en ResgistrosSe usan para especificar la estructura lógica global de la BD, estructurada en registros de formato fijo de varios tipos Relacional De Red Jerárquico Representa los datos Está formado y sus relaciones por colecciones de Es similar al mediante tablas registros, de red, bidimensionales, relacionados pero los registros que contienen mediante se organizan datos punteros o ligas como colecciones tomados de los en grafos de árboles dominios arbitrarios correspondientes
  • 21. Modelos de DatosLos diferentes modelos de datos comparten, aunque con diferentes nombres y notaciones, unos elementos comunes, componentes básicos de la representación de la realidad que realizan. Estos componentes se identifican gracias a la clasificación. Pueden identificarse Conceptos estáticos y Conceptos dinámicos. Conceptos Conceptos Estáticos Dinámicos 1. Objeto 1. Operación 2. Relación 2. Transacción 3. Restricción estática 3. Restricción dinámica 4. Objeto compuesto 5. Generalización
  • 22. Modelos de Datos • Objeto: cualquier entidad con existencia independiente sobre el que almacenan datos. Puede ser Simle o Compuesto. 2. Relación: asociación entre objetos. 3. Restricción estática: propiedad estática del mundo queConceptos sólo se da en la base de datos; suele corresponder a valoresEstáticos u ocurrencias, y puede ser sobre atributos, entidades y relaciones. 4. Objeto compuesto: nuevos objetos dentro de la base de datos, que parten de otros existentes, mediante diferentes mecanismos. 5. Generalización: las características de diferentes entidades pueden resultar comunes entre ellas. 1. Operación: acción básica sobre objetos o relaciones (crear,Conceptos modificar, eliminar...). 2. Transacción: operaciones que deben ejecutarse en su conjunto.Dinámicos 3. Restricción dinámica: propiedades del mundo real que restringen la evolución en el tiempo de la base de datos.
  • 23. Modelos de Datos
  • 24. Modelos de Datos
  • 25. Creación de Bases de Datos Construcción del Modelo y del Esquema Conceptual Análisis y descripción de la realidad, no con datos, y suele contener listas1- Esquema conceptual de tipos de entidades, de las relaciones existentes entre esas entidades y de las restricciones de integridad que se aplican sobre ellas Identificación de los datos  análisis de datos (definición y clasificación, 2- Esquema de la BD Dicc. De Datos)  Especificación de los paquetes de E/S. Asegura la integración de toda la información contenida en el sistema., reuniendo información sobre los datos almacenados, sus descripciones,3- Diccionario de significados, restricciones, usos, etc., y los directorios de datos,Recursos de Información subsistemas del sistema de gestión, encargados de describir dónde y cómo se almacenan los datos4- Tratamiento de Datos Representación gráfica orientada a la obtención de las estructuras de datos de forma metódica y sencilla, agrupando esos datos en entidades identificables e individualizables, y será reflejo del sistema de información en estudio.
  • 26. Diagrama Entidad/RelaciónLa definición del modelo conceptual con la técnica propuesta por Chen propone una secuencia de fases para la obtención del modelo:• Identificar las entidades dentro del sistema: para ello, debe conocerse el funcionamiento del sistema en estudio, a través de estudios de usuarios, de necesidades de información, de tipos de información, etc.• Determinar las claves o identificadores de entidades: señalar aquellos atributos que identifiquen inequívocamente cada ocurrencia de la entidad, y que no puedan ofrecer valores nulos.• Establecer las relaciones entre las entidades: describiendo el grado de las mismas: estudiar las asociaciones entre las entidades, para definir su importancia dentro del contexto del sistema.• Dibujar el modelo de datos: representar gráficamente el modelo obtenido.• Identificar y describir los atributos de cada entidad: señalar aquellas propiedades de la entidad de interés para el sistema.• Verificaciones: eliminación de las relaciones redundantes y que puedan ser obtenidas a través de combinar otras asociaciones• Normalización: reducir las inconsistencias y redundancias de los datos, facilitar el mantenimiento y evitar las anomalías en las manipulaciones de datos.
  • 27. Diagrama Entidad/RelaciónEjemplo de un modelo obtenido
  • 28. Los SGBD Para plasmar los tres niveles en el enfoque o modelo de datos seleccionado, es necesaria una aplicación que actúe de interfaz entre el usuario, los modelos y el sistema físico. Esta es la función que desempeñan los SGBD, y que pueden definirsecomo un paquete generalizado de software, que se ejecuta en un sistemacomputacional anfitrión, centralizando los accesos a los datos y actuando de interfaz entre los datos físicos y el usuario.Las principales funciones que debe cumplir un SGBD se relacionan con la creación y mantenimiento de la base de datos, el control de accesos, la manipulación de datos de acuerdo con las necesidades del usuario, elcumplimiento de las normas de tratamiento de datos, evitar redundancias e inconsistencias y mantener la integridad.
  • 29. TRABAJO EN GRUPOPropuesta de un método estándar de diseño. Aplicación Práctica
  • 30. Ejercicio Nº 1 1- A partir del siguiente enunciado se desea realizar el modelo E/R: “Se desea informatizar la gestión de una empresa de transportes que reparte paquetes por toda España. Los encargados de llevar los paquetes son los camioneros, de los que se quiere guardar el dni, nombre, teléfono, dirección, salario y población en la que vive. De los paquetes transportados interesa conocer el código de paquete, descripción,destinatario y dirección del destinatario. Un camionero distribuye muchos paquetes, y un paquete sólo puede ser distribuido por un camionero.De las provincias a las que llegan los paquetes interesa guardar el código de provincia y el nombre. Un paquete sólo puede llegar a una provincia. Sin embargo, a una provincia pueden llegar varios paquetes.De los camiones que llevan los camioneros, interesa conocer la matrícula, modelo, tipo y potencia. Un camionero puede conducir diferentes camiones en fechas diferentes, y un camión puede ser conducido por varios camioneros”.Solución :1- Identificación de las Entidades: CAMIONEROS – PAQUETE – PROVINCIAS – CAMION2- Definición de los atributos de cada entidad: CAMIONEROS: DNI, Nombre, Teléfono,Dirección, Salario y Población. PAQUETE: Código, Descripción, Destinatario y DirecciónDestinatario. PROVINCIAS: Código y Nombre. CAMION: Matrícula, Modelo, Tipo y Potencia.3- Definición de Campos Claves: CAMIONEROS DNI, PAQUETE  Código, PROVINCIAS Código, CAMION  Matrícula.
  • 31. 4- Relaciones o Dependencias funcionales: Un camionero distribuye muchos paquetes , y unpaquete sólo puede ser distribuido por un camionero = N:1. Un paquete sólo puede llegar a unaprovincia y a una provincia pueden llegar varios paquetes = 1:N. Un camionero puede conducirdiferentes camiones en fechas diferentes , y un camión puede ser conducido por varios camioneros = N:M5- Representación Gráfica: DEPEN ENTIDAD DENCIA FUNCIO NAL Relaciones: ATRIBUTO 1:1  A un registro de una entidad le corresponde un unico registro de la entidad relacionada 1:N  A un registro de una entidad le corresponden varios Flujo de Datos registros de la entidad relacionada N:M  A varios registros de una entidad le corresponden varios registros de la entidad relacionada
  • 32. Dni (PK) N:M Nombre Matrícula (PK) Tel CAMIONERO (0,n) Conduce (0,m) CAMIÓN Modelo Dirección Tipo Salario Potencia Población (0,1) 1:N Distribuye (1,N)Código (PK) 1:NDescripción (0,n) (1,1)Destinatario Llegan PROVINCIA Código (PK) PAQUETEDirDestin Nombre
  • 33. Ejercicio Nº 2 A partir del siguiente enunciado diseñar el modelo entidad-relación. “Se desea diseñar la base de datos de un Instituto. En la base de datos se desea guardar los datos delos profesores del Instituto (DNI, nombre, dirección y teléfono). Los profesores imparten módulos, y cada módulo tiene un código y un nombre. Cada alumno está matriculado en uno o varios módulos. De cada alumno se desea guardar el nº de expediente, nombre, apellidos y fecha de nacimiento. Los profesores pueden impartir varios módulos, pero un módulo sólo puede ser impartido por un profesor. Cada curso tiene un grupo de alumnos, uno de los cuales es el delegado del grupo”. Ejercicio Nº 3 A partir del siguiente supuesto diseñar el modelo entidad-relación: “Se desea diseñar una base de datos para almacenar y gestionar la información empleada por una empresa dedicada a la venta de automóviles, teniendo en cuenta los siguientes aspectos: La empresa dispone de una serie de coches para su venta. Se necesita conocer la matrícula, marca y modelo, el color y el precio de venta de cada coche.Los datos que interesa conocer de cada cliente son el Código , nombre, dirección, ciudad y número de teléfono, además, los clientes se diferencian por un código interno de la empresa que se incrementa automáticamente cuando un cliente se da de alta en ella. Un cliente puede comprar tantos coches como desee a la empresa. Un coche determinado solo puede ser comprado por un único cliente. El concesionario también se encarga de llevar a cabo las revisiones que se realizan a cada coche. Cada revisióntiene asociado un código que se incrementa automáticamente por cada revisión que se haga. De cada revisión se desea saber si se ha hecho cambio de filtro, si se ha hecho cambio de aceite, si se ha hecho cambio de frenos u otros. Los coches pueden pasar varias revisiones en el concesionario”.

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