01 Conceptos y Arquitectura SMBD
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Conceptos y Arquitectura Sistemas Manejadores de Bases de Datos
Ing. Luis Reyes DBD1 1
Sistemas Manejadores de Base de datosCONCEPTO DE BASE DE DATOS: Es una coleccin de datos relacionados que representa informacin operacional de una organizacin. Tiene las siguientes propiedades implcitas: * Una base de datos es diseada, creada y poblada con datos para un propsito especfico. * Una base de datos puede ser de cualquier tamao y de complejidad variable. Cmo se genera una base de datos? La base de datos puede ser generada y mantenida manualmente o por medio de una computadora. Una base de datos computarizada puede ser creada y mantenida por un grupo de programas de aplicacin escritos especficamente para esta tarea o por un sistema manejador de base de datos. Una base de datos representa algn aspecto del mundo real, algunas veces llamado minimundo, cambios en el minimundo son reflejados en la base de datos.
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CARACTERSTICAS DEL ENFOQUE DE BASES DE DATOS: Un sistema de base de datos tiene naturaleza autodescriptiva (metadatos). Aislamiento entre programas y datos (Abstraccin de datos). Soporte de mltiples vistas de los datos. Capacidad para compartir los datos. Procesamiento de las transacciones multiusuario.
IMPLICACIONES DEL USO DEL ENFOQUE DE BASES DE DATOS: Potencialidad para definir estndares Desarrollo de aplicaciones en tiempo reducido Flexibilidad Disponibilidad de la informacin actualizada Generacin de ahorro (tiempo, procesos, etc.)
SISTEMA MANEJADOR DE BASE DE DATOS(SMBD) (DBMS): Es un software de sistemas que tiene como propsito general facilitar el proceso de definir, construir y manipular bases de datos que se utilizan para diferentes tipos de aplicaciones. Componentes de software principales asociados a un SMDB : Generadores de aplicacin. Lenguajes de cuarta generacin (4GL). Software de consulta a la base de datos. Generadores de reportes y pantallas. Ejemplos de software: Informix 4GL, Oracle, SQL server...Usuarios/Programadores
Nivel Externo Nivel Conceptual Nivel Interno
Programas de Aplicacin/QueriesSoftware para procesar programas/queries Software para accesar datos almacenados
Esquema del ambiente de un DBMS Los niveles estn conectados lgicamente
Definicin de la base de datos (Metadatos)
Base de datos almacenada
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PROCESOS RELACIONADOS CON LOS SMBD: *Definir la base de datos significa la declaracin de: Los tipos de datos La estructura Las restricciones de los datos a ser almacenados en la base de datos. * Crear o construir la base de datos: es el proceso de almacenar los datos en algn medio de almacenamiento, esto es controlado por el SMBD. * Manipular una base de datos incluye funciones como: Consultar la base de datos para obtener algunos datos especficos. Actualizar la base de datos para reflejar cambios en el minimundo. Generar reportes de los datos. Eliminar algunos datos
CAPACIDADES QUE DEBE OFRECER UN SMBD:
Control de redundancias. Restriccin de accesos no autorizados Proporcionar mltiples interfaces de usuario. Representar relaciones complejas entre datos. Forzar el uso de restricciones de integridad. Proporcionar mtodos de respaldos y recuperacin. CUANDO NO UTILIZAR UN SMBD
* La base de datos y aplicaciones son simples, bien definidas y se requieren pocos cambios. * No es necesario el acceso de mltiples usuarios a los datos.
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Los tres niveles de arquitectura de un SMBDNivel Externo: Vista del usuario de aplicacin, definida por el usuario o el programador de aplicaciones en consulta con el DBA
Vista A
Vista B
Vista C
DBM S
Nivel conceptual: Definido por el DBA.
Vista Conceptual
DBMS/OSNivel Interno: Definido por el DBA para su optimizacin.
Vista Interna
Vista Externa: Nivel mas alto, visto por el programador de aplicaciones o el usuario, en esta vista solo porciones de la base de datos son de inters para el usuario o programador de aplicaciones, se representa por el esquema externo.
Vista Conceptual o global : En esta vista se incluyen todas las entidades de la base de datos y las relaciones entre ellas. La vista conceptual representa la base de datos entera, definida por el esquema conceptual.
Vista Interna: Nivel mas bajo de abstraccin de la base de datos, contiene la definicin del almacenamiento de registros, el mtodo de representacin de datos y el acceso utilizado, expresado por el esquema interno.
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Ejemplo: Se tiene una entidad de EMPLEADOS de una base de datos, con 2 aplicaciones una en el rea de pagos y otra en recursos humanos(correspondencia). Name User 1 RH Address Registro Lgico 1Name: String Soc_Sec_No:Key Department:String Address:String Skill:String Annual_Salary:integer
Name Soc_Sec_No Address Annual_Salary Registro Lgico 2 User 2 Pagos
Registro conceptual
DBA
Name: String length 25 offset 0 Soc_Sec_No:9,0 dec offset 25 Unique Department:String length 6 offset 34 Address:String length 51 offset 40 Skill:String length 20 offset 91 Annual_Salary:9,2 dec offset 111
Registro lgico
CODIFICACIN DE LOS ESQUEMASEsquema externo: Type EMPLOYEE = record EMPLOYEE.NAME:string; EMPLOYEE.Address:string end Type EMPLOYEE = record EMPLOYEE.NAME:string; EMPLOYEE.Soc_Sec_No:integer unique; EMPLOYEE.Address : string; EMPLOYEE.Salary : integer end
Esquema conceptual: Type EMPLOYEE = record EMPLOYEE.NAME:string; EMPLOYEE.Soc_Sec_No:integer primary key; EMPLOYEE.Department:string; EMPLOYEE.Address : string;; EMPLOYEE.Skill:string; EMPLOYEE.Annual_Salary : integer end
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Esquema interno: Type EMPLOYEE = record length 120 EMPLOYEE.NAME:string length 25 offset 0; EMPLOYEE.Soc_Sec_No:integer positive 9 dec digits offset 25 unique use forindex; EMPLOYEE.Department:string length 6 offset 34; EMPLOYEE.Address : string length 51 offset 40; EMPLOYEE.Skill:string length 20 offset 91; EMPLOYEE.Annual_Salary : integer positive 9,2 dec digits offset 111 end
Ejercicio: Existe una entidad de proveedores con los siguientes atributos Nombre de atributo Nmero Nombre Tipo Familia Contacto Crdito Direccin Tipo dato integer String integer integer string real,2 dec string posicin en el registro 0 -6 7-26 27-28 29-31 32-51 52-60 61-80
En el departamento de cuentas por pagar se tiene una aplicacin con los atributos siguientes: Catalgo= Nmero + Nombre + Credito Adems en el departamento de pagos a proveedores la aplicacin siguiente: Pagos = Nmero + Tipo + Direccin + Contacto Elaborar los esquemas a).- Externo, b).- Conceptual, c).- Interno
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COMPONENTES DE UN SMBDDDL(Data Definition Language) SMBD DML(Data Manipulation Language) Caractersticas: DDL: Utilizado para definir el esquema conceptual y proporciona detalles acerca de cmo implementar este esquema en los dispositivos fsicos utilizados para el almacenamiento de datos. * Diccionario de datos: contiene la informacin de los datos y es consultado por el SMBD antes de cualquier operacin de manipulacin. * Catlogo del Sistema o Directorio. *Metadata: Datos acerca de los datos, estructura de la base de datos. *Definir la base de datos significa la declaracin de: Los tipos de datos La estructura Las restricciones de los datos a ser almacenados en la base de datos.
DML: Lenguaje utilizado para manipular los datos, la primera de estas implementaciones es llamada Query.
DML
Recuperacin de datos Insercin de nuevos datos Borrar datos Modificar datos
Manipular una base de datos incluye funciones como: Consultar la base de datos para obtener algunos datos especficos Actualizar la base de datos Generar reportes de los datos. Eliminar algunos datos.
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USUARIOS DE UN SMBD* Naive users: Usuarios que no necesitan conocer la presencia de la base de datos, el usuario es instruido acerca de cmo operar una transaccin, sus operaciones son muy limitadas. Tambin se consideran los usuarios finales que trabajan con un programa de aplicacin de formularios tipo men. * On line users: Usuarios que se pueden comunicar directamente via computadora en lnea o indirectamente via interface del usuario y programas de aplicacin, conocen el sistema de base de datos y han adquirido un monto de experiencia. * Application Programmer: Programadores proffesionales quienes son responsables de desarrollar los programas de aplicacin que utilizarn los usuarios naive y en lnea, los programas de aplicacin pueden ser escritos en lenguajes como Assembler,C, COBOL,Pascal... * Data Base Administrator(DBA): El control centralizado de la base de datos es ejercido por una persona o grupo de personas bajo la supervisin de un administrador de alto nivel . Esta persona o grupo se conocen como DBA, son responsables de crear, modificar y mantener los tres niveles del DBMS. El DBA es el custodio de los datos y controla la estructura de la base de datos.
ESTRUCTURA DE UN DBMSData Manager: Es el software central del DBMS, convierte las operaciones en las consultas de los usuarios, via procesador query o indirectamente via programa de aplicacin, es responsable de la interfaz con el sistema de archivos. File Manager: Responsable de la estructura de los archivos y administra el espacio restante, tambin es responsable de localizar el bloque que contiene los registros requeridos, solicitndolo al disk manager. Disk Manager: Es parte del sistema operativo del host y realiza todas las operaciones fsicas de entradas y salidas, el disk manager transfiere el block o pgina requerido por el file manager.
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Recapitulando Base de datos:Conjunto unificado de informacin, que ser compartida por diferentes usuarios de la organizacin La funcin bsica de una base de datos es permitir el almacenamiento y la recuperacin de la informacin necesaria, para que las personas de la organizacin puedan tomar decisiones.
Arquitectura de un SISistema Ejecutivo Estratgico Sistema Apoyo a las Planeamiento Decisiones Operativo Sistemas TransaccionesEsquema Externo Esquema Externo Esquema Externo Esquema Conceptual Esquema Interno
Lista de eventos Cursograma
Diagrama de Flujo de Datos
Modelo Relacional
Diccionario de Datos
Transformador Externo /Conceptual
Transformador Conceptual / Interno
Transformador Interno / Almacenado
Basede Datos
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Sistema de Gestin de Base de Datos (SGBD o DBMS)Son programas de software para la administracin de las Bases de Datos; que permiten:almacenar, manipular y recuperar datos en una computadora. El SGBD tambin se encargar de la comunicacin entre el usuario y la base de datos, proporcionndole al usuario, los medios para: obtener informacin, introducir nuevos datos y actualizar los ya existentes.
Estructura de una Base de DatosLlave primaria Chile Per Dominio
Entidad
Legajo 1 2 3 4
Apellido Rimoli Lemos Salgado Ponce
Edad 33 44 55 66
Nacin
Chile Per Brasil Argentina
Registros
Atributos
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Estructura de una BD
Estructura de una BD
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Tipos de archivosArchivo Maestro: Guarda informacin sobre entidades y eventos esenciales para la organizacin (proveedores, ventas histricas)
Archivo de Transacciones acumular datos de eventos en el momento que ocurran (ventas, ordenes de compra, pagos, cobranzas)
Archivo de Control Permiten el anlisis de desempeo - Maestro + Transacciones - (Volumen de ventas por: producto, vendedor, cliente )
Archivo de Planeamiento contienen datos referentes a los niveles esperados de los datos existentes en los archivos maestros y de transacciones (programa de : ventas, compras, produccin, ppto. Financiero)
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Mtodos para el desarrollo de Sistemas de Informacin
Llave Primaria e ndices de acceso
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Herramientas para el desarrollo de SistemasLista de Eventos Diagrama de Flujo de Datos Diccionario de Datos Modelo Relacional de Datos Tablas de Decisin
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