Diseño de base de datos tema 1

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Módulo 3 Office Avanzado Programa Anual de Capacitación 2015 “Introducción a las Bases de Datos” Diseño de Base de Datos Dr. Luis Manuel Callejas Saénz

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Programa Anual deCapacitación 2015

“Introducción a las Bases de Datos”

Diseño de Base de DatosDr. Luis Manuel Callejas Saénz

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• Introducción• Evolución de las BD• Conceptos Básicos de BD• Sistemas Manejadores de Base de Datos

(SMBD)

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AGENDA

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• Evaluación Diagnostico• Actividad 1: Diseño de Arbol

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ACTIVIDADES

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• El participante conocera la dferencia entre un sistema manejador de archivos y una base de datos, así como la ruta historica que han tenido estos sistemas y los conceptos basicos de una base de datos y un SMBD

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OBJETIVOS

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• Todas las empresas requieren almacenar información. Desde siempre lo han hecho. La información puede ser de todo tipo. Cada elemento informativo (nombre, dirección, sueldo, etc.) es lo que se conoce como dato (en inglés data).

• Las soluciones utilizadas por las empresas para almacenar los datos son diversas.

• Antes de la aparición de la informática se almacenaban en ficheros con cajones y carpetas y fichas. Tras la aparición de la informática estos datos se almacenan en archivos digitales dentro de las unidades de almacenamiento del ordenador (a veces en archivos binarios, o en hojas de cálculo, ...).

• Además las empresas requieren utilizar aplicaciones informáticas para realizar tareas propias de la empresa a fin de mecanizar a las mismas. Estas aplicaciones requieren manejar los datos de la empresa.

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INTRODUCCIÓN

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• En los inicios de la era informática, cada programa almacenaba y utilizaba sus propios datos de forma un tanto caótica.

• Este sistema recibio el nombre de sistema de archivos y la ventaja de este sistema (la única ventaja), es que los procesos eran independientes por lo que la modificación de uno no afectaba al resto.

• Pero tiene grandes inconvenientes:

– Coste de almacenamiento elevado– Datos redundantes (se repiten continuamente)– Probabilidad alta de inconsistencia en los datos– Difícil modificación en los datos y facilidad de problemas de inconsistencia al realizar

esas modificaciones (ya que es difícil que esa modificación afecte a todos los datos)

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INTRODUCCIÓN

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¿Por qué surgieron los sistemas de Bases de Datos?– Necesidad de solucionar las debilidades de los sistemas de

archivos– Capacidades:

• Manejo de persistenciapersistencia• Soporte por lo menos de un modelo de datosmodelo de datos• Soporte de un lenguaje de alto nivellenguaje de alto nivel que permita manipular y

definir la estructura de la información• Control de accesoControl de acceso• Evitar inconsistenciasEvitar inconsistencias al compartircompartir la información

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INTRODUCCIÓN

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Sistema de Archivos

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• Lógicamente la solución a este problema es hacer que todas las aplicaciones utilicen los mismos datos. Esto provoca que los datos deban estar mucho más protegidos y controlados.

• Además los datos forman una estructura física y funcional que es lo que se conoce como base de datos.

• De esta forma una base de datos es una serie de datos relacionados que forman una estructura lógica, es decir una estructura reconocible desde un programa informático.

• Esa estructura no sólo contiene los datos en sí, sino la forma en la que se relacionan.

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INTRODUCCIÓN

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Facturas

......

900

1250

Precio

.......

Pintura

Azulejos

Producto

....................

Misiones 1456

Fernando Martínez

1226

Rincón 1224

Joaquín García 1225

Dom. Nombre Num

Ejemplo Archivos Tradicionales

.....................................

[email protected] 9157878Rincón 876Fernando Martínez

1226

[email protected]

4182569Guaná 1202

Juan García 1225

E-mail

Telefono Dirección Nombre Num Clientes

Desventajas: -Se duplican esfuerzos -Se presentan redundancias de datos (datos repetidos innecesaramente)-Se pueden producir contradicciones entre los datos, si por ejemplo se ingresan nombres diferentes para un mismo cliente.

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Se cuenta con dos archivos Clientes y Facturas. El primer archivo tiene los datos básicosde los clientes, mientras que en el segundo se almacenan las ventas realizadas.Al emitir cada factura se ingresan nuevamente los datos num, nombre, domicilio.

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… Antes

Empleados Clientes

Inventario

Ventas Cuentas

SGBDEmpleados

ClientesVentas

InventarioCuentas

Dpto. Personal Dpto. Ventas Dpto. Contabilidad

BASE DE DATOS… AhoraPersonal

Ventas

ContabilidadDiseñoDeBase de Datos

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En un sistema de información se cuenta con dos enfoques principales para definir el almacenamiento de los datos:

1. Archivos tradicionales. Consiste en almacenar los datos en archivos individuales, exclusivos para cada aplicación particular. En este sistema los datos pueden ser redundantes (repetidos innecesariamente) y la actualización de los archivos es más lenta que en una base de datos.

2. Base de datos. Es un almacenamiento de datos formalmente definido, controlado centralmente para intentar servir a múltiples y diferentes aplicaciones.La base de datos es una fuente significativa de datos que son compartidos por numerosos usuarios para diversas aplicaciones.

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INTRODUCCIÓN

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Primera Etapa:A) Datos integrados a los programas de computadoras.No existe estructura lógica ni física de los datos.La definición de los datos se integra a los programas.Solo se pueden analizar partes muy pequeñas del mundo real.Se manejaban archivos subordinados a los programas.

B) Archivos Secuenciales y PlanosDistribución a nivel conceptual entre la estructura física y lógica.La estructura física y lógica son equivalentesSiguen representándose porciones parciales del mundo real pero estos se orientan a la gestión de la empresa.El soporte Input/Output sigue siendo la cinta.

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EVOLUCIÓN DE LAS BD

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Segunda Etapa:Metodo de Acceso a Archivos (1960-1970)El procesamiento se hace por lotes, en linea o en tiempo real.Se distingue la organización fisica de la logica pero las relaciones entre ellas son muy sencillasSe pueden cambiar las unidades de almacenamiento sin necesidad de modificar los programas de aplicaciónLa estructura de datos son de tipo secuencial.

No hay recuperación por claves múltiples.Se incluyen ciertos recursos de seguridad pero no tan viablesHay una tendencia al diseño y optimización de los datos principalmente para una aplicaciónExiste todavia mucha redundancia en los datosEl software aporta métodos de acceso pero no administración de datos.

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EVOLUCIÓN DE LAS BD

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Tercera Etapa: Primeras BD (70-80)

De las mismas BD físicas se derivan múltiples BD lógicas.Se puede tener acceso a los mismos datos de distintos modos según los requisitos de la aplicación.El software provee medios para reducir la redundancia.Las distintas aplicaciones comparten los mismos elementos de datos.El almacenamiento físico es independiente de los programas de aplicación.Es posible recuperar por claves múltiples.Se utiliza formas de organizar los datos muy complejos si que ellos se refleje en los programas de aplicación.

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EVOLUCIÓN DE LAS BD

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Cuarta Etapa:Cuarta Etapa:Requisitos Actuales de los Sistemas de BDEl software procura la independencia lógica y física de los datos.Los datos pueden evolucionar sin incurrir en costos de mantenimientos excesivos.Se proveen medios para que un DBA actue como controlador y custodio de los datos y asegure la mejor organización de estos.Se proveen procedimientos eficaces para control de la seguridad e integridad.Algunos sistemas usan archivos compartidos para una rápida exploración a la BD.

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EVOLUCIÓN DE LAS BD

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• Una base de datos se define como un conjunto de datos que se encuentran organizados y relacionados entre sí, con el fin de satisfacer tratamientos de información implicados en las actividades de una empresa.

• Para que un usuario logre interactuar con una BD se deben diseñar los diferentes programas que contienen las interfaces graficas necesarias con las cuales los usuarios cargan y descargan información de una Base de Datos. Por este motivo a las BD’s también se les puede identificar como un Almacén de Datos.

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CONCEPTOS BASICOS

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• Desde el punto de vista informático, las base de datos se definen como un sistema formado por un conjunto de datos almacenados en discos que permiten el acceso directo a ellos y un conjunto de programas que manipulen ese conjunto de datos.

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CONCEPTOS BASICOS

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DatosEntidades Claves primarias y foráneas Relaciones Restricciones de integridad referencial Metadatos

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CONCEPTOS BASICOS

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“Datos son hechos conocidos que pueden registrarse y que tienen un significado implícito”.

Ejemplo:Pueden constituir datos los nombres, números telefónicos y direcciones de personas que conocemos.

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CONCEPTOS BASICOS

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Una entidad es todo aquello de lo cual interesa guardar datos, por ejemplo: clientes, facturas, productos, empleados.

CLIENTES cuenta con los atributos: Código de Cliente, Nombre, Apellido, Domicilio, Teléfono.

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CONCEPTOS BASICOS

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Cada entidad tiene una clave primaria o campo llave que identifica unívocamente al conjunto de datos. Cuando en una entidad figura la clave primaria de otra entidad, ésta se denomina clave foránea. Las entidades se relacionan entre sí a través de las claves foráneas.

Claves Primarias y Claves Foráneas

CLAVES PRIMARIAS Código de Cliente es la clave primaria de Cliente. A cada cliente se le asocia un código y a cada código le corresponde un cliente. Asimismo, Número de Factura y Código de Producto son claves primarias de Facturas y Productos respectivamente.

CLAVES FORÁNEAS Son claves foráneas en Facturas Código de Cliente y Código de Producto. Clientes se relaciona con Facturas a través del Código de Cliente que figura en ambas tablas y con Productos mediante el Código de producto.

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Restricciones de integridad referencial

RESTRICCIONES DE INTEGRIDAD REFERENCIAL

-Código de Clientes en Facturas debe cumplir que exista en Clientes y que sea clave primaria-Código de Producto Facturas debe cumplir que exista en Productos y que sea clave primaria

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Retomando la Definición de Base de Datos, la cual señala que ésta “...es un conjunto de datos relacionados entre sí y que tienen un significado implícito”, se observa en la imagen que los datos de las tablas se relacionan a través de las claves y que éstos tienen el significado implícito que se les atribuye en dicho contexto.

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CONFORMACION DE UNA BASE DE DATOS

bit bit

Byte Byte

Campo

Registro

Archivo

BD

Campo

Registro

Archivo

Una base de datos esta compuesta por estructuras lógicas de almacenamiento denominadas TABLAS. Una tabla esta compuesta por columnas o campos y filas o registros. Un registro es la ocurrencia del conjunto de campos de una tabla.

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NIVELES DE ABSTRACCION DE LAS BASES DE DATOS

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CARACTERISTICAS DE LAS BASES DE DATOS

• Redundancia reducida.• Inconsistencia reducida.• Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios.• Integridad de los datos. (Restricciones de consistencia)• Consultas complejas optimizadas.• Seguridad de acceso.• Respaldo y recuperación.

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• Un sistema manejador de bases de datos (SMBD; en inglés, Database Management System: DBMS) es un conjunto de programas que permite a los usuarios crear y mantener una base de datos.

• Si bien, no es imprescindible contar con un SMBD para implementar una base de datos, este software de uso general facilita el proceso de definir, construir y manipular bases de datos para diversas aplicaciones.

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SMBD

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• 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 SGMD 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)

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MOTORES DEBASES DE DATOS

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