Unidad 1 - Fundamentos de Base de Datos

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BASE DE DATOSDATOS UNIDAD I CONCEPTOS BASICOS UNIDAD I SISTEMA DE BASE DE DATOS BASE DE

UNIDAD I

Conceptos Bsicos de los Sistemas de Base de DatosHay una fuerza motriz ms poderosa que el vapor, la electricidad, y la energa atmica: La Voluntad.

Albert EinsteinDocente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

BASE DE DATOSDATOS UNIDAD I CONCEPTOS BASICOS UNIDAD I SISTEMA DE BASE DE DATOS BASE DE

UNIDAD I Objetivos Definir que es una base de datos. Explicar las aplicaciones y los objetivos de los sistemas de base de datos. Comprender la abstraccin de datos. Conocer el rol del Administrador de la base de datos. Describir los diferentes modelos lgicos base de datos. Explicar la independencia de datos. Describir el DBMS y el RDBMS.

Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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HISTORIA DE LA BASE DE DATOS Termino usado por 1era vez en 1963, en un simposio celebrado en California. En 1968-1970 Codd propuso el modelo relacional. Aos 80, del Proyecto System R de IBM se obtuvo SQL-DS (DB2 IBM, ORACLE, Ingres, entre otros) Aos 90, Diseo el lenguaje SQL, Soporte relacional orientado a objeto, Interfases WEB. Principios de siglo XXI, Tipos de Datos XML y el lenguaje asociado Xquery Por la estructura de los datos: Archivos Planos (Texto). Archivos de Acceso Directo o Aleatorio. Estos archivos tienen limitaciones y desventajas en: concurrencia, integridad, relacin de datos, reutilizacin y seguridad. Estos se manipulaban a travs de los Sistemas de Gestin de Ficheros. Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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REDUNDANCIA E INCONSISTENCIA DE LOS DATOSPERSONAL Cedula 7492837 9836384 8038464 Nombre Ana Pedro Jos Direccin Calle 1 Avenida 3 Urb. Los

Redundancia. La misma informacin es almacenada varias veces en la misma base de datos

Cedula 7492837 9836384

Inconsistencia. Consiste en que no todas las copias redundantes PROFESORES contienen la misma Nombre Direccin informacinAna Maria Pedro Calle 55 Avenida 3

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DIFICULTAD EN EL ACCESO A LOS DATOS (Consultas)

Lenguaje SQL a travs de LMD

Nuevas Necesidades de Informacin Programador de Aplicaciones

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PROBLEMAS DE ATOMICIDAD

Cuenta A Retiramos los 100.000 Bs.

TransferenciaFallo en el Sistema

X

Cuenta B Abonamos los 100.000 Bs.

Transferir 100.000 Bs. de la Cuenta A a la B

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PROBLEMAS DE SEGURIDAD

Acceso

Datos de los Empleados

Usuario de Nmina

X

Datos de los Clientes

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PROBLEMAS DE INTEGRIDAD

Crea un registro

Edita un registro

Borra un registro

Base de Datos Los problemas de integridad se suelen producir cuando varios usuarios estn editando datos de la misma base de datos de forma simultnea. 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. Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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BASE DE DATOSBASE DE DATOS Coleccin organizada de datos interrelacionados. Una base de datos puede ser creada y mantenida de forma manual (como el catlogo de fichas de una biblioteca), o bien estar informatizada. En este ltimo caso, la creacin y mantenimiento de la base de datos puede realizarse mediante un conjunto de programas de aplicacin diseados especficamente para dichas tareas, o bien mediante un sistema de gestin de bases de datos (SGBD). Fsicamente, son almacenados como archivos en la computadora. PROPIEDADES IMPLCITAS 1. Representa algn 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. 2. Es un conjunto de datos lgicamente coherente, con significado implcito. Un montn de datos sin relacin entre s, agrupados de forma aleatoria, no se considera una base de datos. 3. Toda base de datos se disea, se crea y se carga con datos, con un objetivo determinado, y est dirigida a un grupo de usuarios, interesados en el contenido y en el uso de la base de datos. Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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BASE DE DATOSBASE DE DATOS AUTODESCRITIVA Contiene adems de los datos fuente del usuario una descripcin de su propia estructura (Diccionario de Datos, Directorio de Datos o Metadatos). IMPORTANCIA 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. JERARQUIA DE LOS DATOS Byte o Caracteres Archivos de Datos

Bits

Campos

Registros

CONTENIDO DE UNA BASE DE DATOS Archivos de Datos Metadatos de Aplicacin

ndices

Metadatos

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SISTEMAS DE BASE DE DATOS (DBMS SGBD)

Es una coleccin 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 software de propsito general, que facilita el proceso de definir, construir y manipular bases de datos para diversas aplicaciones. SGBD - Sistema de Gestin de Bases de Datos En ingls DBMS - DataBase Manager System Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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SISTEMAS DE BASE DE DATOS (DBMS SGBD)

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APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE BASE DE DATOS

Bancos: cuentas, transacciones, fondos de ahorro. Aerolneas: reservaciones, pasajes, suministros, personal de vuelos. Escuelas: cursos, calificaciones, horarios. Negocios: compras, proveedores, ventas, clientes, devoluciones. Fbricas: flujo de procesos, almacenes, envos. Recursos Humanos: empleados, puestos, salarios, impuestos, prestaciones. Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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OPERACIONES SOBRE UNA BASE DE DATOSDefinir una BD: Consiste en especificar los tipos de los datos, las estructuras de los datos y las restricciones de los datos. Construir una BD: Proceso de almacenar los datos en algn medio de almacenamiento controlado por el SGBD. Manipular la BD: a)Consultar los datos para obtener cierta informacin. b)Actualizar la base de datos (modificar o eliminar datos, o introducir nuevos) para reflejar los cambios ocurridos en el mini mundo. c)Generar informes a partir de los datos almacenados.

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BASE DE DATOSQue es lo novedoso? Permite que los usuarios manejen solo los datos a los que estn autorizados Seguridad DBMS Propsito Reutilizacin Permitir el acceso simultneo a la base de datos por parte de varios usuarios Concurrencia

Asegura que la informacin almacenada es correcta. Elimina la redundancia, inconsistencia y datos imposibles. Integridad

Interrelacin Permite establecer la una lgica coherente en las interrelaciones entre los datos Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

Permite reutilizar el software y poder aplicarlos a diferentes bases de datos

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BASE DE DATOSCUANDO NO UTILIZAR UN SGBD: Emplear un SBGD puede generar costes adicionales innecesarios, que se evitaran con el procesamiento de ficheros tradicionales. Tales costes pueden surgir de lo siguiente: Una gran inversin inicial en equipo, software y formacin, Los costos que supone ofrecer las funciones de seguridad, control de la concurrencia, recuperacin e integridad. Altos costos en contratacin de los diseadores de la base de datos, el administrador y programadores de las aplicaciones del sistema de bases de datos. La base de datos y las aplicaciones son simples, estn bien definidas y no se espera que cambien, No se necesita el acceso multiusuario a los datos.

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ABSTRACIN DE DATOSABSTRACIN DE DATOS Visin 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 as la complejidad y ayudando la comprensin del mundo real. NIVELES DE ABSTRACIN DE DATOS - ( Comit ANSI-SPARC ) Como se almacenan en las estructuras fsica los datos Describe el modelo conceptual de la base de datos (que datos y que vnculos) Describe solo parte de la base de datos segn el perfil del usuario

Los desarrolladores esconden la complejidad a los usuarios a travs de varios niveles de abstraccin para simplificar la interaccin de los usuarios con el sistema Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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USUARIOS DE LA BASE DE DATOSUSUARIOS DE LA BASE DE DATOS Son las personas que trabajan con una base de datos (Diseo, Mantenimiento y Uso), se clasifican como usuarios o administradores. CLASIFICACION DE LOS USUARIOS DE LA BASE DE DATOS Usuarios Normales: Interactan con el sistema mediante la invocacin de programas de aplicacin permanentes (formularios) que se han escrito previamente, Ejemplo: Cajeros de bancarios, Recepcionistas de hoteles, entre otros. Los Programadores de Aplicaciones: Desarrollo de Interfases de Usuario utilizando los lenguajes de manipulacin de datos (LMD). Implementan esas interfases en forma de programas de aplicacin, las prueban, depuran, documentan y las mantienen. No les suele interesar demasiado el contenido de la base de datos. Los Usuarios Sofisticados: Consultan la base de datos a travs de lenguajes de manipulacin de datos LMD (SQL). Ejemplo: Ingenieros, cientficos, analistas de sistemas de la empresa. Los Usuarios Especializados: Escriben aplicaciones: Sistemas expertos, Sistemas basados en el conocimiento, entre otros. Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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USUARIOS DE LA BASE DE DATOSADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOS Deben ejercer un control centralizado (Programas y Base de Datos). Definicin del Esquema Escribe un conjunto de definiciones que el compilador del Lenguaje de definicin de datos (LDD) traduce a un conjunto de tablas que son almacenadas permanentemente en el diccionario de datos. Definicin de la Estructura y el Mtodo de Acceso. Las crean escribiendo un conjunto de definiciones, que son traducidas por el compilador del Lenguaje de Definicin y Almacenamiento de datos. Modificacin de la Estructura y de la Organizacin Fsica. Escriben un conjunto de definiciones que son usadas por el compilador de LDD o por el compilador del lenguaje de definicin y almacenamiento de datos para generar las modificaciones en las tablas correspondientes del sistema interno. Autorizacin para el Acceso a los Datos. Permite determinar que parte de la base de datos pueden acceder los diferentes usuarios, utilizando el Lenguaje de Control de Datos (LCD) . Mantenimiento Rutinario (Respaldos, Espacio en Disco, Rendimiento). Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOSLMD - Lenguaje de Manipulacin de Datos LDD - Lenguaje de Definicin de DatosUsuarios Normales Interfases de Aplicacin Programador Aplicaciones Programas de Aplicacin Usuarios Sofisticados Herramientas de Consulta Usuario Administrador Herramientas de Administracin

Programas de Aplicacin Cdigo Objeto

Compilador Y Enlazador Motor de Evaluacin de Consultas Compilador LMD

Consultas LMD

Interprete LDD - LCD

Procesador de Consultas Gestor de Gestor de Autorizacin Transacciones e Integridad Gestor de Almacenamiento

Gestor de Memoria Interna

Gestor de Archivos

Datos

ndice

Diccionario de Datos

Datos Estadsticos

Disco Duro

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ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOSDOS CAPAS TRES CAPASUsuario

Usuario

Aplicacin

CLIENTE DE APLICACIONES Capa que el usuario ve. Recibe informacin al usuario y le enva las respuestas del servidor de aplicaciones Enva solicitudes al servidor de aplicaciones

SERVIDOR DE APLICACIONES Recibe peticiones de las aplicaciones y entrega las respuestas Enva solicitudes de recuperacin y almacenamiento al SGBD SGBD SGBD

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ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS PARA LA WEBUsuario

Navegador WEB

HTTP - FireWallSERVIDOR WEB SERVIDOR DE APLICACIONES Recibe peticiones de las aplicaciones y entrega las respuestas Enva solicitudes de recuperacin y almacenamiento al SGBD

SGBD

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CLASIFICACIN DE LOS MODELOS LOGICOS DE BDMODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOS Un modelo de base de datos es una estructura que representa la base de datos. El modelado de datos es el proceso que implica crear una representacin de la visin que tienen los usuarios de los datos. MODELOS LOGICOS BASADOS EN REGISTROS Estos modelos se usan para describir datos en los niveles lgico y de vistas. Su estructura debe cumplir con las siguientes condiciones: Registros de tamao fijo. Varios campos o atributos. Los campos pueden ser diferente tipo y de longitud fija. TIPOS DE MODELOS LOGICOS BASADOS EN REGISTROS Modelo Relacional - Codd 1968-1970 Modelo de Red Mediados de los 60. El primer sistema de BD en red, IDS (Integrated Data Store) de Bachman. Modelo Jerrquico - Inicios de los 60. IMS (Information Management System) de IBM Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOSMODELO DE RED Es una coleccin de registros conectados a otros registros a travs de enlaces. Los datos se representan mediante una coleccin de registros (Nodos) Las relaciones entre los datos se representan por enlaces (Punteros). En esta estructura cualquier componente puede relacionarse con cualquier otro.7492837 Ana Calle 1 A1 Ing. Civil

9836384

Pedro

Avenida 3 A3 Ing. Qumico

8038464

Jos

Urb. Los

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MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOSMODELO JERARQUICO Caractersticas Los datos se representan por un coleccin de registros. Las relaciones se representan por enlaces. Los archivos estn organizados como una coleccin de rboles, donde el nivel ms alto del rbol se denomina raz. Cada nodo representa un registro con sus correspondientes campos. La representacin grfica de este modelo se realiza mediante la creacin de un rbol invertido, los diferentes niveles quedan unidos mediante relaciones. Cada padre puede tener muchos hijos pero cada hijo slo tiene un padre.

7492837

Ana

Calle 1 9836384 Pedro Avenida 3 8038464 Jos A3 Urb. Los Ing. Qumico

A1

Ing. Civil

A3

Ing. Qumico

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MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOSMODELO RELACIONAL Se representa una o mas tablas que contienen los datos y las relaciones entre los diferentes datos. CARACTERISTICAS DE UNA TABLA Coleccin de registros en una base de datos. Una tabla tiene mltiples columnas. Cada columna tiene un nombre nico y contiene conjunto de datos. Cada conjunto de datos se denomina fila. Un valor se obtiene por la interseccin de una fila y de una columna.REGISTROS DE ESTUDIANTES Cedula 7492837 9836384 8038464 Nombre Ana Pedro Jos Direccin Calle 1 Avenida 3 Urb. Los Cdigo_ disciplina A1 A3 A3 A1 A2 A3 DISCIPLINAS Cdigo_ disciplina Disciplina Ing. Civil Medicina Ing. Qumico

No usa punteros o enlaces, en su lugar, relaciona registros mediante los valores que ellos contienen. Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.

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MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOSMODELO DE RED - EJEMPLO

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MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOSMODELO JERARQUICO - EJEMPLO

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MODELOS LOGICOS DE BASE DE DATOSMODELO RELACIONAL - EJEMPLO

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OTRAS CLASIFICACIONES DE LOS SGBDSEGN EL NUMERO DE USUARIOS Monousuario Multiusuario SEGN EL ALMACENAMIENTO DE LA BASE DE DATOS Estos modelos se usan para describir datos en los niveles lgico y de vistas. Centralizado: La base de datos y el SGBD residen en un nico computador. Distribuido: La base de datos y el software del SGBD pueden estar repartidos en varios computadores conectados en red. Y segn el tipo de SGBD se distinguen los siguientes: Homogneos: Todos los computadores usan el mismo SGBD. Heterogneos: Cada computador puede tener un software de SGBD distinto. SEGN EL PROPSITO Estos modelos se usan para describir datos en los niveles lgico y de vistas. General: Cualquier aplicacin utiliza el SGBD. Especifico: Se construyen para determinadas aplicaciones (OLTP Procesamiento de Transacciones OnLine) Docente: Ing. Fidel Daro Montes de Oca C.