01 almacenamiento informacion

8/17/2019 01 Almacenamiento Informacion

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Unidad 1

Almacenamiento de la información

I.E.S. Celia Viñas (Almería)C.F.G.S. Desarrollo de Aplicaciones Web

Módulo de Bases de datos



1. Almacenamiento de la inormaci!nÍndice del tema

Unidad 1. Almacenamiento de la información

Contenido: 1.1 Sistemas l!"icos de almacenamiento 1.# Sistemas de ic$eros 1.% Concepto de base de datos

1.& Sistemas "estores de bases de datos 1.' ipos de bases de datos



1. Almacenamiento de la inormaci!n1.1. Sistemas lógicos de almacenamiento

1.1. Sistemas lógicos de almacenamiento Desde los primeros tiempos de la inormtica $a sido necesario almacenar "randes

cantidades de inormaci!n en soportes isicos *tili+ando mecanismos ,*e *eranindependientes del propio soporte.

Esos m-todos de almacenamiento se denominan sistemas de almacenamientológico.

El sistema l!"ico de almacenamiento ms $abit*al es el sistema de ficheros. En -lla inormaci!n se or"ani+a en directorios / ic$eros / l*e"o *n componente sot0aredel sistema operatio se encar"a de trad*cir las operaciones l!"icas sobre lainormaci!n (p. e23 añadir *n dato al inal de *n ic$ero) en operaciones ísica (p. e23escribir *n b/te en determinado sector del disco d*ro)

4as bases de datos ,*e est*diaremos en este m!d*lo son sistemas l!"icos dealmacenamiento ms comple2os ,*e los sistemas de ic$eros. El componentesot0are encar"ado de trad*cir operaciones l!"icas en ísicas es el sistema gestorde bases de datos.



1. Almacenamiento de la inormaci!n1.2. Ficheros

1.2. Sistemas de ficheros 4os ic$eros son almacenes de inormaci!n con *na estr*ct*ra determinada.

Se or"ani+an en directorios (o carpetas) con estr*ct*ra 2err,*ica.

E5isten m*c$os sistemas de ic$eros dependiendo del sistema operatio3

FA1!3 del anti"*o 6S7D8S / Windo0s 9'.

FA"23 Windo0s 9' 8S:# Windo0s 9; / Windo0s 6e.

#FS3 Windo0s < #=== >? Vista / @ / todos los Windo0s Serer (#===#==% / #==;).

e$t2% e$t" & e$t'3 sistemas por deecto en la ma/oría de las distrib*ciones4in*5.

(eiserFS3 otro sistema de ic$eros soportado por las distrib*ciones 4in*5.

C)FS o IS8 9=3 Es el sistema de ic$eros natio de los CD7:86.

U)F o IS8 1%%&3 Es *n sistema de ic$eros estandari+ado *sado en CDsDVDs / Bl/7:a/s.

*FS+3 sistema de ic$eros natio de 6ac8S.




i,os de ficheros Seg-n su contenido:

De te5to

Binarios

Seg-n su organiación interna:

Sec*enciales

Directos o aleatorios

Inde5ados

Seg-n su utilidad: 6aestros

De moimientos

ist!ricos




Ficheros de te$to ?*eden codiicarse de dierentes ormas (ASCII nicode etc)

4os tipos ms $abit*ales son3

Fic$eros de coni"*raci!n3 .ini .in .con

Fic$eros de c!di"o *ente3 .s,l .c .2aa .2s

Fic$eros de p"inas 0eb3 .$tm .$tml .css .p$p .asp .2s .5ml

Fic$eros de te5to enri,*ecido3 .rt .ps .te5

Cada e+ son ms $abit*ales para almacenar inormaci!n comple2a "racias a lae5tensi!n de /M0




Ficheros binarios Son colecciones de bits con *n ormato especíico ,*e s!lo p*ede ser interpretado

por el pro"rama adec*ado.

4os tipos ms $abit*ales son3

Fic$eros de ima"en3 .2p" ."i .bmp .pn" Fic$eros de ídeo3 .ai .mp" .,t .mo .l

Fic$eros comprimidosempa,*etados3 .+ip ."+ .tar .rar

Fic$eros e2ec*tablescompilados3 .e5e .com .c"i .o .a

Fic$eros de procesadores de te5to3 .doc .doc5 .odt

a/ tantos tipos de ic$eros binarios como pro"ramas p*esto ,*e cada pro"ramas*ele tener s* propio ormato de ic$ero natio.

4os "estores de bases de datos no son *na e5cepci!n. ?or e2emplo3

Access "*arda las bases de datos en *n ic$ero con e5tensi!n .mdb o .accdb

6/S4 "*arda las bases de datos en % ic$eros de e5tensi!n .rm .m/d / .m/i



1. Almacenamiento de la inormaci!n1.". Conce,to de base de datos

1.". Conce,to de base de datos na base de datos es *na colección de ficheros relacionados entre s ,*e

almacenan tanto la representaci!n abstracta de *n ra"mento de inormaci!n delm*ndo real como los datos correspondientes a ese ra"mento del m*ndo.

<o se debe con*ndir la base de datos (los ic$eros ,*e "*ardan la inormaci!n) con

el sistema "estor de base de datos (el sot0are ,*e manip*la esa inormaci!n)




Conce,tos clae en bases de datos Dato

ipo de dato

Campo

:e"istro

Campo clae

abla (o relaci!n)

Cons*lta (,*er/)

ndice

Vista

Inorme

G*i!n (o script)

?rocedimiento (script almacenado)




4as bases de datos deben tener ciertas caractersticas importantes3 3ersatilidad en la representaci!n de la inormaci!n mostrando a cada *s*ario s!lo

la parte de la base de datos ,*e sea imprescindible.

(endimiento ase"*rando tiempos de resp*esta adec*ados / accesos de mHltiples*s*arios a la inormaci!n sim*ltneamente.

Mnima redundancia eitando inconsistencias en los datos.

Sim,licidad tanto en la orma de representar la inormaci!n como en las posiblesmodiicaciones *t*ras de la base de datos.

4ntegridad de los datos contra *s*arios ine5pertos allos de sot0are / $ard0areata,*es maliciosos etc.

5riacidad para prote"er el acceso a los datos de *s*arios no a*tori+ados.

Fle$ibilidad para poder adaptar la base de datos a los cambios a lo lar"o del tiempocon el mínimo es*er+o posible.




6olución histórica de las bases de datos A7os 89: sistemas de ic$eros sec*enciales basados en cintas ma"n-ticas.

?roblemas de rendimiento red*ndancia / mantenimiento.

A7os !9: sistemas de ic$eros aleatorios basados en discos ma"n-ticos. Aparici!nde las bases de datos 2err,*icas / en red.

1;9: Fran Codd de IB6 p*blica s* amoso artíc*lo (JA :elational 6odel o Dataor 4ar"e S$ared Data BansK) creando el modelo relacional ,*e todaía *samos enla act*alidad.

4as 1# le/es de Codd.

A7os <9: IB6 crea DB# / posteriormente S4.

A7os 93 IB6 lan+a DB# ?arallel Edition ,*e eol*cionaría a DB# Data ?artitionFeat*re la primera base de datos distrib*ida.

Finales de los 9: BD# / 8racle incorporan el paradi"ma de orientaci!n a ob2etos.

A7o 29993 la eclosi!n de Internet $ace crecer el tamaño de las bases de datos enproporciones desconocidas. Aparecen las bases de datos distrib*idas / con ellaslos sistemas de a/*da a la toma de decisiones la minería de datos (data minin") /las BD m*ltidimensionales..

http://es.wikipedia.org/wiki/12_reglas_de_Codd

http://es.wikipedia.org/wiki/12_reglas_de_Codd




Ar=uitectura A#S4>/">S,arc: Es *n estndar de ar,*itect*ra de base de datos en % nieles.

Se estableci! en los años @= / aHn si"*e plenamente i"entecomo reerencia para los SGBD reales.

4os tres nieles son3 4nterno3 es el modo en el ,*e los datos se almacenan ísicamente en *n

dispositio (disco d*ro cinta ma"n-tica etc.). Depende *ertemente del$ard0are del sistema operatio etc. L $a cambiado contin*amente a lolar"o del tiempo.

Conce,tual3 es representaci!n l!"ica de los datos. Es abstracta eindependiente de la orma en la ,*e los datos de almacenan ísicamente.?*ede cambiar con el tiempo conorme aríen las necesidades de laor"ani+aci!n.

6$terno3 es la parte de la base de datos ista por los *s*arios inales.Mstos s!lo en *na parte de los datos (p.e23 *n orm*lario) / s*sinterrelaciones. ?*ede cambiar con el tiempo si se elaboran n*easaplicaciones de *s*ario.




Ar=uitectura A#S4>/">S,arc: 4a ar,*itect*ra en % nieles *nciona así3

El *s*ario de la base de datos s!lo $ace *so del niel e5terno.

El niel e5terno traslada la petici!n al niel concept*al.

El niel concept*al trad*ce las !rdenes para ,*e las e2ec*te el niel ísico.

De este modo se consi"*e3 Independencia del entorno ($ard0are sistema operatio etc.)

Independencia de los datos respecto de los pro"ramas ,*e acceden aellos / iceersa.

Acceso ms rpido / sencillo a los datos.

Fle5ibilidad para cambiar la base de datos.

6a/or co$erencia disponibilidad / se"*ridad.

4a palabra clae es inde,endencia de *n niel respecto de otro

a*n,*e -sta n*nca es absol*ta.




<iel e5terno

<iel interno

<iel concept*al

Datosalmacenados

Intera+e5ternoconcept*al

Intera+

concept*alinterno

s*ariosinales

?rocesos de *s*ariosobre la base dedatos

Diseño de laestr*ct*ra de la basede datos

6s=uema de la ar=uitecturaA#S4>/">S5A(C




<iel e5terno (*s*arios) <iel concept*al <iel interno (ísico)




Adems del A<SI>%S?A:C e5isten otros estndares como3 Codas&l3 es *n modelo de ar,*itect*ra de s!lo dos nieles desarrollado en

199 ,*e se *tili+! en el pro/ecto Apollo de la <ASA. ?osteriormente se reis!para introd*cir el tercer niel.

Estos estndares son s!lo modelos de referencia 3

Indican c!mo debe ser *n SGBD para c*mplir con los re,*isitos deindependencia se"*ridad inte"ridad le5ibilidad eiciencia etc.

4os SGBD comerciales los c*mplen... ms o menos.




0igadura 3 4a independencia entre nieles no es absol*ta sino ,*e en al"Hn momento los

procesos de *s*ario (niel e5terno) deben acceder a los datos reales (nielinterno) a tra-s del niel concept*al.

Esa interacci!n se denomina ligadura / p*ede prod*cirse en dierentes

momentos3 D*rante la com,ilación del pro"rama de *s*ario

D*rante el enlace del pro"rama

D*rante el lanamiento del pro"rama

Al reali+ar el acceso a la base de datos

C*anto antes se prod*+ca la li"ad*ra menor ser la independencia entre nieles(lo c*al no es deseable). ?or e2emplo si la li"ad*ra se prod*ce en lacompilaci!n cada e+ ,*e $a/a *n pe,*eño cambio en la base de datos sernecesario recompilar el pro"rama / oler a "enerar el e2ec*table.

C*anto ms tarde se prod*+ca la li"ad*ra ma/or ser la independencia entrenieles pero el acceso a los datos ser ms lento por lo ,*e $a/ ,*e b*scar *na

sol*ci!n de compromiso.




?ranularidad3 El niel e5terno p*ede acceder a los datos con "ran niel de detalle (p. e23 el día

mes / año de nacimiento de *n cliente) o con ma/or "eneralidad (p. e23 la ic$acompleta de datos personales de *n cliente)

Este niel de detalle se llama granularidad .

A menor "ran*laridad ma/or es la independencia del niel e5terno respecto delinterno /a ,*e p*ede constr*irse s*s propios a"re"ados de datos sin dependerde c*ales son esos a"re"ados en los nieles ineriores.

A ma/or "ran*laridad menor es la independencia pero el acceso a los datoscons*me menos rec*rsos / el sot0are de *s*ario res*lta ms sencillo dedesarrollar.

<*eamente $a/ ,*e b*scar *na sol*ci!n de compromiso ,*e depender delas características de la base de datos ,*e estemos diseñando.



1. Almacenamiento de la inormaci!n1.'. Sistemas gestores de bases de datos

1.'. Sistemas gestores de bases de datos n Sistema Gestor de Bases de Datos (S?B) o )BMS) es *n con2*nto de

pro"ramas encar"ados de almacenar / manip*lar la inormaci!n de *na base dedatos.

El SGBD nos ase"*ra la inte"ridad se"*ridad / consistencia de los datos.

ambi-n nos debe proporcionar b*enas elocidades de acceso a*n,*e el ol*mende datos sea m*/ eleado.

4os SGBD asimismo p*eden acilitar mecanismos para copias de se"*ridad controlde accesos conc*rrentes etc.

El SGBD es *n intera+ con la base de datos3

4os pro"ramas no accedern a los datos directamente sino a tra-s del SGBD.

Esto proporciona la deseable independencia de la implementaci!n ísica / l!"icade la base de datos3 a*n,*e -sta cambie los pro"ramas ,*e *san la BD notienen por ,*- modiicarse.




Funciones de un S?B)

?ermitir el acceso sencillo / eiciente a los datos

Garanti+ar la inte"ridad de los datos

Garanti+ar la se"*ridad de los datos

6antener el diccionario de metadatos con el es,*ema de la BD

?ermitir las transacciones se"*ras

6antener estadísticas de *so

?ermitir la conc*rrencia de *s*arios

Independi+ar los datos ísicos de las aplicaciones de *s*ario

8ercer conectiidad con el e5terior

Incorporar $erramientas de copia de se"*ridad




Com,onentes de un S?B): 0engua@e de definición de datos ))03 permite reali+ar la representaci!n l!"ica de los datos

/ s*s relaciones.

0engua@e de definición del almacenamiento de los datos )S)03 permite deinir larepresentaci!n ísica de los datos. En al"*nos SGBD esto se reali+a con el mismo DD4. Alcon2*nto de los datos / relaciones deinidos mediante DD4 / DSD4 se le denomina esquemade la base de datos.

0engua@e de control de datos )C03 para "estionar los permisos de acceso.

0engua@e de control de transacciones C03 para ase"*rar la inte"ridad de los datos.

0engua@e de mani,ulación de datos )M0: permite deinir el niel e5terno de los datos /manip*larlos (insertar datos borrarlos modiicarlos etc). ?*eden ser len"*a2es procedimentales (el pro"ramador indica c!mo se an a manip*lar los datos) o no procedimentales (el pro"ramador indica ,*- manip*laci!n desea / el SGBD se encar"a dedeterminar los procedimientos ms apropiados)

)iccionario de datos3 es *na base de datos especial por,*e contiene inormaci!n sobre elresto de bases de datos e5istentes en el sistema.

Motor o monitor de la base de datos3 es el intera+ entre los datos / los pro"ramas de*s*ario. Se encar"a del acceso se"*ro ínte"ro / eiciente a los datos ísicos.

Administrador de la base de datos )BA3 es la persona encar"ada de deinir los tres nielescontrolar la priacidad / se"*ridad de los datos / reali+ar el mantenimiento de la base de datos.




Formas de acceder a los datos con )M0

El D64 se p*ede *sar de tres ormas dierentes3

Forma directa 3 se escriben *na sentencia en D64 / se lan+a contra la base dedatos obteniendo el res*ltado inmediatamente.

Forma ,rogramada 3 se compone *n arc$io con arias sentencias D64 ,*ereali+an *na tarea ms o menos comple2a. Ese arc$io se lan+a contra la base de

datos en el momento deseado / se obtiene el res*ltado. Forma embebida o em,otrada 3 se insertan las instr*cciones D64 dentro de otro

len"*a2e host o $*-sped conencional (por e2emplo C Fortran Vis*al Basic ?? oc*al,*ier otro). El pro"rama se compila o interpreta / lle"ado el momento see2ec*ta. D*rante la e2ec*ci!n se lan+an las sentencias D64 contra la base de datos/ se obtienen los res*ltados.

D*rante este c*rso *saremos el D64 en las dos primeras ormas. En el #N c*rso se *sarel D64 en la tercera orma.

El len"*a2e D64 no procedimental ms $abit*al en los "estores de basesde datos act*ales se denomina S0 (Str*ct*red *er/ 4an"*a"e).




6@em,lo de uso de )M0 en forma directa Se trata de *na sentencia S4 escrita en el editor de te5to interno del SGBD Base de8pen8ice

l i d l i i!




void Tform1::EjecutarConsulta(...)

{ query->S!->Clear()" query->S!->#dd( $SE!ECT % &' !*+'S ,E'E codautor / :autor$)" query->0aram+yame($autor$)->#s*nte2er / 34" query->5en()"6

6@em,lo de uso de )M0 en forma embebida C!di"o S4 empotrado dentro de c!di"o COO B*ilder ,*e e2erce como len"*a2e $ost o$*-sped.

1 Al i t d l i i!



1. Almacenamiento de la inormaci!n1.8. i,os de gestores de bases de datos

1.8. i,os de gestores de bases de datosi,os de S?B) seg-n su estructura:

DerEr=uicos3 la inormaci!n se almacena en orma de rbol.

Ca/eron en des*so en la d-cadas de 19@=719;= pero al"*nos sistemas aHn

*ncionan en entidades inancieras / administraciones pHblicas. E2emplos3 Adabas I6S.

)istribuidos o en red3 son *n caso ms "eneral del modelo 2err,*ico en el ,*e lainormaci!n se almacena en orma de "rao.

Se enc*entran act*almente en ase de inesti"aci!n / desarrollo.

E2emplo3 ID6S o el pro/ecto J6ariposaK de la niersidad de Caliornia.

(elacionales3 la inormaci!n se almacena en orma de tablas.

Son con dierencia el modelo ms e5tendido en la act*alidad.

E2emplos3 8racle Access S/base dBase 6/S4 ?ost"reS4 etc.



1. Almacenamiento de la inormaci!n1.'. i,os de bases de datos

rientados a ob@etos3 la inormaci!n se almacena en orma de ob2etosinterrelacionados.

n ob2eto es *n con2*nto de datos / de operaciones ,*e se p*eden reali+ar conesos datos. Estas operaciones se llaman m-todos.

Se parece a *na entidad del modelo E: pero a la ,*e adems de atrib*tos sele $a/an añadido los procesos para manip*lar esos atrib*tos.

n ob2eto se com*nica con otro inocando s*s m-todos. ?arte de los m-todosde *n ob2eto deben ser pHblicos es decir ser inocables por otros ob2etos.

odos estos conceptos proienen de la pro"ramaci!n orientada a ob2etos / delas metodolo"ías de desarrollo orientadas a ob2etos.

Es *n campo en est*dio / e5pansi!n pero los SGBD orientados a ob2etos aHn

no son *na alternatia real a los SGBD relacionales. Son *na e5tensi!n del modelo relacional por lo ,*e tambi-n se denominan

SGBD ob2eto7relacionales.

E2emplos3 Db&o (open so*rce) Versant 8b2ect Database.

1 Almacenamiento de la inormaci!n




i,os de S?B) seg-n su ca,acidad S?B) ofimEticos3 ciles de *sar (relatiamente) / destinados a pe,*eñas

bases de datos con pocos acceso conc*rrentes / ba2as necesidades deelocidad / se"*ridad.

E2emplos3 6icrosot Access 8pen8ice Base Pnoda o "nome7db.

S?B) cor,oratios3 ms diíciles de *sar / administrar destinados abases de datos de "ran tamaño con "randes car"as de transaccionesconc*rrentes / eleados re,*isitos de elocidad / se"*ridad.

E2emplos3 8racle DB# S4 Serer ?ost"reS4 o 6/S4.

1 Almacenamiento de la inormaci!n




i,os de S?B) seg-n la ubicación de los datos S?B) centraliados3 4a inormaci!n / el SGBD se *bican en *n Hnico

e,*ipo inormtico. Es ms cil de administrar / ms barato. <ecesitapolíticas de copia de se"*ridad m*/ estrictas para res*ltar se"*ro. naaería del e,*ipo implica la caída de la BD.

S?B) distribuido3 4a inormaci!n / el propio SGBD se enc*entrandistrib*idos en arios e,*ipos (nodos) conectados en red. Es ms diícil deadministrar / ms caro pero res*lta m*c$o ms tolerante a allos (a*n,*e*n e,*ipo cai"a la BD si"*e *ncionando) / es la Hnica alternatia c*andoel ol*men de la BD impide reali+ar copias de se"*ridad completas conrec*encia. Adems si est bien administrado res*lta m*c$o ms rpido

,*e el SGDB centrali+ado.

01 almacenamiento informacion

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