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CI-1114
Bases de Datos
Prof. José Tomás Cadenas
1
Definiciones
� Datos: conjunto de hechos conocidos que se pueden
almacenar, con significado implícito para quien lo usa
y que reflejan el estado actual de la realidad
� Minimundo o Universo de discurso: Representa algún
aspecto del mundo real aspecto del mundo real
� Base de Datos: Colección de datos relacionados entre
sí utilizados para representar los elementos que
juegan un papel protagónico
en un minimundo
2
Definiciones
� Sistema Gestor de Base de Datos (DBMS): Software
que facilita la creación y mantenimiento de una base
de datos automatizada. Es un mediador entre la Base
de Datos o capa física (nivel de almacenamiento real
de los datos) y los usuarios del sistema (capa lógica)
� Sistema de Base de Datos: El software DBMS junto
con los datos, incluyendo las aplicaciones
3
Sistema de Bases de Datos
Copyright © 2007 Ramez Elmasri and Shamkant B. Navathe 4
Problemas a resolver en BD
Los que requieran del recurso Datos con las propiedades de
� Persistencia: que puedan ser almacenados
� Disponibilidad: Puedan ser accedidos cuando sea necesario
� Consistencia: Cumplan con reglas del mini-mundo que describen
� Seguridad: Puedan ser accedidos sólo por aquellos que tengan � Seguridad: Puedan ser accedidos sólo por aquellos que tengan
privilegio para hacerlo
� Confiabilidad: No se vean alterados por perturbaciones del
medio ambiente
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Sistema de Bases de Datos (SBD)
6
Vista
Vista
Vista
Vista
Sistemas de Procesamiento de Datos (SPD)
� Se mantienen mediante un sistema operativo convencional y la unidad de trabajo es el archivo
� Los registros permanentes (datos) son almacenados en varios archivos
� Se escriben diferentes programas de aplicación para � Se escriben diferentes programas de aplicación para extraer y añadir registros a los archivos adecuados
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Desventajas SPD o Archivos Aislados
� No tiene mecanismos para garantizar la integridad y consistencia de los datos cuando se requiere almacenar gran cantidad de datos accedidos en forma concurrente
� Falta de consistencia debido a diseños con redundancia en los datos (no utiliza modelo de datos) en los datos (no utiliza modelo de datos)
� No proporciona el acceso restringido a cierta parte de los datos (no maneja Vista de datos del usuario)
� Los datos están dentro de los programas
� Los datos no se interrelacionan (están aislados)
� Problemas de eficiencia computacional cuando se efectúan consultas periódicas complejas sobre gran cantidad de datos
8
Ejemplo: inconsistencia por redundancia
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Ventajas de un SBD sobre un SPD
� Independencia de Programas/Datos
� Abstracción de Datos
� Acceso eficiente a los Datos
� Integridad de los Datos y Seguridad� Integridad de los Datos y Seguridad
� Administración centralizada de los datos
� Control de acceso concurrente y recuperación de fallos
� Facilidad en el desarrollo de aplicaciones
� Representación de la vista de datos de los usuarios
� Posee mecanismos para garantizar la consistencia de
los datos
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Personas que interactúan con un DBMS
� Diseñadores de Base de datos
� Administrador de Base de Datos (DBA)
� Programadores de aplicaciones
� Usuarios Finales:
� Rutinarios o ingenuos: son personas que interactúan � Rutinarios o ingenuos: son personas que interactúan
con el SBD mediante la invocación de alguno de los
programas de aplicación
� Casuales: acceden ocasionalmente a la Base de
datos, utilizando interfaces avanzadas para la
construcción de consultas en forma automática
� Sofisticados: interactúan con herramientas de
desarrollo específicas, que le permiten desarrollar sus
propias aplicaciones11
Razones para no usar un DBMS
� El DBMS es un software, optimizado para ciertos tipos trabajos tales
como: responder consultas complejas o manejar eficientemente
requerimientos concurrentes, y su rendimiento puede que no sea el
adecuado para ciertas aplicaciones especializadas
� Una aplicación puede necesitar manipular los datos en formas que no
son soportadas por un lenguaje de consulta de BDson soportadas por un lenguaje de consulta de BD
� La administración de la BD requiere de personal calificado que
coordine las necesidades de los diferentes grupos, diseñe vistas,
defina esquemas de datos, establezca procedimientos de respaldo y
recuperación, además de entonar la estructura física para obtener
criterios de rendimiento aceptables
� Aplicaciones sencillas y bien definidas que no requieran cambios o
inexistencia del acceso multiusuario de los datos
� Costos económicos (hardware, software y personal)
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Ejemplares y Esquemas
� Las bases de datos van cambiando a lo largo del
tiempo conforme la información se inserta, actualiza
y/o elimina
� La colección de información almacenada en la base de
datos en un momento particular se denomina ejemplar datos en un momento particular se denomina ejemplar
o instancia de la base de datos
� El diseño completo de la base de datos se llama
esquema de la base de datos.
� Los esquemas son más permanentes en el tiempo.
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Modelo de Datos
� Colección de herramientas conceptuales para
describir los datos, las interrelaciones, la semántica y
las restricciones de consistencia
� Herramienta de especificación formal que permite
representar las propiedades que caracterizan a los representar las propiedades que caracterizan a los
entes de un minimundo englobado en un problema
� Esconde muchos detalles de almacenamiento de
bajo nivel: el usuario define qué datos desea
almacenar sin importarle el cómo se almacenan
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Diseñar en Base de Datos (BD)
Traducción
Proceso iterativo en el cual una especificación se va transformando
en otra especificación disminuyendo el nivel de abstracción y
acercándose a lo que una máquina virtual puede entender
Traducción
Lenguaje de
Alto nivel
Especificación
(ambigua)
Entendida por el
hombre
Especificación
(sin ambigüedad)
Entendida por una
máquina virtual
Problema
Lenguaje Natural
Requerimientos
Funcionales
y no Funcionales
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Elementos de un Modelo de Datos
� Estructuras: elementos que permiten definir las
características esenciales o estructurales de los datos
� Restricciones: Permite especificar condiciones que
deben cumplir los entes que pertenecen al universo de
discursodiscurso
� Operaciones: Indican cómo pueden ser utilizados los
datos para satisfacer los requerimientos
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Usuario Entidad Relación (ER) Modelo Relacional (MR) Sistema de Archivos
Columna Atributo Atributo Campo
Fila Entidad Tupla Registro
Tabla Conjunto de entidades Relación Archivo
Esquemas y Diagramas
� Esquema: es la representación de un problema utilizando
un modelo de datos
� Diagrama: Es la representación gráfica de un esquema.
Son las descripciones que se utilizan comunmente para Son las descripciones que se utilizan comunmente para
establecer la comunicación con el usuario final
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Esquema relacional:
PLATO(codPla, nombrePlato, costo, precioVenta)
INGREDIENTE(codIng, nombreI, precioI)
NECESITA(codPla, codIng, cantidadNecesaria)
codPla referencia a PLATO
codIng referencia a INGREDIENTE
Diagrama Entidad Relación:
Tipos de Modelos de Datos
� Estructurados: todos los datos de un mismo tipo, deben
estar caracterizados por las mismas propiedades (ER, MR)
En base a la capacidad de representación de las propiedades
estructurales de los entes del universo de discurso
estar caracterizados por las mismas propiedades (ER, MR)
� Semi-estructurados: los datos de un mismo tipo pueden o
no estar caracterizados por las propiedades estructurales
que caracterizan al tipo (XML)
� No estructurados: Cada dato tiene sus propias propiedades
estructurales (Documentos en Internet)
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Lenguajes de un DBMS
� Lenguaje de Definición de Datos (DDL): Ofrece primitivas
para crear objetos de la Base de Datos
� Lenguaje de Manipulación de Datos (DML): Ofrece las
construcciones necesarias para implementar las operaciones construcciones necesarias para implementar las operaciones
del MD que implementa el DBMS. Incluye facilidades para
insertar, consultar, eliminar y actualizar datos
� Lenguaje de Control de Datos (DCL): Ofrece las
construcciones necesarias para proporcionar a los usuarios
el acceso requerido a los datos y controlar el uso de los
mismos en el SBD
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Lenguajes que provee un DBMS
Los DBMS suelen proporcionar uno o más de
� Lenguaje declarativo para operar sobre los datos: Los
RDBMS utilizan SQL (Structured Query Language)
� Lenguaje procedimental para operar sobre los datos: � Lenguaje procedimental para operar sobre los datos:
Oracle ofrece PL/SQL, PostgreSQL ofrece PL/pgSQL
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Metodología para el diseño de una BD
Copyright © 2007 Ramez Elmasri and Shamkant B. Navathe 21
Referencias
� Date, C.J. (2001). Introducción a los Sistemas de Bases de Datos.
Prentice Hall.
� Elmasri, R. y Navathe, S. (2007) Fundamentos de Sistemas de Base
de Datos. 5ta edición. Pearson Educación. Madrid, España.
� Hansen G. y Hansen J. (2000) Diseño y Administración de Bases de
Datos. Segunda edición. Prentice HallDatos. Segunda edición. Prentice Hall
� Kronke D. (2003). Procesamiento de Bases de Datos. Fundamentos,
Diseño e Instrumentación. Octava edición. Prentice Hall.
� Ramakrishnan R. y Gehrke J. (2003). Database Management Systems.
Third Edition. McGraw-Hill Higher Education.
� Sabino, N. (2001) Sistema de Base de Datos I – CI3315. Tema Nro. 1:
Introducción, conceptos Básicos. Apuntes de Clase USB.
� Silsberchatz A., Korth H. y Sudarshan S. (2006) Fundamentos de Base
de Datos. Quinta edición. McGraw-Hill Interamericana de España.
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