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Informática

Docente: M.T.E.Mayra Minerva Méndez AnotaMail: [email protected]

Periodo Intersemestral de invierno11 – 17 de diciembre 2014

5 al 23 de enero de 2015

Bases de DatosConceptos

¿Qué es Dato?¿Qué es Información?¿Qué es una Base de Datos?¿Qué es un SMBD?

92003206• Representación

• Indivisible

• Independiente

• Abstracto

… su importancia depende del contexto!

• Hechos• Ideas• Conceptos sin evaluar


¿Qué es Dato?¿Qué es Información?¿Qué es una Base de Datos?¿Qué es un SMBD?

No. Cuenta?? No. Registro??

No. Folio??

René Villeda

Contraseña??

92003206 56581111 Edif. 30 Depto 3

¡Contexto!

… que sea importante y relevante para un objetivo!

Un conjunto de elementos de datos relacionados que se describe a sí mismo, con relaciones entre sus elementos que presenta una interfaz uniforme de servicio. (James L. Johnson)

¿Qué es una Base de Datos?

Un conjunto de datos relacionados entre sí. (Elmasri)

La colección de datos que contiene información relevante para una empresa (Silberchatz)




A

B

C

D

Datos interrelacionados que modelan una realidad

A|B|C|D

Conjunto de datos que pertenecen al mismo contexto almacenados sistemáticamente para su uso posterior

Banco Universidad Línea áerea …

Aplicaciones

Una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas para acceder a dichos datos. (Silberchatz)

Conjunto de programas que permite a los usuarios crear y mantener una Base de Datos. (Elmasri)

Sistema Manejador de B.D.

Producto de software que presta soporte al almacenamiento confiable de la base de datos, pone en marcha las estructuras para mantener relaciones y restricciones, y ofrece servicios de almacenamiento y recuperación a usuarios. (James L. Johnson)

Sistema Manejador de B.D.


¿Qué es un SMBD?

¿?

SOFTWARESMBD • Definir

• Crear

• Organizar

• Relacionar

• Estructurar

• Accessar

• Manejar

• Consultar

Es un conjunto de programas que nos permitenrealizar en una base de datos las siguientes operaciones:

Bases de DatosMotivación

Historia Propósitos de los SMBD Ventajas

• Principios

• 50´s

• 60´s

• 70´s

• 80´s

• 90´s

Modelos

• Sistemas manejadores de archivos

• Bases de datos jerárquicas

• Bases de datos de red

• Bases de datos relacionales

• Bases de datos OO

Redundancia. Dificultad de acceso Consistencia Integridad Atomicidad Concurrencia Seguridad

Ventajas de la BD


Ventajas

Redundancia

`A, B, C

`A, B, C

A, B, C

A, B, C

100 kb

100 kb

200 kb

La misma información

A, B, C


Ventajas

Dificultad de acceso

`A, B, C

`“#$X0, []°@b, *}

Distintos formatos de archivos

=

Diferentes formas de acceso

Archivos de texto

Archivos binarios


Ventajas

Consistencia

`A, B, C

Archivos de texto

A, #$R%>, C

Se corrompe fácilmente!!


Ventajas

Integridad

`A, B, C

Archivos de texto

A, #$R%>, C

Se corrompe fácilmente!!


Ventajas

Atomicidad

`

SELECT campo FROM a;

SELECT campo FROM b;

INSERT campo INTO c;

DELETE campo FROM a;

SELECT campo FROM a;

SELECT campo FROM b;

INSERT campo INTO c;

DELETE campo FROM a;

Unidad Lógica


Ventajas

Concurrencia

`SELECT a, b, c FROM r

`INSERT d INTO r

A, B, CSuccess!


Ventajas

Seguridad

`SELECT a, b, c FROM cuenta

`INSERT d INTO r

Datos secreto

s

Success!Failure!


Ventajas

Seguridad

El SMBD se encarga de:

• SEGURIDAD en el acceso a los datos

• NO en la seguridad del acceso al hardware ni al sistema anfitrión

Con el paso del tiempo la información que se va acumulando y desechando en la base de datos, ocasiona que está cambie.

Instancia.◦ Al estado que presenta una base de datos en un

tiempo dado. Veámoslo como una fotografía que tomamos de la base de datos en un tiempo t, después de que transcurre el tiempo t la base de datos ya no es la misma.

Instancias y Esquemas

Esquema.◦ Es la descripción lógica de la base de datos,

proporciona los nombres de las entidades y sus atributos especificando las relaciones que existen entre ellos.

◦ Es un banco en el que se inscriben los valores que irán formando cada uno de los atributos. El esquema no cambia los que varían son los datos y con esto tenemos una nueva instancia.

Instancias y Esquemas

Bases de DatosArquitectura

Arquitectura de 3 niveles

Físico (interno) Conceptual (lógico) De vista (externo)

Diferentes usuarios

Diferentes niveles de

abstracción!

Usuario 1 Usuario 2 Usuario n

...Nivel

Externo

Nivel Conceptual

Nivel Interno

Nivel Físico: Como se almacenan realmente los datos

Nivel Lógico: Que datos se almacenan y que relaciones existen entre ellos.

Nivel de Vistas: Solo se ofrece una parte de una BD al usuario, hay muchas posibles vistas para la misma BD.

Arquitectura de 3 niveles

Interacción con el manejador de archivos.◦ Esto a través de las sentencias en DML al

comando de el sistema de archivos. Así el Manejador de base de datos es el responsable del verdadero almacenamiento de los datos.

Respaldo y recuperación.◦ Consiste en contar con mecanismos implantados

que permitan la recuperación fácilmente de los datos en caso de ocurrir fallas en el sistema de base de datos.

Funciones del DBMS

Control de concurrencia.◦ Consiste en controlar la interacción entre los

usuarios concurrentes para no afectar la inconsistencia de los datos.

Seguridad e integridad.◦ Consiste en contar con mecanismos que permitan

el control de la consistencia de los datos evitando que estos se vean perjudicados por cambios no autorizados o previstos.

Funciones del DBMS

Funciones del DBMS

Lenguaje de Definición de Datos (DDL) Lenguaje de Manipulación de Datos (DML)

◦ Procedurales (¿Qué y cómo?) M.O.O.◦ No procedurales - Declarativos (¿Qué?) M. Rel.

Usuarios

Lenguajes del Sistema manejador de BD

1. Usuarios finales.

2. Programadores de aplicaciones.

3. Administrador de la Base de Datos

Un sistema de base de datos se encuentra dividido en módulos cada uno de los cuales controla una parte de la responsabilidad total de sistema.

En la mayoría de los casos, el sistema operativo proporciona únicamente los servicios más básicos y el sistema de la base de datos debe partir de esa base y controlar además el manejo correcto de los datos. Así el diseño de un sistema de base de datos debe incluir la interfaz entre el sistema de base de datos y el sistema operativo.

Estructura General del Sistema

Gestor de archivos.◦ Gestiona la asignación de espacio en la memoria

del disco y de las estructuras de datos usadas para representar información.

Manejador de base de datos.◦ Sirve de interfaz entre los datos y los programas

de aplicación. Procesador de consultas.

◦ Traduce las proposiciones en lenguajes de consulta a instrucciones de bajo nivel. Además convierte la solicitud del usuario en una forma más eficiente.


Compilador de DDL.◦ Convierte las proposiciones DDL en un conjunto

de tablas que contienen metadatos, estas se almacenan en el diccionario de datos.

Archivo de datos.◦ En él se encuentran almacenados físicamente los

datos de una organización. Diccionario de datos.

◦ Contiene la información referente a la estructura de la base de datos.


Índices.◦ Permiten un rápido acceso a registros que

contienen valores específicos.


Modelos de datos

Conceptual◦ Parte de las especificaciones de requisitos de usuario y su resultado es

el esquema conceptual de la base de datos , es decir, una descripción de alto nivel de la estructura de la base de datos.

◦ Objetivo: Describir el contenido de información de la base de datos.◦ No depende del SGBD

Lógico◦ Parte del esquema conceptual y da como resultado un esquema

lógico, es decir, una descripción de la estructura de la base de datos en términos de las estructuras de datos. Depende del SGBD

Físico◦ Parte del esquema lógico y da como resultado un esquema físico, es

decir, una descripción de la implementación de una base de datos en memoria secundaria: las estructuras de almacenamiento y los métodos utilizados para tener un acceso eficiente a los datos. Depende del SGBD

◦ Se expresa mediante su lenguaje de definición de datos.

Diseño

Variedad de usuarios interactúan

Base de datosnecesitan

MétodosPara comunicarnos

Usuarios Base de datosA través de herramientas

Representar conocimiento

Conceptualmente a través de un esquema

Un esquema es un conjunto de representaciones lingüísticas o gráficas que describen la estructura de los datos de interés

Permite describir:◦ propiedades y el cómo se encuentran

estructurados los datos de una realidad o problema que se desea especificar

Elementos (3)◦ Estructuras◦ Restricciones

Inherentes Explicitas Implícitas

◦ Operaciones

Modelo Entidad Relación

Modelo Entidad - Relación

Entidad ◦ Cualquier tipo de objeto o concepto sobre el que se

recoge información: cosa, persona, concepto abstracto o suceso. Por ejemplo: coches, casas, empleados, clientes, empresas, oficios, diseños de productos, conciertos, excursiones, etc.

◦ Las entidades se representan gráficamente mediante rectángulos y su nombre aparece en el interior. Un nombre de entidad sólo puede aparecer una vez en el esquema conceptual.

Hay dos tipos de entidades: fuertes y débiles. ◦ Una entidad débil es una entidad cuya existencia

depende de la existencia de otra entidad. ◦ Una entidad fuerte es una entidad que no es débil.


Atributo ◦ Las entidades se componen de atributos que

son cada una de las propiedades o características que tienen las entidades.

◦ Cada ejemplar de una misma entidad posee los mismos atributos, tanto en nombre como en número, diferenciándose cada uno de los ejemplares por los valores que toman dichos atributos.

◦ Si consideramos la entidad "PROFESOR" y definimos los atributos Nombre, Teléfono y Salario


Existen cuatro tipos de atributos:◦ Obligatorios: aquellos que deben tomar un valor

y no se permite ningún ejemplar no tenga un valor determinado en el atributo.

◦ Opcional: aquellos atributos que pueden tener valores o no tenerlo.

◦ Monoevaluado: aquel atributo que sólo puede tener un único valor.

◦ Multievaluado: aquellos atributos que pueden tener varios valores.


Existen atributos, llamados derivados, cuyo valor se obtiene a partir de los valores de otros atributos. Ejemplo la entidad "PROFESOR" y sus atributos:

"NOMBRE“ "FECHA DE NACIMIENTO“ "EDAD"; es un atributo derivado por que se

calcula a partir del valor del atributo "FECHA DE NACIMIENTO". Su representación gráfica es la siguiente:

En determinadas ocasiones es necesaria la descomposición de un atributo para definirlos en más de un dominio, podría ser el caso del atributo "TELEFONO" que toma valores del dominio "PREFIJOS" y del dominio "NUMEROS DE TELEFONO". Estos atributos se representan de la siguiente forma:

Modelo Entidad - Relación Dominios

◦ Se define dominio como un conjunto de valores que puede tomar un determinado atributo dentro de una entidad. Por ejemplo:

Modelo Entidad - Relación De forma casi inherente al término dominio

aparece el concepto restricción para un atributo. Cada atributo puede adoptar una serie de valores de un dominio restringiendo determinados valores.

El atributo "EDAD" toma sus valores del dominio N (números naturales) pero se puede poner como restricción aquellos que estén en el intervalo (0-120), pero dentro de la entidad "PROFESOR" se podría restringir aun más el intervalo, puesto que la edad mínima para trabajar es de 16 años y la máxima de 65, por lo tanto el intervalo sería (16-65).

Modelo Entidad - Relación Claves

◦ SUPER -LLAVE ◦ LLAVE CANDIDATO◦ LLAVE PRIMARIA

Interrelaciones◦ Débiles◦ Regulares

Cardinalidades

Modelo Entidad - Relación Las interrelaciones, dentro de los

diagramas, se representan de la siguiente forma:

Regulares Débiles

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En resumen

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