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1
Clase:007
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2
Unidad III
Bases de Datos
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3
• Introducción a las bases de datos
• Conceptos de dato, información, bases de
datos, SMBD
• Concepto SMBD
• Arquitectura de 3 niveles
• Elementos dentro de un SMBD
• Modelos de datos
• Modelo Entidad-Relación(Conceptual)
• Conceptos básicos de: Entidad, Atributo, Relación,
Agenda
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Bases de Datos Conceptos
¿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
4
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Bases de Datos Conceptos
¿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!
5
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Bases de Datos Conceptos
¿Qué es una Base de Datos?
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
6
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Bases de Datos Concepto SMBD
¿Qué es un SMBD?
¿?
SOFTWARESMBD
• Definir
• Crear
• Organizar
• Relacionar
• Estructurar
• Accessar
• Manejar
• Consultar
Es un conjunto de programas que nos permiten
realizar en una base de datos las siguientes operaciones:
7
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Bases de Datos
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
Concepto SMBD 8
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Bases de Datos
Propósito de los SMBD
Definición: Software que controla la organización, almacenamiento,
recuperación, seguridad, integridad, explotación y manejo de los datos en
una base de datos.
Propósito: Brindar al usuario una interacción con la base de datos,
dependiendo del nivel de abstracción requerido por este.
Concepto SMBD 9
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Bases de Datos
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
Concepto SMBD 10
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Bases de Datos
Ventajas
Dificultad de acceso a
intrusos
`A, B, C
`“#$X0, []°@b, *}
Distintos formatos de archivos
=
Diferentes formas de acceso
Archivos de texto
Archivos binarios
Concepto SMBD 11
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Bases de Datos
Ventajas
Consistencia
`A, B, C
Archivos de texto
A, #$R%>, C
Se corrompe
fácilmente!!
Concepto SMBD 12
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Bases de Datos
Ventajas
Integridad
`A, B, C
Archivos de texto
A, #$R%>, C
Se corrompe
fácilmente!!
Concepto SMBD
Las restricciones
son condiciones
que deben tener a
todos los Estados
relación válida.
13
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Bases de Datos
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
Concepto SMBD 14
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Bases de Datos
Ventajas
Concurrencia
`SELECT a, b, c
FROM r
`INSERT d INTO r
A, B, C Success!
Concepto SMBD 15
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Bases de Datos
Ventajas
Seguridad
`SELECT a, b, c
FROM cuenta
`INSERT d INTO r
Datos
secretos
Success! Failure!
Concepto SMBD 16
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Bases de Datos
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
Concepto SMBD 17
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Bases de Datos Arquitectura
Arquitectura de 3 niveles
Físico (interno)
Conceptual (lógico)
De vista (externo)
Diferentes
usuarios
Diferentes
niveles de
abstracción!
18
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Usuario 1 Usuario 2 Usuario n
...Nivel
Externo
Nivel
Conceptual
Nivel
Interno
19
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Bases de Datos Arquitectura
Arquitectura de 3 niveles
Físico (interno)
Conceptual (lógico)
De vista (externo)
NIVEL FISICO
Se describe la estructura física de la base de datos
mediante un esquema interno. Este esquema se
especifica mediante un modelo físico y describe todos
los detalles para el almacenamiento de la base de datos,
así como los métodos de acceso.
20
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Bases de Datos Arquitectura
Arquitectura de 3 niveles
Físico (interno)
Conceptual (lógico)
De vista (externo)
NIVEL CONCEPTUAL
Es aquel en el que se definen las estructuras
de almacenamiento y las relaciones que se darán entre
ellas. Este esquema oculta los detalles de las
estructuras de almacenamiento y se concentra en
describir entidades, atributos, relaciones, operaciones
de los usuarios y restricciones
21
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Bases de Datos Arquitectura
Arquitectura de 3 niveles
Físico (interno)
Conceptual (lógico)
De vista (externo)
NIVEL EXTERNO (vistas)
Puede definirse como la forma en que el usuario
aprecia la información y sus relaciones. Cada
esquema externo describe la parte de la base de
datos que interesa a un grupo de usuarios
determinado y oculta a ese grupo el resto de la
base de datos.
22
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Elementos dentro de un SMBD
Datos:
Hardware
Software:
Usuarios:
Totalmente abstractos
Sistema Manejador de Bases de Datos + herramientas de desarrollo
• Lenguaje de Definición de Datos (DDL)
• Lenguaje de Manipulación de Datos (DML)
• Procedimentales (¿Qué y cómo?)
• No Procedimentales (¿Qué?)
• Lenguaje de Control de Datos (DCL)
1. Usuarios finales.
2. Programadores de aplicaciones.
3. Administrador de la Base de Datos 23
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Bases de Datos
Modelos de datos
Definición
Características
Tipos / clasificación
Modelos de datos
Colección de herramientas conceptuales
para describir datos, relaciones entre
ellos, su semántica y restricciones de
consistencia.
No son elementos físicos: son abstracciones
que permiten la implementación eficiente de
una base de datos
24
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Bases de Datos
Modelos de datos
Definición
Características
Tipos / clasificación
Modelos de datos
Describen
• La estructura de los datos
• Formas de acceso a los datos
• Comportamiento
25
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Bases de Datos
Modelos de datos
Definición
Características
Tipos / clasificación
Modelos de datos
• Modelos basados en registros
• Modelos basados en objetos
• Modelos físicos
26
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Bases de Datos
Modelos de datos
Tipos / clasificación
Basados en registros
Basados en objetos
Modelos de datos
Jerárquico
• Almacenan su información
en una estructura jerárquica
• Los datos se organizan en
una forma similar a un árbol
(visto al revés)
• El contenido de un registro
específico puede repetirse
en varios sitios ⇒ una
inconsistencia de datos
K L
J
FED
H I
B
H I
D
G
C
A
27
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Bases de Datos
Modelos de datos
Tipos / clasificación
Basados en registros
Basados en objetos
Modelos de datos
De Red
• Representa los datos mediante
colecciones de registros
y sus relaciones se representan
por medio de ligas
• Se permite que un mismo nodo
tenga varios padres
• Ofrecía una solución eficiente
al problema de redundancia de
datos
H
I
D
G
C
A
28
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Bases de Datos
Modelos de datos
Tipos / clasificación
Basados en registros
Basados en objetos
Modelos de datos
Relacional
Dr. Edgar F. "Ted" Codd Junio 1970
“A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks ”
• Fundamentos Matemáticos.
• Los datos están estructurados
a nivel lógico como tablas
formadas por filas y columnas.
• Concepto fundamental:
Relación
• Alto nivel de abstracción
A1 A2 … AnA1 A2 … AnA1 A2 … An
29
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Bases de Datos
Modelos de datos
Tipos / clasificación
Basados en registros
Basados en objetos
Modelos de datos
Entidad - Relación
• Percepción de un mundo
real. Entidades y relaciones.
• Entidades: descritas por
un conjunto de atributos
• Relaciones: Asociación
entre entidades
Entidad 2
EA1 EA2
R1Entidad 1
EA1 EA2
Dr. Peter Pin-Shan Chen Marzo 1976
“The Entity-Relationship Model--Toward a Unified View of Data”
30
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Bases de Datos
Modelos de datos
Tipos / clasificación
Basados en registros
Basados en objetos
Modelos de datos
Orientado a Objetos
• Soporta el paradigma orientado a
objetos almacenando datos y
métodos
• Flexibilidad, y soporte para el
manejo de tipos de datos complejos
• Manipula datos complejos en forma
rápida y ágilmente
Articulo (inicial??)
• “Development of an
object-oriented DBMS”
D. Maier, J. Stein, A. Otis,
A. Purdy 1986
31
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Bases de Datos
¿y entonces?
…
Dr. Michael Stonebraker.
32
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Bases de Datos
Conclusiones
Conclusiones
• Las bases de datos están presentes en muchos aspectos
• Su desarrollo ha sido en paralelo con las necesidades de
información por parte de los distintos usuarios (datamining,
datawarehouse)
• Su nivel de abstracción también ha evolucionado con
estos últimos
• Nuevas formas de representar información:
• Datos semi-estructurados
33
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Modelo Entidad-Relación
MER
34
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Reseña histórica
• El Modelo Entidad-Interrelación, propuesto por Peter Chen en el artículo ya histórico en 1976, es uno de los modelos conceptuales más extendidos.
• Artículo
ACM Transactions on Database Systems, Vol.1, No. 1, March 1976, Peter Pin-Shan Chen, The Entity-Relationship Model-Toward a Unified View of Data, Massachusetts Institute of Technology.
35
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Reseña histórica
• Chen lo caracteriza:
“El Modelo Entidad-Interrelación puede ser
usado como una base para una vista
unificada de los datos”, adoptando “el enfoque
más natural del mundo real que consiste en
entidades e relaciones”.
36
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Diagramas de Chen
37
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38
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Reseña histórica
• Posteriormente otros autores lo han ampliado con importantes aportaciones, formándose en realidad una familia de modelos entidad relación.
• En este tema se exponen los conceptos del modelo MER básico.
• El modelo entidad-relación está formado por un conjunto de conceptos que permiten describir la realidad mediante un conjunto de representaciones gráficas y lingüísticas.
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¿Qué es el
Modelo Entidad-Relación (MER)?
• Es un modelo que se basa en la
percepción del mundo real que consiste
en un conjunto de objetos llamados
entidades y las relaciones entre ellos.
Representa gráficamente la estructura
lógica (conceptual) de la base de datos.
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Definición formal
Técnica semántica de modelado gráfico de datos basada en la
percepción del mundo real como un conjunto de objetos básicos llamados entidades y las relaciones existentes entre
ellas.
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Conceptos básicos
• Entidad
• Atributo
• Relación
• Diagramas Entidad-Interrelación
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Entidad • Es un objeto real o abstracto sobre el que se
tiene información, pueden ser personas,
lugares, cosas o eventos de interés.
• Símbolo:
Entidad
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Entidad
• Cada ejemplar de una entidad se
denomina instancia.
– Entidad
– Instancias
Persona
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Tipos de entidades
• Regular o fuerte: Las instancias de este tipo tienen existencia por sí mismas en el universo de estudio independientemente de cualquier otro conjunto de entidades.
• Débil: Las instancias de esta entidad dependen de una entidad existente en el universo, al desaparecer esta entidad superior, desaparecerán todas las entidades débiles vinculadas a la misma.
Entidad
Entidad débil
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Tipos de entidades
Banco Sucursal Tiene
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