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Magister: Curso Bases de Datos Modernas

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BASES DE DATOS MODERNAS

Dra. Angélica Urrutia Sepúlveda

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEDEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INFORMÁTICAMAGÍSTER EN INGENIERÍA INFORMÁTICA


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EL FUTURO DE LAS BASES DE DATOS INDICE

1.- EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BASES DE DATOS

2.- BASES DE DATOS ACTIVAS

3.- REGLAS DE NEGOCIO PARA DISEÑO DE BASES DE DATOS

4.- OTROS TIPOS DE BASES DE DATOS


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EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS

DE LAS BASES DE DATOS


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EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD INTRODUCCION

TECNOLOGÍA DE LAS BASES DE DATOS

LAS BASES DE DATOS SE HAN CONVERTIDO EN UN PRODUCTO ESTRATÉGICO DE PRIMER ORDEN

. Excepcional productividad

. Impresionante impacto económico

. Grandes inversiones- Aplicaciones desarrolladas con SGBD- Investigación y Desarrollo- Marketing


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EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EV. GESTION DE DATOS

- PROCESOS DATOS

- GENERACIONES DE BASES DE DATOS

1ª SGBD EN RED

2ª SGBD RELACIONALES

3ª SGBD INTELIGENTES, ACTIVOS, ORIENTADOS A OBJETOS, ...


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3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS

“Proporciona capacidades de gestión de datos al igual que sus predecesoras, permitiendo que grandes cantidades de datos

persistentes sean compartidos por muchos usuarios. También proporcionan gestión de objetos, permitiendo tipos de datos muchos más complejos, objetos multimedia, datos derivados, encapsulamiento de la semántica de los datos, así como otras nuevas capacidades. Algunos proporcionan incluso gestión de conocimiento, soportando un gran número de reglas complejas

para inferencia automática de información y mantener las restricciones de integridad entre datos”

Cattell (1991)


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3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS

“Gestiona información de una manera natural, haciendo esta información fácil de almacenar, acceder y utilizar. Es necesario:

- Un fuerte soporte para texto, imagen, voz, animación y vídeo

- Un modelo de bases de datos orientado al objeto

- Un soporte de reglas declarativas para expresar las interrelaciones semánticas entre objetos”

Khoshafian et al. (1990)


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CAMBIOS EN EL ENTORNO EMPRESARIAL

Keen (1985)

- Flexibilidad organizacional- Adaptación al cambio- Cobertura- Extensiones inter-empresa- Cooperaciones y alianzas- Procesos integrados- Gestión integrada y consistente

EMPRESA ABIERTA

NUEVOS RETOS


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HARDWARE Y COMUNICACIONES

- LEYES DE LA EVOLUCIÓN DEL HARDWARE:- Ley de Moore

- Ley de Hoagland- Ley de Joy- Predicción de Gray

- MÁQUINAS PARALELAS- TÉCNICAS DE COMPRESIÓN- DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO ÓPTICO- DIGITALIZADORES DE AUDIO Y VÍDEO

NUEVOS RETOS


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DATOS MAL GESTIONADOS

Zachman (1996)

- El 70% de los informes se utilizan para volver aintroducir datos en bases de datos- 80/90% del tiempo se dedica al mantenimiento- 60/70% se dedica a mantener interfaces y transformardatos de una base a otra- 100M$ a “parchear” progs. por errores al pasar datos- 70% de las líneas de código sólo mueven datos- 20/40% de toda la mano de obra de EEUU se dedicaa recoger, almacenar, recuperar, ... información

NUEVOS RETOS


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EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN

FACTORES CLAVE

FUNDAMENTOSTEÓRICOS

PRODUCTOSAPLICACIONES

PRÁCTICAS


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BD

FUNCIONALIDAD/INTELIGENCIA

RENDIMIENTO

DISTRIBUCIÓN/INTEGRACIÓN



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RENDIMIENTO

- BD PARALELAS

- BD EN TIEMPO REAL

- BD EN MEMORIA PRINCIPAL


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DISTRIBUCIÓN

- BD DISTRIBUIDAS

- BD FEDERADAS

- MULTIBASES DE DATOS

- BD MÓVILES

- BD Y “WEB”


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INTELIGENCIA

- BD ACTIVAS- BD DEDUCTIVAS- BD ORIENTADAS A OBJETOS- BD MULTIMEDIA- BD TEMPORALES- BD SEGURAS- BD DIFUSAS


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EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD MADUREZ

BD

PLANO CIENTÍFICO

PLANO INDUSTRIAL

PLANO COMERCIAL


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EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD MADUREZ

TECNOLOGÍA P. CIENT. P. IND. P. COM.Relacionales **** **** ****Paralelas *** ** **Tiempo real ** * -Memoria principal ** * -Activas *** *** **Deductivas *** * -Orientadas a objetos *** *** *Multimedia *** ** **Temporales ** - -Seguras ** ** -Difusas * - -Dist. homogéneas *** *** *Federadas ** * -Multibases de datos ** * -Móviles ** - -Datawarehousing * *** **


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BASES DE DATOS ACTIVAS

BASES DE DATOS ACTIVAS

PORTADA


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SGBD ACTIVO:

Cuando se producen ciertas condiciones ejecuta de forma automática ciertas acciones.

Debe ser capaz de monitorizar y reaccionar ante eventos de manera oportuna y eficiente.

SGBD DEDUCTIVO:

Capaz de deducir hechos adicionales a partir de la base de datos extensional aplicando axiomas deductivos y reglas de inferencia.

BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN


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sentencias SQLoptimizadorconsultas

procesadorconsultas

datos

resultadoAPLICACION

SGBD PASIVO



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APLICACION

SGBD ACTIVO

optimizadorconsultas

optimizadorreglas

prog.de

reglas

procesadorconsultas

gestióneventos

datos reglas



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VENTAJAS

Mayor productividad

Mejor mantenimiento

Reutilización de código

Reducción del tráfico de mensajes

Posibilidad de optimización semántica

Facilitar el acceso a la BD a usuarios finales



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APLICACIONES

KOTZ (1994)

Monitorización de Situaciones (Banco) Gestión de Flujos de Trabajo

Gestión de Documentos

Telecomunicaciones/Gestión de Redes

Gestión Comercial



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UTILIDAD EN SGBD


- INSTANTÁNEAS

- DATOS DERIVADOS

- REGLAS DE INTEGRIDAD

- SEGURIDAD Y AUDITORÍA

- GESTIÓN DE VERSIONES


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COMPONENTESPaton y Díaz (1998)

MODELO DE CONOCIMIENTO

MODELO DE EJECUCION

Describe la situación y la reacción correspondiente

Realiza un seguimiento de la situación y gestiona el comportamiento activo

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES


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EVENTO

• FUENTE (operación, envío de mensajes, gestión de transacciones, excepciones, reloj, aplicación...)

• GRANULARIDAD (registro, conjunto)

• TIPO DE EVENTO (primitivo, compuesto)

• PAPEL (obligatorio, opcional, ninguno)



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TIPOS DE REGLAS


•REGLAS DE INTEGRIDAD

•REGLAS DE INTEGRIDAD REFERENCIAL

•REGLAS DEL NEGOCIO

REGLAS DE MODELO DE DATOSREGLAS DE RELACION REGLAS DE DERIVACIONREGLAS DE RESTRICCIONREGLAS DE FLUJO


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CONDICIÓN

• PAPEL (obligatorio, opcional, ninguno)

• AMBITO

Sobre parámetros del evento Sobre estado de la BD

Al comienzo de la transacción (BDT) Cuando ocurrió el evento (BDE) Cuando se evalúa la condición (BDc)



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ACCIÓN

• OPCIONES (operación, envío de mensajes, actualización de reglas, abortar transacción, hacer en lugar de, externo)

Al comienzo de la transacción (BDT) Cuando ocurrió el evento (BDE) Cuando se evalúa la condición (BDc)

• AMBITO



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MODELO DE EJECUCION

MODOS DE ACOPLAMIENTO

FUENTEDE

EVENTOS

OCURRENCIADE

EVENTOS

REGLASDISPARADAS

REGLASEVALUADAS

REGLASSELECCIONADAS

señalar disparar evaluar planificar ejecutar

Modo de acoplamientoevento-condición

Modo de acoplamientocondición-acción



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MODELO DE ACOPLAMIENTO INMEDIATO

INICIO DE TRANSACCION

EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION

FIN DE TRANSACCION



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Algoritmo de acoplamiento Condición-acción de tipo inmediato:

Mientras existan reglas activadas A) Seleccionar una regla activada R B) Evaluar la condición de R C) Si la condición de R es cierta

Ejecutar la acción de R Fin mientras

Evaluación

Ejecución


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MODELO DE ACOPLAMIENTO DIFERIDO

INICIO DE TRANSACCION

EVENTO

EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION

FIN DE TRANSACCION



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MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO

INICIO DE TRANSACCION T1

EVENTO EVALU. CONDICI.

EJEC. ACCION

FIN DE TRANSACCION T1





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MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDOCON DEPENDENCIA CAUSAL


EVENTO EVALU. CONDICI.

EJEC. ACCION






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MODELO DE EJECUCION

• GRANULARIDAD DE LA TRANSICION (registro, conjunto)

• PRIORIDAD (dinámica, numérica, relativa, basada en eventos, ninguna)

• POLITICA DE EFECTOS NETO (sí, no)

• POLITICA DE CONSUMO (reciente, cronológica, continua, acumulativa)


• MODO DE PLANIFICACION (paralelo, secuencial, saturación, ninguno)

• MODO DE GESTION DE ERRORES (abortar, ignorar, retroceder y contingencia)


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BASES DE DATOS ACTIVAS PRODUCTOS

INTERBASE

DEFINE TRIGGER disparador FOR relación

[ ACTIVE | INACTIVE ] [ PRE |POST ]

{STORE | MODIFY | ERASE } [ nº_de_secuencia ]:

acción-disparador

END TRIGGER

[lista_descripción_mensaje ]

[comentarios_textuales ]


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POSTGRES

DEFINE RULE regla [ AS EXCEPTION TO regla]ON evento TO objeto [ [cláusula FROM] cláusula WHERE ]THEN DO [INSTEAD] acción

DEFINE RULESET conjunto_reglasINHERITS conjunto_reglas[ guión_inicial procedimiento] [ guión_eliminación procedimiento]


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SQL 3

CREATE TRIGGER disparador

{AFTER | BEFORE | INSTEAD OF}

{INSERT | DELETE | UPDATE [OF ATRIBUTOS]} ON tabla

[REFERENCING OLD AS id NEW AS id]

[REFERENCING OLD_TABLE AS id NEW_TABLE AS id]

WHEN condición

acciones BD

[FOR EACH ROW | STATEMENT]


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BASES DE DATOS ACTIVAS MANIFIESTO

Manifiesto de los SGBDA

ACTNET (1996)

Características de los SGBDAUn SGBDA es un SGBDUn SGBDA tiene un modelo de reglas ECAUn SGBDA debe soportar la gestión de reglas y

la evolución de la base de reglas

Características de ejecución de reglas ECAUn SGBDA tiene un modelo de ejecuciónUn SGBDA debe ofrecer difs. modelos de acoplamiento


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BASES DE DATOS ACTIVAS MANIFIESTO

ACTNET (1996)

Características de aplicación y usabilidadUn SGBDA debería poseer un entorno de programaciónUn SGBD A debería ser ajustable

Un SGBDA debe implementar modos de consumoUn SGBDA debe gestionar la historia de eventosUn SGBDA debe implementar resolución de conflictos

Manifiesto de los SGBDA


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BASES DE DATOS ACTIVAS PROBLEMAS

PROBLEMASDudley (1994)

CREATE TRIGGER pasar-cursoAFTER UPDATE ON B1FOR EACH ROWBEGIN UPDATE B2 SET y = y + 1 WHERE y := OLD.yEND

X YLuis 1María 2Paco 3

B1

X YLuis 1María 2Paco 3

B2

UPDATE B1 SET y = y + 1;


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Ejemplo: Comprobación de la integridad

- Figura 2.10: Modelo relacional de comprobación de integridad

Se muestra un modelo relacional y su correspondiente forma de guardar la integridad de los datos:

A)

Docencia

Codp_rof Cod_asg Créditos

Código Nombre Teo Prac dpto

Código Nombre Dirección Telefono Categoria dpto

Código Nombre Director telefono


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Evento

CREATE TRIGGER control_docencia AFTER INSERT OR UPDATE OF cod_asg,cod_prof ON Docencia FOR EACH ROW WHEN NEW.cod_asg = "EST1"

Acción Condición

DECLARE X CHAR(4); BEGIN SELECT P.dpto INTO X FROM Profesor P WHERE P.cod_prof =: new.cod_prof; IF X <> "EST" THEN RAISE-APPLICATION-ERROR(--,'actualización no válida') END IF; END

Ejemplo: Trigger de comprobación de Integridad

Los profesores que imparten la asignatura del código EST1 deben ser del departamento de estadística


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Ejemplo: Trigger de Reglas de Funcionamiento de la Organización

" Cuando la cantidad en almacén de una pieza esté por debajo de la cantidad mínima establecida, se debe lanzar un orden de producción para asegurar la cantidad mínima de la pieza en el almacén",

CREATE TRIGGER ordenar_producción AFTER UPDATE OF cantidad ON Inventario FOR EACH ROW WHEN NEW.cantidad < NEW.cantidad_minima

DECLARE X NUMBER; Y NUMBER; BEGIN SELECT SUM (cantidad) INTO X FROM Orden_producción WHERE nro_pieza = :NEW.nro_pieza; Y:= :NEW.cant_minima-(X + :NEW.cantidad); INSERT INTO orden_producción(nro_pieza, cantidda, fecha) VALUES(:NEW.nro_pieza,Y,SYSDATE) END

Condición

Evento

Acción


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Figura 5.7: Pantalla de Eventos

Ejemplo: Pantalla de Eventos


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Ejemplo: Modelo de eventos

EVENTO DESCRIPCION TIPO EVENTO CONDICION ACCION GESUSO Genera Sanciones Temporal ERNC SANCION EBORRASA Borrado Sanciones Temporal ESAN BORRASAN RECHRESE Rechaza Reserva Tabla ESSANCIO RECHSANC

Figura 5.8: Reporte de Eventos

Eventos

Condiciones Evento

Acciones Evento


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Ejemplo: Modelo condición

CONDICIONES DESCRIPCION ERNC Existe reserva no Confirmada ESAN Existe Sanción ESSANCIO Usuario esta Sancionado

Figura 5.9: Reporte de Condiciones


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Ejemplo: Modelo acción

ACCION DESCRIPCION SANCIÓN Genera Sanción BORRASAN Borra Sanciones RECHASANC Rechazar Sanción

Figura 5.10: Reporte de Acciones


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Ejemplo: Modelo Evento

EVENTO DESCRIPCIÓN TIPO USUARIO GESUSO Genera Sanciones Temporal Seminario EBORRASA Borrado Sanciones Temporal Seminario RECHRESE Rechaza Reserva Tabla Seminario Figura 5.11: Reporte de Bitácora de Procesos


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REGLAS DEL NEGOCIO

REGLAS DEL NEGOCIO PORTADA


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REGLAS DEL NEGOCIO INTRODUCCIÓN

PROCESOS

ALMACENDE

DATOS

DATOS

ANALISISESTRUCTURADO

INFORMACION

PROCESOS

ENTIDADES

ATRIBUTOS

INGENIERIA DE LA INFORMACION

OBJETO

ATRIBUTOS

SERVICIOS

ORIENTACIONAL OBJETO

REGLA DELNEGOCIO

ATRIBUTOS

PROCESODE LA

REGLA

ENTIDADES

REGLAS DELNEGOCIO

1970 1980 1990 2000


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• Enlazar las necesidades de la empresa y el sistema

de información

• Validar el “modelo” de la empresa

• Facilitar compartir datos

• Ahorrar costes de desarrollo

CONVERTIR LA INFORMACIÓN EN UN ACTIVO DE LA EMPRESA

REGLAS DEL NEGOCIO INTRODUCCIÓN


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reglas

ESTUDIO PREVIO ADQUISICION ANALISIS

MODELADO CLASIFICACION Y ALMACENAMIENTO

VALIDACION

DATOS PROC. RED.

REGLAS DEL NEGOCIO CICLO DE VIDA


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”Debe ser nuestro trabajo liberar las reglas de negocio. La empresa necesita acceder a

las reglas para poder aprender de ellas, comportarse de acuerdo a las mismas,

desafiarlas y hacerlas evolucionar con el fin de encontrar oportunidades de negocio".

VON HALLE (1996)

REGLAS DEL NEGOCIO CONCLUSIONES


56

REGLAS DEL NEGOCIO CONCLUSIONES


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Otros tipos de Bases de Datos


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¿Interconectar, Integrar o Interoperar?

• Interconectar: conectar a nivel de hardware distintos sistemas entre sí. El objetivo de una

interconexión es intercambiar información.

• Integrar: unificar la información que se encuentre replicada resolviendo posibles conflictos de heterogeneidad entre las diferentes fuentes de origen de la información.

• Interoperar: se refiere no sólo a integrar información sino también a integrar funcionalidades.


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DBMS distribuídos y heterogéneos

DBMS Federados

DBMS Distribuídos y Heterogéneos

Esquema Global para Multiple-DBMS

DDBMS

Sistemas Interoperables

Lenguajes para Multiple-DBMS


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Esquema Global

Esquema Global

Esquema local 1

Esquema local 2

Esquema local n

BD1 BD2 BDn

Ventajas:• Consistencia• Vista y acceso uniforme a datos• Distribución transparente al usuario.

Desventajas:• Pobre autonomía• Pobre automatización

Integración completa de varias DBMS para proveer una vista única. [SP94]


61

Bases de Datos Federadas (FDBS)

FDBS: Una colección de sistemas de bases de datos independientes, cooperativos, posiblemente heterogéneos, que son autónomos y que permiten compartir todos o algunos de sus datos. [SL90]

FDBS

DBMS 1(centralizado)

BD1

Componente DBS 1

DBMS 2(distribuido)

BD2-1

Componente DBS 2

BD2-2

DBMS n(otro FDBS )

Componente DBS n


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Esquema de Exportación 1

DB1

Esquema Local 1

Esquema Componente 1

Arquitectura de 5 Niveles FDBS

Esquema Federado

Esquema Externo Esquema Externo

DB2

Esquema Local 2



Common Data Model

Transforming processor Transforming

processor

Data Dictionary

Filtering processor Filtering processor

Version 1


63

Arquitectura de 5 Niveles FDBS (III)

Esquema Federado

Esquema Externo Esquema Externo

Version 2


CDBS1 DB1

Esquema Local 1



CDBS2 DB2

Esquema Local 2



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Sistemas Interoperables

Componente DBS 1

Sistemas legadosDBMS 1(centralizado)

BD1

DBMS 2(otro FDBS )

Componente DBS 2

Componente n

Sistema Interoperable

Características:• Componentes locales son cualquier tipo de datos.• Son los sistemas más débilmente acoplados• No soportan todas las funciones de DBMS

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