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LI ROBERTO BALTAZAR LARA

FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS

Objetivo: El alumno conocerá los conceptos generales de bases de datos y sus aplicaciones, asi como su estructura general

CONCEPTOS DE BASES DE DATOS


DefiniciónDefinición

Dato:Conjunto de caracteres con algún significado, pueden ser numéricos, Alfanuméricos o alfabéticos

Información: es un conjunto ordenado de datos los cuales son manejados según las necesidades del usuario, Para que un conjunto de datos pueda ser procesado eficiente mente y pueda dar lugar a información, Primero se debe guardar lógicamente en archivos


Definición de Bases de DatosDefinición de Bases de DatosColección o depósitos de datos integrados,

almacenados en soporte secundario (no volátil) y con redundancia controlada. los datos, que han de ser compartidos por diferentes usuarios y aplicaciones, deben mantenerse independientes de ellos, y su definición (estructura de datos) única y almacenada junto con los datos, se ha de apoyar en un modelo de datos, el cual ha de permitir captar las interrelaciones y restricciones existentes en el mundo real. Los procedimientos de actualización y recuperación, comunes y bien determinados, facilitarán la seguridad del conjunto de los datos


Objetivos de las bases de datosObjetivos de las bases de datos– Abstracción de la información. Las BD ahorran a los usuarios detalles acerca del almacenamiento físico de los datos.– Independencia. La independencia de los datos consiste en la capacidad de modificar el esquema (físico o lógico) de una base de datos sin tener que realizar cambios en las aplicaciones que se sirven de ella – Redundancia mínima. Un buen diseño de una base de datos logrará evitar la aparición de información repetida o redundante. – Consistencia. En aquellos casos en los que no se ha logrado esta redundancia nula, será necesario vigilar que aquella información que aparece repetida se actualice de forma coherente, es decir, que todos los datos repetidos se actualicen de forma simultánea. – Seguridad. Las BD deben garantizar que esta información se encuentra asegurada frente a usuarios malintencionados, que intenten leer información privilegiada; frente a ataques que deseen manipular o destruir la información; o simplemente ante las torpezas de algún usuario autorizado pero despistado.


– Integridad. Se trata de adoptar las medidas necesarias para garantizar la validez de los datos almacenados. Es decir, se trata de proteger los datos ante fallos de hardware, datos introducidos por usuarios descuidados, o cualquier otra circunstancia capaz de corromper la información almacenada. – Respaldo y recuperación. Los SGBD deben proporcionar una forma eficiente de realizar copias de seguridad de la información almacenada en ellos, y de restaurar a partir de estas copias los datos que se hayan podido perder – Control de la concurrencia. lo más habitual es que sean muchas las personas que acceden a una base de datos, bien para recuperar información, bien para almacenarla. Y es también frecuente que dichos accesos se realicen de forma simultánea. – Tiempo de respuesta. Lógicamente, es deseable minimizar el tiempo que la BD tarda en darnos la información solicitada y en almacenar los cambios realizados.


Usos y aplicaciones de las bases de datosUsos y aplicaciones de las bases de datosSe utilizan en todo tipo de empresas que generen información y que se Deba de controlar dicha información Ejemplos:Efectuar cargos y abonos en un estado de cuentaAplicaciones tradicionalesInventarioReservasComprasSeguimientoLogísticaTransporteEducaciónEstadísticasBancosAdm. ClientesBibliotecasSistemaseducaciónCampus globalEtc.


USUARIOPROPORCIONA

REQUERIMIENTOS

ANALISTAIDENTIFICA PROCESOS

Y DATOS (DFD)

SE ASIGNAN ATRIBUTOS, DOMINIOS, LLAVES PRIMARIAS Y FORANEAS, Y CARDINALIDAD.

SE CREA UN MODELODE DATOS LOGICO Y SE NORMALIZA

SE GENERA UN MODELODE DATOS

FISICO (RDBMS)

DISEÑO DE BASE DE DATOSDISEÑO DE BASE DE DATOS

SE IDENTIFICAN ENTIDADES Y RELACIONES (REGLAS DEL NEGOCIO).

MODELO CONCEPTUAL (E-R)


Niveles de abstracción de una base de datosNiveles de abstracción de una base de datos

Visita 1 Visita 2 Visita …n

Nivel de visitas

Nivel Lógico

Nivel Físico


Interdependencia de datos

Se refiere a la protección contra los programas de aplicación que puedan originar modificaciones cuando se altera la organización física o lógica de una base de datos.

Interdependencia física de datos.Es la capacidad de modificar el esquema físico sin provocar que vuelvan a escribir los programas de aplicación.

Interdependencia lógica de datos.Capacidad de modificar el esquema conceptual sin provocar que se vuelvan los programas de aplicación.


1.Nivel físico: es donde se describe como se deben de almacenar realmente los datos.

2.Nivel lógico: es donde se describe que datos deben almacenarse y que relación existe entre ellos.

3.Nivel de visitas: se describe solo parte de la base de datos.


El sistema manejador de bases de datos es la porción más importante del software de un sistema de base de datos.

Las funciones principales de un DBMS son:1.Crear y organizar la Base de datos.2.Establecer y mantener las trayectorias de acceso a la base de datos de tal forma que los datos puedan ser accesados rápidamente.3.Manejar los datos de acuerdo a las peticiones de los usuarios.4.Registrar el uso de las bases de datos.5.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.


SQL

DDL

LMDProcedimentales

No procedimentales

Insertar datosModificar datosEliminar datosConsulta

Crear tablasModificar tablasEliminar tablas


Usuarios de las bases de datos.Podemos definir a los usuarios como toda persona que tenga todo tipo de contacto con el sistema de base de datos desde que este se diseña, elabora, termina y se usa.Se clasificarse como:

Programadores de aplicaciones

Los profesionales en computación que interactúan con el sistema por medio de llamadas en DML (Lenguaje de Manipulación de Datos), las cuales están incorporadas en un programa escrito en un lenguaje de programación (Por ejemplo, C, C++, Visual Basic etc.)


Usuarios sofisticados

Los usuarios sofisticados interactúan con el sistema sin escribir programas. En cambio escriben sus preguntas en un lenguaje de consultas de base de datos.

Usuarios especializados

Algunos usuarios sofisticados escriben aplicaciones de base de datos especializadas que no encajan en el marco tradicional de procesamiento de datos.

Usuarios ingenuos

Los usuarios no sofisticados interactúan con el sistema invocando a uno de los programas de aplicación permanentes que se han escrito anteriormente en el sistema de base de datos, podemos mencionar al usuario ingenuo como el usuario final que utiliza el sistema de base de datos sin saber nada del diseño interno del mismo por ejemplo: un cajero.


Administrador de Bases de Datos

Es la persona encargada que tiene el control total sobre el sistema de bases de datos, sus funciones principales son:

1.Definición de esquema.- crea el esquema original escribiendo un conjunto de definiciones que son traducidas por el compilador DDL, a un conjunto de tablas.

2.Definición de la estructura de almacenamiento del método de acceso.- escribe el modo adecuado de métodos definidos y que son traducidos por el compilador del lenguaje de almacenamiento.

3.Concesión de autorización para el acceso a datos.- regulariza las partes de las bases de datos que van a ser accedidas por varios usuarios.

4.Especificación de limites de seguridad.- es una serie de restricciones que se encuentran almacenados en una estructura especial del sistema y que es consultada cada vez que se realice una actualización.


API

Uno de los principales propósitos de una API consiste en proporcionar un conjunto de funciones de uso general, por ejemplo, para dibujar ventanas o iconos en la pantalla. De esta forma, los programadores se benefician de las ventajas de la API haciendo uso de su funcionalidad, evitándose el trabajo de programar todo desde el principio. Las APIs asimismo son abstractas: el software que proporciona una cierta API generalmente es llamado la implementación de esa API.


Servicios Middleware

Un servicio middleware es un servicio de propósito general que se ubica entre plataformas y aplicaciones. Por plataformas se entiende el conjunto de servicios de bajo nivel ofrecidos por la arquitectura de un procesador y el conjunto de API´s de un sistema operativo. Como ejemplos de plataformas se pueden citar: Intel x86 y Win-32, SunSPARCStation y Solaris, IBM RS/6000 y AIX, entre otros. Un servicio middleware está definido por las API´s y el conjunto de protocolos que ofrece. Pueden existir varias implementaciones que satisfagan las especificaciones de protocolos e interfaces. Los componentes middleware se distinguen de aplicaciones finales y de servicios de plataformas específicas por cuatro importantes propiedades:1.Son independientes de las aplicaciones y de las industrias para las que éstas se desarrollan. 2.Se pueden ejecutar en múltiples plataformas. 3.Se encuentran distribuidos. 4.Soportan interfaces y protocolos estándar.


Funciones Componentes Cliente Servidor.

1.El proceso cliente que es quien inicia el diálogo,2.el proceso servidor que pasivamente espera a que lleguen peticiones de servicio.3.middleware que corresponde a la interfaz que provee la conectividad entre el cliente y el servidor para poder intercambiar mensajes.

Nivel de Presentación: Agrupa a todos los elementos asociados al componente Cliente.Nivel de Aplicación: Agrupa a todos los elementos asociados al componente Servidor.Nivel de comunicación: Agrupa a todos los elementos que hacen posible la comunicación entre los componentes Cliente y servidor.Nivel de base de datos: Agrupa a todas las actividades asociadas al acceso de los datos.


Las funciones que lleva a cabo el proceso cliente se resumen en los siguientes puntos:1.Administrar la interfaz de usuario.2.Interactuar con el usuario.3.Procesar la lógica de la aplicación y hacer validaciones locales.4.Generar requerimientos de bases de datos.5.Recibir resultados del servidor.6.Formatear resultados.

Las funciones que lleva a cabo el proceso servidor se resumen en los siguientes puntos:1.Aceptar los requerimientos de bases de datos que hacen los clientes.2.Procesar requerimientos de bases de datos.3.Formatear datos para trasmitirlos a los clientes.4.Procesar la lógica de la aplicación y realizar validaciones a nivel de bases de datos.


Petición del usuario

Indagaciones

Sistema de manejo de archivos

DBMS Sistema operativo

Base de datos


Estructura del sistemaProcesamiento de consultas:1.Compilador del LMD.-traduce instrucciones a bajo nivel para que las entienda el motor de bases de datos, e intenta transformar las peticiones del usuario en otras equivalentes pero mas eficientes.

2.Precompilador del LMD incorporado.- convierte las instrucciones incorporadas en un programa de aplicación en llamadas a procedimientos en lenguaje anfitrión.

3.Interprete del LDD.- interpreta las instrucciones y las registra en un conjunto de tablas, que contiene los metadatos.

4.Motor de evaluación de consultas.- ejecuta las instrucciones generadas por el compilador del LMD.


Componentes de gestión de Almacenamiento

1.Gestor de autorización e integridad.- comprueba que se satisfagan las ligaduras de integridad y la autorización de los usuarios para acceder a los datos.

2.Gestor de Transacciones.- se asegura de que la base de datos quede en un estado consistente (correcto) a pesar de los fallos del sistema.

3.Gestor de Archivos.- gestiona la reserva de espacio de almacenamiento de disco y las estructuras de datos usadas para representar la información almacenada en el disco.

4.Gestor de memoria intermedia.- responsable de traer los datos del disco de almacenamiento a memoria principal y decidir que datos tratar en la memoria.


Implementación física del sistema

1.Archivo de datos.- Es toda la información que se procesa y queda respaldada.

2.Directorio de datos.- es donde se almacenan los datos acerca de la estructura de la base de datos.

3.Índices.- utilizados para proporcionar el acceso rápido a elementos de datos que tienen valores particulares.

4.Datos estadísticos.- se almacena la información estadística sobre los datos usados.

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