190532582 Sistemas de Gestion de Bases de Datos

8/16/2019 190532582 Sistemas de Gestion de Bases de Datos

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SISTEMAS DE GESTION DE

BASES DE DATOSAndrés Henao Rosero

Universidad Tecnológica de Pereira



Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 2

Un poco de historia …

Sistemas de archivos:Sistemas de archivos:

Surgieron a raíz de la necesidad dealmacenamiento de la información para sucorrespondiente reutilización (persistenciapersistencia)

Desventajas:Desventajas: Redundancia e inconsistencia de los datos

Los archivos están separados unos de otros

(no se pueden “combinar” fácilmente)

Alto costo para la propagación de cambios

Inconsistencia debido a actualizacionessimultáneas




Un poco de historia …

Sistemas de archivos:Sistemas de archivos:

Desventajas: (ContinuaciDesventajas: (Continuacióón)n)

Dificultad en el acceso de datos

Aislamiento de Datos

Problemas de Integridad Problemas de Atomicidad

Problemas de seguridad




ProcesamientoProcesamientodede

ClientesClientes

Archivode

Clientes

ProcesamientoProcesamiento

dede

PrPrééstamosstamos

Archivo

de

Préstamos

UsuarioUsuario del

Archivo de Clientes

UsuarioUsuario delArchivo de Préstamos

Por cada préstamo se guarda la información

del cliente correspondiente: Redundancia

Un poco de historia …Un poco de historia …




Un poco de historia …¿Por qué surgieron los sistemas de Bases de

Datos? Necesidad de solucionar las debilidades de

los sistemas de archivos

Capacidades: Manejo de persistenciapersistencia

Soporte por lo menos de un modelo de datosmodelo de datos

Soporte de un lenguaje de alto nivellenguaje de alto nivel que permitamanipular y definir la estructura de la información

Control de accesoControl de acceso

Evitar inconsistenciasEvitar inconsistencias al compartircompartir la información




Definición

Una base de datos es un conjuntoestructurado de datos coherentes

Colección disponible deinformación




Definición


Colección organizada ensubconjuntos, en función de

ligas y de relaciones entre lasdiferentes informaciones(estructura lógica)




Definición


No hay contradicción entre losdatos ligados, no hay pérdida deinformación, aun sabiendo que

hay una utilización compartidade los datos entre variosusuarios




Definición

Un Sistema de Gestión de Bases deDatos (SGBD) es un software quepermite manipular las bases dedatos

•Construir

•Utilizar•Mantener•Reorganizar




Aplicaciones de los Sistemas deBases de Datos

Banca

Líneas Aéreas Universidades

Transacciones de Tarjeta de Crédito

Telecomunicaciones Finanzas

Ventas

Producción Recursos Humanos




Sistema de Gestión de Bases deDatos

Propiedades fundamentales Independencia de los datos (OJO es muy importante) Acceso eficiente a los datos Integridad y seguridad de los datos Administración de los datos Acceso concurrente y recuperación en caso de « crash »

Los SGBD deben cumplir con las propiedades ACID para lastransacciones:

Atomicity (Atomicidad: las transacciones son atómicas)

Consistency (Consistencia: una transacción transforma un estado

consistente de la BD en otro)Isolation (Aislamiento: las transacciones están aisladas entre si)

Durability (Durabilidad: después que una transacción ha sido

confirmada ella persiste)




Algunas definiciones

Esquema de una Base de DatosEsquema de una Base de Datos: Cuando una

base de Datos es diseñada interesa definir unaestructura para ésta.

Esta estructura permanece “estática” durante ungran período de tiempo, aunque puede sufrir

modificaciones ocasionales

InstanciaInstancia: Es la información que en un determinadoinstante del tiempo posee la base de datos y que

cambia permanentemente (excepto en algunos tiposde bases de BD particulares)




Usuario final: El que interactúa con labase de datos, por lo general a través deaplicaciones e interfaces

Usuario especialista: El que diseña yprograma aplicaciones para usuariosfinales.

DBA (Database Administrator): El que

administra la base de datos. ¿Qué hace?

Algunas definiciones




Funciones y componentes principales de un SGBD

DDL: lenguaje de definición de datosDML: lenguaje de manipulación de datos

Fuente: “Introducción a lossistemas de bases de

datos” C.J. Date

ProcesadorDDL

Procesador

DML

ProcesadorLenguaje

Consulta

Esquemasexternos

Datos

yMetadatos

Base de datos

PeticionesDML planeadas

Peticionescompiladas

Peticionesoptimizadas

Optimizador

PeticionesDML No planeadas

Esquemas ytransformaciones

Manejador de transacciones

Manejador de almacenamiento




Componentes funcionales de unSGBD

Manejador de almacenamiento tiene dos

componentes:-Manejador de archivosanejador de archivos recuperadesde disco los bloques que contienen la

información solicitada por una transacción.-Manejador de bufferanejador de buffer mantiene enmemoria principal la información mmááss

usadausada y decide cuando llevar a disco algunode sus bloques.




SGBD - Funciones

Soporta DML: Lenguaje para actualización,

almacenamiento y recuperación de datos Ofrece optimización en la búsqueda de

la información

Soporta DDL : Lenguaje para definir losdatos

Metadatos (DD): Catálogo

autodescriptivo, información sobre losobjetos existentes en el sistema Datos sobre los datos




Ventajas de un SGBD

1. Reutilización de datos y programas

2. Control de redundancia

3. Estandarización ¿En qué sentido?

4. Consistencia (No hay redundancia)5. Es posible equilibrar las cargas de los

requerimientos (establecer

prioridades)




Ventajas de un SGBD

6. Integridad (Se cumplen las reglas

establecidas ¿Por quién?)7. Seguridad

8. Rapidez de desarrollo

9. Mantenimiento y reingeniería: cambiosen la estructura de datos sin cambiar

los programas que los usan (hastacierto punto)




Desventajas de un SGBD

1. Tamaño

2. Susceptibilidad a fallas (Discutible)

3. Complejidad en la recuperación a

fallas (Discutible)4. Puede llegar a trabajar en forma

“lenta” debido a la cantidad de

verificaciones que debe hacer




Niveles de abstracción eindependencia de los datos

Nivel interno

gestión de acceso

Nivel conceptualintegridad-coherencia

Nivel externeconfidencialidad

Esquema físico

Esquema lógico, resultado de

un proceso de modelamiento

Vista usuario 1

Vista usuario 2

Vista usuario n

n esquemasexternos




Nivel de Visión

Externo

El más cercano a los usuarios finales

Percepción de la base de datos por

parte de los usuarios finales Tantas visiones como tipos de

usuarios

Cada visión de usuario final se puedecaracterizar como un subesquema




Nivel de Visión

Cada visión puede proporcionar diferente

representaciones de los mismos datos

VisiVisióón Vendedorn Vendedor

Fechas con formato:(dd-mm-yy)

Visión Contador

Fechas con formato:

(yyyy-dd-mm)BD




Nivel de Visión

Algunas visiones de usuario pueden

incluir: Datos AgrupadosAgrupados: Totales por Dpto.

Datos DerivadosDerivados:Sueldo total = básico + comisión

Datos CalculadosCalculados:

Edad de una persona (inferida a partirde su fecha de Nacimiento)




Nivel de Visión

Los conceptos de dato derivado y

calculado podrían usarseindistintamente para significar, engeneral, que un dato se genera apartir de otro(s)

Pueden haber a su vez datos

agregados derivados, datosagregados calculados etc.




Nivel Conceptual

Mediador entre los otros 2 niveles

Interesante para el usuario especialista Se ocupa de los datos almacenados en la

base de datos física y las relaciones entre

ellos Descripción semántica de los datos que

conforman la base de datos

Soporta a cada visión de usuario externa




Nivel Conceptual

Es una visión completa de todos los

requerimientos y elementos de interéspara la organización

Debe incluir restricciones sobre los datos

La descripción del nivel conceptual no debetener detalles dependientes delalmacenamiento*

Tiene asociado un lenguaje de alto nivel

* Sin embargo en algunos SGBD esto no se logra expresar deesta manera…




Nivel Físico

Interno

Más cercano a la máquina Interesa al Administrador y al usuario

Especialista

Esquema físico: Descripción y tipos dedatos: tamaño y precisión, tipos de índicesy de estructuras de almacenamiento

concretas que se manejan, de acuerdo conun SGBD particular




Nivel Físico

Describe cómo los datos son

almacenados en términos deestructuras de datos particulares

Se encarga de:

- Reservar espacio para datos eíndices

- Compresión de datos

- Técnicas de encriptamiento dedatos




Independencia de los datos

Es uno de los objetivos de la arquitectura

ANSI/SPARC Permite modificar la definición de un nivel

sin afectarafectar (en lo posible) el nivelinmediatamente superior

Sin independencia de datos se requeriríamucho esfuerzo para cambiar lasaplicaciones de tal forma que se adaptasen

a la nueva estructura de la base de datos. Hay dos tipos: física y lógica




Independencia de los datos

Física: inmunidad que tienen los

usuarios y las aplicaciones ante loscambios en la forma de almacenarfísicamente los datos.

Conceptual: inmunidad que poseenlos usuarios y las aplicaciones ante

los cambios en la estructura lógica dela base de datos




Independencia Lógica

Se presenta entre el nivel de visión y

el nivel conceptual Significa que un cambio en el nivel

conceptual no debe conllevar a uncambio en el nivel de visión

Es más difícil de lograr. ¿Por qué?




Independencia Lógica

Algunos de los posibles cambios en el

nivel conceptual: Adición de nuevos elementos

(atributos, entidades etc.)

Eliminación de elementos Puedeafectar a los subesquemas externos




Tendencias de los SGBD Sistemas para el soporte para toma de decisiones (Data

Warehouse) y/o con capacidades deductivas y bases de

datos temporales

Manejar información multimedial: Imágenes, audio,videos

Bases de datos orientadas a objetos y objeto-relacionales

Manejar información georeferenciada: Sistemas deInformación Geográficos (SIG)

Manejo de información documental: Motores debúsqueda, sistemas para el manejo de documentos.

Bases de datos nativas para XML

Introducción a las bases de datos




Introducción a las bases de datosrelacionales : Representación tabular de losdatos

BolivarCundinamarca

Antioquia

dpto

CartagenaBogotá

Medellín

codCiudad

Rafael Nuñez30El Dorado20

José María Córdova10

nombrecodigo

BolivarCundinamarca

Antioquia

dpto

CartagenaBogotá

Medellín

codCiudad

Rafael Nuñez30El Dorado20

José María Córdova10

nombrecodigoAeropuertos

Nombre de la tabla / relaciónNombre de la tabla / relación

Atributos o nombres de columnas o campos

Tupla / fila





Introducción a las bases de datosrelacionales : Representación tabular delos datos

Bolivar

CundinamarcaAntioquia

dpto

CTG

BOGMDE

codCiudad

Rafael Nuñez30

El Dorado20José María Córdova10

nombrecodigo

Bolivar


dpto

CTG

BOGMDE

codCiudad

Rafael Nuñez30


nombrecodigo

Aeropuertos

20301020

3010

destinoorigen

20301020

3010

destinoorigen

conexiones

Información explícita:El aeropuerto José Maria Córdova esta en el departamento de

Antioquia

Información implícita:Se puede ir en avión del departamento de Antioquia al departamentode Bolivar

Tabla Aeropuertoo el esquema instanciadode la relación aeropuerto

Tabla Conexióno el esquema instanciado

de la relación Conexión





Introducción a las bases de datosrelacionales : Representación tabular delos datos

Bolivar


dpto

CTG

BOGMDE

codCiudad

Rafael Nuñez30


nombrecodigo

Bolivar


dpto

CTG

BOGMDE

codCiudad

Rafael Nuñez30


nombrecodigo

Aeropuertos

20301020

3010

destinoorigen

20301020

3010

destinoorigen

conexiones

Información explícita:El aeropuerto José Maria Córdova esta en el departamento de

Antioquia

Información implícita:Se puede ir en avión del departamento de Antioquia al departamentode Bolivar

Esquema

Esquema

Instancias(datos)

Instancias(datos)

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