Fundamentos de bases de datos

Sistemas gestores de bases de datosUnidad IFundamentos de bases de datosBase de datosA database is a mechanism that is used to store information, or data. Information is something that we all use on a daily basis for a variety of reasons. With a database, users should be able to store data in an organized manner. Once the data is stored, it should be easy to retrieve information. Criteria can be used to retrieve information. The way the data is stored in the database determines how easy it is to search for information based on multiple criteria. Data should also be easy to add to the database, modify, and remove [Stephens & Plen, 2001].A database is a tool that stores data, and lets you create, read, update, and delete the data in some manner [Stephens, 2009].A database is a collection of related data elements. The three basic elements of a database are as follows: Tables, Columns and Rows.

A database is a model of some aspect of the reality of an organization. It is conventional to call this reality a universe of discourse (UoD), or sometimes a domain of discourse.

Objetivos de las bases de datos

Beneficios de una base de datos

Usos y aplicaciones de las Bases de datos

Sistemas Gestores de Bases de datos

Funciones de los SGBDMoves data to and from the physical data files as needed.Manages concurrent data access by multiple users.Manages transactions so that each transactions database changes are an all-or-nothing unit of work. In other words, if the transaction succeeds, all database changes made by it are recorded in the database; if the transaction fails, none of the changes it made are recorded in the database.Supports a query language, which is a system of commands that a database user employs to retrieve data from the database.Provides provisions for backing up the database and recovering from failures.Provides security mechanisms to prevent unauthorized data access and modification.Arquitectura de un SGBD

Arquitectura de un SGBDGESTOR DE ALMACENAMIENTO (Storage Manager)Es responsable del almacenamiento, recuperacin y actualizacin de datos en la BD. Los componentes del gestor de almacenamiento son:Gestor de autorizacin e integridad (Authorization and integrity manager): Inspecciona las restricciones de integridad y autoridad de los usuarios para accesar datos.

Gestor de transacciones (Transaction Management): Una transaccin es una coleccin de operaciones que se ejecutan como una simple funcin lgica en un sistema de BD. Los componentes del gestor de transacciones garantiza que la BD permanezca en un estado consistente a pesar de que el sistema y la transaccin fallen.Gestor de archivos (File manager): Administra la asignacin de espacio en el dispositivo de almacenamiento. archivos son usados para almacenar colecciones de datos similares. Este sistema maneja archivos independientes, ayudando a introducir y recuperar registros de informacin. El gestor de archivos puede: crear, borrar, actualizar y recuperar.Gestor de Buffer (Buffer Manager): El gestor de buffer es el responsable de recoger datos desde el disco a la memoria principal. Los programas llaman al administrador de buffer cuando necesitan un bloque desde el disco.

Arquitectura de un SGBDPROCESADOR DE CONSULTAS (Query processor)

Maneja consultas interactivas expresadas en un lenguaje de manipulacin de datos (DML) tal como SQL. Compara y analiza una consulta antes de generar las llamadas al procesador en tiempo de ejecucin.

Tipos de usuariosProgramadores de aplicaciones: escriben programas de aplicacin. Utilizan tcnicas como DRA o un lenguaje de programacin de alto nivel.Los usuarios sofisticados: formulan sus consultas en un lenguaje de consulta de bases de datos.Usuarios normales. Son usuarios no sofisticados que interactan con el sistema mediante la invocacin de alguno de los programas de aplicacin.Usuarios especializados: escriben aplicaciones de bases de datos especializadas, no los tpicos sistemas de altas, bajas, cambios, etc.Tipos de usuariosAdministradores de datos: The management and control of the corporate data, including database planning, development and maintenance of standards, policies and procedures, and logical database design. The DA is more concerned with the early stages of the lifecycle, from planning through to logical database design.Administradores de bases de datos: The management and control of the physical realization of the corporate database system, including physical database design and implementation, setting security and integrity controls, monitoring system performance, and reorganizing the database as necessary.Sistema de base de datosUn sistema de BD comprende cuatro componentes principales: datos, hardware, software y usuarios.

Es bsicamente un sistema para guardar registros; es decir, es un sistema computarizado cuya finalidad general es almacenar informacin y permitir a los usuarios recuperar y actualizar esa informacin en base a peticiones.

Modelos de datosUn modelo de datos es un conjunto de conceptos que pueden servir para describir la estructura de los datos y las relaciones entre ellos dentro de la base de datos.Los modelos de datos de alto nivel o conceptuales disponen de conceptos muy cercanos al modo como la generalidad de los usuarios percibe los datos, en tanto que los modelos de datos de bajo nivel o fsicos proporcionan conceptos que describen detalles de cmo se almacenan los datos. Los conceptos de los modelos de datos de bajo nivel casi siempre estn dirigidos a los especialistas en computacin, no a los usuarios finales corrientes.

Arquitectura de bases de datosLa arquitectura de una BD describe la organizacin de todos los objetos de la BD y cmo trabajan juntos.

El objetivo de un DBMS es almacenar y recuperar informacin eficientemente. Los diseadores usan complejas estructuras de datos para representar los datos, as los datos son eficientemente guardados y recuperados, pero no es necesario que los usuarios los detalles de almacenamiento fsico. Los desarrolladores ocultan esta complejidad a los usuarios a travs de varios niveles de abstraccin.Arquitectura de bases de datosLa arquitectura de 3 niveles fue desarrollada por ANSI/SPARC en la dcada de los 70s. Muchos SMBDs modernos siguen esta arquitectura.Su objetivo: separar los programas de aplicacin de la base de datos fsica.

Niveles de abstraccinLa capa fsica (nivel interno) es el que se refiere a la forma en el que los datos son fsicamente almacenados en el hardware. El SGBD se encarga de este nivel.La capa fsica contiene los archivos de datos que contienen todos los datos de la base de datos.El nivel interno comprende tambin: Reservacin de espacio de almacenamiento para datos e ndices.Compresin de datos y tcnicas de encriptacin.

Casi todos los DBMS modernos permiten que la base de datos se almacene en varios archivos de datos, que son generalmente distribuidos en varios discos fsicos. Con esta disposicin, las unidades pueden trabajar en paralelo para obtener el mximo rendimiento. Una excepcin notable es Microsoft Access, que almacena toda la base de datos en un archivo fsico nico . 17Niveles de abstraccinLa capa lgica (nivel conceptual) describe la estructura de toda la base de datos para una comunidad de usuarios. El nivel conceptual representa:Entidades, atributos y relaciones.Las restricciones de los datos.Informacin semntica acerca de los datos.Informacin de integridad y seguridad.Por ejemplo: la descripcin de una entidad debera contener los tipos de datos de los atributos (entero, real) y su longitud (total de dgitos o caracteres) pero no deben tomarse en cuenta consideraciones de almacenaje tales como el nmero de bytes ocupados.

Niveles de abstraccinLa capa externa (nivel externo) es la que concierne con los usuarios. Si los usuarios son programadores de aplicaciones o usuarios finales, ellos tienen una vista, o modelo mental, de la BD y de lo que contiene.

La vista externa incluye slo aquellas entidades, atributos y relaciones en el mundo real que son de inters para el usuario.

In addition, different views may have different representations of the same data. For example, one user may view dates in the form (day, month, year), while another may view dates as (year, month, day).Niveles de abstraccin

Tipos de lenguajesLenguajes de definicin de datos (DDL) create table cuenta (nmero-cuenta char(10), saldo integer)Lenguajes de manipulacin de datos (DML): recuperar, insertar, borrar, modificar.Programas de aplicacinEl lenguaje proporcione las instrucciones DMLODBCTpicos de bases de datosMinera de datosAlmacenes de datosBases de datos distribuidas y paralelasBases de datos para sistemas de informacin geogrficaBases de datos P2PBases de datos para dispositivos mvilesBases de datos orientadas a objetosBases de datos multimedia