Introduccion Color

1IntroducciIntroduccinn

Bases de DatosBases de DatosIngenierIngeniera Ta Tcnica en Informcnica en Informtica de Sistematica de Sistema

SGBDSGBD

IntroducciIntroduccinn 22

Objetivo Principal de un SGBD: Proporcionar una forma prctica y eficiente de almacenar y recuperarla informacin de una Base de Datos

Un Sistema Gestor de Bases de Datos consiste en: Una coleccin de datos interrelacionados Un conjunto de programas para acceder a los datos

Definicin de estructuras de almacenamiento, diseo de mecanismos de manipulacin de los datos, control de la fiabilidad (ante cadas del sistema o intentos de acceso no autorizado), control de inconsistencias entre usuarios

Base de Datos

Campos de Aplicacin Bases de Datos vs Archivos Ver los Datos Modelos de Datos Lenguajes Usuarios Mdulos de una Base de Datos Historia

Nivel Fsico

Nivel Lgico

Nivel de VistasV1 V2 Vn

ndicendice

IntroducciIntroduccinn 33

Campos de Campos de AplicaciAplicacinn

IntroducciIntroduccinnBases de DatosBases de Datos

IngenierIngeniera Ta Tcnica en Informcnica en Informtica de Sistemastica de Sistemas

Aplicaciones RepresentativasAplicaciones Representativas

Campos de AplicaciCampos de Aplicacinn 55

Banca: Informacin de los clientes, de las cuentas, de los prstamos, del registro de operaciones, de las operaciones con tarjetas de crdito,

Lneas Areas: Reservas de billetes, planificacin de recursos,

Universidades: Matrcula de alumnos, gestin de personal,

Telecomunicaciones: Registros de llamadas, generacin de facturas, control del saldo en prepago,

Primeros en usar Bases de Datos

distribuidas

Aplicaciones RepresentativasAplicaciones Representativas


Finanzas: Informacin de empresas, cotizaciones, compra y venta de acciones,

Ventas por Internet: Presentacin de productos, control de pedidos, facturacin, personalizacin de ofertas,

Recursos Humanos: Informacin de empleados, gestin de nminas,

La Bases de Datos estn presentes, cada vez ms, en todos los aspectos de nuestras vidas

DNI, NSS, PIN son campos de nuestro registro

2Ejemplos del CursoEjemplos del Curso


Ejemplo 1: Un Banco que mantiene informacin acerca de sus sucursales, sus clientes y las cuentas y prstamos de sus clientes

Ejemplo 2: Una Biblioteca Pblica que mantiene informacin acerca de sus usuarios, de sus libros y de los prstamos de libros que realiza a sus usuarios

Ejemplo 3: Un Videoclub que mantiene informacin acerca de sus clientes, de sus productos y de los prstamos y ventas que realiza a sus clientes

Bases de Datos Bases de Datos vsvs ArchivosArchivos



Proceso de ArchivosProceso de Archivos

Bases de Datos Bases de Datos vsvs ArchivosArchivos 99

En los Sistemas de Procesamiento de Archivos tpicos, previos a las Bases de Datos, se mantena la informacin en varios archivos (del sistema operativo) y se escriban programas como respuesta a las necesidades de la entidad

Si las necesidades de datos se modificaban se creaban nuevos archivos, si las situaciones posibles aumentaban se creaban nuevos programas

Mantener la informacin de una organizacin en un Sistema de Procesamiento de Archivos tiene importantes inconvenientes

RedundanciaRedundancia


La misma informacin puede estar duplicada en diferentes archivos

La direccin de un cliente del Banco puede aparecer en el archivo de cuentas y en al archivo de prstamos

El telfono particular de un cliente del Videoclub puede aparecer en el archivo de prstamos y en el archivo de ventas

Esta redundancia conduce a un almacenamiento y coste de acceso ms alto

InconsistenciaInconsistencia


Diversas copias de los mismos datos en diferentes ficheros puede no coincidir

Un cambio de la direccin del cliente reflejado en el archivo de cuentas pero no en al archivo de prstamos

El telfono particular de un cliente del Videoclub puede ser diferente en el archivo de prstamos y en el archivo de ventas

La inconsistencia hace dudar de la veracidad de los datos

Dificultad de AccesoDificultad de Acceso


Slo se pueden obtener aquellos datos para los cuales hay un programa diseado

Se necesitan los nombre de todos los clientes del Banco que vivan en una localidad concreta

Hace falta un listado de los usuarios que habitualmente son morosos en la Biblioteca

La obtencin de datos no es prctica y eficiente

3AislamientoAislamiento


Es difcil escribir programas para archivos que pueden estar en diferentes formatos

El tiempo de diseo se emplea en problemas de formato y no en problemas de modelado

IntegridadIntegridad


Los valores almacenados en los distintos ficheros deben satisfacer restricciones de consistencia

Las restricciones cada vez implican ms datos, generalmente en diferentes archivo, y son cada vez ms difciles de implementar

El saldo de una cuenta bancaria no puede estar por debajo de los 25 siempre que el cliente tenga pendiente un prstamo

El cliente del videoclub recibe un descuento en sus pelculas alquiladas en funcin de las compras realizadas en el ltimo ao

AtomicidadAtomicidad


Es necesario garantizar la consistencia de los datos frente a las acciones de los programas (especialmente ante fallos)

Una transferencia de fondos en el Banco consiste en quitar dinero de una cuenta y ponrsela a la otra (o se realizan ambas operaciones o no se realiza ninguna)

El no control de la Atomicidad de las operaciones puede provocar datos inconsistentes

ConcurrenciaConcurrencia


Las operaciones realizadas deben permitir el trabajo simultneo de varios usuarios

Varios cajeros del Banco estn realizando operaciones (depsitos, extracciones, transferencias, ) sobre la misma cuenta

Dos empleados del Videoclub estn alquilando la misma pelcula

El no control de la Concurrencia de las operaciones puede provocar datos inconsistentes

SeguridadSeguridad


No todos los usuarios del sistema de datos tienen porqu acceder a toda la informacin

El cajero del Banco no tiene porqu ver el historial crediticio del cliente para realizar un depsito

El no control de la Concurrencia de las operaciones puede provocar datos inconsistentes

SGBDSGBD


Los Sistemas de Gestin de Bases de Datos surgen cmo solucin para evitar, o al menos minimizar, este tipo de problemas

4Ver los DatosVer los Datos



VisiVisin Abstractan Abstracta

Ver los DatosVer los Datos 2020

Uno de los objetivos fundamentales de un Sistema de Gestin de Bases de Datos es proporcionar a los usuarios una Visin Abstracta de los datos almacenados

Esconder detalles acerca de cmo se

almacenan y mantienen los datos

Niveles de Abstraccin

Nivel de Vistas

Nivel Lgico

Nivel Fsico

Nivel FNivel Fsicosico


El nivel ms bajo de abstraccin describe cmose almacenan realmente los datos

Se describen en detalle las estructuras de datos complejas de bajo nivel

En el Nivel Fsico se define el Esquema Fsico

Nivel Fsico

Nivel Lgico


Nivel LNivel Lgicogico


En el nivel de abstraccin lgico se describe qu datosse almacenan en la Base de Datos y qu relaciones existen entre esos datos

La Base de Datos se describe en trminos de un nmero pequeo de estructuras relativamente simple

Los Administradores de Bases de Datos, que deben decidir la informacin que se mantiene en la base de datos usan este nivel de abstraccin

En el Nivel Lgico se define el Esquema Lgico

Nivel Fsico

Nivel Lgico


Nivel Fsico

Nivel Lgico


Nivel de VistasNivel de Vistas


En el nivel ms alto de abstraccin se describe slo una parte de la base de datos

Se trata de adaptaciones de la base de datos a las necesidades de cada usuario

En el Nivel de Vistas se definen los Subesquemas

El sistema puede proporcionar muchas vistas para una misma base de datos

Esquema LEsquema Lgicogico


El esquema lgico es, con mucho, el ms importante

Los programadores construyen las aplicaciones usando el nivel lgico

Nivel Fsico

Nivel Lgico


5Modelos de Modelos de DatosDatos



Modelo de DatosModelo de Datos

Modelos de DatosModelos de Datos 2626

Coleccin de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones, la semnticay las restricciones de consistencia presentes en el universo a estudiar

Modelos lgicos basados en objetos

Modelos lgicos basados en registros

Modelos fsicos

Modelo EntidadModelo Entidad--RelaciRelacinn


Est basado en una percepcin del mundo real que consta de una coleccin de objetos bsicos, llamados entidades, y de relaciones entre estos objetos

Personas y cuentas son entidades del Banco

Libros es una entidad de la Biblioteca

Alquilar y vender son relaciones del Videoclub

Depsito y reintegro son relaciones del Banco

Diagrama EDiagrama E--RR


Entidades Relaciones

Modelo RelacionalModelo Relacional


Se utiliza un grupo de tablas, compuestas por columnas, para representar los datos y las relaciones entre ellos

Est situado en un nivel de abstraccin menor que el modelo E-R

Otros ModelosOtros Modelos


Modelo de datos orientado a objetos: Extensin del modelo E-R con las nociones de encapsulacin, mtodos e identidad

Modelo de datos relacional orientado a objetos:Combina caractersticas del modelo orientado a objetos y el modelo relacional

Lenguaje de marcas extensible (XML): se usa para representar datos semiestructurados

Modelo de datos en red, modelo de datos jerrquico:modelos antiguos con menor nivel de abstraccin

6LenguajesLenguajes



Tipos de LenguajesTipos de Lenguajes

LenguajesLenguajes 3232

Lenguaje de definicin de datos (LDD): para especificar el esquema de la base de datos, especificar las restricciones de consistencia

Lenguaje de manipulacin de datos (LMD): para expresar las consultas a la base de datos, las modificaciones, el borrado de datos

No son dos lenguajes separados

LMD procedimentales: el usuario debe especificar qu datos se necesitan y cmo obtener esos datos

LMD declarativos: el usuario debe especificar qudatos se necesitan pero no cmo obtener esos datos

SQLSQL


SELECT texto, autorFROM citasWHERE LEFT(texto,1)="$letra"

ORDER BY texto

CREATE TABLE citas(texto VARCHAR(200),nacimiento SMALLINT(4),)

LMD declarativo

LDD

ProgramasProgramas


Programas de aplicacin escritos en lenguajes como Cobol, C, C++ Java para interaccionar con la base de datos

Ejecucin de las instrucciones LDD y LMD:

Mediante un interfaz o conjunto de procedimientos (ODBC, JDBC)

Mediante un precompilador LMD

UsuariosUsuarios



Usuario NormalUsuario Normal

UsuariosUsuarios 3636

Interactan con el sistema mediante la invocacin de alguno de los programas de aplicacin que se han escrito previamente

El cajero del Banco

La bibliotecaria de la Biblioteca

Los empleados del Videoclub

Un usuario de banca online del Banco

Interfaz de formularios

7Programador de AplicacionesProgramador de Aplicaciones


Escriben programas de aplicacin mediante herramientas

Usuario SofisticadoUsuario Sofisticado


Interacta con el sistema sin programas escritos; forma sus consultas en un lenguaje de consulta de bases de datos y las enva al procesador de consultas

Analistas que envan consultas para explorar la base de datos

Programadores de aplicaciones probando los efectos de sus diseos

Usuario EspecializadoUsuario Especializado


Escriben aplicaciones de bases de datos especializadas que no son adecuadas en el marco del procesamiento de datos tradicional

Diseadores de sistemas de diseo asistido, bases de conocimiento, sistemas expertos, sistemas con datos complejos (audio, vdeo, )

AdministradorAdministrador


Control centralizado de los datos y de los programas que acceden a los datos

Una de las principales razones de la introduccin de los SGBD es la disponibilidad de administradores

Funciones del AdministradorFunciones del Administrador


Definicin del esquema: crea el esquema original de la base de datos escribiendo un conjunto de instrucciones de definicin de datos en el LDD

Definicin de la estructura y del mtodo de acceso

Modificacin del esquema y de la organizacin lgica: realizan cambios en el esquema para reflejar las necesidades cambiantes de la organizacin

Concesin de autorizacin para el acceso a datos: determina a qu partes de la base de datos puede acceder cada usuario

Mantenimiento rutinario: copias de seguridad, control del espacio libre, control del rendimiento,

UsuariosUsuarios


8MMdulos de una dulos de una Base de DatosBase de Datos



Procesador de ConsultasProcesador de Consultas

MMdulos de una Base de Datosdulos de una Base de Datos 4444

Ayuda al sistema de bases de datos a simplificar y facilitar el acceso a los datos

Intrprete del LDD: interpreta las instrucciones para registrar las definiciones en el diccionario de datos

Compilador del LMD: traduce las instrucciones de manipulacin en planes de evaluacin para el motor de evaluacin de consultas

Optimizador de consultas: elige el mejor plan de evaluacin

Motor de evaluacin de consultas: ejecuta las instrucciones de bajo nivel correspondientes a las consultas

Procesador de ConsultasProcesador de Consultas


Gestor de AlmacenamientoGestor de Almacenamiento


Proporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel en la base de datos y los programas de aplicacin y las consultas

Gestor de autorizacin e integridad: comprueba las autorizaciones de acceso de los usuarios y que se satisfagan las restricciones de integridad

Gestor de transacciones: asegura el estado consistente de la base de datos

Gestor de archivos: gestiona la reserva de espacio de almacenamiento

Gestor de memoria intermedia: movimiento de los datos entre disco, memoria principal y memoria cach

Gestor de AlmacenamientoGestor de Almacenamiento


Estructuras de DatosEstructuras de Datos


Implementacin fsica del sistema

Archivos de datos: almacenan la base de datos

Diccionario de datos: almacenan el esquema de la base de datos

ndice: almacenan mecanismos de acceso rpido a los datos

9Estructuras de DatosEstructuras de Datos


ArquitecturaArquitectura


Predomina la arquitectura cliente-servidor

Dos capas: la aplicacin reside en el cliente

Tres capas: el cliente se comunica con un servidor de aplicaciones

HistoriaHistoria



Procesamiento de DatosProcesamiento de Datos

HistoriaHistoria 5252

El procesamiento de datos es la locomotora que empuja el crecimiento de los ordenadores

Las tarjetas perforadas, inventadas por Hollerith, se usaron en los principio del siglo XX para registrar los datos del censo de los EE.UU. y el proceso, para tabular los resultados, se realiz mediante sistemas mecnicos

~1950 ~1950 -- ~1964~1964


Se desarrollan las cintas magnticas

El procesamiento de datos consista en leer datos de una o ms cintas y escribir datos en una nueva cinta

Las cintas slo se podan leer secuencialmente

~1965 ~1965 -- ~1979~1979


El uso de los discos fijos a finales de los 60 cambia el escenario del procesamiento de datos

Los datos se liberaron de la tirana de la secuencialidad

Se desarrollan las bases de datos de red y jerrquicas que permitieron estructuras de datos tales como listas y rboles

Los programadores pueden construir y manipular estructuras de datos

Edgar Frank Codd (1970) publica el modelo relacional y formas declarativas (no procedimentales) de consultar los datos

10

~1980 ~1980 -- ~1989~1989


System R, un proyecto innovador de IBM, desarrolla tcnicas para la construccin de bases de datos relacionales eficaces (SQL/DS)

Primeros sistemas de bases de datos relacionales: DB2 de IBM, Oracle, Ingres y Rdb de DEC

El modelo relacional consigue el consigue el reinado supremo entre los modelos de datos

Investigacin en bases de datos paralelas, distribuidas y orientadas a objetos

~1990 ~1990 -- ~1999~1999


Se estandariza el SQL ?A mitad de la dcada, las bases de datos se implantan de forma extensiva con la llegada de la WWW

Se trabaja en la alta fiabilidad y disponibilidad (24x7)

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