CI-1114Bases de Datos

Prof. José Tomás Cadenas

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Definiciones

Datos: conjunto de hechos conocidos que se pueden almacenar, con significado implícito para quien lo usa y que reflejan el estado actual de la realidad

Minimundo o Universo de discurso: Representa algún aspecto del mundo real

Base de Datos: Colección de datos relacionados entre sí utilizados para representar los elementos que juegan un papel protagónico en un minimundo

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Definiciones

Sistema Gestor de Base de Datos (DBMS): Software que facilita la creación y mantenimiento de una base de datos automatizada. Es un mediador entre la Base de Datos o capa física (nivel de almacenamiento real de los datos) y los usuarios del sistema (capa lógica)

Sistema de Base de Datos: El software DBMS junto con los datos, incluyendo las aplicaciones

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Sistema de Bases de Datos

Copyright © 2007 Ramez Elmasri and Shamkant B. Navathe 4

Problemas a resolver en BD

Los que requieran del recurso Datos con las propiedades de Persistencia: que puedan ser almacenados Disponibilidad: Puedan ser accedidos cuando sea necesario Consistencia: Cumplan con reglas del mini-mundo que describen Seguridad: Puedan ser accedidos sólo por aquellos que tengan

privilegio para hacerlo Confiabilidad: No se vean alterados por perturbaciones del

medio ambiente

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Sistema de Bases de Datos (SBD)

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Vista

Vista

Vista

Vista

Sistemas de Procesamiento de Datos (SPD)

Se mantienen mediante un sistema operativo convencional y la unidad de trabajo es el archivo

Los registros permanentes (datos) son almacenados en varios archivos

Se escriben diferentes programas de aplicación para extraer y añadir registros a los archivos adecuados

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Desventajas SPD o Archivos Aislados

No tiene mecanismos para garantizar la integridad y consistencia de los datos cuando se requiere almacenar gran cantidad de datos accedidos en forma concurrente

Falta de consistencia debido a diseños con redundancia en los datos (no utiliza modelo de datos)

No proporciona el acceso restringido a cierta parte de los datos (no maneja Vista de datos del usuario)

Los datos están dentro de los programas Los datos no se interrelacionan (están aislados) Problemas de eficiencia computacional cuando se

efectúan consultas periódicas complejas sobre gran cantidad de datos

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Ejemplo: inconsistencia por redundancia

Ventajas de un SBD sobre un SPD

Independencia de Programas/Datos Abstracción de Datos Acceso eficiente a los Datos Integridad de los Datos y Seguridad Administración centralizada de los datos Control de acceso concurrente y recuperación de fallos Facilidad en el desarrollo de aplicaciones Representación de la vista de datos de los usuarios Posee mecanismos para garantizar la consistencia de

los datos

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Personas que interactúan con un DBMS

Diseñadores de Base de datos Administrador de Base de Datos (DBA) Programadores de aplicaciones Usuarios Finales:

Rutinarios o ingenuos: son personas que interactúan con el SBD mediante la invocación de alguno de los programas de aplicación

Casuales: acceden ocasionalmente a la Base de datos, utilizando interfaces avanzadas para la construcción de consultas en forma automática

Sofisticados: interactúan con herramientas de desarrollo específicas, que le permiten desarrollar sus propias aplicaciones

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Razones para no usar un DBMS

El DBMS es un software, optimizado para ciertos tipos trabajos tales como: responder consultas complejas o manejar eficientemente requerimientos concurrentes, y su rendimiento puede que no sea el adecuado para ciertas aplicaciones especializadas

Una aplicación puede necesitar manipular los datos en formas que no son soportadas por un lenguaje de consulta de BD

La administración de la BD requiere de personal calificado que coordine las necesidades de los diferentes grupos, diseñe vistas, defina esquemas de datos, establezca procedimientos de respaldo y recuperación, además de entonar la estructura física para obtener criterios de rendimiento aceptables

Aplicaciones sencillas y bien definidas que no requieran cambios o inexistencia del acceso multiusuario de los datos

Costos económicos (hardware, software y personal)

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Ejemplares y Esquemas

Las bases de datos van cambiando a lo largo del tiempo conforme la información se inserta, actualiza y/o elimina

La colección de información almacenada en la base de datos en un momento particular se denomina ejemplar o instancia de la base de datos

El diseño completo de la base de datos se llama esquema de la base de datos.

Los esquemas son más permanentes en el tiempo.

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Modelo de Datos

Colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las interrelaciones, la semántica y las restricciones de consistencia

Herramienta de especificación formal que permite representar las propiedades que caracterizan a los entes de un minimundo englobado en un problema

Esconde muchos detalles de almacenamiento de bajo nivel: el usuario define qué datos desea almacenar sin importarle el cómo se almacenan

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Diseñar en Base de Datos (BD)

Especificación(ambigua)

Especificación(ambigua)

Entendida por el hombre

Especificación(sin ambigüedad)

Especificación(sin ambigüedad)

Entendida por una máquina virtual

Traducción

Problema

Proceso iterativo en el cual una especificación se va transformando en otra especificación disminuyendo el nivel de abstracción y

acercándose a lo que una máquina virtual puede entender

Traducción Lenguaje de Alto nivel

Lenguaje Natural

Requerimientos Funcionales

y no Funcionales

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Elementos de un Modelo de Datos

Estructuras: elementos que permiten definir las características esenciales o estructurales de los datos

Restricciones: Permite especificar condiciones que deben cumplir los entes que pertenecen al universo de discurso

Operaciones: Indican cómo pueden ser utilizados los datos para satisfacer los requerimientos

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Usuario Entidad Relación (ER) Modelo Relacional (MR) Sistema de ArchivosColumna Atributo Atributo CampoFila Entidad Tupla RegistroTabla Conjunto de entidades Relación Archivo

Esquemas y Diagramas

Esquema: es la representación de un problema utilizando un modelo de datos

Diagrama: Es la representación gráfica de un esquema. Son las descripciones que se utilizan comunmente para establecer la comunicación con el usuario final

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Esquema relacional:

PLATO(codPla, nombrePlato, costo, precioVenta)INGREDIENTE(codIng, nombreI, precioI)NECESITA(codPla, codIng, cantidadNecesaria) codPla referencia a PLATO codIng referencia a INGREDIENTE

Diagrama Entidad Relación:

Tipos de Modelos de Datos

Estructurados: todos los datos de un mismo tipo, deben estar caracterizados por las mismas propiedades (ER, MR)

Semi-estructurados: los datos de un mismo tipo pueden o no estar caracterizados por las propiedades estructurales que caracterizan al tipo (XML)

No estructurados: Cada dato tiene sus propias propiedades estructurales (Documentos en Internet)

En base a la capacidad de representación de las propiedades estructurales de los entes del universo de discurso

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Lenguajes de un DBMS

Lenguaje de Definición de Datos (DDL): Ofrece primitivas para crear objetos de la Base de Datos

Lenguaje de Manipulación de Datos (DML): Ofrece las construcciones necesarias para implementar las operaciones del MD que implementa el DBMS. Incluye facilidades para insertar, consultar, eliminar y actualizar datos

Lenguaje de Control de Datos (DCL): Ofrece las construcciones necesarias para proporcionar a los usuarios el acceso requerido a los datos y controlar el uso de los mismos en el SBD

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Lenguajes que provee un DBMS

Los DBMS suelen proporcionar uno o más de Lenguaje declarativo para operar sobre los datos: Los

RDBMS utilizan SQL (Structured Query Language) Lenguaje procedimental para operar sobre los datos:

Oracle ofrece PL/SQL, PostgreSQL ofrece PL/pgSQL

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Metodología para el diseño de una BD

Copyright © 2007 Ramez Elmasri and Shamkant B. Navathe 21

Referencias

Date, C.J. (2001). Introducción a los Sistemas de Bases de Datos. Prentice Hall.

Elmasri, R. y Navathe, S. (2007) Fundamentos de Sistemas de Base de Datos. 5ta edición. Pearson Educación. Madrid, España.

Hansen G. y Hansen J. (2000) Diseño y Administración de Bases de Datos. Segunda edición. Prentice Hall

Kronke D. (2003). Procesamiento de Bases de Datos. Fundamentos, Diseño e Instrumentación. Octava edición. Prentice Hall.

Ramakrishnan R. y Gehrke J. (2003). Database Management Systems. Third Edition. McGraw-Hill Higher Education.

Sabino, N. (2001) Sistema de Base de Datos I – CI3315. Tema Nro. 1: Introducción, conceptos Básicos. Apuntes de Clase USB.

Silsberchatz A., Korth H. y Sudarshan S. (2006) Fundamentos de Base de Datos. Quinta edición. McGraw-Hill Interamericana de España.

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