INTRODUCCIN A LAS

BASES DE DATOS

Ing. Rubn Otiniano Meza

CONTENIDO

Introduccin.

Sistemas Tradicionales basados en archivos

Enfoque de Base de Datos

Roles en el Escenario de base de Datos

Historia de los Sistemas Administradores de Basede Datos

Herramientas

En este captulo usted aprender:

Algunos usos comunes de los sistemas de basede datos.

Caractersticas de los sistemas basados enarchivos.

Problemas con el enfoque basado en archivo.

Significado del trmino base de datos.

Significado del trmino Database ManagementSystem (DBMS).

En este captulo usted aprender:

Funciones tpicas de un DBMS.

Componentes principales del escenario DBMS.

Personal relacionado en el escenario DBMS.

Historia del desarrollo de DBMSs.

Ventajas y Desventajas de los DBMSs.

Ejemplo de Aplicaciones de BDs

El historial de investigacin en bases de datos esde una productividad excepcional y de impactoeconmico sorprendente.

Con apenas un poco ms de 20 aos deantigedad en el campo de investigacin de laciencia bsica, la investigacin en base de datos haenergizado a una industria de servicios deinformacin estimado en US$ 10 billones por aoslo en USA.

Ejemplo de Aplicaciones de BDs (Continuacin)

Iniciemos nuestra discusin sobre base de datosexaminando algunas aplicaciones de sistemas debases de datos.

Para el propsito de la discusin, consideremosuna base de datos (DB) como una coleccin dedatos relacionados y al Sistema de Administracinde Base de Datos (DBMS) como el software quegestiona y controla el acceso al DB.

Una aplicacin de base de datos es simplementeun programa que interacta con el DB en algunospuntos en su ejecucin

Ejemplo de Aplicaciones de BDs (Continuacin)

Iniciemos nuestra discusin sobre base de datosexaminando algunas aplicaciones de sistemas debases de datos.

Para el propsito de la discusin, consideremosuna base de datos (DB) como una coleccin dedatos relacionados y al Sistema de Administracinde Base de Datos (DBMS) como el software quegestiona y controla el acceso al DB.

Una aplicacin de base de datos es simplementeun programa que interacta con el DB en algunospuntos en su ejecucin.

Ej.1 Compras en el Supermercado

Cuando usted compra en el supermercadolocal, es muy probable que una DB seaaccesado. El empleado usa un lector decdigos de barras para escanear cada unade sus compras. Esto es enlazado a unprograma de aplicacin que usa el cdigode barras para encontrar el precio del temdesde una DB producto. El programa luegoresta el nmero de tales tems en elinventario y exhibe el precio en la mquinaregistradora.

Ej.2 Compras usando su Tarjeta de Crdito

Cuando usted compra con su tarjeta de crdito, el asistentenormalmente chequea que tenga suficiente crdito parahacer la compra.Este control puede llevarse a cabopor telfono o llevarse a caboautomticamente por un lector detarjetas enlazado a un sistemacomputarizado. En cualquiera de loscasos, existe una DB en algn lugarque contiene informacin acerca delas compras que haya hecho usandosu tarjeta de crdito.

Ej.3 Reservar vacaciones a los agentes de viaje

Cuando usted indaga acerca de unviaje por vacaciones, el agente deviaje puede accesar a varias DBsconteniendo detalles de vuelosvacacionales. Cuando hace la reserva,el sistema de DBs tiene que hacertodo lo necesario para acomodar sureserva. En este caso, el sistema tieneque asegurar que dos agentesdiferentes no vayan a reservar losmismos asientos.

Ej.4 Usando una biblioteca local

Su biblioteca local probablementetiene una DB que contiene detallesde los libros de la biblioteca. Habraun ndice computarizado que permitea los lectores encontrar un librobasado en su ttulo, o sus autores, osu materia o rea temtica. El sistemade BDs manipula reservaciones parapermitirle al lector hacer una reservade un libro y ser informado por e-mailcuando el libro esta disponible.

Ej.5 Estudiando en la Universidad

En la universidad, habr un sistemade DBs que contenga informacinacerca de usted, los cursos que estaregistrado, detalles acerca de susubvencin, los ciclos que ustedeste hasta ahora llevando, losresultados de sus exmenes. Podratambin haber detalles del staffquienes trabajan en la universidad,detalles del personal y detallesrelacionado al salario para la oficinade remuneraciones.

Ej.6 Usando el Internet

Muchos sitios en internet sonmanejados por aplicaciones de DBs.Por ejemplo, puede visitar librerason-line que le permite navegar ycomprar libros, tal como Amazon.Las libreras le permiten buscarlibros en diferentes categoras, talescomo computacin oadministracin, o puede permitirlebuscar libros por nombre de autor.En cada caso, existe un DB en elservidor web del negocio.

Uso de Sistemas de BDs Comerciales

Lotes de datos estn siendo coleccionados y almacenados en sistemas de DBs

Web data, e-commerce

Compras en departamentos/

tiendas de abarrotes.

Transacciones de Banco/

tarjetas de crdito.

Uso de Sistemas de BDs Cientficos

Races Histricas de las BDs: Archivos y Sistemas de Archivos

Aunque gestionar datos a travs de los sistemas de archivos esampliamente obsoleto, es necesario:

Entender las caractersticas relativamente simples de lossistemas de archivos para entender fcilmente la complejidaddel diseo de BD.

Darnos cuenta de los problemas que esta plagado lossistemas de archivos lo ayuda a prevenir problemas similar esen los DBMS.

Conocer los sistemas de archivos es de mucha utilidad si seplanea convertir un sistema de archivos obsoleto a un DBMS.

Sistemas Manuales de Archivos

Tradicionalmente es una coleccincompuesta de folders de archivos contenidosen cabinas de armario de archivos.

La organizacin dentro de folders fue basadaen el uso esperado de los datos (ideal ylgicamente relacionados).

El sistema fue adecuado para pequeascantidades de datos con pocosrequerimientos de generacin de reportes

Encontrar y usar los datos en las coleccionesde folders de archivos llega a convertirse enmucho e innecesario consumo de tiempo.

Conversin del Sistema de Archivo Manual hacia el Sistema de

Archivos Computarizado

Podra ser tcnicamente complejo, requiere contratarespecialistas en procesamiento de datos(DP).

Los especialistas DP crearon estructuras de archivos, escribieronsoftware, y disearon los programas de aplicaciones.

Los resultados son los numerosos sistemas que han sidocreados hechos en casa.

Inicialmente, los archivos computarizados fueron similar en eldiseo a los archivos manuales (ver Figura1.3 en el siguienteslide)

Mtodo Antiguo de Archivos/3GL

Contenidos del Archivo Cliente

Sistema Basado en Archivo

Coleccin de programas de aplicacin queejecutan servicios para los usuarios finales(e.g. reportes).

Cada programa define y gestiona sus propiosdatos.

Procesamiento Basado en Archivo

Simple Sistema de Archivos

Terminologa Bsica de Archivos

Limitaciones del Enfoque Basado en Archivo

Separacin y aislamiento de los datos Cada programa mantiene su propio conjunto de datos.

Los usuarios de un programa pueden estar inadvertidos delos datos potencialmente tiles mantenidos por otrosprogramas.

Duplicacin de los datos Algunos datos son sostenidos por diferentes programas.

Espacio mal gastado y valores potencialmente diferentesy/o formatos diferentes para el mismo tem.

Limitaciones del Enfoque Basado en Archivo (Continuacin)

Dependencia de los datos

La estructura del archivo es definida en el cdigo del programa.

Formatos de archivos incompatibles

Los programas son escritos en diferentes lenguajes, por lo tantono se puede fcilmente accesar cada uno de los archivos deotros.

Consultas (queries) fijos/Proliferacin de programas deaplicacin

Los programas son escritos para satisfacer funcionesparticulares.

Cualquier requerimiento nuevo necesita un nuevo programa.

Enfoque de Base de Datos

Emerge porque: La definicin de los datos fue empotrada en los programas de

aplicacin, en lugar de ser almacenada separadamente eindependientemente.

Ningn control sobre el acceso y manipulacin de los datos para luegoser impuesto por los programas de aplicacin.

Resultado: La Base de Datos y el Database Management System (DBMS).

Enfoque de Base de Datos (Continuacin)

Una Base de Datos es una coleccin de datosalmacenados en un formato estandarizado, diseadopara ser compartido por mltiples usuarios, contiene: Datos del usuario (hechos no procesados).

Metadata (datos acerca de la estructura de la

base de datos).

ndices, Vistas, Secuencias, Checks, Sinnimos,Triggers(activadores) y otros objetos relacionados.

Procedimientos almacenados: mdulos de programasalmacenados dentro del database.

Aplicacin de metadata: datos describiendo elementos deaplicaciones tal como Forms y Reports.

Contrastando una BD y un Sistema de Archivos

Presentacin de Base de Datos y DBMS

Base de Datos: Problema tpico

Considere el problema de localizar un libro particular en unabiblioteca que contiene miles de libros. Las bibliotecas entiempos remotos desarrollaron el catlogo por tarjetas comoun medio para eficientemente localizar un libro particular.Usualmente haba al menos tres catlogos de tarjetasacomodadas y ordenadas por:

keyword: palabra clave

title: ttulo del libro

author: nombre del autor

subject: agrupado por temas

author & title: autor y ttulo

other criteria: otro criterio

Base de Datos: Problema tpico (Continuacin)

Cada tarjeta contena informacin acerca del libro, y lo ms importante,su localizacin en la biblioteca. Los catlogos de tarjetas pueden serconsideradas como ndices.

Considere el ndice del autor. Existe un gabinete archivador que contieneuna tarjeta para cada uno de los libros en la biblioteca, archivados enorden alfabtico por el nombre del autor. Cada cajn del gabinete esetiquetado, tal vez "A-E", "F-J", y as sucesivamente. Existen dos grandesclases de bsquedas que podra desear llevar a cabo en el ndice de losautores. Primero, podra querer hacer una lista que contenga el nombre de

cada libro en la biblioteca. Esto es una bsqueda secuencial Segundo, podra querer conocer los nombres de los libros que

fueron escritos por Ricardo Palma. Esto es una bsqueda aleatoria.

Base de Datos: Problema tpico (Continuacin)

En realidad la ubicacin de la tarjeta(s) Palma Ricardo involucra tanto una bsqueda aleatoria y secuencial. Usamos el acceso aleatorio para ir directamente a la caja correcta y a la pestaa(tab) correcta dentro de la caja. Las etiquetas (o ndices) nos permite obtener muy rpida y cercanamente la tarjeta de inters.

Luego de localizar la pestaa P del apellido Palma dentro de la caja O-S, a continuacin usamos el acceso secuencial para localizar la tarjeta(s) de inters Ricardo Palma.

La Librera ISAM

El Mtodo de Acceso Secuencial Indexado, o ISAM , es una tcnica para organizar los datos y eficientemente recuperarlos. Es diseado para una eficiente operacin en dos modos: acceso aleatorio y acceso secuencial; de aqu el nombre de Indexed Sequential Access Method.

ISAM es implementado como una librera de funciones en lenguaje C. El propsito de la librera ISAM es administrar ndices y archivos de datos. En sus inicios la combinacin de archivos de datos y sus archivos de ndices asociados es llamado una base de datos".

La Librera ISAM Operaciones de Base de Datos

La librera ISAM define las operaciones que pueden serejecutadas en una base de datos. Existen seis operacionesbsicas que son ejecutadas por una librera ISAM:

Crear una base de datos nueva Abrir una base de datos existente Hacer ndices para accesar a la base de datos Adicionar registros a la base de datos Encontrar registros en la base de datos Eliminar registros desde la base de datos.

La Librera ISAM Ej. Crear una Base de Datos Nueva

Sistema de Base de Datos Organizacional

Base de Datos de Produccin y Desarrollo

Tablas de Base de Datos (Oracle)

Tablas de Base de Datos (MS Access)

Data Base Management System, DBMS

Un sistema de software que habilita a los usuarios para definir, crear, mantener, y controlar el acceso a las base de datos.

Programa de aplicacin de base de datos: un programa de computador que interacta con la base de datos al emitir un requerimiento apropiado (tpicamente una sentencia SQL) al DBMS.

Procesamiento de Base de Datos

Componentes en un Escenario DBMS

DBMS (database management system) Podemosidentificar cinco componentes principales en unescenario DBMS: hardware, software, datos,procedimientos, y personas.

Componentes en un Escenario DBMS (Continuacin)

Hardware Puede tener un rango desde una PC a una red de computadores.

Software DBMS, sistema operativo, software de red (si es necesario) y

tambin los programas de aplicacin. Datos

Usado por la organizacin y una descripcin de esta data llamada esquema.

Procedimientos Instrucciones y reglas que debera ser aplicado al diseo y uso de

la base de datos y el DBMS. Personas

Ejemplo de DBMS Comerciales

OracleInformix (Unix)DB2, SQL/DS (IBM)Access (Microsoft)SQL Server (Microsoft +)Muchos ms antiguos (Focus, IMS, ...)MySQLPostgreSQL

Desarrollo de Grandes Aplicaciones

Construccin de una Aplicacin de Base de Datos

Por qu es importante el Diseo de BDs?

Define el uso esperado de la BD (base de datos). Necesidad de un enfoque diferente para diferentes

tipos de base de datos. Evita redundancia de datos (duplicado innecesario).

BD diseado pobremente genera errores

dirigindonos a tomar malas decisiones

pudiendo dirigirnos a la desnormalizacin de la organizacin

Etapas en el Diseo de una BDs

Roles en el Escenario de una BDs

Administrador de Datos(DA) Administrador de Base de Datos(DBA) Diseadores de Base de Datos (Lgico y Fsico) Programadores de Aplicaciones Usuarios Finales (ingenuo y sofisticado)

Historia de los Sistemas de Base de Datos

Primera-generacin Jerrquica y Red

Segunda-generacin Relacional

Tercera-generacin Objeto-Relacional Orientado-Objeto

Resumen Histrico,

Procesamiento de BDs

Resumen Histrico, Procesamiento de BDs (Continuacin)

Ventaja de los DBMSs

Control de redundancia de datos Consistencia de datos Ms informacin con la misma cantidad de datos Datos compartidos Integridad de datos mejorado Seguridad mejorada Fuerza cumplir los standards Economa de escala

Ventaja de los DBMSs (Continuacin)

Balanceo de requerimientos conflictivos Accesibilidad y responsabilidad de datos mejorado Productividad incrementada Mantenimiento mejorado a travs de la

independencia de los datos Concurrencia incrementada Servicios de backup y recovery mejorada

Desventaja del DBMSs

Complejidad Tamao Costo de DBMS Costo adicional de hardware Costo de conversin Performance Mayor impacto ante una falla

RESUMEN

La informacin es derivada desde los datos, el cual esalmacenado en una base de datos o database.

Para implementar y gestionar un database, use un DBMS. El diseo de un database define su estructura. Es importante un buen diseo. Las base de datos fueron precedidas por los sistemas de

archivos. Debido a que en los sistemas de archivos les faltaba un DBMS,

la gestin de archivos se hace difcil as como cuando unsistema de archivos crece

Los DBMS fueron desarrollados para direccionar lasdebilidades inherentes a los sistemas de archivos.