HISTORIA DE LA TECNOLOGIA DE BASE DE DATOS

UNIVERSIDAD POLITCNICA SALESIANACARRERA DE INGENIERA DE SISTEMASBASE DE DATOS I

ING. RICARDO ALBARRACININTRODUCCIN A LAS BASES DE DATOSINTRODUCCIN.- Un sistema gestor de bases de datos (SGBD) consiste en una coleccin de datos interrelacionados y un conjunto de programas para acceder a dichos datos. La coleccin de datos, normalmente denominada base de datos, contiene informacin relevante para una empresa.El objetivo principal de un SGBD es proporcionar una forma de almacenar y recuperar la informacin de una base de datos de manera que sea tanto prctica como eficiente.

VISIN DE LOS DATOSUno de los propsitos principales de un sistema de bases de datos es proporcionar a los usuarios una visin abstracta de los datos. Es decir el sistema esconde ciertos detalles de cmo se almacenan y mantienen los datos.ABSTRACCIN DE DATOSPara que el sistema sea til debe recuperar los datos eficientemente.Esta preocupacin ha conducido al diseo de estructuras de datos complejas para la representacin de los datos en la base de datos.Los desarrolladores esconden la complejidad a los usuarios a travs de varios niveles de abstraccin.ABSTRACCION DE DATOS

Nivel Fsico.- El nivel mas bajo de abstraccin describe como se almacenan realmente los datos. En el nivel fsico se describen en detalle las estructuras de datos complejos de bajo nivel.Nivel Lgico.- El siguiente nivel ms alto de abstraccin describe que datos se almacenan en la base de datos y que relaciones existen entre esos datos.La base de datos completa se describe as en trminos de un numero pequeo de estructuras relativamente simples.Nivel de Vistas.- El nivel ms alto de abstraccin describe solo partes de la base de datos completa. A pesar del uso de estructuras mas simples en el nivel lgico, queda algo de complejidad, debido a la variedad de informacin almacenada en una gran base de datos. Muchos usuarios del sistema de base de datos no necesitan toda la informacin.EJEMPLARES Y ESQUEMASLas bases de datos van cambiando a lo largo del tiempo conforme la informacin se inserta y borra. La coleccin de informacin almacenada en la base de datos en un momento particular se denomina un ejemplar de la base de datos. El diseo completo de la base de datos se llama el esquema de la base de datos.Los sistemas de bases de datos tienen varios esquemas divididos de acuerdo a los niveles de abstraccin. El esquema fsico describe el diseo fsico en el nivel fsico, mientras que el esquema lgico describe el diseo de la base de datos en el nivel lgico. Una base de datos puede tener tambin varios esquemas en el nivel de vistas, a menudo denominado subesquemas.MODELOS DE DATOSBajo la estructura de la base de datos se encuentra el modelo de datos: una coleccin de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones, la semntica y las restricciones de consistencia. Para ilustrar el concepto de un modelo de datos describimos dos modelos: el modelo entidad-relacin y el modelo relacional.MODELO ENTIDAD-RELACINEl modelo de datos entidad-relacin (E-R) esta basado en una percepcin del mundo real que consta de una coleccin de objetos bsicos llamados entidades y de relaciones entre estos objetos. Una entidad es una u en el mundo real que es distinguible de otros objetos. Por ejemplo cada persona es una entidad y las cuentas bancarias pueden ser consideradas entidades.Las entidades se describen en una base de datos mediante un conjunto de atributos. Por ejemplo los atributos numero_cuenta y saldo describen una cuenta. Anlogamente los atributos nombre_cliente, calle_cliente y ciudad_cliente pueden describir una entidad cliente.MODELO ENTIDAD - RELACINUn atributo extra id_cliente se usa para identificar unvocamente a los clientes ( dado que puede ser posible que haya dos clientes con el mismo nombre)Se debe asignar un identificador nico de cliente a cada cliente.Una relacin es una asociacin entre varias entidades. Por ejemplo una relacin impositor asocia un cliente con cada cuenta que tiene.El conjunto de todas las entidades del mismo tipo, y el conjunto de todas las relaciones del mismo tipo, se denominan respectivamente..MODELO ENTIDAD-RELACINConjunto de entidades y conjuntos de relacionesLa estructura lgica general de una base de datos se puede expresar grficamente mediante un diagrama E-R que consta de los siguientes componentes.Rectngulos.- que representan conjuntos de entidades.Elipses.- que representan atributos.Rombos.- que representan relaciones entre conjuntos de entidades.Lneas.- que unen los atributos con los conjuntos de entidades y los conjuntos de entidades con las relaciones.MODELO ENTIDAD-RELACINAdems de entidades y relaciones el modelo E-R representa ciertas restricciones que los contenidos de la base de datos deben cumplir. Una restriccin importante es la correspondencia de cardinalidades que expresa el nmero de entidades con las que otra entidad se puede asociar a travs de un conjunto de relaciones. Por ejemplo si cada cuenta puede pertenecer solo a un cliente.

MODELO RELACIONALEn el modelo relacional se utiliza un grupo de tablas para representar los datos y las relaciones entre ellos.Cada tabla esta compuesta por varias columnas y cada columna tiene un nombre nico.MODELO RELACIONALEl modelo relacional es un ejemplo de un modelo basado en registros.Los modelos basados en registros se denominan as porque la base de datos se estructura en registros de formato fijo de varios tipos. Cada tabla contiene registros de un tipo particular. Cada tipo de registro define un nmero fijo de campos o atributos.Las columnas de la tabla corresponden a los atributos del tipo de registro.LENGUAJES DE BASES DE DATOSUn sistema de bases de datos proporciona un lenguaje de definicin de datos para especificar el esquema de la base de datos y un lenguaje de manipulacin de datos para expresar las consultas a la base de datos y las modificaciones.Los lenguajes de definicin y manipulacin de datos no son dos lenguajes separados; forman parte de un nico lenguaje de bases de datos, tal como SQL.LENGUAJE DE DEFINICIN DE DATOSLenguaje de definicin de datos.- Un esquema de base de datos se especifica mediante un conjunto de definiciones expresadas mediante un lenguaje especial llamado lenguaje de definicin de datos (LDD)Por ejemplo, la siguiente instruccin en el lenguaje SQL define la tabla cuenta:Create table cuenta (numero_cuenta char(10), saldo money,CONSTRAINT PK_CUENTA PRIMARY KEY (NUMERO_CUENTA))La ejecucin de la instruccin LDD anterior crea la tabla cuenta. LENGUAJE DE MANIPULACIN DE DATOSLenguaje de manipulacin de datos.- La manipulacin de datos es:La recuperacin de informacin almacenada en la base de datos.La insercin de informacin nueva en la base de datos.LENGUAJE DE MANIPULACIN DE DATOSEl borrado de informacin de la base de datos.La modificacin de informacin almacenada en la base de datos.Un lenguaje de manipulacin de datos (LMD) es un lenguaje que permite a los usuarios acceder o manipular los datos organizados mediante el modelo de datos apropiado.

TIPOS DE LMDLMDs procedimentales.- Requieren que el usuario especifique que datos se necesitan y como obtener esos datos.LMDs declarativos.- Tambin conocidos como LMDs no procedimentales. Requieren que el usuario especifique que datos se necesitan sin especificar como obtener esos datos.TIPOS DE LMDLos lenguajes declarativos son fciles de aprender y usar que los LMDs procedimentales. Sin embargo, como el usuario no especifica como conseguir los datos, el sistema de bases de datos tiene que determinar un medio eficiente de acceder a los datos. El componente LMD del lenguaje SQL es no procedimental.TIPOS DE LMDUna consulta es una instruccin de solicitud para recuperar informacin. La parte de un LMD que implica recuperacin de informacin se llama lenguaje de consultas.Esta consulta en el lenguaje SQL encuentra el nombre del cliente cuyo identificador de cliente es 19.283.746

TIPOS DE LMDSELECT CLIENTE.NOMBRE_CLIENTEFROM CLIENTEWHERE CLIENTE.ID_CLIENTE = 19.283.746Las consultas pueden involucrar informacin de mas de una tabla. Por ejemplo, la siguiente consulta encuentra el saldo de todas las cuentas pertenecientes al cliente cuyo identificador de cliente es 19.283.746TIPOS DE LMDSELECT CUENTA.SALDOFROM IMPOSITOR, CUENTAWHERE IMPOSITOR.ID_CLIENTE = 19.283.746 ANDIMPOSITOR.NUMERO_CUENTA = CUENTA.NUMERO_CUENTA

GESTIN DE TRANSACCIONESVarias operaciones sobre la base de datos forman a menudo una nica unidad lgica de trabajo. Un ejemplo es la transferencia de fondos, en el que de la cuenta A se retira y en la cuenta B se deposita. Es esencial que tanto el retiro como el depsito tengan lugar o bien no ocurra ninguno.GESTIN DE TRANSACCIONESEste requisito de todo o nada se denomina atomicidad. Adems es esencial que la ejecucin de la transferencia de fondos preserve la consistencia de la base de datos, es decir el valor de la suma A+B se debe preservar.

GESTIN DE TRANSACCIONESEste requisito de correccin se llama consistencia. Finalmente tras la ejecucin correcta de la transferencia de fondos los nuevos valores de las cuentas A y B deben persistir, a pesar de la posibilidad de fallo del sistema. Este requisito de persistencia se llama durabilidad.GESTIN DE TRANSACCIONESUna transaccin es una coleccin de operaciones que se lleva a cabo como una nica funcin lgica en una aplicacin de bases de datos. Cada transaccin es una unidad de atomicidad y consistencia. As se requiere que las transacciones no violen ninguna restriccin de consistencia de la base de datos. Es decir si la base de datos era consistente cuando la transaccin comenz, la base de datos debe ser consistente cuando la transaccin termine con xito

ADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOSUna de las principales razones de usar un SGBDs es tener un control centralizado tanto de los datos como de los programas que acceden a esos datos.La persona que tiene este control central sobre el sistema se llama administrador de la base de datos (DBA)FUNCIONES DEL ADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOSDefinicin del esquema.- El DBA 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 fsica.FUNCIONES DEL ADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOSLos DBA realizan cambios en el esquema y en la organizacin fsica para reflejar las necesidades cambiantes de la organizacin, o para alterar la organizacin fsica para mejorar el rendimiento.Concesin de autorizacin para el acceso a los datos.- la concesin de diferentes tipos de autorizacin.FUNCIONES DEL ADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOSPermite al administrador de la base de datos determinar a que partes de la base de datos puede acceder cada usuario. La informacin de autorizacin se mantiene en una estructura del sistema especial que el sistema de base de datos consulta FUNCIONES DEL ADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOSCuando se intenta el acceso a los datos del sistema.Mantenimiento rutinario.- Algunos ejemplos de actividades rutinarias de mantenimiento de la base de datos son:Copia de seguridad peridica de la base de datos, para prevenir la perdida de datos en caso de desastres.

FUNCIONES DEL ADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOSAsegurarse de que haya suficiente espacio libre en disco para las operaciones normales y aumentar el espacio en disco segn sea necesario.Supervisin de los trabajos que se ejecuten en la base de datos y asegurarse de que el rendimiento no se degrada por tareas muy costosas iniciadas por algunos usuarios.

USUARIOS DE LA BASE DE DATOSHay cuatro tipos diferentes de usuarios de un sistema de bases de datos, diferenciados por la forma en que ellos esperan interactuar con el sistema.Usuarios normales.- Son usuarios no sofisticados que interactan con el sistema mediante la invocacin de alguno de los programas de aplicacin que se ha escrito previamente.USUARIOS DE LA BASE DE DATOSPor ejemplo, un cajero bancario que necesita transferir $50 de la cuenta A a la cuenta B invoca un programa llamado transferir.Este programa pide al cajero el importe de dinero a transferir, la cuenta origen y la cuenta destino.

USUARIOS DE LA BASE DE DATOSProgramadores de aplicaciones.- Son profesionales informticos que escriben programas de aplicacin. Los programadores de aplicaciones pueden elegir entre muchas herramientas para desarrollar interfaces de usuario.USUARIOS DE LA BASE DE DATOSUsuarios sofisticados.- Interactan con el sistema sin programas escritos. En su lugar ellos forman sus consultas en un lenguaje de consultas de bases de datos. Cada una de estas consultas se enva al procesador de consultas, cuya funcin es transferir instrucciones LMD a Instrucciones que el gestor de almacenamiento entienda.USUARIOS DE LA BASE DE DATOSUsuarios especializados.- Son usuarios sofisticados que escriben aplicaciones de bases de datos especializadas que no son adecuadas en el marco de procesamiento de datos tradicional. Entre estas aplicaciones estn los sistemas de diseo asistido por computador, sistemas de bases de conocimientos y sistemas expertos, sistemas que almacenan los datos con tipos de datos complejos (por ejemplo, datos grficos y datos de audio).

ESTRUCTURA DEL SISTEMA COMPLETOGESTOR DE ARCHIVOS.- Toma los datos del disco y los pasa a los programas, maneja archivos fsicos.GESTOR DE BDD.- Se encarga de sacar copias de seguridad, control de concurrencia/ varios usuarios, Implantacin de seguridad de integridad.Interaccin con el gestor de archivos.

ESTRUCTURA DEL SISTEMA COMPLETOPROCESADOR DE CONSULTAS.- Toma la consulta, la optimiza y escoge el mejor camino para acceso de la informacin, se relaciona con el gestor de BDD y con el gestor de archivos, esta ntimamente ligado con el precompilador de lenguaje de manipulacin de datos.

ESTRUCTURA DEL SISTEMA COMPLETOCOMPILADOR DE LENGUAJE DE DEFINICIN DE DATOS.- Se relaciona con el administrador de bases de datos para ayudar a la definicin conceptual. El resultado de esta compilacin son los diccionarios y la estructura de ndices.

ESTRUCTURA DEL SISTEMA COMPLETOADMINISTRADOR BDD.- Se encarga de la definicin de esquemas (estructuras de datos en los 3 niveles: fsico, conceptual, lgico. Concede autorizaciones de acceso a datos, especifica restricciones de acceso e integridad de los datos, realiza backups, optimiza el rendimiento reorganizando el SGBD.Definicin de estructuras de almacenamiento y mtodos de acceso.Estructuras de datos: archivos de datos.Diccionario de datos.ndices.