Base de Datos y Arquitectura de Datos en la Industria

Universidad de Oriente

Ncleo Monagas

Ingeniera de Sistemas

Cursos Especiales de Grado

Automatizacin y Control de Procesos

Base de Datos y Arquitecturas de Datos

Seminario Estrategias para la Automatizacin Industrial/Cohorte-3

Profesora:

Ing. Judith Devia

Equipo DCS

Patete A. Edgard A. C.I. 17.090.652

Carvajal F. Carlos E. C.I.18.653.937

Maturn, Abril 2.015

INDICEINTRODUCCION1CONTENIDO2Base de Datos2Modelos de Base de Datos2Diferencia entre los distintos modelos2Caractersticas de las Bases de Datos3Componentes de una Base de Datos:3Sistemas de Gestin de Base de Datos (SGBD)3Criterios para la seleccin de SGBS4Seguridad que proporciona un SGBD4Ventajas de los SGBD4Desventaja de los SGBD5Arquitectura de Base de Datos6Tipos de Base de Datos6Clasificacin de las Bases de Datos7Arquitectura de Datos7DISCUSIN9CONCLUSIONES11REFERENCIAS BIBLIIOGRAFICAS12

INTRODUCCION

A lo largo de la historia los sistemas de control evolucionaron rpidamente desde comienzos de Herodes, as tambin los sistemas de almacenamiento que hoy en dia conocemos como bases de datos, las mismas tuvieron sus orgenes en 1960 1962 cuando se empezaron a usar maquinas que codificaban la informacin en tarjetas perforadas por medio de agujeros. Las mismas se crearon con el objetivo de almacenar grandes cantidades de datos que antes se almacenaba en libros, lo que era lento, costoso y complejo (cualquier actualizacin a realizar, haba que hacerla en cada uno de los libros en los que apareciera dicha informacin a modificar).

Las primeras bases de datos manejaban ficheros que eran almacenados en tarjetas o soportes magnticos. Cuando los ordenadores evolucionan, aparecen las cintas y los discos, a la vez que las maquinas son dotadas de mucha ms potencia y facilidad de manipulacin, es por tanto en ese momento cuando las bases de datos comienzan a ser realmente tiles.

Actualmente las organizaciones enfocan cada dia mas en hacer sus sistemas de almacenamiento de informacin ms robustas, eficientes y confiables para el usuario aparte de optimizar el registro de informacin concerniente a los procesos productivos de la organizacin permitiendo as tener un histrico que ms adelante en el tiempo pueden ayudar a la toma de decisiones importante a nivel gerencial.

A continuacin vamos a desarrollar contenido referente a Base de Datos, caractersticas, Arquitectura y toda la informacin de importante para entender la relacin que poseen las bases de datos con el control y la supervisin dentro de la Organizacin.

CONTENIDO

Base de Datos

Segn los maestros del web, definen la base de datos como una serie de datos organizados y relacionados entre s, los cuales son recolectados y explotados por los sistemas de informacin de una empresa o negocio en particular.

Modelos de Base de Datos

Dentro de los modelos de base de datos tenemos:

Modelo de Base de Datos Relacional

Modelo de Base de Datos Jerrquicos

Modelo de Base de Datos de Red

Diferencia entre los distintos modelos

1. Modelo Relacional vs Modelo Jerrquico

Modelo Relacional:

Diferencia unavista lgicade unavista fsicade la base de datos.

Las relaciones son de uno a muchos.

Existen relaciones de muchos a muchos.

Implementa un control sobre los datos.

Modelo Jerrquico:

No diferencia unavista lgicade unavista fsicade la base de datos.

Las relaciones son de padre a hijo.

No existen relaciones de muchos a muchos.

No implementa ningn control sobre losdatos.

2. Modelo Red vs Modelo Relacional

Modelo de Red

Los datos se presentan a travs de registros.

Modelo Relacional

Los datos se presentan atravs de tablas.

3. Modelo Jerrquico Vs Modelo de Red

Modelo Jerrquico

Los archivos estn organizados como una coleccin de rboles.

Modelo de Red

Los archivos estn organizados como una coleccin de grafos arbitrarios.

Caractersticas de las Bases de Datos

Entre las principales caractersticas de las bases de datos podemos mencionar:

1. Independencia lgica y fsica de los datos.

2. Redundancia mnima.

3. Acceso concurrente por parte de mltiples usuarios.

4. Integridad de los datos.

5. Consultas complejas optimizadas.

6. Seguridad de acceso y auditoria.

7. Respaldo y recuperacin.

8. Acceso a travs de lenguajes de programacin estndar.

Componentes de una Base de Datos:

Hardware:constituido por dispositivo dealmacenamientocomo discos, tambores, cintas, etc.

Software:que es el DBMS o SistemaAdministradordeBase de Datos.

Datos:los cuales estn almacenados de acuerdo a laestructuraexterna y van a ser procesados para convertirse en informacin.

Sistemas de Gestin de Base de Datos (SGBD)

Los Sistemas de Gestin de Base de Datos (Database Management System) son un tipo de software muy especfico dedicado a servir de interfaz entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que se utilizan, se compone de un lenguaje de definicin de datos, un lenguaje de manipulacin de datos y un lenguaje de consulta.

Criterios para la seleccin de SGBS

Tamao de la base de datos

Cantidad de los usuarios concurrentes

Desempeo

Integracin

Caractersticas

Proveedor

Costo

Seguridad que proporciona un SGBD

Un sistema gestor de base de datos cuenta con un subsistema de seguridad y autorizacin que se encarga de garantizar la seguridad de la base de datos contra el acceso no autorizado. Para proveer la seguridad necesaria cuenta con:

Identificacin y autorizacin de usuarios: uso de cdigos de accesos y palabras claves, impresoras digitales, reconocimiento de voz, barrido de retina, etc.

Autorizacin: usar derechos de acceso de dados por el terminal, por las operaciones a realizar o por la fecha u hora del dia.

Uso de las tcnicas de cifrado: para proteger las bases de datos distribuidas, o con acceso por red o internet.

Diferentes tipos de cuentas: cada cuenta tiene permisos diferentes segn el perfil creado por el administrador, quien tambin necesita la creacin de su cuenta para tener las concesiones y privilegios requeridos.

Manejo de tablas de usuarios: cada usuario tiene cdigo y contrasea, en la tabla se controlan las operaciones efectuadas en cada sesin de trabajo por cada usuario, lo cual facilita una auditoria a la base de datos.

Ventajas de los SGBD

Las ventajas las podemos enumerar de la siguiente manera:

1. Control sobre la redundancia de datos: los sistemas de ficheros almacenan varias copias de los mismos datos en ficheros distintos. Esto hace que se desperdicie espacio de almacenamiento, adems de provocar la falta de consistencia de datos. En el sistema de base de datos estos ficheros estn integrados, por lo que no se almacenan varias copias de los mismos datos, sin embargo en una base de datos no se pueden eliminar la redundancia completamente, ya que en ocasiones es necesaria para modelar las relaciones entre otros datos.

2. Consistencia de datos: controlando la redundancia de datos se reduce en gran medida el riesgo de que haya inconsistencia. Si un dato est almacenado una sola vez, cualquier actualizacin se debe realizar solo una vez. Y est disponible para todos los usuarios inmediatamente. Si un dato esta duplicado y el sistema conoce esta redundancia, el propio sistema puede encargarse de garantizar que todas las copias se mantienen consistentes.

3. Compartir datos: en los sistemas de ficheros, los ficheros pertenecen a las personas o departamentos que lo utilizan. Pero en los sistemas de base de datos, la base de datos pertenece a la empresa y puede ser compartida por todos los usuarios que estn autorizados.

4. Mejora en la integridad de los datos: la integridad de la base de datos se refiere a la validez y la consistencia de los datos almacenados. Normalmente, la integridad se expresa mediante restricciones o reglas que no se pueden violar. Estas restricciones se pueden aplicar tanto en datos, como a sus relaciones, y es el SGBD quien se debe encargar de mantenerlas.

5. Mejora en la seguridad: muchos SGBD proporcionan lenguajes de consultas o generador de informes que permiten al usuario hacer cualquier tipo de consulta sobre los datos, sin que sea necesario que un programador escriba una aplicacin que realice tal tarea.

6. Aumento de la concurrencia:

En algunos sistemas de ficheros, si hay varios usuarios que pueden acceder simultneamente a un mismo fichero, es posible que el acceso interfiera entre ellos de modo que se pierda informacin o se pierda la integridad. La mayora de los SGBD gestionan el acceso concurrente a la base de datos y garantizan que no ocurran problemas de este tipo.

7. Mejora en los servicios de copia de seguridad: en este caso, todo el trabajo realizado sobre la base de datos desde que se hizo la ltima copia seguridad se pierde y se tiene que volver a realizar. Sin embargo, los sistemas de gestin de base de datos actuales funcionan de modo que se minimiza la cantidad de trabajo perdido cuando se produce un fallo.

Desventaja de los SGBD

Entre las desventajas podemos mencionar:

1. Complejidad: son conjunto de programas que pueden llegar a ser complejos con una gran funcionabilidad. Es preciso comprender muy bien esta funcionabilidad para poder realizar un buen uso de ellos.

2. Coste del equipamiento adicional: tanto el SGBD, como la propia base de datos, pueden hacer que sea necesario adquirir ms espacio de almacenamiento. Adems, para alcanzar las prestaciones deseadas, es posible que sea necesario adquirir una maquina ms grande o una mquina que se dedique solamente al SGBD. Todo esto har que la implantacin de un sistema de base de datos sea ms cara.

3. Vulnerable a los fallos: el hecho que todo este centralizado en el SGBD hace que el sistema sea ms vulnerable ante los fallos que puedan producirse. Es por ello que se deben tener copias de seguridad.

Arquitectura de Base de Datos

Arquitectura de base de datos centralizada: los sistemas de base de datos centralizados son aquellos que se ejecutan en un nico sistema informtico sin interaccionar con ninguna otra computadora. Tales sistemas comprenden el rango desde los sistemas de base de datos monousuarios en computadoras personales hasta los sistemas de alto rendimiento ejecutndose en grandes sistemas.

Normalmente, los sistemas de bases de datos diseados para funcionar sobre sistemas monousuario, como las computadoras personales, no suelen proporcionar muchas de las facilidades que ofrecen los sistemas multiusuario. En particular, no tienen control de concurrencia, que no es necesario cuando solamente un usuario puede generar modificaciones. Las facilidades de recuperacin en estos sistemas, o no existen o son primitivas; por ejemplo, realizar una copia de seguridad de la base de datos antes de cualquier modificacin. La mayora de estos sistemas no admiten SQL y proporcionan un lenguaje de consulta muy simple

Arquitectura de base de datos distribuida: es aquella cuyos datos estn repartidos entre ms de una mquina, y un sistema de gestin de bases de datos distribuidas (SGBDD o DDBMS Distributed Database Management System) como el software que gestiona una base de datos distribuida haciendo que la distribucin de los datos seatransparenteal usuario, es decir, los usuarios actan como si todo estuviese junto en una sola base de datos.

Tipos de Base de Datos

Entre los diferentes tipos de base de datos, encontramos las siguientes:

MySql:es una base de datos con licencia GPL basada en un servidor. Se caracteriza por su rapidez. No es recomendable usar para grandes volmenes de datos.

PostgreSqly Oracle:Son sistemas de base de datos poderosos. Administra muy bien grandes cantidades de datos, y suelen ser utilizadas en intranets y sistemas de gran calibre.

Access:Es una base de datos desarrollada porMicrosoft. Esta base de datos, debe ser creada bajo el programa access, el cual crea un archivo .mdb con la estructura ya explicada.

Microsoft SQL Server:es una base de datos ms potente que access desarrollada por Microsoft. Se utiliza para manejar grandes volmenes de informaciones.

Clasificacin de las Bases de Datos

Las bases de datos pueden clasificarse de varias maneras, de acuerdo al contexto que se est manejando, la utilidad de las mismas o las necesidades que satisfagan.

Bases de datos estticas

Son bases de datos nicamente de lectura, utilizadas primordialmente para almacenar datos histricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a travs del tiempo, realizarproyecciones, tomardecisionesy realizar anlisis de datos parainteligencia empresarial.

Bases de datos dinmicas

Son bases de datos donde la informacin almacenada se modifica con el tiempo, permitiendo operaciones como actualizacin, borrado y edicin de datos, adems de las operaciones fundamentales de consulta. Un ejemplo, puede ser la base de datos utilizada en un sistema de informacin de un supermercado.

Arquitectura de Datos

Laarquitectura de datosde la empresa debe desarrollar elmodelo de datos del negocioy en su definicin ha de comprender:

Laconfiguracin de la base de datos.

La forma de almacenamiento de los datos.

Laarquitectura de Meta Datos.

El modelo o modelos deintegracin de datos.

Para el iniciar la arquitectura de datos es preciso tomar algunas consideraciones claves como son:

Gestin de Datos: cuando una empresa ha optado por realizar la transformacin arquitectnica a gran escala, es importante entender y abordar los problemas de gestin de datos.

Se debe considerar:

Una definicin clara de los componentes de la aplicacin

Las entidades de datos que son utilizadas por las funciones de negocio, procesos y servicios.

Entender claramente cmo y cundo las entidades de datos de la empresa se crean, almacenan, transportan y reportan.

Migracin de Datos: al sustituir una aplicacin existente, se originan necesidades crticas para migrar datos para la nueva aplicacin. La arquitectura de datos debe identificar de los datos, los requisitos de migracin y tambin proporcionar indicadores como el nivel de transformacin, la escala y la limpieza que se requieren para presentar los datos en una colchoneta para que cumpla con los requisitos y limitaciones de la aplicacin de destino.

El objetivo es que la aplicacin de destino sea de datos de calidad cuando se llena. Otra consideracin clave es asegurarse de que la empresa en toda la definicin comn de datos se haya establecido para apoyar la formacin transformacin.

Data Governance: se debe asegurar que la empresa tiene las dimensiones necesarias para permitir la transformacin, de la manera siguiente:

Estructura: esta dimensin se refiere a si la empresa tiene la estructura organizativa y los organismos de normalizacin para la gestin de datos de los aspectos de la entidad de transformacin necesarios.

Sistema de gestin: las empresas deben tener el sistema de gestin necesaria, programas y datos relacionados para gestionar los aspectos de la Governance de las entidades de datos a lo largo de su ciclo de vida.

Gente: cuales son las habilidades y roles de la empresa y los datos relacionados que requiere para la formacin transformacin. Si la empresa carece de dichos recursos y habilidades, las empresas deben tener en cuenta tanto la adquisicin de habilidades o entrenamiento.

La Arquitectura de Datos debe cumplir con:

Principios de Datos

a. Accesibilidad de Datos: todas las reas deben tener acceso a los datos de acuerdo a sus funciones.

Datos Compartidos

Los usuarios tienen acceso a los datos necesarios para rendir sus tareas.

Seguridad de los datos

Los datos son protegidos del uso no autorizado y de su revelacin.

Aspectos Cualitativos

a. Confidencialidad: asegura que la informacin sea accesada solo por el personal autorizado.

b. Integridad: asegura que la informacin solo sea modificada por el personal autorizado.

c. Disponibilidad: asegura que la informacin y los sistemas puedan ser accesados cuando los necesiten y por el personal autorizado.

DISCUSIN

A los largo del desarrollo del tema nos topamos con el pilar fundamental de la organizacin, la cual es la Base de Datos estaes un administrador de datos que puede ayudar a aliviar estas sobrecargas de informacin. Las bases de datos hacen posible que todo el mundo pueda almacenar, organizar, recuperar, comunicar y administrar informacin de un modo que sera imposible sin una computadora. Para controlar todo este flujo de informacin, los usuarios utilizan base de datos de todas las formas y tamao, desde los voluminosos administradores para mainframes que mantienen las listas de pasajeros de las compaas reas hasta los pequeos calendarios incluidos en cualquier computadora de bolsillo.

En busca del Control y la Supervisin, los sistemas gestores de base de datos nos brindan una amplia alternativa de seguridad e integridad de los datos, datos que pueden ser sobre la organizacin, as como datos provenientes de los procesos productivos. Las base de datos tienen la facultad de mantener el control sobre los datos, en cuanto la consistencia de los mismos, aumento de la concurrencia y mejora las copia de seguridad de los datos permitiendo de esta manera tener eficiente y rpidamente informacin confiable de la organizacin y que para la empresa posteriormente nos sern de utilidad en la toma de decisiones, otro factor clave de las base de datos referente a la supervisin es que facilita la visin y control de la entrada de usuarios; es decir, control de acceso a las bases de datos que conforman las reas de trabajo

La arquitectura de datos busca definir el modelo de datos del negocio de una manera clara, simple y precisa que permita de esta manera mantener la integridad de los datos, seguridad, disponibilidad y la intervencin de mltiples usuarios manteniendo la confidencialidad de los mismos. La arquitectura de los datos relacionada con el control y la supervisin tiene inmerso la configuracin de la base de datos que no es ms que los pasos para la implantacin de los distintos lenguajes, y la conexin entre el software y la base de datos. Incluye la forma de almacenamiento la cual est basada en el disco duro que se ha vuelto la forma ms comn de almacenamiento en masa para computadoras personales. Fabricantes han hecho grandes avances en capacidad, tamao y ejecucin. Hoy, el formato de 3.5 pulgadas, es capaz de manejar y acceder a millones de datos (gigabyte GB) mientras el computador est accediendo a las aplicaciones multimedia, grficos de alta calidad, gestin de redes, y aplicaciones de las comunicaciones. Y, segn el tamao maneja no slo el equivalente de cientos de miles de pginas de informacin, sino que tambin recupera un dato o artculo determinado en slo unas milsimas de segundo.

En la arquitectura de los datos un aspecto fundamental son los meta datos, la cual simplemente es informacin sobre los datos, su aplicacin son muy amplias, van desde la recuperacin de la informacin, pasando por la descripcin y catalogacin de los documentos que estn contenidos en la base de datos, de esta forma se lleva una mejor correlacin y control sobre la informacin contenida en la misma.

A nivel industrial las bases de datos proporcionan esa seguridad, control y supervisin que se necesita para tomar una decisin acorde a las necesidades de la industria, es decir, la base de datos mantiene los datos resguardados, proporcionando un control en la integracin y arquitectura del mismo para la posterior supervisin y toma de decisiones.

CONCLUSIONES

Base de Datos es un conjunto exhaustivo no redundante de datos estructurados organizados independientemente de su utilizacin y su implementacin en mquina accesibles entiemporeal y compatibles con usuarios concurrentes con necesidad de informacin diferente y no predicable en tiempo.

Entre las ventajas de las bases de datos podemos mencionar:

1. Independencia de datos y tratamiento.

Cambio en datos no implicacambioen programas y viceversa (Menor coste demantenimiento).

2. Coherencia de resultados.

Reduce redundancia :

Acciones lgicamente nicas.

Se evita inconsistencia.

3. Mejora en la disponibilidad de datos

No hay dueo de datos (No igual a ser pblicos).

Ni aplicaciones ni usuarios.

Guardamosdescripcin(Idea de catlogos).

4. Cumplimiento de ciertasnormas.

Restricciones deseguridad.

Accesos (Usuarios a datos).

Operaciones (Operacionessobre datos).

5. Otras ventajas:

Ms eficientegestindealmacenamiento.

La arquitectura centralizada es la ms clsica. En ella, el SGBD est implantado en una sola plataforma u ordenador desde donde se gestiona directamente, de modo centralizado, la totalidad de los recursos. Es la arquitectura de los centros de proceso de datos tradicionales. Se basa en tecnologas sencillas, muy experimentadas y de gran robustez.

Los sistemas de bases de datos centralizados son aquellos que se ejecutan en un nico sistema informtico sin interaccionar con ninguna otra computadora. Tales sistemas comprenden el rango desde los sistemas de bases de datos monousuario ejecutndose en computadoras personales hasta los sistemas de bases de datos de alto rendimiento ejecutndose en grandes sistemas.

REFERENCIAS BIBLIIOGRAFICAS

1. Fecajoja [en lnea]. Evolucin Histrica de las Base de Datos [blog]. 20 de marzo del 2011. Revisin [20/04/2015]. Disponible: http://basesdedatosfecajoja.blogspot.com/2011/03/evolucion-historica.html

2. Damian Prez Valds. Qu son las Bases de Datos? [web]. 26 de Octubre 2007. Revisin [20/04/2015]. Disponible: http://www.mondragon.edu/es/biblioteka/como-buscar/como-redactar-bibliografia/referencias-bibliograficas-de-documentos-electronicos

3. Base de Datos [en lnea]. Fecha de actualizacin [20 de abril 2015]. Fecha de revisin [20 de abril 2015]. Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/Base_de_datos

4. Marlon Ruiz. Introduccin a los sistemas de base de datos [en lnea]. Revisin [20/04/2015]. Disponible: http://www.monografias.com/trabajos34/base-de-datos/base-de-datos.shtml#integr

5. Carrillo Ruiz Ivan, Gonzlez Jazmn, liberado Reyes. Sistemas de Informacin, Arquitectura y Arquitectura de Datos [en lnea]. Publicacin [22/05/2013]. Revisin [20/04/2015]. Disponible: http://es.slideshare.net/jazpekcobain/ti-10

6. Macedo Ricardo, Paz Henry, Vigil Carolina. Arquitectura de Datos Togaf [PDF]. Revisin [21/04/2015]. Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/TOGAF

SCADA,acrnimodeSupervisoryControlAndDataAcquisition (Supervisin, Control y Adquisicin de Datos) es unsoftwarepara ordenadores que permite controlar y supervisar procesos industriales a distancia. Facilita retroalimentacin en tiempo real con los dispositivos de campo (sensores y actuadores), y controla el proceso automticamente. Provee de toda la informacin que se genera en el proceso productivo (supervisin, control calidad, control de produccin, almacenamiento de datos, etc.) y permite su gestin e intervencin.

La realimentacin, tambin denominada retroalimentacin o feedback es, en una organizacin, el proceso de compartir observaciones, preocupaciones y sugerencias, con la intencin de recabar informacin, a nivel individual o colectivo, para mejorar o modificar diversos aspectos del funcionamiento de una organizacin. La realimentacin tiene que ser bidireccional de modo que la mejora continua sea posible, en el escalafn jerrquico, de arriba para abajo y de abajo para arriba.

En la teora de control, la realimentacin es un proceso por el que una cierta proporcin de la seal de salida de un sistema se redirige de nuevo a la entrada. Esto es de uso frecuente para controlar el comportamiento dinmico del sistema. Los ejemplos de la realimentacin se pueden encontrar en la mayora de los sistemas complejos, tales como ingeniera, arquitectura, economa, sociologa y biologa.Arturo Rosenblueth, investigador mexicano y mdico en cuyo seminario de 1943 hizo una ponencia llamada Behavior, Purpose and Teleology ("comportamiento, propsito y teleologa"), de acuerdo conNorbert Wiener, fij las bases para la nueva ciencia de la ciberntica y propuso que el comportamiento controlado por la realimentacin negativa, aplicada a un animal, al ser humano o a las mquinas era un principio determinante y directivo, en la naturaleza o en las creaciones humanas..

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