FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS

Introducción

Introducción

l Una base de datos es unacolección de datosrelacionados. Por datos, seentiende que son hechosconocidos que puedenregistrarse y que tienen unsignificado implícito. Cadadato pertenece a un tipo dedatos (Int, float,char,String…)

Base de Datos

¿Qué es una base de datos?

l Conjunto deinformación

– Relacionada, coleccióncoherente de datosl sobre un temal con un objetivo

determinado– Organizada de manera

lógical para facilitar su

consultal evitando redundancias

e inconsistencias

Características de las Bases de Datos

l Almacenamiento de gran cantidad dedatos, que están relacionados entre si.

l Gestión segura de los datos.l Acceso compartido y simultáneo por los

usuarios.l Lenguaje de definición de datos.

– creación y modificación de estructura de BD.l Lenguaje de manipulación de datos.

– Añadir, modificar, borrar y consultar datos dela BD.

• Lenguaje de Control de datos

Base de Datos

Naturaleza autodescriptiva de lossistemas de base de base de datos

l Una característica fundamental esque, contiene una descripcióncompleta de la estructura de la basede datos y sus restricciones. Estadescripción se almacena en elcatálogo del sistema, que contieneinformaciones tales como laestructura de cada tabla, el tipo yformato de almacenamiento de cadaelemento y varias restricciones sobrelos datos.

METADATOS

Una base de datos tiene las siguientespropiedades

l Representa algunosaspectos del mundo real, enocasiones denominadominimundo o Universo deldiscurso.

l Colección coherente dedatos con significadoinherentes.

l Una base de datos sediseña, construye y pueblacon datos para propósitoespecífico.

Organización de la Base de Datos

l Las BD se organizan en tablas:– Información (datos) relativos a un conjunto de elementos

homogéneos.– Puede considerarse análoga a un fichero.– Dividida en filas y columnas.

l Filas: cada uno de los elementos o tuplas de la tabla.l Columnas: cada uno de los datos o campos que describen

los elementos de la tabla.– Una de las columnas es la clave primaria.

l Sirve para identificar la fila o tupla.

Ejemplo de una tabla

Claveprimaria

Separación entre los programas y losdatos, y abstracción de datos

l La estructura de las tablas de datos se almacena enel catálogo del SGBD separadamente de losprogramas de acceso. A esta propiedad se ledenomina independencia entre programas y datos.

Software

Datos

Diseño de una base de Datos

l Una base de datos se diseña, construye y pueblacon datos para propósito específico. Está destinadaa un grupo de usuarios concreto y tiene algunasaplicaciones preconcebidas en las cuales estáninteresados dichos usuarios.

Diseño de una base de Datos

l Las tuplas (filas) de una tabla han de ser homogéneas.– Todas compuestas por los mismos campos (columnas).

l La clave primaria ha de ser única y no nula.– Debe identificar la tupla.– Puede estar compuesta por varios campos.

l El resto de campos deben depender de la clave primaria.– La clave debe determinar el valor (único) del campo.

l Una tabla no debe contener campos de otras tablas.– Salvo que se trate de una clave de otra tabla.

l Una tabla no debe contener campos con valores repetidos.– Salvo que se trate de una clave de otra tabla.

Sistema gestor de base de datos(SGDB)

l Es una colección de programas que permiten a losusuarios crear y mantener una base de datos. Esun software de propósito general que facilita losprocesos de:

l Definición de una base de datos : Consiste enespecificar los tipos de datos, las estructuras yrestricciones para los datos.

l Manipulación de la base de datos: Incluyefunciones tales como consultar la base de datos.

Ejm. Gestor BD Postgress

Concepto de un SGBD -DBMS

l Los DBMS (DBMS Database ManagmentSystems), es un conjunto coordinado deprogramas, procedimientos, lenguajes, etc, quesuministra a los usuarios tanto informáticoscomo no informáticos y al administrador de labase de datos los medios necesarios paradescribir, recuperar y manipular los datosintegrados en la base de datos asegurando suconfiabilidad, confidencialidad y seguridad.

Aplicaciones debase de datos DBMS Base

dedatos

Componentes de un sistema degestión de base de datos (DBMS)DBMS

La base de datoscontiene

Herramienta de Diseño

§Herramienta decreación detablas

§Herramientas de creaciónde formas§Herramienta de creaciónde consultas§Herramienta de creaciónde reportes§Compilador del lenguajede procedimientos

Tiempo de Ejecución

§Procesador deformas

§Procesador de consultas§Escritor de reportes§Tiempo de ejecución dellenguaje de reportes.

Motor

DBMS

Base dedatos

§Datosdeusuario

§Metadatos§Índice y otrosdatos del sistema§Metadatos de laaplicación

D B M S

Programade

aplicación

Analista

Programasde

aplicación

Módulos componentes del SGBD

l Módulo gestor de datos almacenados delSGBD

l Compilador de LDDl Procesador de base de datos en tiempo

de ejecuciónl Compilador de consultasl Precompilador

Modulos componentes de un SGBD

Ventajas de utilizar un SGBD

l Control de la redundancial Restricciones de acceso no autorizadol Capacidad de realizar inferencias y acciones

usando reglasl Suministro de múltiples interfaces de usuariol Garantizar el cumplimiento de las restricciones

de integridadl Suministro de copias de seguridad y

recuperación

Investigar…. 1ra Práctica

l Conceptos de bases de datos, indicar lafuente (autor o dirección web confiable)

l Gestores de bases de datos, suscaracterísticas, bondades y desventajas. Almenos 4 gestores diferentes.

l Funciones de un DBA

Usuarios y administradores de labase de datos

l Administradores de base de datosl Diseñadores de base de datosl Usuarios finalesl Analistas de sistemas y programadores de

aplicaciones

Administradores de base de datos

l Responsable del control y manejo de las Bases dedatos

l autorizar el acceso a la base de datosl Coordinar y vigilar la utilización de la base de datosl Adquirir los recursos de software y hardwarel Decidir el contenido de la información de la base de

datos, decidir las estructuras de almacenamiento.l Definir estrategia de respaldo y recuperación.l Controlar el desempeño de la BD y responder a los

cambios de requerimiento.

Diseñadores de base de datos

l Se encargan de identificar los datos que se almacenaránen a BD y de elegir las estructuras apropiadas parapresentar y almacenar dichos datos.

l Los diseñadores se comunicarse con todos los futurosusuarios de la BD con el fin de comprender sunecesidades, y de presentar un diseño que satisfagaesos requerimientos.

l Las tareas se realizan antes de que se implemente labase de datos y se carguen los datos.

Usuarios finales

l son las personas cuyo trabajo requiereacceder a la base de datos para consultarla,actualizarla y generar informes.

l Los usuarios finales ocasionalesl Los usuarios finales simples o paramétricos.l Los usuarios finales avanzadosl Los usuarios autónomos

Soporte de múltiples vistas de losdatos

l Una base de datos suele tener muchos usuarios, cada unode los cuales puede requerir una perspectiva o vistadiferente de la base de datos. Una vista puede ser unsubconjunto de la base de datos o puede contener datosvirtuales derivados de los ficheros de la base de datospero que no están explícitamente almacenados.

NOTAS nom calificación asignatura

Rosa 63 Base de datosRuben 70 Base de datosMery 87 Base de datos

Arquitectura de un SGBD

Vista 1 Vista 2

NivelConceptual

Nivel físico

Vista n

Nivel Interno

l Permite describir los datos tal como estánalmacenados en la computadora; Por ejemplo:

Ø Los archivos que los contienen ( nombre,organización, ubicación,….)

Ø Los registros de estos archivos (longitud, campos,…)

Ø Las rutas de acceso a esos registros (índices,encadenamientos, archivos invertidos…)

Nivel Conceptual

l Este nivel corresponde a la estructuraorganizacional de la Base obtenida al reunirlos requerimientos de todos los usuarios deuna empresa, sin preocuparse de laorganización física ni las vías de acceso

l En este nivel la base de datos aparece comouna colección de registros lógicos sinespecificar su almacenamiento

Nivel Externo

l Es el nivel más alto de abstracción y por ello el máscercano a los usuarios. El nivel externo representala percepción individual de cada usuario oprogramador de la BD, describe únicamente la partede los datos de interés para un usuario o grupo deusuarios. Los usuarios pueden imaginar que losarchivos externos utilizados en sus programasexisten tal como ellos lo perciben. Pero los archivosexternos tampoco existen físicamente.

Independencia de datos

l Se define como lacapacidad paramodificar el esquemaen un nivel delsistema de BD sintener que modificarel esquema del nivelinmediato superior.

l Se define dos tiposde independencia dedatos:

l Independencia lógical Independencia física

Software

Datos

Independencia lógica de los datos

l Consiste en modificar elesquema conceptual sintener que alterar losesquemas externos ni losprogramas de aplicación.Ejm. Modificar elesquema conceptualpara ampliar la base dedatos

Independencia física de los datos

l Consiste enmodificar elesquemainterno sintener quealterar elesquemaconceptual oexterno

Lenguajes e interfaces de base dedatos

l Un sistema de BD proporciona un lenguaje dedefinición de datos para especificar el esquema debase de datos y un lenguaje de manipulación dedatos para expresar las consultas y lasmodificaciones a la BD y el Lenguaje de Control deacceso a la BD:

l Lenguaje de definición de datos(LDD)l Lenguaje de manipulación de datos(DML)l Lenguaje de Control de acceso a los datos(DCL)

Lenguaje de definición de datos(LDD)

Un esquema de BD se especifica mediante unconjunto de definiciones expresadasmediante un lenguaje especial llamadolenguaje de definición de datos (LDD).

Por ejemplo:créate table cuenta(número-cuenta char(10), saldo integer)

Lenguaje de manipulación de datos(DML)

Permite:1. La recuperación de información

almacenada en BD2. La inserción de información nueva en la BD3. El borrado de información de la BD4. La modificación de información almacenada

en la BD

Lenguaje de manipulación de datos(DML)

Por ejemplo, el lenguaje SQL tiene el componenteLMD no procedimental, como ser la consulta:

select cliente.nombre_clienteform clientewhere cliente.id_cliente = ‘9283746’

La parte de un LMD que implica recuperación deinformación se llama lenguaje de consultas.

Entorno de un SGBD

Interfaces del SGBD

l Interfaces para navegación basados enmenús

l Interfaces basadas en formulariosl Interfaces gráficas de usuariol Interfaces de lenguaje naturall Interfaces para usuarios paramétricosl Interfaces para el ABD

Ejm. Interfaces basadas en formularios

Utilidades del sistema de base dedatos

l Cargal Copia de

seguridad(backup )

l Control delrendimiento

Herramientas de los SGBD

Estructuras operacionales de losSGBD

l Cliente-servidorUna base de datos conestructura cliente/servidorestá formada por distintoselementos software: laaplicación cliente, la capa deacceso de datos y el servidorde bases de datos. A esteúltimo elemento se ledenomina habitualmentemotor de bases de datos.

Estructuras operacionales de losSGBD

l Cliente – multiservidorUna base de datos clientemultiservidor es aquella en laque el cliente se puede conectara más de un servidorsimultáneamente o bien sólopuede conectarse a un servidoren cada sesión cliente.

Clasificación de los sistemas degestión de base de datos

l Según modelo de datos. Se tiene dos modelos utilizados por lamayoría de los SGBD, el modelo relacional y el modelo orientadoa objetos.

l Según numero de usuarios a los que da servicio el sistema.Los monousuarios y los multiusuarios.

l Según numero de sitios en la que se encuentra distribuida labase de datos. Centralizados y distribuidos.

l Según costo del SGBD. La mayor parte de los SGBD cuestanentre 10000 y 100000 dólares.

l Según los tipos de caminos de acceso. Un SGBD dispone decaminos de acceso para almacenar los ficheros.

l Según propósito. Los SGBD pueden ser de propósito general ode propósito especial.

Aplicaciones de los sistemas de basede datos

l Bases de datos en la World Wide Webl Bases de datos multimedial Bases de datos móvilesl Sistemas de Información Geográficol Gestión de datos del genoma

Bases de datos en la World Wide Web

l En la la Web. La información se almacena encomputadores designados como servidores Web enficheros compartidos accesibles al público.

l A medida que la Web ha crecido, ha sido necesariopermitir que los usuarios accedan no sólo a los sistemasde ficheros sino a bases de datos y a los SGBD paramantener el procesamiento de consultas y la creación deinformes. Los enfoques actuales pueden dividirse en doscategorías:

Acceso mediante scripts CGIAcceso mediante JDBC

Bases de datos en la World Wide Web

Bases de datos multimedia

l Las aplicaciones multimedia que trabajan con milesde imágenes, documentos, segmentos de audio yvídeo, y datos de texto libre, precisan del modeladoadecuado de la estructura y contenido de los datosy, posteriormente, del diseño de esquemas de basesde datos apropiados para el almacenamiento yrecuperación de la información multimedia.

l Los sistemas de información multimedia resultanmuy complejos y abarcan un amplio conjunto decuestiones, entre las que se encuentran lassiguientes