U2-Material Didactico-Diseño de Base de Datos

2-3-2015

Material didctico Apuntes de la materia de Base de

datos Unidad 2 Diseo de Base de

datos

Ciencias empresariales

MC. Jose Antonio Rosales Barrales UNIVERSIDAD DEL PAPALOAPAN, CAMPUS TUXTEPEC

Bases de datos Ciencias empresariales

M.C. Jos Antonio Rosales Barrales Pgina | 1

2 Diseo de Base de datos Los sistemas de Bases de datos se disean para gestionar grandes cantidades de informacin que no existan aisladas

sino que se encuentren interrelacionadas, y que sin lugar a duda forman parte del funcionamiento diario de la

empresa.

Son muchas las consideraciones a tomar en cuenta al momento de hacer el Diseo de la Base de datos, algunas de

las ms importantes son:

La velocidad de acceso

El tipo de informacin

Facilidad de extraer la informacin requerida

El tamao de la informacin

Facilidad de acceso a la informacin

El comportamiento del SGBD con cada tipo

de informacin

Fases del diseo de BD La fase inicial del diseo de la BD es la CARACTERIZACIN completa de los requisitos de los hipotticos usuarios de

la BD, para lo cual se tiene que interactuar directamente con los expertos y usuarios del dominio de los datos y

lograr obtener como resultado de esta fase la especificacin de los requisitos de los usuarios.

La fase de diseo conceptual es la siguiente etapa, en la cual el diseador debe escoger un mdulo de datos y

traducir los requisitos de los usuarios para obtener un esquema conceptual de la BD. Los modelos de alto nivel

resultan tiles a los diseadores de bases de datos al ofrecerles un marco conceptual en el que especifican de

manera sistemtica los requisitos de datos de los usuarios de las BD y la manera en que se estructurar la BD para

satisfacer esos requisitos.

El esquema desarrollado en esta fase de diseo conceptual ofrece una visin general detallada de la empresa y

deber permitir la implementacin de la BD. El proceso debe pasar de un modelo de datos abstracto a la

implementacin de la BD contina con dos fases de diseo finales.

En la fase de diseo lgico el diseador relaciona el esquema conceptual de alto nivel con el modelo de

implementacin de datos del sistema de BD que se va a usar.

El diseador usa el esquema de BD especfico para el sistema resultante en la fase de diseo fsico posterior, en la

que se especifican las caractersticas fsicas de la BD (entre ellas estn la organizacin de archivos y las estructuras

de almacenamiento interno)

Es importante destacar que para hacer el diseo de la BD se deben considerar muchos aspectos de la infraestructura

sobre la cual se implementar la BD.

EL DISEO DE LA BD IMPLICA PRINCIPALMENTE EL DISEO DEL ESQUEMA

CONCEPTUAL DE LA BD



2.1 Arquitectura de los sistemas de BD Una de las principales finalidades de los sistemas de BD es ofrecer a los usuarios una visin abstracta de los datos,

es decir, que el sistema oculte los detalles del modo en que se almacenan y mantienen los datos.

2.1.1 Niveles de abstraccin de datos de la arquitectura ANSI/SPARC Desde los aos 70 el tema de la estandarizacin de las BD ha producido cantidad de trabajos de investigacin en

diversos grupos. Las dos principales instituciones que han trabajado en la normalizacin de las BD, y que tienen

estudios transcendentales a nivel prctico en la investigacin y desarrollo de los SGBD son el grupo Codasy1 y el

ANSI/SPARC, adems de ISO.

La estandarizacin tiene como objetivo proteger las inversiones y defender la independencia del usuario frente a

los suministradores de SGBD.

La arquitectura de sistemas de bases de datos de tres esquemas fue aprobado por la ANSI/SPARC en 1975 como

ayuda para conseguir la separacin entre los programas de aplicacin y los datos, el manejo de mltiples vistas por

parte de los usuarios y el uso de un catlogo para almacenar el esquema de la BD.

La arquitectura ANSI/SPARC se divide en tres niveles conocidos como Interno, conceptual y externo, que permiten

simplificar la interaccin de los usuarios con el sistema.

1. Nivel interno (fsico): Es el nivel ms bajo, es el que est ms cerca del almacenamiento fsico; es decir, es

el que tiene que ver con la forma en que los datos estn almacenados fsicamente en la base de datos.

2. Nivel conceptual (lgico global): tiene un esquema conceptual que describe la estructura de toda la BD

para la comunidad de usuarios de la empresa u organizacin, es decir, describe qu datos se almacenan en

la BD y qu relaciones existen entre esos datos. Oculta los detalles fsicos de almacenamiento y trabaja con

elementos lgicos como entidades, atributos y relaciones.

Nivel externo o nivel de vistas

Vista 1 Vista 2

Nivel conceptual

Nivel interno o fsico

Vista 3

Figura 1 Los tres niveles de abstraccin de datos



3. Nivel externo (lgico de usuario o vistas): es el ms prximo a los usuarios, tiene que ver con la forma en

que los usuarios individuales ven los datos (Esquemas externo o vistas de usuario). Cada esquema externo

muestra la parte de la BD que interesa a un grupo de usuarios, ocultando el resto de la BD. Una vista no

tiene datos almacenados, sino lo nico que almacena es su definicin.

Los tres niveles son descripciones de los mismos datos, los nicos datos existentes estn en el nivel fsico,

almacenados en un dispositivo como un Disco duro.

Ejemplo:

Figura 2 Un ejemplo de los tres niveles

El diseo de la BD implica principalmente el DISEO DEL ESQUEMA CONCEPTUAL DE LA BD, el cual se encuentra

en la fase de diseo conceptual, ofreciendo con ello diversidad de vistas distintas para usuarios diversos, pero slo

existe una vista conceptual que es la representacin abstracta de los datos en su totalidad.



2.1.2 Arquitecturas implementadas La arquitectura de los sistemas de bases de datos es influenciada por los avances tecnolgicos y depende de la

infraestructura informtica en la cual se instalen los componentes del sistema de BD, sin embargo es posible ofrecer

una visin nica de esos componentes y de las conexiones existentes entre ellos.

Los sistemas de BD pueden estar centralizados o ser del tipo cliente-servidor, pueden disearse sistemas de BD que

aprovechen las ventajas de las arquitecturas de computadoras paralelas, y pueden tenerse BD distribuidas.

(Silberschatz, Korth, & Sudarshan, 2006)

ACTIVIDAD 1. Realizar un resumen, por equipo, de los temas: Cap. 18 Arquitectura de los sistemas de Base de datos, Cap. 18.1 Centralizadas y cliente servidor, 18.3 Sistemas paralelos, 18.4 Sistemas distribuidos. Del libro de (Silberschatz et al., 2006), pginas 445 a 457. (453 a 465, pginas de archivo pdf). Se incluir en el examen preguntas relevantes sobre el trabajo. Entregar 3 clases posterior a la

asignacin. Presentar en clase brevemente sus experiencias de aprendizaje sobre el contenido del trabajo.

Hoy en da la mayor parte de los usuarios de los sistemas de BD no se encuentran en el mismo lugar fsico en que

se encuentra el sistema de BD, sino que se conectan a l a travs de una red. Las aplicaciones de BD por lo tanto

pueden dividirse en dos o tres capas.

red

red

CLIENTE

SERVIDOR

Usuario

Aplicacin

Sistema de BD

Usuario

Cliente de aplicaciones

Servidor de aplicaciones

Sistema de BD

Arquitectura de dos capas Arquitectura de tres capas Figura 3 Arquitecturas de BD



ACTIVIDAD 2. Desarrollen por equipo un glosario con los siguientes conceptos: Capa, ODBC, JDBC, estndar de interfaz, lgica del negocio, objetos de software,

sistemas heredados, escalable, explquenlas en clase

El concepto abstracto de capa define a un grupo de tecnologas que proporcionan uno o ms servicios a sus

clientes.

Las aplicaciones de la arquitectura de dos capas se dividen en un componente que reside en la mquina cliente,

que llama a la funcionalidad del sistema de BD en la mquina servidora mediante instrucciones del lenguaje de

consultas (Dos estndares de interfaces de interconexin conocidos son ODBC y JDBC).

En una arquitectura de tres capas, la mquina cliente acta simplemente como una parte visible al usuario y no

contiene ninguna llamada directa a la base de datos. En vez de eso, el extremo cliente se comunica con un servidor

de aplicaciones, generalmente mediante una interfaz de formularios. El servidor de aplicaciones a su vez, se

comunica con el sistema de BD para tener acceso a los datos. La lgica del negocio de la aplicacin se

incorpora en el servidor de aplicaciones, en lugar de estar distribuida entre mltiples clientes. Las aplicaciones de

tres capas son ms adecuadas para aplicaciones de gran tamao y para aplicaciones de Internet.

Los conceptos primordiales de esta arquitectura se han ido actualizando y hoy da es conocida como arquitectura

multicapa, la cual se compone de clientes, recursos, componentes (servicios) y contenedores. Cada capa contiene

servicios, los cuales incluyen objetos de software, sistemas de gestin de base de datos (SGBD o DBMS) o conexiones

con sistemas heredados. Los departamentos de informtica de las empresas utilizan la arquitectura

multicapa debido a que es la forma ms efectiva de construir aplicaciones flexibles, escalables y que responda a las

expectativas de los usuarios. Esto se debe a que la funcionalidad de la aplicacin se divide en componentes

lgicos asociados con una capa. Cada componente es un servicio que se construye y mantiene en forma

independiente de otros servicios. Los servicios se enlazan mediante un protocolo de comunicaciones que

permite al servicio recibir y enviar informacin desde y hacia otros servicios. Un cliente se preocupa de

enviar una peticin de servicio y recibir los resultados del servicio. Con sta arquitectura multicapa, Los

programadores pueden desarrollar un sistema ms rpidamente creando programas cliente que enva peticiones a

los servicios existentes en la arquitectura multicapa. La lgica del negocio se encuentra dentro de los componentes

y el programador puede modificar la lgica del negocio del servicio para reflejar los ltimos cambios sin tener que

modificar el programa cliente.

Contenedor

Respuesta

Programa

Cliente

Componente Componente Componente

Recurso Base de datos

Peticin

Figura 4 Arquitectura multicapa



ACTIVIDAD 3. Analice en equipo los incisos y explique en un documento las razones por las cuales ustedes como Gerentes administrativos solicitaran al

departamento de informtica desarrollar aplicaciones cliente-servidor o aplicaciones multicapa para cada uno de los problemas planteados. La empresa

se encuentra geogrficamente distribuida: Cul tipo de informacin sera necesario centralizar y cual utilizar una arquitectura multicapa?

a. Las leyes sobre impuestos salariales del pas. b. El pago total del salario mensual de la fbrica.

c. Las ventas mensuales de una oficina de ventas por lnea de producto. d. Las ventas semanales de una oficina de ventas por representativo de ventas.

Una de las arquitecturas multicapa ms comunes se utiliza en aplicaciones empresariales centradas en web, las

cuales utilizan navegadores para interactuar con los recursos informticos de la empresa. Prcticamente cualquier

aplicacin centrada en web necesita tener acceso a la base de datos de la empresa de forma que los clientes puedan

introducir nueva informacin, recuperar informacin existente y modificar (si es necesario) la informacin que la

empresa tiene archivada.

El siguiente fragmento extrado del manual de referencia de J2EE de Jim Keogh (2003), explica enormemente la

importancia de la arquitectura de BD y los cambios ms recientes en las tecnologas de BD:

La expectativa de gratificacin instantnea aument con el crecimiento de internet y la madurez de la

infraestructura de las empresas. Todos los ejecutivos como los clientes demandan acceso instantneo a la

informacin en cualquier hora (24/7). Los departamentos de informtica de las empresas tuvieron que

crear un esquema para reformar sus redes y sistemas para dar servicio a los miles de personas que

solicitaban acceso de forma simultnea a los recursos corporativos. Para atender estas expectativas, los

tcnicos tuvieron que volver a pensar la forma en que se almacena, se tiene acceso y se entrega la

informacin a los clientes. La atencin se centr sobre el modelo de arquitectura tecnolgica que se

utilizaba para proporcionar servicios a las computadoras de escritorios remotos.

Muchos departamentos de informtica utilizaban un modelo de cliente-servidor de dos capas, en la cual

los programas de escritorio conocidos como clientes solicitaban informacin a travs de la red corporativa

a servidores que ejecutaban software que responda a las peticiones de los clientes.

Sin embargo esta arquitectura de dos capas depende en gran manera de mantener actualizados el software

de los clientes, cosa tanto difcil de mantener como costosa de desplegar en una gran empresa que cuente

con varias intranets y fuerza de trabajo consistente de empleados de campo y otros usuarios remotos.

Los sistemas multicapa basados en web no exigen la actualizacin del software cliente cada vez que se

modifica la presentacin y la funcionalidad de la aplicacin.

Fue necesario renovar la infraestructura. Hubo que abandonar la arquitectura cliente-servidor de dos capas

y construir en su lugar una arquitectura multicapa nueva.

El concepto de arquitectura multicapa ha evolucionado a lo largo de varias dcadas en forma similar a la

evolucin de los lenguajes de programacin. El objetivo fundamental de la arquitectura multicapa es

compartir recursos entre clientes, lo cual es la filosofa fundamental de diseo para desarrollar programas.



2.2 Diseo conceptual En la fase de diseo conceptual es donde se traducen los registros de los usuarios a un esquema conceptual de la

BD usando como base un modelo de datos, el cual es la representacin de todo el contenido de la informacin de

la BD, ofreciendo una visin general detallada de la empresa.

Ejemplo obtenido de (Hansen & Hansen, 1997), pgina 85.

Claramente cada una de las necesidades de los usuarios puede satisfacerse con un sistema de BD. Tambin es claro

que estos tres usuarios tienen necesidades diferentes. Se detecta claramente que los tipos de datos que los tres

usuarios requieren son muy similares. La tarea entonces durante la obtencin de los requisitos y el Diseo

Conceptual es identificar las necesidades bsicas de datos y crear los Modelos Conceptuales de los datos que nos

aseguren registrar los datos necesarios y las relaciones entre stos.

En el esquema conceptual, por ser la visin global de los datos, deber incluirse la descripcin de todos los datos e

interrelaciones entre estos, as como las restricciones de integridad y confidencialidad:

El diseador revisa el esquema para confirmar que todos los requisitos se satisfacen realmente y no entren en

conflicto entre s. El diseador tambin puede examinar el diseo para eliminar cualquier caracterstica

redundante. En este punto, la atencin se centra en describir los datos y las relaciones, ms que en especificar

los detalles del almacenamiento fsico.

Un esquema conceptual completamente desarrollado tambin indica los requisitos funcionales de la empresa.

En la especificacin de requisitos funcionales los usuarios describen el tipo de operaciones (o transacciones)

que se llevarn a cabo con los datos. Un ejemplo de estas operaciones es modificar o actualizar los datos, buscar

y recuperar los datos concretos y eliminar datos.

El esquema conceptual est escrito con otro lenguaje de definicin de datos, el DDL conceptual. Si se va a lograr la

independencia fsica de los datos entonces las definiciones conceptuales de DDL no deben comprender en absoluto

ninguna consideracin de la representacin fsica ni la tcnica de acceso, deben ser nicamente definiciones del

contenido de la informacin.

Por lo tanto en el esquema conceptual no debe haber ninguna referencia para la representacin de campos

almacenados, la secuencia de registros almacenados, los ndices, los esquemas de dispersin, los apuntadores o

cualquier otro detalle de almacenamiento y acceso. Aunque en la mayora de los sistemas existentes, el

esquema conceptual es en realidad algo ms que una simple unin de todos los esquemas externos individuales

ms ciertas restricciones de seguridad e integridad.



Existen modelos de datos que permiten realizar el diseo de la BD y que incluyen perspectivas a tomar en cuenta

en el mismo.

Del esquema conceptual se deriva:

Una coleccin de esquemas externos que son la cisin que tienen de la BD las distintas aplicaciones y

El esquema interno que es la descripcin de los datos de cara a la mquina.

La transformacin de unos esquemas en otros se llevan a cabo por el SGBD.

Los modelos de datos conceptuales utilizan conceptos como Entidades, Atributos y Relaciones. Una Entidad

representa un objeto o concepto del mundo real, como un empleado o un proyecto que se describe en la base de

datos, un Atributo representa alguna propiedad de inters que describe a una Entidad, por ejemplo: el nombre o

el salario de un empleado. Una Relacin entre dos o ms Entidades representa una asociacin, por ejemplo, una

relacin de trabajo entre un empleado y un proyecto. (Tema de la Unidad 3, Modelo Entidad-Relacin)

Figura 5 Esquema de la BD, Entidad y Atributos

ACTIVIDAD 4. De la actividad de la Unidad 1, donde seleccionaron una empresa X y evaluaron sus tipos de decisiones, realicen una entrevista general con el o

los encargados, para detectar un problema que sugiera ser solucionado utilizando una BD. Redacte el problema y de l obtenga una tabla donde establezca las entidades y sus atributos, explicando el por qu definen al concepto de esa manera. Entregue el trabajo por computadora, impreso. Ocupe el siguiente

modelo de Tabla:

EMPRESA: xxxxxxx Nombre del elemento Conceptos (Entidad/Atributo) Explicacin del elemento



2.3 Independencia de datos. Existen dos clases de independencia de los datos: fsica y lgica.

Uno de los principales objetivos de las BD es conseguir independencia entre las estructuras lgicas y fsicas de los

datos, que tiene como consecuencia la independencia entre datos y aplicaciones, de modo que los cambios en la

estructura fsica tengan una repercusin mnima en los programas de aplicacin y viceversa.

El concepto de independencia es visto por ANSI de la siguiente forma:

La independencia de los datos es la capacidad de un SGBD para permitir que las referencias a los datos

almacenados, especialmente en los programas y en sus descripciones de los datos, estn aisladas de los

cambios y de los diferentes uso en el entorno de los datos, como pueden ser la forma cmo se

almacenan dichos datos, el modo de compartirlos con otros programas y cmo se reorganizan para

mejorar el rendimiento del sistema de BD.

La independencia de los datos se define como La humanidad de las aplicaciones ante cambios de la estructura del

almacenamiento y en la tcnicas de acceso (Date & Faudn, 2001)

La independencia fsico/lgica, es el elemento clave de las BD, implica la separacin entre el almacenamiento y la

organizacin lgica de los datos tal como stos se contemplan por los distintos programas de aplicacin que hacen

uso de la BD, como lo que se consigue una doble finalidad:

Mismos datos se presentarn de distintas formas segn las necesidades de los usuarios. (Las distintas

aplicaciones requerirn visiones diferentes de los mismos datos)

El almacenamiento de los datos, su estructura lgica y los programas de aplicacin sern independientes unos

de otros, de modo que un cambio en uno de ellos no obliga a modificar a los dems (El administrador de la BD

debe tener libertad de cambiar las representaciones fsicas de los datos en respuesta a los requerimientos

cambiantes, sin tener que modificar las aplicaciones existentes).

Algunos de estos cambios son:

Cambios en aspectos lgicos

En los campos

A nivel lgico cambios en: el nombre, tamao, tipo, modo de clculo, contraseas, etc.

A nivel externo, pueden producirse cambios en la presentacin de los datos.

En los registros

A nivel externo y lgico cambios en: los nombres, introduccin de nuevos campos, borrado de los

mismos, alteracin del orden en que aparecen los campos de un registro, divisin de un tipo de registro

en dos, unin de dos tipos de registro en uno, contraseas, etc.

Cambios en aspectos fsicos

El tamao de los bloques, longitud de los registros almacenados, pasar de registros almacenados de

longitud fija a longitud variable.

Respecto a la organizacin fsica, cambios n mtodos de direccionamiento, tratamiento de

desbordamientos, inserciones y eliminaciones, ubicacin de los conjuntos de datos en diferentes

volmenes.

Cambios en el tipo de soporte de almacenamiento, tipo de dispositivo, sistema operativo, CPU, distribucin

geogrfica de los datos fsicos.



2.4 Modelos de bases de datos Bajo la estructura (esquema) de las BD se encuentra el modelo de datos. No olvide que un modelo formal es aquel

que tiene una base matemtica que permite su implementacin posterior, y puede ser validado y medido.

Conceptos de Modelo de datos:

Es el instrumento que se aplica a los datos para obtener el esquema (Adoracin, 1999)

Es una coleccin de herramientas conceptuales para describir los datos, sus relaciones, su semntica y las

restricciones de consistencia. Ofrecen un modo de describir el diseo de las BD en cada uno de los niveles de

abstraccin. (Silberschatz et al., 2006)

Es un conjunto de conceptos que permiten describir, a distintos niveles de abstraccin, la estructura de una

base de datos (esquema). (Adoracin, 1999)

Es una definicin lgica, independiente y abstracta de los objetos, operadores y dems que en conjunto

constituyen la mquina abstracta con la que interactan los usuarios. Los objetos nos permiten modelar el

esquema. Los operadores nos permiten modelar el comportamiento. (Date & Faudn, 2001)

Conjunto de conceptos, reglas y convenciones que nos permiten describir y manipular (consultar y actualizar)

los datos de un cierto mundo real que deseamos almacenar en la base de datos. (Adoracin, 1999)

Todo modelo de datos tiene bsicamente dos tipos de propiedades:

Estticas: describen el esquema del Universo del discurso y apenas varan en el tiempo. Se utiliza DDL para

describirlas.

Dinmicas: permiten el paso de un estado a otro, ejecutando operaciones sobre los datos almacenados en la

estructura (instancias); se corresponden con la naturaleza evolutiva del undo real. Para expresar las operaciones

se usa DML.

Se debe tomar en cuenta la distincin existente entre un modelo (lgico) y la implementacin de este (fsico).

Un modelo de datos es un instrumento que permiten describir la estructura (esquema) de una BD a distintos niveles

de abstraccin.

Mundo real

Modelo de datos

Estructuras de

datos (esquema)

Figura 6 Aplicacin del modelo de datos al mundo real para obtener un esquema



Figura 7 Clasificacin de los modelos de datos

Por su nivel de abstraccin, los modelos conceptuales constituyen una interfaz til entre el informtico y los

usuarios finales en las primeras etapas del proceso de diseo de BD. Los modelos convencionales se pueden

considerar como interfaz entre el informtico y la computadora, apoyando al diseador en etapas posteriores del

proceso de diseo.

Los modelos de datos son un instrumento eficaz en el diseo de la BD. Los niveles de abstraccin de la arquitectura

ANSI facilitan el diseo de una BD, al proporcionar nuevos instrumentos que ayudan a la estructuracin, paso a

paso, del mundo real hasta llegar a la base de datos fsica.

Figura 8 Transformacin del mundo real a la BD fsica

Modelos lgicos. Representacin de los tipos de datos existentes

Modelos externos.

sirven para representar los datos de un usuario particular en las estructuras de un Lenguaje de Programacin

Modelos globales. Ayudan a describir los datos para el conjunto de usuarios.

Modelos conceptuales

Se utilizan para elaborar el esquema conceptual. Por ejemplo un usuario final explicando su diiseo a un informtico.

Enfocados a describir el mundo real con independencia de la mquina

Son modelos de anlisis, no de implementacin. No estn en un SGBD

Sus conceptos son ms cercanos al mundo real (Entidad, atributos, relaciones, etc)Ejemplos de estos modelos: Entidad/Relacin, infolgico, RM/T, SDM.

Modelos convencionales

Mas dependientes de la mquina. Ejemplo: un informtico desarrollando el modelo en una computadora.Son soportados por los SGBD y estn orientados a describir los datos a nivel lgico

Sus conceptos son propios de cada SGBD

Ejemplos de estos son: Jerrquico, de red, y Relacional

Diseador

Realiza abstraccin del mundo real

Obtiene esquema conceptual que detalle los objetos y asociaciones entre ellos, sus propiedades y limitaciones

Describir las reglas y restricciones semnticas o de

integridad

Integradas las restricciones de integridad en la BD permite que los datos tengan independencia de las aplicaciones.

El modelo Entidad/Relacion

Adecuado para hacer la abstraccin del mundo real.

Permite describir la manera adecuada la semntica de esa realidad

Facilita la labor del diseador al ayudarle en su comunicacin con el usuario.



El modelo E/R consiste en una coleccin de objetos bsicos, denominados entidades y de las relaciones entre ellos.

Una entidad es una cosa u objeto del mundo real que es distinguible entre otros objetos, el modelo E/R se usa

mucho en el diseo de BD.

Los modelos conceptuales y en especial el modelo E/R es la base de las herramientas de ayuda asistida por

computadora (CASE), las cuales proporcionan una importante ayuda en el diseo de BD, al disponer de modelos

semnticos que facilitan el diseo conceptual y realizar las transformaciones al modelo Relacional de los propio de

los productos comerciales ms extendidos.

El SGBD no comprende los conceptos del esquema conceptual, por lo que es preciso pasar a una descripcin en los

trminos propios del SGBD para llegar al mundo de los datos, en el cual stos se almacenan en la estructura fsica

previamente descrita.

A continuacin se describen de manera general algunos modelos de datos convencionales que han sido

implementados a lo largo de la historia de las BD en los SGBD y los que se proyectan actualmente cubrir las

necesidades emergentes.

2.4.1 Modelo de red En ocasiones se les denomina sistemas CODASYL (Congreso sobre Lenguajes de Sistemas de Datos) por el grupo que

los propuso. EL ejemplo ms conocido de estos sistemas es IDMS. Estos sistemas exponen apuntadores ante el

usuario.

Los modelos de datos en red representan las entidades en forma de nodos de un grafo, y las relaciones mediante

los arcos que unen dichos nodos.

Actualmente los sistemas basados en este modelo desde el punto de vista tecnolgico se han vuelto obsoletos.

2.4.2 Modelo jerrquico Es un caso particular de los modelos de Red, es de los primeros modelos de datos que surgieron en los SGBD

comerciales. No hay una formalizacin matemtica del modelo y de sus lenguajes, como ha ocurrido con el modelo

relacional actualmente implementado en los SGBD, ni tampoco se ha intentado su estandarizacin.

En el modelo jerrquico los datos son representados ante el usuario como un conjunto de estructuras de rbol

(jerarquas), y los operadores que se proporcionan para manipular dichas estructuras incluyen apuntadores de

recorrido, es decir, los apuntadores que representan las rutas jerrquicas hacia arriba y hacia abajo de los rboles.

La implementacin del modelo en lo productos se lleva a cabo en base a los punteros, que varan segn los

productos, e incluso un mismo producto proporcionan distintas organizaciones fsicas a fin de que el usuario pueda

conseguir una mayor eficiencia en el diseo fsico de la BD. El producto jerrquico ms extendido y el nico que ha

llegado hasta nuestros das es el IMS (Information Managment System) de IBM con su lenguaje de datos DL/I. Los

productos jerrquicos consiguieron altas ventas en el mercado, sin embargo, actualmente desde el punto de vista

tecnolgico, se han vuelto obsoletos.

ACTIVIDAD 5. Con el documento proporcionado por el profesor (Modelos de datos convencionales Wikilibro.pdf), realizar un juego de roles, donde cada

equipo defender su modelo y lenguaje histrico de BD.



2.4.3 Modelo relacional Los SGBD que se basan en el modelo de datos relacional, han venido a dominar el mercado de las BD, y la mayor

parte de la investigacin sobre BD en los ltimos 30 aos se ha basado en este modelo Est slidamente

fundamentado en la lgica y en las matemticas y por lo tanto ofrece un vehculo ideal para la enseanza de los

principios de BD.

El modelo relacional usa una coleccin de tablas para representar tanto los datos como sus relaciones. Cada tabla

tiene varias columnas, y cada columna tiene un nombre nico. El modelo relacional es un ejemplo de un modelo

basado en registros. Los modelos basados en registros se denominan as porque la BD se estructura en registros de

formato fijo de varios tipos. Cada tabla contiene registros de un tipo dado. Cada tipo de registro define un nmero

fijo de campos o atributos. El modelo de datos relacional es el modelo de datos ms usado y una gran mayora de

sistemas de BD actuales se basan en el modelo relacional.

Un modelo relacional es aquel que:

1. Los datos son percibidos por el usuario como tablas.

2. Los operadores disponibles para el usuario son operadores que generan nuevas tablas a partir de las

anteriores.

Se les denomina sistemas relacionales ya que precisamente el trmino relacin es bsicamente el trmino

matemtico para TABLA. (Concepto que es diferente en el modelo E/R)

datos

relaciones

registros

Tablas

con nombre nico

conocidos como atributos

de un tipo fijo de dato

Columnasde un tipo dado

con nmero fijo de campos

Registros

Figura 9 Modelo relacional



2.4.4 Modelo orientados a objetos El trmino sistemas de bases de datos orientadas a objetos (SGBO. Sistemas de gestin de BD de objetos) se usa

para hacer referencia a los sistemas de BD que soportan sistemas de tipos orientados a objetos y permiten el acceso

a los datos desde los lenguajes de programacin orientados a objetos usando el sistema de tipo nativo del lenguaje.

El modelo de datos orientado a objetos es un modelo de datos que est recibiendo una atencin reciente. El modelo

orientado a objetos se puede considerar como una extensin del modelo E/R con los conceptos de encapsulacin,

los mtodos (funciones) y la identidad de los objetos.

Extiende el modelo de datos relacional ofreciendo un sistema de tipos ms rico que incluye tipos de datos complejos

y orientados a objetos. Los SGBO surgen debido a la falta de capacidad semntica del modelo relacional para atender

aplicaciones como las de ingeniera (CASE, CAD/CAM, CIM, CAE, etc) sistemas basados en el conocimiento,

tratamiento de documentos, multimedia y gestin de redes que requieren modelar de forma directa, objetos e

interrelaciones complejas y almacenar informacin de sus procesos y operaciones sobre los datos.

2.4.5 Semiestructurados Permite la especificacin de datos donde los elementos de datos individuales del mismo tipo pueden tener

diferentes conjuntos de atributos. Esto lo diferencia de los modelos de datos orientados a objetos, en que cada

elemento de datos de un tipo particular debe tener el mismo conjunto de atributos. El lenguaje de marcas Extensible

(XML) se emplea mucho para representar datos semiestructurados.

Actividades de clase

ACTIVIDAD 1 .............................................................. 3 ACTIVIDAD 2 .............................................................. 4 ACTIVIDAD 3 .............................................................. 5

ACTIVIDAD 4 .............................................................. 7 ACTIVIDAD 5 ............................................................ 11

Actividades de retroalimentacin Mencione y explique los componentes principales de un SGBD

Mencione las 6 cualidades de la informacin

Redacte un breve anlisis comparativo entre el nivel externo y el nivel interno de una arquitectura ANSI/SPARC.

Explique tres funciones que lleva a cabo el Administrador de BD

Describa de manera general las 4 fases del diseo de una BD

Describa las arquitecturas de Sistemas de BD: Centralizadas, Cliente-Servidor, Paralelas. No olvide resaltar los

puntos principales de cada una, los cuales permiten diferenciarlas.

ndice de figuras Figura 1 Los tres niveles de abstraccin de datos .......................................................................................................... 2

Figura 2 Un ejemplo de los tres niveles .......................................................................................................................... 3
file:///C:/Users/MC.JoseAntonio/Google%20Drive/UNPA/Bases%20de%20datos%20Empresariales/2Diseo_Archivos/Material%20Didactico%20-%202%20Diseo%20de%20base%20de%20datos.docx%23_Toc412915257



Figura 3 Arquitecturas de BD .......................................................................................................................................... 4

Figura 4 Arquitectura multicapa ..................................................................................................................................... 5

Figura 5 Esquema de la BD, Entidad y Atributos ............................................................................................................ 8

Figura 6 Aplicacin del modelo de datos al mundo real para obtener un esquema................................................... 10

Figura 7 Clasificacin de los modelos de datos ............................................................................................................ 11

Figura 8 Transformacin del mundo real a la BD fsica ................................................................................................ 11

Figura 9 Modelo relacional ........................................................................................................................................... 13

Bibliografa

Date, C. J., & Faudn, S. L. M. R. (2001). Introduccin a los sistemas de bases de datos (p. 936). Pearson Educacin. Retrieved from http://books.google.com.mx/books?id=Vhum351T-K8C

Hansen, G. W., & Hansen, J. V. (1997). Diseo y administracin de bases de datos (2nd ed., p. 569). Madrid, Espaa: Prentice Hall.

Silberschatz, A., Korth, H. F., & Sudarshan, S. (2006). Fundamentos de bases de datos (5th ed., p. 944). Madrid, Espaa: Mcgraw-Hill Interamericana.

Contenido 2 Diseo de Base de datos .................................................................................................................................. 1

Fases del diseo de BD............................................................................................................................................ 1

2.1 Arquitectura de los sistemas de BD ...................................................................................................................... 2

2.1.1 Niveles de abstraccin de datos de la arquitectura ANSI/SPARC ................................................................. 2

2.1.2 Arquitecturas implementadas ....................................................................................................................... 4

2.2 Diseo conceptual ................................................................................................................................................. 7

2.3 Independencia de datos. ...................................................................................................................................... 9

2.4 Modelos de bases de datos ................................................................................................................................ 10

2.4.1 Modelo de red.............................................................................................................................................. 12

2.4.2 Modelo jerrquico ....................................................................................................................................... 12

2.4.3 Modelo relacional ........................................................................................................................................ 13

2.4.4 Modelo orientados a objetos ...................................................................................................................... 14

2.4.5 Semiestructurados ....................................................................................................................................... 14

Actividades de clase .................................................................................................................................................. 14

Actividades de retroalimentacin ............................................................................................................................ 14

ndice de figuras ........................................................................................................................................................ 14

Bibliografa ................................................................................................................................................................ 15
file:///C:/Users/MC.JoseAntonio/Google%20Drive/UNPA/Bases%20de%20datos%20Empresariales/2Diseo_Archivos/Material%20Didactico%20-%202%20Diseo%20de%20base%20de%20datos.docx%23_Toc412915259file:///C:/Users/MC.JoseAntonio/Google%20Drive/UNPA/Bases%20de%20datos%20Empresariales/2Diseo_Archivos/Material%20Didactico%20-%202%20Diseo%20de%20base%20de%20datos.docx%23_Toc412915260file:///C:/Users/MC.JoseAntonio/Google%20Drive/UNPA/Bases%20de%20datos%20Empresariales/2Diseo_Archivos/Material%20Didactico%20-%202%20Diseo%20de%20base%20de%20datos.docx%23_Toc412915262file:///C:/Users/MC.JoseAntonio/Google%20Drive/UNPA/Bases%20de%20datos%20Empresariales/2Diseo_Archivos/Material%20Didactico%20-%202%20Diseo%20de%20base%20de%20datos.docx%23_Toc412915265

U2-Material Didactico-Diseño de Base de Datos

Documents

Transcript of U2-Material Didactico-Diseño de Base de Datos