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B
Cc
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Unidad I
Conceptos y Propiedades de las Bases de DaBases de Datos - Profesora Cecilia Reyes Covarrubias – Casa Central
Diapositivas realizadas con la colaboración Prof. J.Luis Martí – Campus San Joaquín
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TEMARIO UNIDAD I
1.1 Definición de Bases de Datos1.2 Enfoque Tradicional de Archivos versus Enfoque de Base d
1.3 Tipos de Bases de Datos
1.4 Proceso de Diseño de Bases de Datos
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1.1 DEFINICIÓN DE BASES DE DATOS
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DATO COMO UN RECURSO
En una organización existe una gran cantidad de recursos: hmaterial (tecnológico), financiero y dato.
El dato es considerado un recurso porque:• Tiene un valor intrínseco.
• Aporta información valiosa al desempeño y a la toma de decisione
•
Su obtención, almacenamiento y control involucran gastos (invers
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DEFINICIONES
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Dato: hecho relacionado con personas, objetos, lugares, eventos u otras entidades del mundo real. P(descriptivos) o cuantitativos, internos o externos, históricos o predictivos.
Información: datos organizados o preparados (procesados y formateados) de una forma que sea adedecisiones u otras actividades de la organización.
Base de Datos: conjunto de archivos relacionados entre sí.
Computador
Base de Datos
Datos Información
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DEFINICIONES
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Los datos se pueden guardar, principalmente en archivos planos o bases de datos.
Un archivo plano almacena datos que comparten una misma estructura y/osimilar. Por lo general, los datos de un archivo se refieren a un mismo tipo de ereal. Por ejemplo, los Alumnos de la USM. Cada entidad representada por el archivregistro que se describe a través de sus atributos.
RUT Nombre Sexo Región
18.345.678-9 Juan Pérez M 5
18.223.344-5 María González F 12
19.876.543-2 José Olivares M 313.579.246-8 Rodrigo Martínez M 5
12.121.212-2 Ana Castillo F 8
Una base de datos es un conjunto de archivo relacionados entre sí mediantelógica.
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DEFINICION TÉCNICA DE BD
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Usuario A
x-
x-Programa deAplicación
Usuario B
Usuario NProveedor
Insum
Bodega
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Basede
Datos
Nivel
Planificación
Nivel
Táctico
Nivel
Operacional
DEFINICION ORGANIZACIONAL DE BD
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1.2 ENFOQUE TRADICIONAL DE ARCHIVOS V/S BD
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ENFOQUE DE ARCHIVOS
Enfoque “del pasado” usado para el procesamiento también conocido como Enfoque por Agregación.
Antiguamente, las organizaciones desarrollaban sus sisinformación en forma aislada, sin existir una fuerte comentre sus unidades.
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ENFOQUE DE ARCHIVOS
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A
B
E F
C D
G H I
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ENFOQUE DE ARCHIVOS
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ENFOQUE DE ARCHIVOS DESVENTAJAS
Redundancia no controlada (subutilización del espacio en d
Dependencia de los datos de los programas de aplicación
Pobre estandarización
Inconsistencia de los datos
Problemas con el cliente
Baja productividad del desarrollador
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ENFOQUE DE BASES DE DATOS
ArchivoClientes
ArchivoCuentasPagadas
ArchivoEmpleados
ArchivoInventario
ArchivoProveedor
ArchivoFactura
ArchivoBalance
ArchivoEstadísticas
Ventas
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COMPARACIONCON DES
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ENFOQUE DE BASES DE DATOS
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Visión centralizada, compartida y única de los datos.
Minimización de la redundancia.
Independencia de los datos de los programas de aplicación.
Estandarización.
Integración y seguridad de datos, generan una mayor consistencia d Facilidades para el diseño y desarrollo de aplicaciones, mejoran l
con el cliente y la productividad del desarrollador.
COMPARACIONCON DES
Redundancia no cont
Dependenciade los d
Pobre estandarizació
Inconsistencia de los
Problemas con el clie
Baja productividadde
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COMPONENTES ENFOQUE DE BASES DE
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COMPONENTES ENFOQUE DE BASES DE
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USUARIOS
Personas con requerimientos de información que realizan operacmantención (ingreso, modificación, eliminación) y consulta a ladatos, como así también especialistas en el área que se preocupadministración.
Incluyen: usuario final, desarrollador de aplicaciones, diseñador de datos, administrador de bases de datos (DBA), administrador
(arquitecto de datos).
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COMPONENTES ENFOQUE DE BASES DE
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DBMS (Data Base Management System)
Sistema Administrador de Bases de Datos (SABD), software que permantener una o más bases de datos en forma centralizada o distribuid
Conocido también como motor o servidor de datos.
Sus principales funciones:• Definición de Datos (DDL): create, alter, drop…
• Manipulación de Datos (DML): insert, update, delete…
• Control de Datos (DCL): grant, revoke…
RDBMS: Relational Data Base Management System
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COMPONENTES ENFOQUE DE BASES DE
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BASE DE DATOS (Data Base)
Conjunto de datos operacionales, almacenados en el compaccesados por distintas aplicaciones.
Lugar físico donde están almacenados los datos (base de datos físespecíficamente los valores de dichos datos.
DICCIONARIO DE DATOS (Data Dictionary)
Base de datos que guarda una descripción de los datos (o metadatsu tipo, largo, propietario, tamaño de los registros, etc.
También se le conoce como base de datos lógica, schema, catalogo.
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COMPONENTES ENFOQUE DE BASES DE
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INTERFACE USUARIO
Forma en que el SABD permite la interacción con la base de datos. Pueden ser líneas de comando, lenguajes, menus, pantallas, sistema
sistemas de reconocimiento de la voz,
HERRAMIENTA CASE (Computer Aided Software Engineering)
Software que ayuda al desarrollador de aplicaciones en todas las etapas d
vida de un software. En el caso de las BD ayudan a generar el modelo de datos, incluso algun
código SQL.
Ejemplos de CASE usadas en BD: Erwin, EasyCASE, Oracle Designer, DBDes
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COMPONENTES ENFOQUE DE BASES DE
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PROGRAMA DE APLICACIÓN
Programas computacionales escritos por los desarrolladores principalmen Poblar inicialmente la BD (importancia de la migración de datos desde distintas f
Mantener en el tiempo la BD.
Generar información a los usuarios a través de reportes, informes, gráficos, dash
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IMPLEMENTACIÓN ENFOQUE DE BASES DE D
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BD EN EL DESARROLLO DE SI
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Sistema de Información (SI): conjunto de aplicaciones (software), datomateriales (equipos) y personas (usuarios) que interactúan para proceconvertirlos en información relevante para una organización.
Etapas principales en el desarrollo de un SI: Análisis Diseño Construcción (codificación o programación) Implementación Mantenimiento
Relación con las BD:• Análisis: énfasis en el manejo integrado de los datos y en la generación de un
lógica de los datos, que se adapte a los requerimientos de información de los us• Diseño: conversión de la estructura lógica en especificaciones para archivos y pr
puedan ser implementadas por el DBMS disponible.
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BD EN EL DESARROLLO DE SI
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TIPOS DE SI
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TIPOS DE SI: OLTP v/s OLAP
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OLTP
Base de Datos
Datos Información
OLAP/Data MiningDatos Externos Conocimiento
Datos
Históricos
Data Warehouse
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1.3 TIPOS DE BD
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TIPOS DE BD
Según estructura de datos usada
Según nivel organizacional que apoyan
Según tipo de dato almacenado
Según ubicación de la copia principal de los datos
Según número de procesadores que participan en el proces
de consulta Según número de sitios que participan en el almacenamient
datos
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TIPOS DE BD
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Jerárquica (árbol) Reticular (grafo o red)
Relacional (relation o tabla bidimensional)
Orientada al objeto (clases de objetos)
Multidimensional (cubo, hipercubo, conjunto arreglos)
SEGÚN ESTRUCTURA DE DATOS
Relación, archivo o tabla
Dominio, campo columna
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TIPOS DE BD
SEGÚN NIVEL ORGANIZACIONAL QUE APOYAN
BD Operacional (Transaccional - OLTP) BD de Gestión (Data Warehouse, Data Mart - OLAP)
BD Estratégica (Data Warehouse – OLAP, Data Mining)
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TIPOS DE BD
SEGÚN TIPO DE DATO ALMACENADO
Estructurado y preciso (relacional) Agregado (multidimensional)
Semiestructurado (espaciales, XML, textuales)
No estructurado (web)
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TIPOS DE BD
SEGÚN TIPO DE DATO ALMACENADO
RUT NOMBRE ESTADO CIVIL OCUPACION SEXO
1111-1 Felipe Camiroaga Soltero Animador M
2222-2 Alexis Sánchez Soltero Futbolista M
333 3-3 M arlen Olivarí Divorciada Show-woman F
4444-4 Mauricio Isla Casado Futbolista M
Dato estructurado, preciso
Dato agregado
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TIPOS DE BD
SEGÚN TIPO DE DATO ALMACENADO
Dato no estructurado
<SalesOrder SONumber="12345">
<CustomerCustNumber="543"><CustName>ABC Industries</CustName>
<Street>123 Main St.</Street>
<City>Chicago</City>
<State>IL</State>
<PostCode>60609</PostCode>
</Customer>
<OrderDate>981215</OrderDate>
<Item ItemNumber="1">
<Part PartNumber="123">
<Description> Stainless steel </Description>
<Price>9.95</Price>
</Part>
<Quantity>10</Quantity>
</Item> …
</SalesOrder>
Dato semiestructuradoBases de Datos - Profesora Cecilia Reyes Covarrubias
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TIPOS DE BD
SEGÚN UBICACIÓN COPIA PRINCIPAL DE LOS DATOS
Basada en memoria principal (in-memory database) (1 nivel)
Basada en el disco (2 niveles)
Basada en almacenamiento terciario (3 niveles)
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE PROCESADORES
Serial (secuencial)
Paralela:• Memoria Compartida (MC)
• Nada Compartido (NC)
• Disco Compartido (DC)
• Arquitectura Híbrida (AC: Algo Compartido)
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE PROCESADORES – BD SERIAL
P
M
Un procesador (P), una Memoria Principal (M) y discos deMemoria Secundaria para almacenar la BD
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Varios procesadores (P)compartiendo MemoriaPrincipal (M) y Discos (BD).
P
P
P
P
M
Memoria Compartida Nada Compartido
P
P
M
M
M
Varios procesadores (P) sincompartir MemoriaPrincipal ni Discos (BD)
TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE PROCESADORES – BD PARALELA
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Varios procesadores (P)compartiendo Discos (BD), perotienen una memoria privada.
Disco Compartido
Ejemplo de Clusters
P
P
P
P
M
M
M
M
P
P
P
P
M P
P
P
P
MP
P
P
P
M
Arquitecturas Híbridas
TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE PROCESADORES – BD PARALELA
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS
Centralizada Distribuida
Otras:• Web
• SMBD (Sistemas Múltiples BD o BD Federadas)
• Móvil
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS – BD CENTRALIZADA
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS – BD DISTRIBUIDA
BD Distribuida: base de datos lógica que es repartida físicamente entre computadores qu
distintos lugares pero conectados por una red.
Estrategias de distribución de datos:
• Fragmentación o Particionamiento
— Horizontal
— Vertical
• Replicación
• Híbrida
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS – BD DISTRIBUIDA
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS – BD DISTRIBUIDA
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS – BD DISTRIBUIDA
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS – BD EN LA WEB
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS – BD FEDERADA
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TIPOS DE BD
SEGÚN NUMERO DE SITIOS – BD MOVIL
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1.4 PROCESO DE DISEÑO DE BD
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 2: RECOLECCION Y ANALISIS DE REQUISITOS O REQUERIMIENTO
Objetivo: identificar las necesidades de información de los usuarios (v
Pasos:• Identificación de las áreas de aplicación y grupos de usuarios. Elección d
participantes principales.
• Análisis y estudio de la documentación existente en el sistema actual, inclumanuales de políticas, reportes, diagramas organizacionales, etc.
• Estudio del actual ambiente operativo y uso de la información. Incluye un anáde transacciones y sus frecuencias, y del flujo de información en el sistema.
• Respuestas de cuestionarios obtenidas desde los potenciales usuarios, permprioridades.
• Formalización de requisitos.
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 2: DISEÑO CONCEPTUAL
Objetivo: construir un esquema conceptual que represente los datopara el sistema de información, que sea independiente del motor de da
El modelo conceptual sirve como: Medio de comunicación entre usuarios y especialistas; por ende debe ser ex
mínimo, formal, diagramático.
Mecanismo para validar entendimiento alcanzado del problema, por parte del es Descripción estable del contenido.
Factura
Nro Factura {ID}Fecha
Cliente
RUT {ID}Razon SocialDireccion Legal
tiene
1..*1
considera
1..*1..*
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 2: DISEÑO CONCEPTUAL
Dos estrategias a seguir:
ANÁLISISORGANIZACIONAL
MODELO DE DATOSCORPORATIVO
BASES DE DATOSPROPUESTAS
BASES DE DATOSPROPUESTAS
BASES DE DATOSPROPUESTAS
Top – Down
BASES DE DATOS FÍSICAS
MODELO DE DATOSCONCEPTUAL (Y
RELACIONAL)
VISTAS DE USUARIOSVISTAS DE USUARIOSVISTAS DE USUARIOS
Bottom-Up
ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
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ETAPA 3: ELECCIÓN DEL SOFTWARE
Objetivo: seleccionar aquel tipo de software (DBMS) que mejor necesidades del sistema a construir.
Criterios a considerar: Costos: adquisición de hardware y software; operación y mantención; migración
Requisitos del sistema: funcionales y no funcionales.
Estructuración de los datos
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 4: DISEÑO LOGICO
Objetivo: generar un esquema basado en el modelo de datos soposoftware escogido.
Pasos:• Transformación independiente del sistema a un modelo relacional, orientado al ob
• Conversión de los esquemas a un software de bases de datos específico.
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 4: DISEÑO LOGICO
Factura
Nro Factura {ID}FechaRUT-Cliente {FK}
Cliente
RUT {ID}Razon SocialDireccion Legal
Producto
Codigo Producto {ID}NombrePrecio
tiene
1..*1
Detalle
Nro Factura {ID}Codigo Producto {ID}1..*1 1..* 1
Modelo Conceptual
Factura
Nro Factura {ID}Fecha
Cliente
RUT {ID}Razon SocialDireccion Legal
Producto
Codigo Producto {ID}NombrePrecio
tiene
1..*1
considera
1..*1..*
Modelo Relacional
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 5: DISEÑO FISICO
Objetivo: escoger las estructuras de almacenamiento y métodos de a
de la ubicación de los archivos de bases de datos, para obtener un buede las distintas aplicaciones que interactúan con la base de datos.
Criterios a considerar:• Transformación independiente del sistema a un modelo relacional, orientado al
• Tiempo de Respuesta: es el tiempo que transcurre desde el ingreso de la tra
recibo de su respuesta• Rendimiento del Sistema: número promedio de transacciones que pueden se
minuto
• Utilización del espacio en disco: cantidad de memoria ocupada por los archivos
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 5: DISEÑO FISICO
Herramientas:
• Estructuras de almacenamiento:o Secuenciales: desordenados, ordenados
o Directo: hashing estático, o con expansión dinámica
o De tipo árbol: Arbol B.
• Índiceso Dinámicos: hashing con expansión dinámica, de tipo Arbol B o B+
o Bitmap
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 5: DISEÑO FISICO
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ETAPAS PARA DISEÑO DE BD
ETAPA 6: IMPLEMENTACIÓN DE LA BASE DE DATOS
Objetivo: codificación de sentencias para la definición y la manipulac
de datos, para crear los archivos y su poblamiento.
CREATE TABLE alumno
SELECT rut, nombre FROM alumno ;
SELECT * FROM alumno WHERE carrera = ‘INF’;
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