ASIGNATURA: SISTEMAS DE BASES DE DATOS

Corte I

11-03-14 Clase #1. Base de Datos: historia, definición, elementos, tipos de datos.

18-03-14 Clase #2. Base de Datos: ventajas, tipos, modelos

25-03-14 Clase #3. Sistemas Gestores de Bases de Datos

01-04-14 Evaluación teórica #1. 20pts

01-04-14 Taller practico. Estudios de casos. 20pts

Ing. Claret Espejo

“Historia de las Bases de Datos”

Tuvieron sus orígenes en 1960 - 1962, cuando se empezaron a usar las maquinas que codificaban la información en tarjetas perforadas por medio de agujeros. Las bases de datos se crean con el objetivo de almacenar grandes cantidades de datos que antes se almacenaba en libros, lo que era lento, costoso y complejo (cualquier actualización a realizar, había que hacerla en cada uno de los libros en los que apareciera dicha información a modificar).

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

En 1970 se convoca una Conferencia de Lenguajes de Programación y se establece un modelo llamado CODASYL (Modelo para el tratamiento de bases de datos que fue publicado por E. Cod en 1970. Cod, propuso una forma de organizar las bases de datos mediante un modelo matemático lógico.

Clase #1

BASES DE DATOSPara entender el concepto de una base de datos, primero es importante saber que son los datos: Estos son representaciones simbólicas, hechos y cifras en bruto como por ejemplo: números, letras, algoritmos, etc., que se procesan para obtener una información.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

Ahora bien, una base de datos se entiende como...

Un conjunto de datos que se encuentran relacionados entre sí y que mantienen una interacción para lograr una administración eficiente de información.

También se puede definir como:

•Un sistema computarizado para guardar registros, es decir, un sistema computarizado cuya función principal es almacenar información y permitir a los usuarios consultar, recuperar y actualizar esta información basándose en peticiones.

•Una entidad en la cual se pueden almacenar datos de manera estructurada, con la menor redundancia posible. Clase #1

BASES DE DATOSCada base de datos se compone de una o más tablas que guarda un conjunto de datos. Cada tabla tiene una o más columnas y filas. Las columnas guardan una parte de la información sobre cada elemento que queramos guardar en la tabla, cada fila de la tabla conforma un registro.

Su objetivo primordial es proporcionar un medio ambiente que sea conveniente y eficiente tanto al extraer como al almacenar datos.  Su orientación es a nivel empresarial como la entidad central en donde todas sus operaciones se fusionan al utilizar esta herramienta (centralizado). 

Las bases de datos facilitan no solo el registro de gran cantidad de datos son también el acceso a los mismos, lo cual permite ahorrar tanto espacio físico como tiempo al momento de consultar información contenida en ellas.

A nivel organizacional, las bases de datos resultan una ventaja competitiva, siendo así una herramienta primordial al momento de tomar decisiones ya que permiten:

Clase #1

1.Mantener comunicación constante con los clientes.2.Conocer las tendencias de compra del mercado objetivo.3.Personalizar la atención a los usuarios. 4.Generar estrategias de publicidad. 5.Utilizar segmentos específicos de clientes para colocar productos específicos llegando de manera directa al comprador o usuario. 6.Comentar las novedades, promociones y noticias relacionadas con el negocio; y en algunas ocasiones, con el sector al que se dedica la empresa.

En la actualidad, las bases de datos son el elemento fundamental en las áreas que utilizan sistemas computarizados, debido a que permite operar información de manera organizada, segura, confiable y en grandes cantidades.

Al analizar las necesidades de información de una organización, se trata de identificar entidades que son un objeto distintivo (persona, lugar, cosa o suceso) dentro de la organización y que hay que representar en la base de datos, un atributo que es la propiedad que describe algún aspecto del objeto que queremos almacenar y una relación que es la asociación entre entidades

Clase #1

•Datos: Es la parte esencial de la información, es decir, la información que llega a la base de datos.

•Atributos: Son los diferentes campos que conforman la estructura de una base de datos.

•Campos: Es la unidad más pequeña de datos.

•Registro: Es un conjunto de campos o atributos relacionados entre sí.

•Archivo: Es un conjunto de registros relacionados.

ELEMENTOS DE UNA BASES DE DATOS

Clase #1

NOTA: Para aproxima semana investigar:

Tipos de datos para los campos de una tabla y su descripción

“Tipos de datos para los campos de una tabla”

TIPO DE DATO DESCRIPCION

TEXTO Admite contenido de caracteres alfanuméricos, el tamaño estará entre 1 y 255 Bytes y el valor por defecto de estetamaño es de 50 Bytes.

MEMO Admite contenido de tipo alfanumérico, el tamaño esta entre 1 y 64.000 Bytes (64Kas).

NUMERICOSAdmite contenido de caracteres numéricos, el tamaño será entre 1, 2, 4 y 8 Bytes, dependiendo del formato de tipo numérico. El formato de tipo numérico puede ser de tipo: DOUBLE, FLOAT, INTEGER, etc... Este tipo de datos solo se utilizara cuando vayamos a realizar operaciones con ellos.

FECHA Y HORA Solo admite horas y fechas. Este tipo de dato ocupa 8 Bytes.

MONEDA Admite contenido de caracteres numéricos, dándoles a estos un formato automático para una moneda (Puntos de millar, símbolo de la peseta, etc...) dependiendo este formato de la configuración regional del panel de control. Este tipo de datos puede llevar decimales y se utilizara siempre que hablemos de cantidades monetarias.

AUTONUMERICO Este campo lo crea Access con nuestro consentimiento de una manera automática, para establecerlo como una clave principal. Es de tipo numérico, y es incrementada automáticamente por Access cada vez que añadimos un nuevo registro a la tabla.

SI / NO Tipo de datos boléanos, los valores boléanos pueden tener dos valores posibles, 1 o 0, donde 1 es verdadero y 0 es Falso.

OBJETO OLE El contenido serán gráficos y el tamaño de estos puede ser de hasta 1 un Gigabyte. Hay que tener especial cuidado con estos objetos, pues al borrarlos de la base de datos, no se reduce el tamaño de la misma, mientras esta no sea compactada. Clase #2

VENTAJAS DEL USO DE BASES DE DATOS

DATOS

• Independencia de estos respecto de los tratamientos y viceversa.

• Mejor disponibilidad de los mismos.

• Mayor eficiencia en la recogida, codificación y entrada.

RESULTADOS

• Mayor coherencia.

• Mayor valor informativo.

• Mejor y más normalizada documentación de la información.

USUARIOS

• Acceso más rápido y sencillo de los usuarios finales.

• Más facilidades para compartir los datos por el conjunto de los usuarios

• Mayor flexibilidad para atender a demandas cambiantes.

Clase #2

VENTAJAS DEL USO DE BASES DE DATOSIndependencia de los datos respecto a los

tratamientos y viceversa: Un cambio en los

tratamientos no impone un nuevo diseño lógico y/o físico de la base de datos.

Coherencia de los resultados: En todos los

tratamientos se utilizan los mismos datos, por lo que

los resultados de estos son coherentes y comparables.

Mejor disponibilidad de los datos para el conjunto de

los usuarios: Éstos se comparten entre las

aplicaciones, existiendo una mayor disponibilidad y

transferencia.

Mayor valor informativo: El valor informativo del conjunto de datos es

superior a la suma del valor informativo de los elementos individuales.

Mejor y más normalizada documentación: La

mayoría de los SGBD incluyen una descripción de los datos dentro del

sistema.

Mayor eficiencia en la captura, validación e ingreso de datos al

sistema: Por no existir redundancia.

Reducción del espacio de almacenamiento: Disminución de

redundancias y las técnicas de compactación hacen que disminuya el

espacio en disco.

Clase #2

TIPOS DE BASES DE DATOS

Según la variabilidad de los datosBases de datos estáticas: Éstas son bases de datos de sólo lectura, utilizadas primordialmente para almacenar datos históricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a través del tiempo, realizar proyecciones y tomar decisiones.

Bases de datos dinámicas: Éstas son bases de datos donde la información almacenada se modifica con el tiempo, permitiendo operaciones como actualización, borrado y adición de datos, además de las operaciones fundamentales de consulta. Un ejemplo de esto puede ser la base de datos utilizada en un sistema de información de un supermercado, una farmacia o una empresa.

Clase #2

Además de la clasificación por la función de las bases de datos, éstas también se pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administración de datos.Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como contenedor de datos (algo en donde se guarda la información), así como de los métodos para almacenar y recuperar información de esos contenedores. Los modelos de datos no son cosas físicas: son abstracciones que permiten la implementación de un sistema eficiente de base de datos; por lo general se refieren a algoritmos, y conceptos matemáticos.

Algunos modelos con frecuencia utilizados en las bases de datos:

MODELOS DE BASES DE DATOS

Jerárquicas

Red

Relacionales

Orientadas a Objetos

Clase #2

Bases de datos jerárquicas Éstas son bases de datos que, como su nombre indica, almacenan su información en una estructura jerárquica. En este modelo los datos se organizan en una forma similar a un árbol (visto al revés), en donde un nodo padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres es llamado raíz, y a los nodos que no tienen hijos se los conoce como hojas.

Las bases de datos jerárquicas son especialmente útiles en el caso de aplicaciones que manejan un gran volumen de información y datos muy compartidos permitiendo crear estructuras estables y de gran rendimiento.Una de las principales limitaciones de este modelo es su incapacidad de representar eficientemente la redundancia de datos.

Clase #2

Base de datos de red

Éste es un modelo ligeramente distinto del jerárquico; su diferencia fundamental es la modificación del concepto de nodo: se permite que un mismo nodo tenga varios padres (posibilidad no permitida en el modelo jerárquico).

Fue una gran mejora con respecto al modelo jerárquico, ya que ofrecía una solución eficiente al problema de redundancia de datos; pero, aun así, la dificultad que significa administrar la información en una base de datos de red ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por programadores más que por usuarios finales.

Clase #2

Bases de datos relacionales Éste es el modelo utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postulados sus fundamentos en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San José (California), no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos. Su idea fundamental es el uso de "relaciones".

Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica como conjuntos de datos llamados "tuplas". Pese a que ésta es la teoría de las bases de datos relacionales creadas por Codd, la mayoría de las veces se conceptualiza de una manera más fácil de imaginar. Esto es pensando en cada relación como si fuese una tabla que está compuesta por registros (las filas de una tabla), que representarían las tuplas, y campos (las columnas de una tabla).

En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar para un usuario esporádico de la base de datos. La información puede ser recuperada o almacenada mediante "consultas" que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.

El lenguaje más habitual para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language oLenguaje Estructurado de Consultas, un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales.Durante su diseño, una base de datos relacional pasa por un proceso al que se le conoce como normalización de una base de datos.

Clase #2

Base de datos orientada a objetos:

La información se representa mediante objetos como los presentes en la programación orientada a objetos. Cuando se integra las características de una base de datos con las de un lenguaje de programación orientado a objetos, el resultado es un sistema gestor de base de datos orientada a objetos (ODBMS, object database management system).

Un ODBMS hace que los objetos de la base de datos aparezcan como objetos de un lenguaje de programación en uno o más lenguajes de programación a los que dé soporte. Un ODBMS extiende los lenguajes con datos persistentes de forma transparente, control de concurrencia, recuperación de datos, consultas asociativas y otras capacidades.

Las bases de datos orientadas a objetos se diseñan para trabajar bien en conjunción con lenguajes de programación orientados a objetos como Java, C#, Visual Basic.NET y C++. Los ODBMS usan exactamente el mismo modelo que estos lenguajes de programación.

Los ODBMS son una buena elección para aquellos sistemas que necesitan un buen rendimiento en la manipulación de tipos de dato complejos.

Los ODBMS proporcionan los costes de desarrollo más bajos y el mejor rendimiento cuando se usan objetos gracias a que almacenan objetos en disco y tienen una integración transparente con el programa escrito en un lenguaje de programación orientado a objetos, al almacenar exactamente el modelo de objeto usado a nivel aplicativo, lo que reduce los costes de desarrollo y mantenimiento.

Clase #2

Un sistema gestor de bases de datos o SGBD es el software que permite a los usuarios procesar, describir, administrar y recuperar los datos almacenados en una base de datos.

En estos Sistemas se proporciona un conjunto coordinado de programas, procedimientos y lenguajes que permiten a los distintos usuarios realizar sus tareas habituales con los datos, garantizando además la seguridad de los mismos

El éxito del SGBD reside en mantener la seguridad e integridad de los datos. Lógicamente tiene que proporcionar herramientas a los distintos usuarios.

SISTEMA GESTOR DE BASES DE DATOS

SISTEMA GESTOR DE BASES DE DATOS

Entre las herramientas que proporciona están:

•Herramientas para la creación y especificación de los datos. Así como la estructura de la base de datos.

•Herramientas para administrar y crear la estructura física requerida en las unidades de almacenamiento.

•Herramientas para la manipulación de los datos de las bases de datos, para añadir, modificar, suprimir o consultar datos.

•Herramientas de recuperación en caso de desastre

•Herramientas para la creación de copias de seguridad

•Herramientas para la gestión de la comunicación de la base de datos

•Herramientas para la creación de aplicaciones que utilicen esquemas externos de los datos

•Herramientas de instalación de la base de datos

•Herramientas para la exportación e importación de datos

Los SGBD tienen que realizar tres tipos de funciones para ser considerados válidos.

1-Función de descripción o definición

Permite al diseñador de la base de datos crear las estructuras apropiadas para integrar adecuadamente los datos. Este función es la que permite definir las tres estructuras de la base de datos (relacionadas con sus tres esquemas).

♦ Estructura interna: Este esquema se especifica mediante un modelo físico y describe todos los detalles para el almacenamiento de la base de datos, así como los métodos de acceso.Es el nivel más cercano al almacenamiento físico de los datos. Permite escribirlos tal y como están almacenados en el ordenador. En este nivel se diseñan los archivos que contienen la información, la ubicación de los mismos y su organización, es decir se crean los archivos de configuración.

♦ Estructura conceptual: Este esquema oculta los detalles de las estructuras de almacenamiento y se concentra en describir entidades, atributos, relaciones, operaciones de los usuarios y restricciones.En este nivel se representan los datos que se van a utilizar sin tener en cuenta aspectos como lo que representamos en el nivel interno.

♦ Estructura externa: Se describen varios esquemas externos o vistas de usuario. Cada esquema externo describe la parte de la base de datos que interesa a un grupo de usuarios determinado y oculta a ese grupo el resto de la base de datos.Es el más cercano al usuario. En este nivel se describen los datos o parte de los datos que más interesan a los usuarios.Una base de datos especifica tiene un único nivel interno y un único nivel conceptual pero puede tener varios niveles externos

Esta función se realiza mediante el lenguaje de descripción de datos o DDL. Mediante ese lenguaje:♦ Se definen las estructuras de datos♦ Se definen las relaciones entre los datos♦ Se definen las reglas que han de cumplir los datos

2-Función de manipulación

Permite modificar y utilizar los datos de la base de datos. Se realiza mediante el lenguaje de modificación de datos o DML. Mediante ese lenguaje se puede:

♦ Añadir datos♦ Eliminar datos♦ Modificar datos♦ Buscar datos

Actualmente se suele distinguir aparte la función de buscar datos en la base de datos (función de consulta). Para lo cual se proporciona un lenguaje de consulta de datos o DQL.

3-Función de control

Mediante esta función los administradores poseen mecanismos para proteger las visiones de los datos permitidas a cada usuario, además de proporcionar elementos de creación y modificación de esos usuarios.

Se suelen incluir aquí las tareas de copia de seguridad, carga de ficheros, auditoria, protección ante ataques externos, configuración del sistema, etc.

El lenguaje que implementa esta función es el lenguaje de control de datos o DCL.

ESQUEMA DE COMPORTAMIENTO DE UN SISTEMA GESTOR DE BASES DE DATOS

1.El proceso lanzado por el usuario llama al SGBD indicando la porción de la base de datos que se desea tratar

2.El SGBD traduce la llamada a términos del esquema lógico de la base de datos. Accede al esquema lógico comprobando derechos de acceso y la traducción física (normalmente los metadatos se guardan una zona de memoria global y no en el disco)

3.El SGBD obtiene el esquema físico

4.El SGBD traduce la llamada a los métodos de acceso del Sistema Operativo que permiten acceder realmente a los datos requeridos

5.El Sistema Operativo accede a los datos tras traducir las órdenes dadas por el SGBD

6.Los datos pasan del disco a una memoria intermedia o buffer. En ese buffer se almacenarán los datos según se vayan recibiendo

7.Los datos pasan del buffer al área de trabajo del usuario (ATU) del proceso del usuario. Los pasos 6 y 7 se repiten hasta que se envíe toda la información al proceso de usuario.

8.En el caso de que haya errores en cualquier momento del proceso, el SGBD devuelve indicadores en los que manifiesta si ha habido errores o advertencias a tener en cuenta. Esto se indica al área de comunicaciones del proceso de usuario. Si las indicaciones son satisfactorias, los datos de la ATU serán utilizables por el proceso de usuario.

CaracterísticasEntre las principales características de los sistemas de base de datos podemos mencionar:•Independencia lógica y física de los datos.•Redundancia mínima.•Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios.•Integridad de los datos.•Consultas complejas optimizadas.•Seguridad de acceso y auditoría.•Respaldo y recuperación.•Acceso a través de lenguajes de programación estándar.

Sistema de Gestión de Base de Datos (SGBD)Los Sistemas de Gestión de Base de Datos (en inglés DataBase Management System) son un tipo de software muy específico, dedicado a servir de interfaz entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la utilizan. Se compone de un lenguaje de definición de datos, de un lenguaje de manipulación de datos y de un lenguaje de consulta.