CI-1114

Bases de Datos

Prof. José Tomás Cadenas

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Definiciones

� Datos: conjunto de hechos conocidos que se pueden

almacenar, con significado implícito para quien lo usa

y que reflejan el estado actual de la realidad

� Minimundo o Universo de discurso: Representa algún

aspecto del mundo real aspecto del mundo real

� Base de Datos: Colección de datos relacionados entre

sí utilizados para representar los elementos que

juegan un papel protagónico

en un minimundo

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Definiciones

� Sistema Gestor de Base de Datos (DBMS): Software

que facilita la creación y mantenimiento de una base

de datos automatizada. Es un mediador entre la Base

de Datos o capa física (nivel de almacenamiento real

de los datos) y los usuarios del sistema (capa lógica)

� Sistema de Base de Datos: El software DBMS junto

con los datos, incluyendo las aplicaciones

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Sistema de Bases de Datos

Copyright © 2007 Ramez Elmasri and Shamkant B. Navathe 4

Problemas a resolver en BD

Los que requieran del recurso Datos con las propiedades de

� Persistencia: que puedan ser almacenados

� Disponibilidad: Puedan ser accedidos cuando sea necesario

� Consistencia: Cumplan con reglas del mini-mundo que describen

� Seguridad: Puedan ser accedidos sólo por aquellos que tengan � Seguridad: Puedan ser accedidos sólo por aquellos que tengan

privilegio para hacerlo

� Confiabilidad: No se vean alterados por perturbaciones del

medio ambiente

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Sistema de Bases de Datos (SBD)

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Vista

Vista

Vista

Vista

Sistemas de Procesamiento de Datos (SPD)

� Se mantienen mediante un sistema operativo convencional y la unidad de trabajo es el archivo

� Los registros permanentes (datos) son almacenados en varios archivos

� Se escriben diferentes programas de aplicación para � Se escriben diferentes programas de aplicación para extraer y añadir registros a los archivos adecuados

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Desventajas SPD o Archivos Aislados

� No tiene mecanismos para garantizar la integridad y consistencia de los datos cuando se requiere almacenar gran cantidad de datos accedidos en forma concurrente

� Falta de consistencia debido a diseños con redundancia en los datos (no utiliza modelo de datos) en los datos (no utiliza modelo de datos)

� No proporciona el acceso restringido a cierta parte de los datos (no maneja Vista de datos del usuario)

� Los datos están dentro de los programas

� Los datos no se interrelacionan (están aislados)

� Problemas de eficiencia computacional cuando se efectúan consultas periódicas complejas sobre gran cantidad de datos

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Ejemplo: inconsistencia por redundancia

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Ventajas de un SBD sobre un SPD

� Independencia de Programas/Datos

� Abstracción de Datos

� Acceso eficiente a los Datos

� Integridad de los Datos y Seguridad� Integridad de los Datos y Seguridad

� Administración centralizada de los datos

� Control de acceso concurrente y recuperación de fallos

� Facilidad en el desarrollo de aplicaciones

� Representación de la vista de datos de los usuarios

� Posee mecanismos para garantizar la consistencia de

los datos

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Personas que interactúan con un DBMS

� Diseñadores de Base de datos

� Administrador de Base de Datos (DBA)

� Programadores de aplicaciones

� Usuarios Finales:

� Rutinarios o ingenuos: son personas que interactúan � Rutinarios o ingenuos: son personas que interactúan

con el SBD mediante la invocación de alguno de los

programas de aplicación

� Casuales: acceden ocasionalmente a la Base de

datos, utilizando interfaces avanzadas para la

construcción de consultas en forma automática

� Sofisticados: interactúan con herramientas de

desarrollo específicas, que le permiten desarrollar sus

propias aplicaciones11

Razones para no usar un DBMS

� El DBMS es un software, optimizado para ciertos tipos trabajos tales

como: responder consultas complejas o manejar eficientemente

requerimientos concurrentes, y su rendimiento puede que no sea el

adecuado para ciertas aplicaciones especializadas

� Una aplicación puede necesitar manipular los datos en formas que no

son soportadas por un lenguaje de consulta de BDson soportadas por un lenguaje de consulta de BD

� La administración de la BD requiere de personal calificado que

coordine las necesidades de los diferentes grupos, diseñe vistas,

defina esquemas de datos, establezca procedimientos de respaldo y

recuperación, además de entonar la estructura física para obtener

criterios de rendimiento aceptables

� Aplicaciones sencillas y bien definidas que no requieran cambios o

inexistencia del acceso multiusuario de los datos

� Costos económicos (hardware, software y personal)

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Ejemplares y Esquemas

� Las bases de datos van cambiando a lo largo del

tiempo conforme la información se inserta, actualiza

y/o elimina

� La colección de información almacenada en la base de

datos en un momento particular se denomina ejemplar datos en un momento particular se denomina ejemplar

o instancia de la base de datos

� El diseño completo de la base de datos se llama

esquema de la base de datos.

� Los esquemas son más permanentes en el tiempo.

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Modelo de Datos

� Colección de herramientas conceptuales para

describir los datos, las interrelaciones, la semántica y

las restricciones de consistencia

� Herramienta de especificación formal que permite

representar las propiedades que caracterizan a los representar las propiedades que caracterizan a los

entes de un minimundo englobado en un problema

� Esconde muchos detalles de almacenamiento de

bajo nivel: el usuario define qué datos desea

almacenar sin importarle el cómo se almacenan

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Diseñar en Base de Datos (BD)

Traducción

Proceso iterativo en el cual una especificación se va transformando

en otra especificación disminuyendo el nivel de abstracción y

acercándose a lo que una máquina virtual puede entender

Traducción

Lenguaje de

Alto nivel

Especificación

(ambigua)

Entendida por el

hombre

Especificación

(sin ambigüedad)

Entendida por una

máquina virtual

Problema

Lenguaje Natural

Requerimientos

Funcionales

y no Funcionales

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Elementos de un Modelo de Datos

� Estructuras: elementos que permiten definir las

características esenciales o estructurales de los datos

� Restricciones: Permite especificar condiciones que

deben cumplir los entes que pertenecen al universo de

discursodiscurso

� Operaciones: Indican cómo pueden ser utilizados los

datos para satisfacer los requerimientos

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Usuario Entidad Relación (ER) Modelo Relacional (MR) Sistema de Archivos

Columna Atributo Atributo Campo

Fila Entidad Tupla Registro

Tabla Conjunto de entidades Relación Archivo

Esquemas y Diagramas

� Esquema: es la representación de un problema utilizando

un modelo de datos

� Diagrama: Es la representación gráfica de un esquema.

Son las descripciones que se utilizan comunmente para Son las descripciones que se utilizan comunmente para

establecer la comunicación con el usuario final

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Esquema relacional:

PLATO(codPla, nombrePlato, costo, precioVenta)

INGREDIENTE(codIng, nombreI, precioI)

NECESITA(codPla, codIng, cantidadNecesaria)

codPla referencia a PLATO

codIng referencia a INGREDIENTE

Diagrama Entidad Relación:

Tipos de Modelos de Datos

� Estructurados: todos los datos de un mismo tipo, deben

estar caracterizados por las mismas propiedades (ER, MR)

En base a la capacidad de representación de las propiedades

estructurales de los entes del universo de discurso

estar caracterizados por las mismas propiedades (ER, MR)

� Semi-estructurados: los datos de un mismo tipo pueden o

no estar caracterizados por las propiedades estructurales

que caracterizan al tipo (XML)

� No estructurados: Cada dato tiene sus propias propiedades

estructurales (Documentos en Internet)

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Lenguajes de un DBMS

� Lenguaje de Definición de Datos (DDL): Ofrece primitivas

para crear objetos de la Base de Datos

� Lenguaje de Manipulación de Datos (DML): Ofrece las

construcciones necesarias para implementar las operaciones construcciones necesarias para implementar las operaciones

del MD que implementa el DBMS. Incluye facilidades para

insertar, consultar, eliminar y actualizar datos

� Lenguaje de Control de Datos (DCL): Ofrece las

construcciones necesarias para proporcionar a los usuarios

el acceso requerido a los datos y controlar el uso de los

mismos en el SBD

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Lenguajes que provee un DBMS

Los DBMS suelen proporcionar uno o más de

� Lenguaje declarativo para operar sobre los datos: Los

RDBMS utilizan SQL (Structured Query Language)

� Lenguaje procedimental para operar sobre los datos: � Lenguaje procedimental para operar sobre los datos:

Oracle ofrece PL/SQL, PostgreSQL ofrece PL/pgSQL

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Metodología para el diseño de una BD

Copyright © 2007 Ramez Elmasri and Shamkant B. Navathe 21

Referencias

� Date, C.J. (2001). Introducción a los Sistemas de Bases de Datos.

Prentice Hall.

� Elmasri, R. y Navathe, S. (2007) Fundamentos de Sistemas de Base

de Datos. 5ta edición. Pearson Educación. Madrid, España.

� Hansen G. y Hansen J. (2000) Diseño y Administración de Bases de

Datos. Segunda edición. Prentice HallDatos. Segunda edición. Prentice Hall

� Kronke D. (2003). Procesamiento de Bases de Datos. Fundamentos,

Diseño e Instrumentación. Octava edición. Prentice Hall.

� Ramakrishnan R. y Gehrke J. (2003). Database Management Systems.

Third Edition. McGraw-Hill Higher Education.

� Sabino, N. (2001) Sistema de Base de Datos I – CI3315. Tema Nro. 1:

Introducción, conceptos Básicos. Apuntes de Clase USB.

� Silsberchatz A., Korth H. y Sudarshan S. (2006) Fundamentos de Base

de Datos. Quinta edición. McGraw-Hill Interamericana de España.

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