docente: m.t.e.mayra minerva méndez anota mail: [email protected] periodo intersemestral de...
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Informática
Docente: M.T.E.Mayra Minerva Méndez AnotaMail: [email protected]
Periodo Intersemestral de invierno11 – 17 de diciembre 2014
5 al 23 de enero de 2015
Bases de DatosConceptos
¿Qué es Dato?¿Qué es Información?¿Qué es una Base de Datos?¿Qué es un SMBD?
92003206• Representación
• Indivisible
• Independiente
• Abstracto
… su importancia depende del contexto!
• Hechos• Ideas• Conceptos sin evaluar
Bases de DatosConceptos
¿Qué es Dato?¿Qué es Información?¿Qué es una Base de Datos?¿Qué es un SMBD?
No. Cuenta?? No. Registro??
No. Folio??
René Villeda
Contraseña??
92003206 56581111 Edif. 30 Depto 3
¡Contexto!
… que sea importante y relevante para un objetivo!
Un conjunto de elementos de datos relacionados que se describe a sí mismo, con relaciones entre sus elementos que presenta una interfaz uniforme de servicio. (James L. Johnson)
¿Qué es una Base de Datos?
Un conjunto de datos relacionados entre sí. (Elmasri)
La colección de datos que contiene información relevante para una empresa (Silberchatz)
¿Qué es una Base de Datos?
Bases de DatosConceptos
¿Qué es una Base de Datos?
A
B
C
D
Datos interrelacionados que modelan una realidad
A|B|C|D
Conjunto de datos que pertenecen al mismo contexto almacenados sistemáticamente para su uso posterior
Banco Universidad Línea áerea …
Aplicaciones
Una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas para acceder a dichos datos. (Silberchatz)
Conjunto de programas que permite a los usuarios crear y mantener una Base de Datos. (Elmasri)
Sistema Manejador de B.D.
Producto de software que presta soporte al almacenamiento confiable de la base de datos, pone en marcha las estructuras para mantener relaciones y restricciones, y ofrece servicios de almacenamiento y recuperación a usuarios. (James L. Johnson)
Sistema Manejador de B.D.
Bases de DatosConceptos
¿Qué es un SMBD?
¿?
SOFTWARESMBD • Definir
• Crear
• Organizar
• Relacionar
• Estructurar
• Accessar
• Manejar
• Consultar
Es un conjunto de programas que nos permitenrealizar en una base de datos las siguientes operaciones:
Bases de DatosMotivación
Historia Propósitos de los SMBD Ventajas
• Principios
• 50´s
• 60´s
• 70´s
• 80´s
• 90´s
Modelos
• Sistemas manejadores de archivos
• Bases de datos jerárquicas
• Bases de datos de red
• Bases de datos relacionales
• Bases de datos OO
Redundancia. Dificultad de acceso Consistencia Integridad Atomicidad Concurrencia Seguridad
Ventajas de la BD
Bases de DatosMotivación
Ventajas
Redundancia
`A, B, C
`A, B, C
A, B, C
A, B, C
100 kb
100 kb
200 kb
La misma información
A, B, C
Bases de DatosMotivación
Ventajas
Dificultad de acceso
`A, B, C
`“#$X0, []°@b, *}
Distintos formatos de archivos
=
Diferentes formas de acceso
Archivos de texto
Archivos binarios
Bases de DatosMotivación
Ventajas
Consistencia
`A, B, C
Archivos de texto
A, #$R%>, C
Se corrompe fácilmente!!
Bases de DatosMotivación
Ventajas
Integridad
`A, B, C
Archivos de texto
A, #$R%>, C
Se corrompe fácilmente!!
Bases de DatosMotivación
Ventajas
Atomicidad
`
SELECT campo FROM a;
SELECT campo FROM b;
INSERT campo INTO c;
DELETE campo FROM a;
SELECT campo FROM a;
SELECT campo FROM b;
INSERT campo INTO c;
DELETE campo FROM a;
Unidad Lógica
Bases de DatosMotivación
Ventajas
Concurrencia
`SELECT a, b, c FROM r
`INSERT d INTO r
A, B, CSuccess!
Bases de DatosMotivación
Ventajas
Seguridad
`SELECT a, b, c FROM cuenta
`INSERT d INTO r
Datos secreto
s
Success!Failure!
Bases de DatosMotivación
Ventajas
Seguridad
El SMBD se encarga de:
• SEGURIDAD en el acceso a los datos
• NO en la seguridad del acceso al hardware ni al sistema anfitrión
Con el paso del tiempo la información que se va acumulando y desechando en la base de datos, ocasiona que está cambie.
Instancia.◦ Al estado que presenta una base de datos en un
tiempo dado. Veámoslo como una fotografía que tomamos de la base de datos en un tiempo t, después de que transcurre el tiempo t la base de datos ya no es la misma.
Instancias y Esquemas
Esquema.◦ Es la descripción lógica de la base de datos,
proporciona los nombres de las entidades y sus atributos especificando las relaciones que existen entre ellos.
◦ Es un banco en el que se inscriben los valores que irán formando cada uno de los atributos. El esquema no cambia los que varían son los datos y con esto tenemos una nueva instancia.
Instancias y Esquemas
Bases de DatosArquitectura
Arquitectura de 3 niveles
Físico (interno) Conceptual (lógico) De vista (externo)
Diferentes usuarios
Diferentes niveles de
abstracción!
Usuario 1 Usuario 2 Usuario n
...Nivel
Externo
Nivel Conceptual
Nivel Interno
Nivel Físico: Como se almacenan realmente los datos
Nivel Lógico: Que datos se almacenan y que relaciones existen entre ellos.
Nivel de Vistas: Solo se ofrece una parte de una BD al usuario, hay muchas posibles vistas para la misma BD.
Arquitectura de 3 niveles
Interacción con el manejador de archivos.◦ Esto a través de las sentencias en DML al
comando de el sistema de archivos. Así el Manejador de base de datos es el responsable del verdadero almacenamiento de los datos.
Respaldo y recuperación.◦ Consiste en contar con mecanismos implantados
que permitan la recuperación fácilmente de los datos en caso de ocurrir fallas en el sistema de base de datos.
Funciones del DBMS
Control de concurrencia.◦ Consiste en controlar la interacción entre los
usuarios concurrentes para no afectar la inconsistencia de los datos.
Seguridad e integridad.◦ Consiste en contar con mecanismos que permitan
el control de la consistencia de los datos evitando que estos se vean perjudicados por cambios no autorizados o previstos.
Funciones del DBMS
Funciones del DBMS
Lenguaje de Definición de Datos (DDL) Lenguaje de Manipulación de Datos (DML)
◦ Procedurales (¿Qué y cómo?) M.O.O.◦ No procedurales - Declarativos (¿Qué?) M. Rel.
Usuarios
Lenguajes del Sistema manejador de BD
1. Usuarios finales.
2. Programadores de aplicaciones.
3. Administrador de la Base de Datos
Un sistema de base de datos se encuentra dividido en módulos cada uno de los cuales controla una parte de la responsabilidad total de sistema.
En la mayoría de los casos, el sistema operativo proporciona únicamente los servicios más básicos y el sistema de la base de datos debe partir de esa base y controlar además el manejo correcto de los datos. Así el diseño de un sistema de base de datos debe incluir la interfaz entre el sistema de base de datos y el sistema operativo.
Estructura General del Sistema
Gestor de archivos.◦ Gestiona la asignación de espacio en la memoria
del disco y de las estructuras de datos usadas para representar información.
Manejador de base de datos.◦ Sirve de interfaz entre los datos y los programas
de aplicación. Procesador de consultas.
◦ Traduce las proposiciones en lenguajes de consulta a instrucciones de bajo nivel. Además convierte la solicitud del usuario en una forma más eficiente.
Estructura General del Sistema
Compilador de DDL.◦ Convierte las proposiciones DDL en un conjunto
de tablas que contienen metadatos, estas se almacenan en el diccionario de datos.
Archivo de datos.◦ En él se encuentran almacenados físicamente los
datos de una organización. Diccionario de datos.
◦ Contiene la información referente a la estructura de la base de datos.
Estructura General del Sistema
Índices.◦ Permiten un rápido acceso a registros que
contienen valores específicos.
Estructura General del Sistema
Modelos de datos
Conceptual◦ Parte de las especificaciones de requisitos de usuario y su resultado es
el esquema conceptual de la base de datos , es decir, una descripción de alto nivel de la estructura de la base de datos.
◦ Objetivo: Describir el contenido de información de la base de datos.◦ No depende del SGBD
Lógico◦ Parte del esquema conceptual y da como resultado un esquema
lógico, es decir, una descripción de la estructura de la base de datos en términos de las estructuras de datos. Depende del SGBD
Físico◦ Parte del esquema lógico y da como resultado un esquema físico, es
decir, una descripción de la implementación de una base de datos en memoria secundaria: las estructuras de almacenamiento y los métodos utilizados para tener un acceso eficiente a los datos. Depende del SGBD
◦ Se expresa mediante su lenguaje de definición de datos.
Diseño
Variedad de usuarios interactúan
Base de datosnecesitan
MétodosPara comunicarnos
Usuarios Base de datosA través de herramientas
Representar conocimiento
Conceptualmente a través de un esquema
Un esquema es un conjunto de representaciones lingüísticas o gráficas que describen la estructura de los datos de interés
Permite describir:◦ propiedades y el cómo se encuentran
estructurados los datos de una realidad o problema que se desea especificar
Elementos (3)◦ Estructuras◦ Restricciones
Inherentes Explicitas Implícitas
◦ Operaciones
Modelo Entidad Relación
Modelo Entidad - Relación
Entidad ◦ Cualquier tipo de objeto o concepto sobre el que se
recoge información: cosa, persona, concepto abstracto o suceso. Por ejemplo: coches, casas, empleados, clientes, empresas, oficios, diseños de productos, conciertos, excursiones, etc.
◦ Las entidades se representan gráficamente mediante rectángulos y su nombre aparece en el interior. Un nombre de entidad sólo puede aparecer una vez en el esquema conceptual.
Hay dos tipos de entidades: fuertes y débiles. ◦ Una entidad débil es una entidad cuya existencia
depende de la existencia de otra entidad. ◦ Una entidad fuerte es una entidad que no es débil.
Modelo Entidad - Relación
Atributo ◦ Las entidades se componen de atributos que
son cada una de las propiedades o características que tienen las entidades.
◦ Cada ejemplar de una misma entidad posee los mismos atributos, tanto en nombre como en número, diferenciándose cada uno de los ejemplares por los valores que toman dichos atributos.
◦ Si consideramos la entidad "PROFESOR" y definimos los atributos Nombre, Teléfono y Salario
Modelo Entidad - Relación
Existen cuatro tipos de atributos:◦ Obligatorios: aquellos que deben tomar un valor
y no se permite ningún ejemplar no tenga un valor determinado en el atributo.
◦ Opcional: aquellos atributos que pueden tener valores o no tenerlo.
◦ Monoevaluado: aquel atributo que sólo puede tener un único valor.
◦ Multievaluado: aquellos atributos que pueden tener varios valores.
Modelo Entidad - Relación
Existen atributos, llamados derivados, cuyo valor se obtiene a partir de los valores de otros atributos. Ejemplo la entidad "PROFESOR" y sus atributos:
"NOMBRE“ "FECHA DE NACIMIENTO“ "EDAD"; es un atributo derivado por que se
calcula a partir del valor del atributo "FECHA DE NACIMIENTO". Su representación gráfica es la siguiente:
En determinadas ocasiones es necesaria la descomposición de un atributo para definirlos en más de un dominio, podría ser el caso del atributo "TELEFONO" que toma valores del dominio "PREFIJOS" y del dominio "NUMEROS DE TELEFONO". Estos atributos se representan de la siguiente forma:
Modelo Entidad - Relación Dominios
◦ Se define dominio como un conjunto de valores que puede tomar un determinado atributo dentro de una entidad. Por ejemplo:
Modelo Entidad - Relación De forma casi inherente al término dominio
aparece el concepto restricción para un atributo. Cada atributo puede adoptar una serie de valores de un dominio restringiendo determinados valores.
El atributo "EDAD" toma sus valores del dominio N (números naturales) pero se puede poner como restricción aquellos que estén en el intervalo (0-120), pero dentro de la entidad "PROFESOR" se podría restringir aun más el intervalo, puesto que la edad mínima para trabajar es de 16 años y la máxima de 65, por lo tanto el intervalo sería (16-65).
Modelo Entidad - Relación Claves
◦ SUPER -LLAVE ◦ LLAVE CANDIDATO◦ LLAVE PRIMARIA
Interrelaciones◦ Débiles◦ Regulares
Cardinalidades
Modelo Entidad - Relación Las interrelaciones, dentro de los
diagramas, se representan de la siguiente forma:
Regulares Débiles
Modelo Entidad - Relación
Modelo Entidad - Relación
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En resumen