UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A LAS BASES DE DATOS

SESIÓN 1: INTRODUCCIÓN A LAS BASES DE DATOS

LOGRO Y CONTENIDO DE LA SESIÓN DE CLASE

• Logro de la Sesión:

• Al término de la sesión el estudiante desarrolla ejercicios donde

identifica los componentes y características de las Bases de Datos y de

los DBMS, de manera clara y precisa.

• Contenido de la Sesión:

• Qué es una Base de Datos

• Características de las Bases de Datos

• Estructura de una Base de Datos

• Ejemplos de Bases de Datos

• Evolución de la Tecnología de las Bases de Datos

• Los Sistemas de Administración de Bases de Datos (DBMS)

• Arquitectura de los DBMS

• Impacto organizacional de las Bases de Datos

QUÉ ES UNA BASE DE DATOS

QUÉ ES UNA BASE DE DATOS

• “Es una colección de datos persistentes que pueden

compartirse e interrelacionarse” – Mannino, Cap. 1, pág.

4.

• “Una Base de Datos es un repositorio de datos diseñado

para soportar eficientemente el almacenamiento, la

recuperación y el mantenimiento de los datos” – Neeraj

Sharma y Otros, Cap. 1, pág. 23.

QUÉ ES UNA BASE DE DATOS

• Los datos son uno de los activos más importantes de

cualquier negocio.

• Son utilizados y recolectados prácticamente en cualquier

lugar, desde negocios que intentan determinar patrones

de consumo basados en el uso de las tarjetas de

crédito, hasta agencias espaciales que intentan

recolectar datos de otros planetas.

• Dada su importancia, los datos necesitan de un software

que sea robusto, seguro y altamente disponible, que

permita almacenarlos y procesarlos rápidamente, tal

como una Base de Datos.

CARACTERÍSTICAS DE LAS BASES DE DATOS

• Persistente:

• Los datos residen en un

almacenamiento estable, tal

como un disco magnético.

• Por ejemplo, las

organizaciones necesitan

mantener datos acerca de

clientes, proveedores e

inventario en un

almacenamiento estable

debido a que estos datos son

utilizados frecuentemente.

• La persistencia depende de la

importancia del uso deseado

CARACTERÍSTICAS DE LAS BASES DE DATOS

• Compartida:

• Una Base de Datos puede

tener múltiples usos y

usuarios.

• Una Base de Datos provee

una memoria común para

múltiples funciones en una

organización.

• Por ejemplo una BD de

empleados puede servir para

calcular la planilla, para hacer

evaluaciones sobre

desempeño, para emitir

reportes regulatorios, etc.

CARACTERÍSTICAS DE LAS BASES DE DATOS

• Interrelacionada:

• Los datos almacenados como

unidades separadas se

pueden conectar para mostrar

una imagen completa de la

información.

• Por ejemplo, una BD de

clientes relaciona los datos de

éstos con los datos de un

pedido para facilitar su

procesamiento.

• Las BD contienen tanto a las

entidades como a las

relaciones entre entidades.

ESTRUCTURA DE UNA BASE DE DATOS

ENTIDADES

RELACIONES

PROCEDIMIENTOS PROCEDIMIENTOS

ESTRUCTURA DE UNA BASE DE DATOS

• La entidades representan a cualquier objeto del mundo

real respecto al cual deseamos almacenar información

en la base de datos

• Las relaciones en la BD sirven para vincular a todas y

cada una de las entidades dentro de la Base de Datos.

Asimismo, sirven para responder a preguntas tales

como:

• ¿Qué ofertas están disponibles para un curso en el

semestre académico actual?

• ¿Quién es el profesor de un curso ofrecido?

• ¿Qué estudiantes están inscritos en un curso?

10

ESTRUCTURA DE UNA BASE DE DATOS

• Los procesos o procedimientos sirven para especificar

reglas de negocio asociadas con las entidades y

relaciones de la Base de Datos, de tal manera que se

pueda incorporar funcionalidad a la misma, basándose

en la lógica definida por la regla de negocio.

• Una regla de negocio es una especificación operativa

acerca de los pasos que se siguen para ejecutar una

tarea u operación asociada con las entidades y

relaciones definidas en la Base de Datos

11

EJEMPLOS DE BASES DE DATOS

EJEMPLOS DE BASES DE DATOS

EJERCICIO

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de un hospital?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de un banco?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de una aerolínea?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de una empresa de

telecomunicaciones?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos para empresas operadoras

de tarjetas de crédito?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de una bolsa de valores?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de una empresa de retail?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de un comercio en línea?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de una empresa de

manufactura?

• ¿Cómo sería la estructura de la base de datos de una empresa de gestión

de recursos humanos?

14

EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LAS BASES

DE DATOS

• La primera generación soportaba búsquedas

secuenciales y aleatorias, pero el usuario necesitaba

escribir un programa de computadora para obtener el

acceso.

• Como los sistemas de primera generación no ofrecían

suficiente soporte para relacionar datos, usualmente

eran vistos como sistemas de procesamiento de

archivos en vez de DBMS.

EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LAS BASES DE DATOS

ERA GENERACION ORIENTACION PRINCIPALES CARACTERISTICAS

1960’s Primera Generación Archivo Estructuras de archivo e interfaces de programa propietarios

1970’s Segunda Generación Navegación en redes Redes y jerarquías de registros relacionados. Interfaces de programación estándar

1980’s Tercera Generación Relacional Lenguajes no procedurales, optimización, procesamientotransaccional

1990’s Cuarta Generación Objeto Multimedia, procesamiento distribuido, procesamiento de datawarehouse, habilitación para XML

EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LAS BASES

DE DATOS

17

• Los productos de la segunda generación fueron los

primeros DBMS reales, ya que podían administrar

muchas entidades y relaciones. Sin embargo, para

obtener el acceso a los datos todavía se tenía que

escribir un programa.

• Los sistemas de segunda generación son conocidos

como “navegacionales”, ya que el programador tenía

que escribir código para navegar entre una red de

registros ligados.

EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LAS BASES

DE DATOS

18

• A los sistemas de tercera generación se les conoce

como DBMS relacionales, porque se basan en

relaciones matemáticas y operadores asociados.

• El desarrollo más importante de esta generación provino

de los lenguajes no procedurales para el acceso a

Bases de Datos.

EVOLUCIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LAS BASES

DE DATOS

• Los DBMS de cuarta generación han extendido las

fronteras de la tecnología de BD hacia otros datos no

convencionales (como por ejemplo imágenes, videos,

mapas, sonidos, animaciones, etc.), internet y el

procesamiento de los data warehouse.

• Debido a que estos sistemas consideran cada tipo de

dato como un objeto a administrar, a los sistemas de

cuarta generación algunas veces se les llama

“orientados a objetos” o “relacionados con objetos”.

LOS SISTEMAS DE ADMINISTRACIÓN DE BASE DE DATOS

• Un Sistema deAdministración de Basede Datos (DBMS) es unsistema de software depropósito general queposee un conjunto decomponentes quefacilitan los procesos dedefinición, construcción,manipulación ycompartición de Bases deDatos entre variosusuarios y aplicaciones.

20

EL MERCADO DE LOS DBMS

ENTORNO DE LOS SISTEMAS DE ADMINISTRACIÓN DE BASE

DE DATOS

ESTRUCTURA GENERAL DE UN SISTEMA DE

ADMINISTRACIÓN DE BASE DE DATOS

RESUMEN DE LAS FUNCIONES GENERALES DE LOS DBMS

Función Descripción

Definición de la Base de Datos Lenguaje y herramientas gráficas para definir entidades, relaciones, etc.

Acceso no procedural Lenguaje y herramientas gráficas para acceder a los datos sin necesidad de código complicado.

Desarrollo de aplicaciones Herramienta gráfica para desarrollar menús, formulario de captura de datos y reportes.

Interface de lenguaje procedural Lenguaje que combina el acceso no procedural con las capacidades totales de un lenguaje de programación.

Procesamiento de Transacciones Mecanismos de control para prevenir la interferencia de usuarios simultáneos

Ajuste de la Base de Datos Herramientas para monitorear y mejorar el desempeño de la Base de Datos.

ARQUITECTURA DE LOS DBMS

Vista 1 Vista 2

Esquema Conceptual

Vista n

Esquema Interno

Nivel Externo

Nivel Conceptual

Nivel Interno

Mapeado Conceptual / Externo

Mapeado Conceptual / Interno

ARQUITECTURA DE LOS TRES ESQUEMAS

ARQUITECTURA DE LOS TRES ESQUEMAS

• Se conoce también como arquitectura ANSI / SPARC,

según el comité que la propuso (mediados de los 70’s).

• Sirve para compartimentalizar las descripciones de la

base de datos.

• Su objetivo es separar las aplicaciones de usuarios de

las bases de datos físicas (independencia de los datos).

Posee tres niveles:

• Nivel Externo.

• Nivel Conceptual.

• Nivel Interno

ARQUITECTURA DE LOS TRES ESQUEMAS

• Nivel Externo:

• Incluye una cierta cantidad de

esquemas externos o vistas

de usuario.

• Un esquema externo describe

la parte de la BD en la que un

grupo de usuarios en

particular está interesado y le

oculta el resto de la BD.

• Cada esquema externo se

implementa mediante un

modelo de datos

representativo tal como un

modelo de datos de alto nivel.

ARQUITECTURA DE LOS TRES ESQUEMAS

• Nivel Conceptual:• Tiene un esquema conceptual

que describe la estructura de toda la BD para una comunidad de usuarios.

• El esquema conceptual oculta los detalles de las estructuras de almacenamiento físico y se concentra en describir las entidades, los tipos de datos, las relaciones, las operaciones de los usuarios y las restricciones.

• El esquema conceptual se describe con un modelo de datos representativo tal como un diseño de esquema conceptual

28

ARQUITECTURA DE LOS TRES ESQUEMAS

• Nivel Interno:

• Tiene un esquema interno que

describe la estructura de

almacenamiento físico de la

BD.

• El esquema interno utiliza un

modelo de datos físico y

describe todos los detalles del

almacenamiento de datos y

las rutas de acceso a la BD.

IMPACTOS ORGANIZACIONALES DE LAS BASES DE DATOS

Especialización

Usuario Funcional

Indirecto

Paramétrico

Sofisticado

Sistemas de Información

Administrador de Base de Datos

(DBA)

Técnico

No Técnico

Analista / Programador

Administración

CLASIFICACIÓN DE ROLES

CLASIFICACIÓN DE ROLES

• Los usuarios funcionales interactúan con las BD como parte de su

trabajo, mientras que los profesionales de los sistemas de

información participan en su diseño e implementación.

• Los usuarios indirectos son aquellos, por ejemplo, que reciben y

utilizan reportes con datos extraídos de alguna BD.

• Los usuarios paramétricos, en cambio, efectúan consultas y

actualizaciones constantes a la BD, utilizando tipos de consultas y

actualizaciones estándar (transacciones enlatadas) que se han

programado y probado previamente. Ejemplo:

• Los promotores de servicio (cajeros) de un banco, comprueban el

estado de cuenta, así como los retiros y depósito de fondos en cuentas.

CLASIFICACIÓN DE ROLES

• Entre los usuarios sofisticados se encuentran los ingenieros,

científicos, analistas comerciales y otros muchos que están

completamente familiarizados con los DBMS, a fin de implementar

sus aplicaciones y satisfacer sus complejos requisitos.

• Respecto a los analistas / programadores, éstos crean y utilizan

vistas externas para desarrollar formularios, reportes y otras partes

de los sistemas de información.

• En cuanto a los DBA, éstos tienen una amplia variedad de

responsabilidades técnicas y no técnicas, con la finalidad de apoyar

tanto a los profesionales en sistemas de información como a los

usuarios funcionales

RESPONSABILIDADES DEL ADMINISTRADOR DE BASE DE DATOS

TÉCNICAS NO TÉCNICAS

Diseño de esquemas conceptuales Implementar los estándares de la BD

Diseño de esquemas internos Crear los manuales de capacitación

Monitoreo del desempeño de la BD Promover los beneficios de la BD

Seleccionar y evaluar el software de BD

Diseñar la arquitectura de la BD operativa

Solucionar los problemas técnicos de la BD

RESUMEN

• Una BD es una colección de datos relacionados.

• Una BD típica representa algún aspecto del mundo real y es

utilizada por uno o más grupos de usuarios con fines específicos.

• Un DBMS es un paquete de software destinado a implementar y

mantener una BD computarizada.

• Los DBMS soportan la transformación de los datos para la toma de

decisiones. Para soportar esta transformación, la tecnología de BD

ha evolucionado desde el simple acceso de archivos hasta potentes

sistemas que soportan la definición de BD, accesos sin

procedimientos, desarrollo de aplicaciones, procesamiento de

transacciones y mejoras del rendimiento