u1 material didactico-introduccion a la administración de bd

2-3-2015

Material didáctico Apuntes de la materia de Base de

datos – Unidad 1

Ciencias empresariales

MC. Jose Antonio Rosales Barrales UNIVERSIDAD DEL PAPALOAPAN, CAMPUS TUXTEPEC

Bases de datos U1– Ciencias empresariales

M.C. José Antonio Rosales Barrales Página | 1

1.1 Datos e información Los datos son valores aislados que se obtienen de las entidades, ya sean tangibles (como una mesa) o intangibles

(como el dolor).

Figura 1 Entidad-Atributo-Valor

Por ejemplo, piense en los nombres, números de teléfono y direcciones de las personas que conoce. Puede tener

todos estos datos grabados en un libro de direcciones indexado o los puede tener almacenados en el disco duro de

su computadora o en su celular mediante una aplicación como Microsoft Access, Excel o Contactos. Esta colección

de datos relacionados con un significado implícito es una base de datos.

Característica Valor

Nombre México

Extensión territorial 3005679800120

Número de pobladores 127267980 Tabla 1 Ejemplo de características y valores de una Entidad (País)

Cuando se reúnen varios datos es cuando se obtiene la Información, ésta permite describir a la entidad.

Los datos resultan costosos ya que son usados para tomar las decisiones de una organización, es decir se toman

como base en la información.

En la actualidad la información es una necesidad y un derecho, es de gran importancia y para considerarse de ésta

manera debe contar con las siguientes cualidades:

PRECISA (Porcentaje de información correcta sobre la información total de sistema)

OPORTUNA (Tiempo transcurrido desde el momento en que se produjo el hecho que originó el dato hasta

el momento en el que la información se pone a disposición del usuario)

COMPLETA (Para poder cumplir los fines)

SIGNIFICATIVA (Ha de poseer el máximo de contenido semántico posible, ya que sin él no constituiría

verdadera información)

COHERENTE (Consisten, íntegra)

SEGURA (Ha de estar protegida tanto frente a su deterioro, como frente a accesos no autorizados)



Estas cualidades de la información debemos respetar siempre, es por eso que al manipular los datos deben tenerse

presentes siempre aspectos como:

Figura 2 Aspectos de la información

Tres clases de decisiones sobre la información

1 Operacionales (Gobiernan las actividades diarias de una organización)

2 De control (A veces llamadas decisiones tácticas y determinan la forma de organizar la ejecución de una misión

asignada)

3 De planeación (A veces llamadas decisiones estratégicas, desarrollan y definen la misión de la organización)

ACTIVIDAD 1: Por equipo- Analizar los tipos de operaciones (administrativas, diarias, temporales) realizadas en una Empresa “X” (empresa real que visiten) y

hacer una tabla con las actividades y nombrar los tipos de decisiones que implica tomar en un momento dado. Usar el siguiente formato de ejemplo.

EMPRESA: xxxxxxx

Actividad Tipo de decisión Decisión real tomada

Objetivo del manejo de datos Los datos deben:

1. Representarse y almacenarse Para acceder posteriormente a ellos

2. Organizarse Para acceder selectiva y eficientemente a ellos

3. Procesarse y presentarse Para apoyar eficientemente al usuario

4. Protegerse y manejarse Para que no pierdan su valor

ACTIVIDAD 2: Realice un ensayo sobre la importancia de la información en las empresas, ¿Qué se puede considerar eficiencia de la información y el papel de los

empresarios que controlan dicha información? (Cómo le ayuda a la toma de decisiones en el momento preciso, ganancias, pérdidas, encabezar las ventas,

reducción de pérdidas, etc)



1.2 Base de datos

1.2.1 Definiciones y conceptos

Definiciones de base de datos Una base de datos es una colección de datos relacionados. Con la palabra datos nos referimos a los hechos

(datos) conocidos que se pueden grabar y que tienen un significado implícito para alguna empresa dada.

(Date & Faudón, 2001)

Una base de datos representa algún aspecto del mundo real, lo que en ocasiones se denomina minimundo

o universo de discurso, datos que son compartidos por diferentes sistemas de aplicación (Howe)

Una base de datos es una colección de datos lógicamente coherente con algún tipo de significado inherente.

No es correcto denominar base de datos a un surtido aleatorio de datos. (Martin)

Una base de datos se diseña, construye y rellena con datos para un propósito específico. Dispone de un

grupo pretendido de usuarios y algunas aplicaciones preconcebidas en las que esos usuarios están

interesados. (Flory)

Una base de datos puede ser de cualquier tamaño y complejidad.

o Por ejemplo, Amazon.com es un buen ejemplo de una gran base de datos comercial.

o Contiene datos de más de 20 millones de libros, CDs, vídeos, DVDs, juegos, ropa y otros productos.

o La base de datos ocupa más de 2 terabytes (un terabyte es 1012 bytes de almacenamiento) y se

almacena en 200 computadoras diferentes (denominados servidores).

o Cada día acceden a Amazon.com aproximadamente 15 millones de visitantes que utilizan la base de

datos para hacer compras.

o La base de datos se actualiza continuamente a medida que se añaden libros y otros productos nuevos

al inventario, mientras que el stock se actualiza al tiempo que se tramitan las compras.

o Alrededor de 100 personas son las responsables de mantener actualizada la base de datos de Amazon.

ACTIVIDAD 3: Escriba su propia definición de BD en una hoja aparte, compártala con sus compañeros de equipo y escriba en este espacio la definición a la cual

considera comprensible y completa con respecto a lo leído y analizado en equipo. DEFINICIÓN DE BASE DE DATOS:

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________



Antes de las Bases de datos, se podían almacenar datos en la computadora, pero estos se organizaban en archivos

que generalmente se encontraban dispersos, independientes unos de otros, el programador requería establecer

mecanismos dentro de sus aplicaciones para establecer las relaciones pertinentes entre dichos datos.

Con las Bases de datos, cambió el proceso de almacenamiento, el conjunto de datos puede ser almacenado junto

con la ESTRUCTURA LÓGICA que describe las relaciones entre ellos, los mecanismos de validación que permiten

respetar la integridad de los datos (que los datos sean correctos), agilizar la consulta de los mismos y el acceso desde

diferentes aplicaciones.

1.2.2 Ventajas de las Bases de Datos Si se compara las Bases de datos DIGITALES contra la manipulación manual de los datos, las ventajas que se obtienen

son (Date & Faudón, 2001):

Compactación: Los datos se almacenan en medios digitales, no hay necesidad de grandes archiveros Velocidad: Se pueden realizar consultas de información y actualizaciones rápidamente, por distintos usuarios Menos trabajo laborioso: En un medio digital, las tareas mecánicas y repetitivas las realiza mejor la computadora Actualidad: Se puede obtener los datos en el momento en que se necesiten, teniendo información precisa y actualizada. Control centralizado: En los entornos multiusuario, el tener los datos en una sola Base de Datos (no en archivos dispersos), es más fácil controlar y compartir la información de una forma sistemática. Las empresas requieren tener el control al acceso a los datos, ya que es considerado uno de los activos más valiosos.

BD

Estructura

Lógica

Rec

up

era

ció

n y

tra

tam

ien

to

Resultado 1

Resultado 2

Resultado 3

Dato 1

Dato 2

Dato 3

Dato 4

Dato 5

Creación y actualización

•Depuración

•Actualización

•Almacenamiento

Figura 3 Organización en base de datos: Sistemas orientados a los datos



Ventajas de las Bases de datos frente a los sistemas de archivos (Adoración, 1999):

Independencia de los datos respecto a los tratamientos y viceversa. Diversas aplicaciones pueden acceder a os mismos datos, la lógica de la validación se guarda en la base de datos y no en las aplicaciones, lo que evita una reprogramación de la aplicación si por ejemplo se incluye un nuevo dato. Coherencia de los resultados: Los datos se almacenan y se recogen una sola vez, lo que permite manipularlos y obtener resultados comparables e íntegros. Mejor disponibilidad de los datos: Un solo usuario no es propietario de los datos, los datos se comparten entre todas las aplicaciones de forma más transparente mientras se tengan permisos de acceso a los mismos. Mayor valor informativo: La Base de datos debe ser diseñada como reflejo del mundo real y mostrará las relaciones completas y por ende la suma de esos valores tendrá más significado. Documentación de la información mejor y normalizada: La documentación de la información, que debe estar integrada con los datos, se incluye como una estructura Lógica (metadatos) así como aspectos de validación, aunque no todos los sistemas de base de datos permiten esto. Mayor eficiencia en la recopilación, validación e introducción de los datos en el sistema. Al diseñar una Base de datos se deben reducir al máximo las redundancias de los datos, para que al momento de capturar los registros de la información, se aumente el rendimiento de la Base de datos, impidiendo capturas dobles o inválidos. Reducción del espacio de almacenamiento. Sin datos redundantes y con los avances tecnológicos respecto al almacenamiento, se logra mayor compactación de la información. (Sin embargo, la información extra, como la estructura de la Base de datos, agregan beneficios pero requieren espacio extra de almacenamiento)

ACTIVIDAD 4: Realice un mapa mental con imágenes y texto en papel bond de las ventajas de las bases de datos con respecto a la manipulación manual y con

respecto a los archivos, utilice imágenes de su agrado que intente demostrar la ventaja. Trabajo en equipo

1.2.3 Beneficios del enfoque de base de datos En entornos multiusuario, las Bases de datos son accedidas continuamente, por ello se deben hacer respetar las

cualidades de la información, creando beneficios generales como:

Los datos pueden compartirse

Diversas aplicaciones deben poder acceder a los datos. Cuando se desarrollan nuevas aplicaciones éstas

deben operar sobre los mismos datos que son compartidos con otras aplicaciones existentes, por ejemplo,

actualmente los datos requieren ser accedidos vía internet, por varios dispositivos y usuarios de manera

que puedan actualizarlos de manera concurrente.

Es posible reducir la redundancia

Al no haber archivos exclusivos para usuarios particulares y en lugar de eso tener que compartirlos, se evita

el desperdicio de almacenamiento debido a que se organiza e integra en la Base de datos evitando

duplicidad de datos innecesarios, controlando la información que se requiera (La edad de una persona no

se almacenaría dos veces, debido a que en un momento X tiene una edad Y)



Es posible evitar la inconsistencia

Debe asegurarse que los cambios realizados a cualquier Entidad de la Base de datos sean aplicados en su

totalidad en forma automática sobre los registros de ésta. Aunque los datos de una Entidad están

distribuidos en la Base de datos en distintas Tablas, estos cuenten con referencias comunes. Una base de

datos en estado inconsistente es capaz de proporcionar a sus usuarios información incorrecta o

contradictoria, por eso, al eliminar redundancias de datos se reduce considerablemente el riesgo de tener

inconsistencias. Por ejemplo, un empleado tiene únicamente un sueldo, por lo que en la Base de datos no

debe haber dos Campos para almacenar dicho datos, puesto que la aplicación de recursos humanos calcula

el sueldo de la quincena actual y hace referencia al sueldo en la Tabla 1 y la aplicación del departamento

de contabilidad requiere saber el monto del sueldo de ese empleado para realizar el ajuste en su registro

contable, accediendo al Campo Sueldo pero de la Tabla 2, lo cual ocasiona la inconsistencia en los datos

debido a esa redundancia de información y su consecuente acceso inadecuado.

Es posible brindar un manejo de transacciones

Una transacción es una unidad de trabajo lógica que comprende varias operaciones de la Base de datos

(operaciones de actualización). Por ejemplo, se realiza una transferencia de la cuenta de Caja a la cuenta

de Bancos, se debe hacer una baja en Caja y una Alta en Bancos, estas dos operaciones deben realizarse en

un entorno que se comprendan como una sola, en caso de una pérdida de luz en el momento de la

transferencia, ya se había realizado la disminución en Caja y aún no el alta en Bancos, la Base de datos

podría quedar inconsistente si se tomaran como operaciones separadas y autónomas. Con las transacciones

se garantiza el dar marcha atrás a las operaciones realizadas antes del corte de luz y con ello el reinicio de

las operaciones evitando que la Base de datos quede inconsistente.

Es posible mantener la integridad

La inconsistencia entre dos entradas que pretenden representar el mismo hecho es un ejemplo de la falta

de integridad. Otro ejemplo es que un empleado aparezca con 400 horas trabajadas en la semana, en lugar

de 40, o que aparezca como miembro de un departamento inexistente o equivocado, por ello es importante

validar los datos de entrada.

Es posible hacer cumplir la seguridad.

El administrador de la Base de datos puede asegurar que el único medio de acceso a la Base de datos sea a

través de los canales adecuados y por lo tanto puede definir las reglas o restricciones de seguridad que

serán verificadas siempre que se intente acceder a datos sensibles. Es posible definir en la Base de datos

las restricciones de acceso a los usuarios de los datos.

Es posible equilibrar los requerimientos en conflicto

Se conocen los requerimientos generales de la empresa, no solo las de un usuario, por lo que la Base de

datos se diseña para ser compartida entre usuarios, evitando que alguno se apodere de ella,

proporcionando sistemas que permitan realizar accesos rápidos desde las aplicaciones más importantes de

la empresa, y permitiendo la adecuada concurrencia en el acceso a los datos entre los demás usuarios.

Se debe impedir que un usuario se adueñe de la Base de datos, estableciendo sesiones de acceso,

deteniendo a los demás accesos por segundos mientras se realizan actualizaciones en los datos, pero en

operaciones de consulta, el usuario no puede adueñarse de la Base de datos e impedir que otros la utilicen.

Es posible hacer cumplir los estándares

Los estándares pueden incluir: departamentales, de instalación, corporativos, de la industria, nacionales e

internacionales

Es importante estandarizar la representación de los datos, como un auxiliar para el intercambio de datos o

para el movimiento de datos entre sistemas.



1.3 Sistemas de Bases de datos

1.3.1 Conceptos y objetivos

Sistema

Los sistemas están natural o artificialmente limitados, es decir, tienen un entorno o ambiente, toman las entradas

del entorno y arrojan las salidas al entorno.

Sistema de información (SI). Colección de personas, procedimientos y equipos diseñados, construidos, operados y manipulados para

recoger, registrar, procesar, almacenar, recuperar y visualizar información (Teichroew, 1976)

Conjunto de elementos, ordenadamente relacionados entre sí de acuerdo con unas ciertas reglas, que aporta

al sistema objeto (organización) la información necesaria para el cumplimiento de sus fines, para lo cual tendrá

que recoger, procesar y almacenar datos procedentes tanto de la misma organización como de fuentes

externas, facilitando la recuperación, elaboración y presentación de los mismos (Adoración, 1991)

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________

ACTIVIDAD 5. Busquen por equipo y en internet varias definiciones de SI, léanlas y conjuntamente con las que se le muestran aquí, definan una que tenga apego a ciencias empresariales y a Bases de datos, escríbanla en el espacio de líneas que se encuentran antes de este punto. Todos los miembros del equipo contarán en

sus apuntes con la definición.

Un SI se diseña para satisfacer las necesidades de información de una organización, en sí es un subsistema

dentro de otro más grande (la empresa).

Sistema

Salidas - Objetivo

Ordenadamente relacion

adas

Conjunto de cosas

Entradas

Figura 4 Concepto de sistema



Las características de un sistema de un SI pueden agruparse en:

a) Tecnológicas, el equipo permite brindar mayor rendimiento y seguridad.

b) Funcionales y semánticas, mecanismos que permiten que el sistema haga lo que debe hacer en forma

correcta (eficacia) y que sea capaz de adaptarse a los cambios requeridos.

c) Económicas, costo del sistema que cubra la eficiencia con que cumple con los objetivos

d) Sociales, tiene que ver con el impacto social en el que se desenvuelve el sistema (en nuestro caso en la

empresa)

Sistema de Gestión de Base de datos (SGBD) Consiste en una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas para acceder a dichos datos

(Silberschatz, Korth, & Sudarshan, 2006)

Sistema de software que permite a sus usuarios crear, mantener y controlar el acceso a una base de datos

(Connolly & Begg)

Sistema computarizado para llevar registros, es un sistema cuya finalidad general es almacenar información y

permitir a los usuarios recuperar y actualizar esa información con base en peticiones. (Date & Faudón, 2001)

Se ocupan del tratamiento (definición, actualización y recuperación) de datos estructurados (Adoración, 1991)

Conjunto de programas que permiten la implantación, acceso y mantenimiento de la base de datos (Adoración,

1991)

Es una colección de programas que permite a los usuarios crear y mantener una base de datos. El SGBD es un

sistema de software de propósito general que facilita los procesos de definición, construcción, manipulación y

compartición de bases de datos entre varios usuarios y aplicaciones. (Elmasri & Navathe, 2007)

El SGBD es el intermediario entre la Base de datos física y los usuarios del sistema, es el administrador de la Base de

datos (programa, función, no es el propietario de la BD), ya que se encarga de todas las solicitudes de acceso a la

Base de datos, se encarga de controlar la realización de todas las operaciones sobre la base de datos. Su función es

ocultar a los usuarios los detalles del nivel de hardware ofreciendo a los usuarios una percepción de la Base de

datos. El SGBD es el componente de software más importante del sistema en general.

El término SGBD se usa también para describir en forma genérica a un producto determinado de algún fabricante,

por ejemplo:

1. DB2 Universal Database de IBM

2. SQL Server de Microsoft

3. MySql de Oracle

4. PostgreSql (Software libre)

5. ________________________________

Propósitos de los SGBD (Silberschatz et al., 2006): Reducir la redundancia e inconsistencia de los datos

Facilitar el acceso a los datos a los diversos usuarios

Centralizar los datos con un formato homogéneo para que las aplicaciones los accedan.



1.3.2 Componentes de un Sistema de Base de datos Datos La Base de datos

Hardware Equipo físico (Unidad central de proceso y periféricos de almacenamiento), incluye la protección del

sistema contra el funcionamiento defectuoso del hardware.

Software Soporte lógico (Sistema operativo, SGBD, control de las comunicaciones)

Usuarios Informáticos o no informáticos

ACTIVIDAD 6. Realizar de manera individual, un mapa mental de la página 13-15 (1.4 Actores de la escena - Antes de 1.5 Trabajadores entre bambalinas) pegarlo

en los apuntes en la parte de atrás de ésta hoja (Elmasri & Navathe, 2007) (Fundamentos de Base de datos Autor Elmasri)

En algunos sistemas actuales los datos de la Base de datos no se encuentran en un solo espacio físico, se encuentran distribuidos en varias Bases de datos, pero en general, sin importar la ubicación física de los datos, éstos serán integrados como compartidos ya que distintos usuarios ocuparán en algún momento dado algunas piezas de la Base de datos para realizar sus operaciones diarias (Date & Faudón, 2001)

Por integrada, se entiende a la Base de datos como una unificación de varios archivos que de otro modo serían

distintos, con una redundancia entre ellos eliminada al menos parcialmente. La definición o descripción del conjunto

de datos contenidos en la base de datos, se le denomina Estructura o Esquema de la base de datos, ésta debe ser

única y estar integrada con los mismos datos para que se considere un Sistema de Base de datos. Suele existir

documentación (metadatos, ver glosario resumen) la cual refleje los cambios realizados sobre el Esquema de la

Base de datos sirviendo de base a las aplicaciones que la requieran.

Por compartida se entiende que las piezas individuales de la Base de datos pueden ser concurridos por varios

usuarios y que cada uno de ellos puede tener acceso a la misma pieza, probablemente con fines diferentes

(consultarlos, actualizarlos, eliminarlos)

ACTIVIDAD 7. Investigar cuáles son las 10 compañías con las Bases de datos más grandes del mundo, entregar un reporte por escrito en computadora, por equipo.



1.3.3 Operaciones Los usuarios del sistema de base de datos pueden realizar una variedad de operaciones sobre a Base de datos (BD),

algunas afectan la totalidad de los datos y tras solo a un registro concreto de la misma, teniendo las siguientes

operaciones:

Operaciones de definición o descripción Afectan el conjunto de la BD, permitiendo especificar los elementos de datos que la integrarán, su estructura

(Esquema) y las relaciones que existen entre ellos, las reglas de integridad semántica, entre otros muchos

aspectos físicos y lógicos.

Creación de la BD

Restructuración del Esquema de la BD

Agregar nuevos archivos vacíos a la BD

Eliminar archivos existentes en la BD

Operaciones de manipulación de datos Afectan a las instancias1 de la BD, es decir los registros de datos almacenados referentes a las diferentes

entidades descritas con esos datos.

Actualización (Actúa sobre registros concretos)

Insertar datos dentro de los archivos existentes (inserción)

Modificar datos de los archivos existentes (modificación)

Eliminar datos de los archivos existentes (eliminación)

Consultas

Consulta selectiva

Recuperar datos de los archivos existentes localizando registros específicos bajo criterios de

selección que cumplan con determinada condición. Ejemplo: Obtener los nombres de los alumnos

que aprobaron Base de datos

Consulta a la totalidad de los datos

Se recuperan todos los datos de un determinado tipo. Ejemplo: Obtener todos los registros de los

alumnos de la Universidad del Papaloapan para hacer las listas de asistencias.

1.3.4 Lenguajes de Base de datos Los SGBD proporcionan un lenguaje de definición de datos (DDL) para especificar el Esquema de la BD, un lenguaje

de manipulación de datos (DML) para expresar las consultas y modificaciones de la BD, permitiendo modificar las

Instancias de la misma. En la práctica se trata de un mismo lenguaje de BD.

El lenguaje de Bases de datos relacionales SQL (Lenguaje Estructurado de Consulta), es un ejemplo típico de lenguaje

de Bases de datos comprensible. SQL representa una combinación de DDL y DML, así como sentencias para la

especificación de restricciones, la evolución del esquema y otras características. La mayoría de los SGBD incluyen a

SQL como un procesador de lenguaje de Consulta, para que el usuario emita solicitudes a la BD y realizar operaciones

sobre la misma, permitiendo también operaciones de definición de datos. Lo anterior de SQL conocido como

Instrucciones o Comandos.

1 Instancia: Es una referencia a la colección de información almacenada en la BD en un momento dado; La BD cambia a lo largo del tiempo conforme la información se inserta o se elimina



1.3.4.1 Lenguaje de Definición de Datos (DDL) Los esquemas de la base de datos y las propiedades de los datos se especifican mediante un conjunto de definiciones

expresadas mediante el DDL. El DDL genera una salida la cual es colocada en el Diccionario de datos que contiene

los metadatos.

La estructura de almacenamiento y los métodos de acceso usados por el SGBD se especifican mediante un conjunto

de instrucciones llamada Lenguaje de almacenamiento y definición de datos (DDL). (Silberschatz et al., 2006)

El DDL proporciona facilidades para especificar las restricciones de consistencia (restricciones de los valores) que

podrán ser almacenados en la BD. Estas restricciones pueden ser predicados arbitrarios relativos a la BD:

Restricciones de dominio: es cuando se asocia un dominio de valores posible a cada atributo

Restricciones de Integridad referencial: es cuando se asegura que un valor que aparece en una relación para un

conjunto de atributos dado aparece también para un determinado conjunto de atributos en otra relación

Autorización: se entiende la especificación de diferencias entre los accesos a los usuarios (De lectura, de inserción,

de actualización, de eliminación, donde a cada usuario se le puede asignar ninguna, una, algunas o todas)

1.3.4.2 Lenguaje de Manipulación de Datos Es un lenguaje que permite a los usuarios tener acceso a los datos organizados mediante el modelo de datos

correspondiente o lo que es lo mismo permite realizar las operaciones de manipulación. (Silberschatz et al., 2006)

Hay dos tipos de DML:

Los DML procedimentales: estos necesitan que el usuario especifique QUÉ datos necesita y CÓMO obtener esos

datos.

Los DML declarativos o no procedimentales: estos necesitan que el usuario especifique QUÉ datos se necesitan

SIN que haga falta especificar el cómo obtenerlos.

Consulta: es una instrucción que solicita que se recupere información, y la parte de los DML que realiza estas

instrucciones se le denomina LENGUAJE DE CONSULTA (SQL)

DML

•Manipulación de datos

DDL

•Definición de datos

SQL

Figura 5 Lenguajes de BD (SQL)



1.3.5 Componentes de un SGBD Los SGBD tienen dos componentes externos generales:

Servidor

Cliente

En los programas gestores de BD se distinguen claramente estos componentes, en sistemas grandes es habitual que

estén en computadoras diferentes, aunque en sistemas pequeños lo normal es que estén en la misma computadora.

Figura 6 Arquitectura Cliente-Servidor

Servidor Se conoce en inglés como Back End (La parte de atrás), representando la idea de que es el componente que está

dando soporte interno, en la parte trasera del sistema.

Tiene las siguientes misiones:

Almacenar la información en el sistema de archivos del sistema operativo.

Comprobar la validez de los nuevos datos que se intenten incorporar.

Mantener la integridad referencial que es cuidar que los datos sean coherentes internamente.

Responder las consultas que realicen los clientes.

Mantener los índices necesarios para el adecuado rendimiento de las consultas.

Cliente Se conoce en inglés como Front End (La parte de adelante), indicando la idea de que es el componente que se

comunica con el usuario.

Se ocupa de:

Interconexión

Existen muchos servidores de BD y cada uno de ellos presenta distintas características y modos de acceso,

se han desarrollado distintas tecnologías (ODBC, JDBC) para poder conectar con distintos servidores de una

manera unificada, simplificando así el uso de las BD.



Funciones de un SGBD El SGBD es el software que maneja todo acceso a la BD. Cuando un usuario emite una petición de acceso (usando

DML), el SGBD intercepta esa petición y la analiza, inspecciona el esquema externo para el usuario, la transformación

conceptual/externa correspondiente, el esquema conceptual, la transformación conceptual/interna y la definición

del almacenamiento, para luego ejecutar así las operaciones necesarias sobre la BD almacenada. (Date & Faudón,

2001)

En general, el SGBD tiene al menos las siguientes funciones:

Definición de datos

Optimización y ejecución

Recuperación de datos y concurrencia

Rendimiento

Manipulación de datos

Seguridad e integridad de los datos

Diccionario de datos

Proporcionar una interfaz de usuario para el

sistema de BD

Los módulos principales internos que todo SGBD debe tener son:

El Gestor de almacenamiento Proporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel almacenados en la BD y los programas de aplicación y las

consultas remitidas al sistema.

Es responsable de la interacción con el gestor de archivos del sistema operativo, el cual se encarga del

almacenamiento en bruto de los datos en el disco.

Traduce las diferentes instrucciones de manipulación de datos a comandos de bajo nivel del sistema de archivos,

por lo tanto es responsable del almacenamiento, recuperación y actualización de los datos en la BD.

Implementa varias estructuras de datos como parte de la implementación física del sistema.

GLOSARIO RESUMEN

Archivo de datos – Los datos en sí Diccionario de datos – Almacena los metadatos de la BD, en particular el Esquema, las transformaciones, las restricciones de seguridad e integridad. Metadatos - Contiene datos acerca de los datos, es decir descriptores. Puede ser visto como una BD aunque es una BD del sistema y no una BD del usuario, ya que no contiene datos en bruto sino objetos del sistema. Índices – son los que pueden proporcionar un acceso rápido a los elementos de datos, facilitando punteros a los elementos de datos que tienen un valor concreto.

Gestor de almacenamiento

Procesador de consultas

Módulos del SGBD

Figura 7 Módulos principales de un SGBD



El procesador de consultas Ayuda al SGBD a simplificar y facilitar el acceso a los datos. Las vistas de alto nivel ayudan a conseguir este objetivo

ocultando al usuario los detalles físicos de la implementación del sistema.

Su función es traducir las actualizaciones y las consultas escritas en lenguajes no procedimentales (lenguaje SQL),

en el nivel lógico, en una secuencia eficiente de operaciones en el nivel físico.

Entre los componentes del procesador de consultas están:

Interprete del DDL.

Interpreta las instrucciones del DDL y registra las definiciones en el diccionario de datos

Compilador del DML

Traduce las instrucciones del DML en un lenguaje de consultas a un plan de evaluación que consiste en

instrucciones de bajo nivel que entienda el motor de evaluación de consultas.

Motor de evaluación de consultas

Ejecuta instrucciones de bajo nivel generadas por el compilador del DML

Otros módulos de un SGBD Algunos SGBD potentes incluyen otros módulos específicos que les permiten proporcionar mayor funcionalidad.

Gestor de transacciones Su responsabilidad es garantizar las propiedades de Atomicidad y durabilidad de las transacciones. A menudo

cuando varias operaciones sobre la BD forman una única unidad lógica de trabajo, por lo que resulta fundamental

que todas se realicen o ninguna (Atomicidad), que permita preservar la consistencia de la BD (Transacción).

Es responsabilidad del programador definir adecuadamente las diferentes transacciones, de tal manera que cada

una preserve la consistencia de la BD, pero garantizar la atomicidad y la durabilidad de las transacciones es

responsabilidad del gestor de transacciones.

Debido a diversos fallos, las transacciones pueden no siempre completar su ejecución con éxito, por lo tanto

aquellas transacciones fallidas no deben tener ningún efecto sobre el estado de la BD y siempre mantenerla

consistente, para esto deberá restaurar el estado de la BD anterior al inicio de la transacción.

Gestor de control de concurrencia Su responsabilidad es controlar la interacción entre las transacciones concurrentes (accesos de varios usuarios o

varias operaciones) para garantizar la consistencia de la BD.

Administrador de comunicaciones de datos No forma parte del SGBD, es un sistema autónomo por derecho propio y es responsable de llevar a cabo el control

de las transmisiones de mensajes de comunicación.

Cuando las peticiones emitidas a la BD por parte de un usuario final, en realidad son emitidas desde la computadora

del usuario, hasta cierta aplicación en línea y de ahí hacia el SGBD e igualmente las respuestas del SGBD y la

aplicación en línea hacia la computadora del usuario; estas peticiones y respuestas son transmitidas en la forma de

mensaje de comunicación.



Figura 8 Módulos de un SGBD y sus interacciones

ACTIVIDAD 8. Investigar por equipo, en internet, 5 SGBD, realizando una tabla con los módulos (principales u otros) que ofrezca cada gestor.



1.4 Administradores y usuarios de las BD De los distintos tipos de usuarios, se tiene la siguiente clasificación general:

Usuarios informáticos

Son quienes realizan tareas de creación y mantenimiento de la BD, así como la realización de los

procedimientos y programas que necesiten los usuarios finales.

Diseñadores

Son responsables de identificar los datos que deberán almacenarse de acuerdo a las necesidades de

los usuarios finales, determinando la estructura (Esquema) más apropiada.

Administradores (ABD)

Vigila y gestiona los recursos (datos, SGBD, herramientas), cuidando que los datos no se destruyan ni

se contaminen perdiendo su confidencialidad, disponibilidad e integridad; debe impedir por lo tanto

las consultas o actualizaciones no autorizadas y proteger la BD contra fallas físicas o lógicas.

Analistas y programadores

Analizan y programan las tareas que no pueden ser llevadas a cabo por los usuarios finales, es decir,

desarrollan las aplicaciones que acceden a los datos en la BD, que requieren los usuarios finales y las

ponen a su disposición.

Usuarios finales

Son los que tienen que acceder a los datos por que los necesitan para llevar a cabo la actividad diaria de la

empresa. Su interés está centrado en los datos.

Habituales

Suelen hacer consultas y/o actualizaciones de los datos como parte de su labor diaria. Generalmente

requieren utilizar menús previamente preparados que les faciliten su interrelación con la computadora.

Esporádicos

Son los que requieren acceder a los datos para consultar y/o actualizar datos, pero ésta no es su tarea

principal, por lo que requieren aplicaciones sencillas pero potentes, ya que sus tareas exigen tiempos

de respuesta reducidos.

Funciones a detalle de un ABD Citando a (Date & Faudón, 2001), estas son las funciones de un Administrador de Base de Datos:

Definir el esquema

Es quien crea el esquema original de la BD mediante la ejecución de un conjunto de instrucciones de

definición de datos usando DDL.

Definir las restricciones de seguridad e integridad

Definir el método de acceso

Regular las partes de la BD a las que puede tener acceso cada tipo de usuario. La información de

autorización se guarda en una estructura especial del sistema que el SGBD consulta siempre que alguien

intenta tener acceso a los datos.

Conceder la autorización para el acceso a los datos a los diversos usuarios.

Definir las políticas de vaciado y recarga de la BD desde el almacenamiento de respaldo

Una empresa comprometida con el uso del sistema de Base de datos, se vuelve dependiente del

funcionamiento exitoso de dicho sistema, por lo que cuando se produzca un daño en cualquier parte de la

BD es esencial poder reparar los datos afectados con el mínimo de demora y con tan poco efecto como sea

posible sobre el resto del sistema.



Establecer el enlace con los usuarios

Debe enlazarse con los usuarios para asegurar que los datos necesarios estén disponibles y para describir

(o ayudar a describir) los esquemas necesarios, además de brindar asesoría sobre el diseño de aplicaciones,

capacitación técnica, ayuda en la determinación y resolución de problemas y otros servicios profesionales.

Supervisar el rendimiento y observar los nuevos requerimientos

Supervisar los trabajos sobre la BD y asegurar el rendimiento adecuado al realizarse tareas muy costosas.

Realizar la modificación del esquema y de la organización física para responder a los requerimientos

cambiantes

Organizar el sistema haciendo ajustes apropiados de tal forma que refleje las nuevas necesidades de la

empresa y mejore el rendimiento.

El mantenimiento rutinario, realizando actividades como:

Copias de seguridad periódicas de la BD en medios de almacenamiento disponibles en la empresa (Cintas,

discos duros o en servidores remotos)

Verificar el espacio libre en disco para asegurar las operaciones normales y aumentarlo si es necesario.

Actividades de clase

ACTIVIDAD 1 ............................................................ 2 ACTIVIDAD 2 ............................................................ 2 ACTIVIDAD 4 ............................................................ 5 ACTIVIDAD 5 ............................................................ 7

ACTIVIDAD 6 ............................................................ 9 ACTIVIDAD 7 ............................................................ 9 ACTIVIDAD 8 .......................................................... 15

Actividades de retroalimentación Contesta las siguientes preguntas en equipo, analiza las respuestas y coloca lo que tu consideres correcto.

¿Cuáles son las ventajas de usar un sistema de base de datos?

¿Cuáles son las desventajas de usar un sistema de base de datos?

¿Qué se entiende por el término de metadatos?

Define los siguientes términos: Entidad, Esquema, Integridad, Redundancia, Sistema de base de datos, Lenguaje de

definición de datos, Lenguaje de manipulación de datos, Servidor

Índice de figuras Figura 1 Entidad-Atributo-Valor ................................................................................................................................ 1

Figura 2 Aspectos de la información .......................................................................................................................... 2

Figura 3 Organización en base de datos: Sistemas orientados a los datos ................................................................. 4

Figura 4 Concepto de sistema ................................................................................................................................... 7

Figura 5 Lenguajes de BD (SQL) ............................................................................................................................... 11

Figura 6 Arquitectura Cliente-Servidor .................................................................................................................... 12

Figura 7 Módulos principales de un SGBD ............................................................................................................... 13

Figura 8 Módulos de un SGBD y sus interacciones .................................................................................................. 15



Índice de tablas Tabla 1 Ejemplo de características y valores de una Entidad (País) ........................................................................... 1

Bibliografía

Date, C. J., & Faudón, S. L. M. R. (2001). Introducción a los sistemas de bases de datos (p. 936). Pearson Educación. Retrieved from http://books.google.com.mx/books?id=Vhum351T-K8C

Elmasri, R., & Navathe, S. B. (2007). Fundamentos y sistemas de bases de datos (5th ed., p. 1016). Addison-Wesley.

Silberschatz, A., Korth, H. F., & Sudarshan, S. (2006). Fundamentos de bases de datos (5th ed., p. 944). Madrid, España: Mcgraw-Hill Interamericana.

Contenido 1.1 Datos e información ........................................................................................................................................ 1

Objetivo del manejo de datos ............................................................................................................................ 2

1.2 Base de datos .................................................................................................................................................. 3

1.2.1 Definiciones y conceptos .......................................................................................................................... 3

1.2.2 Ventajas de las Bases de Datos ................................................................................................................. 4

1.2.3 Beneficios del enfoque de base de datos .................................................................................................. 5

1.3 Sistemas de Bases de datos ............................................................................................................................. 7

1.3.1 Conceptos y objetivos ............................................................................................................................... 7

1.3.2 Componentes de un Sistema de Base de datos ........................................................................................ 9

1.3.3 Operaciones ........................................................................................................................................... 10

1.3.4 Lenguajes de Base de datos .................................................................................................................... 10

1.3.5 Componentes de un SGBD ...................................................................................................................... 12

1.4 Administradores y usuarios de las BD ............................................................................................................ 16

Funciones a detalle de un ABD ........................................................................................................................ 16

Actividades de clase ............................................................................................................................................ 17

Actividades de retroalimentación ........................................................................................................................ 17

Índice de figuras .................................................................................................................................................. 17

Índice de tablas ................................................................................................................................................... 18

Bibliografía .......................................................................................................................................................... 18

u1 material didactico-introduccion a la administración de bd

Education