unidad 1 introducciÓn a los conceptos de base de datos

7/22/2019 UNIDAD 1 INTRODUCCIN A LOS CONCEPTOS DE BASE DE DATOS

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Unidad 1.Introduccin a los

conceptos de base dedatos


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1.1 Definicin de base de datos

DBMS: DATA BASE MANAGEMENT SYSTEM (SISTEMADE ADMINISTRACIN DE BASE DE DATOS).

DBM: DATA BASE MANAGER (MANEJADOR DE BASEDE DATOS).

DB: DATA BASE (BASE DE DATOS).


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Un SISTEMA DE ADMINISTRACIN DE BASEDE DATOS consiste en una coleccin de datosinterrelacionados y un conjunto de programaspara acceder a esos datos.

La coleccin de datos, se conoce como BASEDE DATOS.

Un manejador de bases de datosproporciona la interfaz entre los datos debajo nivel y los programas de aplicacin


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La gestin de datos implica:

La definicin de estructuras para el

almacenamiento de informacin.Proporcionar mecanismos para la

manipulacin de la informacin.

La seguridad de la informacin almacenada.

Compartir informacin entre los usuarios.


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Por qu es importante la gestinde los datos?

Dado que la informacin es el activoms valioso para una empresa.


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Las bases de datos son ampliamente utilizadas.Las siguientes son algunas de sus aplicacionesms representativas:

Banca. Para informacin de los clientes,cuentas, prstamos, y transacciones bancarias.

Lneas areas. Para reservas e informacin deplanificacin. Las lneas areas fueron de losprimeros en usar las bases de datos de formadistribuida geogrficamente.


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Recursos Humanos. Para informacin sobreempleados, salarios, impuestos y beneficios, ypara la generacin de las nminas.

Finanzas, compras, ventas, produccin, etc.


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1.2 OBJETIVO DE LOS SISTEMAS DE BASE DE DATOS

Un DBMS consiste de una base de datos y unconjunto de aplicaciones (programas) paratener acceso a ellos. Comnmente , la base dedatos contiene informacin interrelacionada yreferente a una misma entidad o empresa.

El objetivo principal de un DBMS esproporcionar una forma de almacenar y

recuperar la informacin de una base de datosde manera que sea tanto prctica comoeficiente.


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Otro modelo que se utiliza comnmentepara manipular una base de datos es elllamado SISTEMA DE PROCESAMIENTO

DE ARCHIVOS; que consta de unconjunto de programas que permiten elacceso a la base de datos, pero nooptimizan los mtodos utilizados,provocando entre otros los siguientesproblemas:


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REDUNDANCIA.- Esta se presenta cuando serepiten innecesariamente datos en los archivosque conforman la base de datos. Estaredundancia aumenta los costes dealmacenamiento y acceso y adems puedellevar a inconsistencia de los datos.

INCONSISTENCIA.- Ocurre cuando existe

informacin contradictoria o incongruente en labase de datos.


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DIFICULTAD EN EL ACCESO A LOS DATOS.-Debido a que los sistemas de procesamiento dearchivos generalmente se conforman endistintos tiempos o pocas y ocasionalmentepor distintos programadores, el formato de lainformacin no es uniforme y se requiere deestablecer mtodos de enlace y conversin paracombinar datos contenidos en distintos

archivos.


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AISLAMIENTO DE LOS DATOS.-Se refiere a ladificultad de extender las aplicaciones quepermitan controlar a la base de datos, como

pueden ser, nuevos reportes, utileras y demsdebido a la diferencia de formatos en losarchivos almacenados.


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ANOMALIAS EN EL ACCESO CONCURRENTE.-Ocurre cuando el sistema es multiusuario y nose establecen los controles adecuados parasincronizar los procesos que afectan a la basede datos. Comnmente se refiere a la poca onula efectividad de los procedimientos debloqueo.

PROBLEMAS DE SEGURIDAD.- Se presentan

cuando no es posible establecer claves deacceso y resguardo en forma uniforme paratodo el sistema, facilitando as el acceso aintrusos.


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1.3 Abstraccin de la informacin

Uno de los objetivos del DBMS es el ocultar alusuario final ciertos aspectos tcnicos relativosal diseo de los manejadores, puesto que estosno son relevantes para este usuario final.

Las estructuras de datos utilizadas para elalmacenamiento y recuperacin de lainformacin son muchas veces altamente

complejas con el objeto de crear un sistemaeficiente.


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Para diferenciar las etapas en que cadaoperador, diseador y otros personajesintervienen, debe distinguirse entre lossiguientes niveles de diseo:

NIVEL FSICO

NIVEL LGICO

NIVEL DE VISIN


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Nivel de Visin

Vista 1 Vista 2 Vista n

Nivel lgico

Nivel Fsico


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2. NIVEL CONCEPTUAL.- Es aquel en el que sedefinen las estructuras lgicas dealmacenamiento y las relaciones que se darnentre ellas. Ejemplos comunes de este nivelson el diseo de los registros y las ligas quepermitirn la conexin entre registros de unmismo archivo, de archivos distintos incluso,de ligas hacia archivos.


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1. NIVEL DE VISIN.- Es aquel en el que sepresenta al usuario final y que puede tenercombinaciones o relaciones entre los datosque conforman a la base de datos global.Puede definirse como la forma en el que elusuario aprecia la informacin y susrelaciones.


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1.4 Modelos de datos

Un modelo de datos es un conjunto de herramientasconceptuales para describir los datos, las relacionesentre ellos, su semntica y restricciones deconsistencia.

Los modelos de datos se clasifican en tres gruposprincipales:

MODELOS LGICOS BASADOS EN OBJETOS

MODELOS LGICOS BASADOS EN REGISTROS MODELOS FSICOS DE DATOS


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MODELOS LGICOS BASADOS ENOBJETOS.-

Son aquellos que nos permiten una definicinclara y concisa de los esquemas conceptual yde visin. Su caracterstica principal es quepermiten definir en forma detallada lasrestricciones de los datos.


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Ejemplos de este tipo de modelos son:

Modelo entidad relacin.

Modelo Orientado a objetos Modelo binario

Modelo semntico de los datos

Modelo infolgico

Modelo funcional de datos


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MODELOS LGICOS BASADOS ENREGISTROS.-

Operan sobre niveles fsico y conceptual. Su

caracterstica principal es que permiten unadescripcin de la estructura lgica global de labase de datos, pero no son capaces deespecificar con claridad las restricciones de los

datos. Son ejemplos de este tipo de modelos:


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Modelo relacional: Los datos y lasrelaciones se representan mediante

tablas, cada una con diferentes columnas

y nombres nicos.

Modelo de red: Los datos serepresentan mediante nombres de

registros y las relaciones medianteconjunto de ligas.

Modelo jerrquico: Es semejante almodelo de red, pero con una estructura


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Histricamente, el modelo de datos de red y elmodelo de datos jerrquico, precedieron almodelo de datos relacional.

Dichos modelos complicaban la tarea delmodelado de datos.

Como resultado se usan muy poco

actualmente, excepto en el cdigo de bases dedatos antiguo que an est en servicio enalgunos lugares.


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El prototipo de System R completamentefuncional condujo al primer producto de basesde datos relacionales de IBM: SQL/DS.

Los primeros sistemas de bases de datosrelacionales fueron: DB2 de IBM, Oracle,Ingres y Rdb de DEC.

Desde la dcada de 1980, el modelo relacionalha conseguido el reinado supremo entre todoslos modelos de datos.


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MODELOS FSICOS DE DATOS.-

Describen los datos en el nivel ms bajo ypermiten identificar algunos detalles de

implantacin para el manejo del hardware dealmacenamiento. Ejemplos de este tipo demodelos son:

Modelo unificador

Modelo memoria de cuadros


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1.5 Instancias y esquemas

Como es obvio, la base de datos es dinmica ypor tanto se encuentra sujeta a modificacionesconstantes por la agregacin, eliminacin yalteracin de datos.

Para definir las distintas etapas por las queatraviesa una base de datos, se utiliza elconcepto de INSTANCIA DE LA BASE DE

DATOS; esta se refiere al estado que estaguarda en un momento determinado.


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Tambin es relevante el observar que uno ovarios archivos pudieron ser sujetos a unareestructuracin o reorganizacin.

Para solucionar el problema referente al estadoque guarda la estructura de la base de datos, sedefine el concepto de ESQUEMA DE LABASE DE DATOS; este hace referencia alestado que guarda la organizacin conceptual

(estructura, ligas, relaciones y dems) de labase de datos en un momento determinado.


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REESTRUCTURACIN.- Cuando se hacencambios en la estructura, quitar un campo,agregar, modificar longitud o un tipo.

REORGANIZACIN.- Cambiar el modelo con elque se controla el acceso a los datos.


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NOTA: Comnmente la reorganizacin traecomo consecuencia la reestructuracin.

Existen varios esquemas para cada nivel de labase de datos; de tal forma, tenemos unesquema fsico, esquema conceptual y esquemade visin (llamado tambin subesquema).


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1.6 Independencia de los datos

Esta se refiere a la libertad que pueda existirpara modificar algunos de los esquemas sin queexista la necesidad de reescribir los programasde aplicacin.

Existen bsicamente dos tipos deindependencia:

INDEPENDENCIA FSICAINDEPENDENCIA LGICA


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INDEPENDENCIA FSICA.-

Esta se presenta cuando es posible lamodificacin del esquema fsico sin afectar a

los esquemas restantes. Las principalesrazones para llevar a cabo una modificacindel esquema fsico sern un ajuste en elhardware de almacenamiento o una

redistribucin de los datos en l.


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INDEPENDENCIA LOGICA.-

Ocurre cuando se modifica el esquemaconceptual sin afectar al resto de los

esquemas. Bsicamente se modifica elesquema conceptual cuando cambian lascaractersticas de los datos a almacenar.


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Es relativamente ms sencillo y probablelograr la independencia fsica puesto queuna modificacin del esquema conceptual,

(estructuras, ligas y dems ) inevitablementerequerir de modificaciones el cdigo parasu manipulacin.


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1.7 Lenguaje de definicin de datos DDL

Un esquema de base de datos se especifica pormedio de un conjunto de definiciones que seexpresan mediante un lenguaje especialllamado lenguaje de definicin de datos.

El resultado de la combinacin de sentencias deDDL es un conjunto de tablas las cuales sealmacenan en un archivo especial llamado

diccionario de datos.


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1.7 Lenguaje de definicin de datos DDL

El DDL (Data Definition Language) es aquelque permite describir un esquema de base dedatos. Las definiciones resultantes conformaranal DICCIONARIO DE DATOS.

Un DICCIONARIO DE DATOS es un archivoque contiene metadatos que se consulta antesde leer o modificar datos reales en el sistema de

base de datos.


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1.8 Lenguaje de manipulacin de datos DML

El DML (Data Manipulation Language) nossirve para manejar la informacin contenida enla base de datos.

Este manejo consiste bsicamente en lainsercin, recuperacin, eliminacin ymodificacin de la informacin.


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El DML aplicado a nivel fsico ser utilizadopara realizar procesos que permitan un accesoms eficiente a la informacin.

En el nivel de visin tendr como finalidadmostrar al usuario destino los datos en unaforma clara y sencilla.


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Existen dos tipos de DML:

DE PROCEDIMIENTOS.- Especifican cualesdatos habrn de ser manipulados y el mtodo

que se utilizara para ello. SIN PROCEDIMIENTOS (Declarativos).-

Solamente especifican los datos a manejar.


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Los DML de procedimientos son mucho maseficientes en lo que respecta a sus capacidadesde manejo y control de la informacin, pero sucomplejidad es mayor.

Se define unaconsulta como una operacin quesolicita la recuperacin de informacin.

La parte del DML que se encarga de procesaresta recuperacin se conoce comoLENGUAJE DE CONSULTA.


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1.9 Manejador de bases de datos

Un manejador de bases de datos proporciona lainterfaz entre los datos de bajo nivel y losprogramas de aplicacin y mdulos de consultaque se utilizan a nivel de usuario.

El objetivo primordial es mantener laconsistencia de la base de datos


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Las funciones del manejador de bases dedatos son:

La interaccin con el manejador de archivos,

esto se lleva acabo traduciendo proposicionescon el DML a instrucciones de bajo nivel parala manipulacin de los datos.

Implantacin de integridad, se encarga deverificar que durante las actualizaciones no seviole ninguna limitante de consistencia.


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Mejoramiento del nivel de seguridad, seencarga de restringir el acceso mediante unaserie de contraseas u otros medios deidentificacin y validacin.

Respaldo y recuperacin, proporciona mediosautomticos o semiautomticos para el

respaldo de la informacin. Permite tambin larecuperacin del sistema en caso de cadas,restablecimiento el estado original de la basede datos hasta antes de la falla.


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1.10 Administrador de la base de datos

El DBA es quien tiene el control centralizadode la base de datos.

Definir un DBA ayuda reducir el nmero depersonas que tienen acceso a los detallestcnicos y de diseo para la operacin delDBMS.


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d i i d d l b d d


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Las funciones principales de un DBA son: MODIFICACIN DE ESQUEMA Y

ORGANIZACIN.-

Los DBA realizan cambios en el esquema yen la organizacin fsica para reflejar lasnecesidades cambiantes de la organizacin,o para alterar la organizacin fsica paramejorar el rendimiento

0 d i i d d l b d d


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Las funciones principales de un DBA son:CONCESIN DE AUTORIZACIN PARA ELACCESO A LOS DATOS.-

Se encarga de registrar a los usuarios parapermitir su acceso al DBMS.

Asigna a cada uno de ellos una serie deatributos que le permiten gozar de privilegios

como el acceso a determinadas reas deaplicacin, de los datos o del uso de recursosen el sistema.

1 10 Ad i i d d l b d d


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Las funciones principales de un DBA son:ESPECIFICACIN DE LAS RESTRICCIONES DEINTEGRIDAD.-

Crea una serie de tablas donde se especificael conjunto de restricciones que sernaplicables durante los procesos deactualizacin.

1 10 Ad i i t d d l b d d t


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Las funciones principales de un DBA son:MANTENIMIENTO RUTINARIO.

*Supervisin de los trabajos que se ejecutan

en la base de datos y asegurarse de que elrendimiento no se degrada por tareas muycostosas iniciadas por algunos usuarios.


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1 11 U i d l b d d t


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1.11 Usuarios de la base de datos

Las personas tienen acceso DBMS se clasificande la siguiente manera:

PROGRAMADORES DE APLICACIN.-

Son aquellos con un amplio dominio del DMLcapaces de generar nuevos mdulos o utilerascapaces de manejar nuevos datos en el sistema.

USUARIOS ESPECIALIZADOS.-

Son aquellos que desarrollan mdulos que no serefieren precisamente al manejo de los datos, sino a aplicaciones avanzadas como sistemasexpertos, reconocimientos de imgenes,procesamiento de audio y dems.

1 12 E t t l d l i t


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1.12 Estructura general del sistema

Un sistema de base de datos se divide enmdulos que tratan cada una de lasresponsabilidades del sistema general.

En la mayora de los casos, el sistemaoperativo del computador proporcionanicamente los servicios ms bsicos, y elsistema de la base de datos debe partir deesa base.

1 12 E t t l d l i t


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El sistema global puede verse como laagrupacin e interaccin de los siguienteselementos:

MANEJADOR DE ARCHIVOS.-

Asigna espacio en el medio de almacenamientopara las estructuras que habrn de almacenar lainformacin.

MANEJADOR DE BASE DATOS.-

Es la interface entre los datos de bajo nivel y losprogramas de aplicaciones.

1 12 Estr ct ra general del sistema


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El sistema global puede verse como la

agrupacin e interaccin de los siguienteselementos:PROCESADOR DE CONSULTAS.- Se encarga

de traducir las proposiciones de un lenguaje

de consultas a instrucciones de bajo nivel.PRECOMPILADOR DE DML.- Se encarga detraducir las proposiciones en DML al lenguajede diseo del manejador (Pascal, C,Ensamblador etc. ).

COMPILADOR DE DDL.- Se encarga deconvertir las proposiciones en DDL a tablasque contienen metadatos.

1 12 Estructura general del sistema


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Las estructuras de datos requeridas para la

operacin del DBMS son: ARCHIVOS DE DATOS.- Almacenan a la base

de datos.

DICCIONARIO DE DATOS.- Almacenaninformacin referente a la estructura de la basede datos, i.e., el esquema de la base de datos.

NDICES.- Permiten un acceso eficiente (rpido yconfiable) a la informacin almacenada en la

base de datos.

unidad 1 introducciÓn a los conceptos de base de datos

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