usuarios características del enfoque y bases de datos clase 2
TRANSCRIPT
Clase 2. Bases de datosCaracterísticas del enfoque yusuarios
Edwin Pacheco FigueroaLicenciatura en Informática
Universidad de Nariño
Contenido1. Características del enfoque de Bases de Datos.2. Actores en un sistema de base de datos3. ¿Qué es un SGBD?4. Características de un SGBD5. Ventajas del uso de un SGBD
CARACTERÍSTICAS DEL ENFOQUE DE BASES DE DATOS
4
Naturaleza autodescriptiva
• Procesamiento de ficheros
• Los programas de aplicación acceden a datos específicos, cuya estructura se describe en el propio código
Sistemas de bases de datos
• SGBD = Sistema software de propósito general
BD = DATOS + METADATOS• El Catálogo del Sistema ...
– Contiene metadatos: descripción de la estructura de la BD
⇨ El SGBD “sabrá” acceder a datos de cualquier aplicación– Usado por el SGBD (a veces por usuarios)
Características del enfoque de Bases de Datos (1)
5
Separación entre programas y datos
• Procesamiento de ficheros
• Definición de datos forma parte de los programas de aplicación
• Cambios en la estructura de ficheros de la BD ⇨ modificación de programas que acceden a tales ficheros
Sistemas de bases de datos
• Descripción de estructura y organización de ficheros almacenada en Catálogo, separada de los programas
⇨ Independencia entre programas y datos
( posible gracias a la abstracción de datos proporcionada por SGBD, que veremos más adelante )
Características del enfoque de Bases de Datos (2)
6
Múltiples vistas de los datos
■ Cada usuario sólo interesado en ver la parte de la información que necesita ⇨ vista de la BD
■ Vista = [ Subconjunto de ] BD [+ datos virtuales]
■ SGBD proporciona mecanismos de definición de vistas
SBD BIBLIOTECA
Bibliotecario LectorBD
Características del enfoque de Bases de Datos (3)
Datos compartidos y procesamiento de transacciones multiusuario
■ Acceso simultáneo a datos sin interferencias ni inconsistencias
■ Control de concurrencia por el SGBD
ACTORES DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS
8
– Las funciones del ABD incluyen:
• Definir/Modificar la estructura de la BD y restricciones de los datos
• Crear/Modificar estructuras de almacenamiento y métodos de acceso
• Conceder/Denegar permisos de acceso y controlar dicho acceso a datos (seguridad de la BD)
• Definir planes de copias de seguridad de los datos de la BD
• Garantizar el funcionamiento correcto del sistema y proporcionar servicio técnico al usuario (respuesta lenta del sistema...)
• Adquirir los recursos software y hardware necesarios
Administrador de la base de datos (ABD)❑ Responsable de administrar los recursos del SBD (nivel técnico):
BD + SGBD + Otro Software (aplicaciones/programas de acceso)
9
Antes de implementar la BD, interactúan con sus futuros usuarios
– Recogen y comprenden sus necesidades y objetivos --- Requisitos
– Identifican datos que almacenar en la base de datos
– Eligen estructuras para representar y almacenar los datos
– Construyen...
• Vista que satisface requisitos de cada grupo de usuarios
• Diseño final de BD que satisface necesidades de todos los usuarios (resultado de la integración de las diferentes vistas)
Diseñadores de la base de datos
10
❑ Ocasionales o Sofisticados
– Acceso esporádico y distinto cada vez; usan lenguaje de consulta
❑ Paramétricos o Normales
– Accesos constantes, repetitivos
– Usan “transacciones programadas” para ellos
❑ Avanzados o Especializados
– Implementan sus propias aplicaciones especializadas para cumplir sus complejos requisitos
– Ingenieros, científicos, analistas de empresa, ...
❑ Autónomos
– Usan BD personales, a través de aplicación/paquete comercial específico
Usuarios finales
11
(Analistas de sistemas y Programadores de aplicaciones)
– Conocen perfectamente capacidades y recursos del SGBD
– Analistas
• Determinan necesidades de procesamiento de los usuarios finales (especialmente los paramétricos)
• Especifican conjuntos de operaciones que satisfacen esas necesidades
– Programadores
• Implementan estas especificaciones ⇨ Programas de aplicación
• Prueba, depuración, documentación y mantenimiento de programas
Ingenieros de software
12
Diseñan e Implementan paquetes software que:
• Facilitan diseño y uso de los SBD, y
• Permiten aumentar el rendimiento de los SBD
– Herramientas para
• Diseño de BD, de aplicaciones de BD, de interfaces de usuario...
• Creación de prototipos de aplicaciones de BD
• Realizar simulaciones y generar datos de prueba
• Supervisión de rendimiento del sistema
Desarrolladores de herramientas
13
▪ Los siguientes son los encargados del diseño, creación y operación del software y entorno del sistema
▪ No están interesados en el contenido de la base de datos
▪ Diseñadores e Implementadores del SGBD
– Diseñan e Implementan los Módulos e Interfaces del SGBD
▪ Operadores y Personal de mantenimiento
– del Entorno hardware y software del sistema de BD
OTROS USUARIOS A CONSIDERAR
VENTAJAS DEL USO DE UN SGBD
15
• Disminución y control de la redundancia de datos
– Procesamiento de ficheros ⇨ varias copias de la misma información
– Problemas debidos a la redundancia de datos
• Duplicación del trabajo
• Desperdicio de espacio de almacenamiento
• Obligación de evitar las inconsistencias de datos
• Evitar inconsistencias en los datos
– Sólo si existe redundancia y– se modifica un dato, actualizando algunas copias
– Soluciones:• Eliminación de Redundancia, • Redundancia Controlada y Propagación de Actualizaciones Automática
Ventajas del uso de un SGBD (1)
16
• Mantener la integridad
– Asegurar que la información es correcta=refleja fielmente el minimundo– ¿Cuándo se viola la integridad (no existe)?
• Si existe inconsistencia
• Si existe información imposiblefecha = 40 / MAYO / 1972• Si existe información que no se ajusta a la realidad, es decir falsa o errónea
Nº de teléfono de la policía = 063– ¿Cómo se evitan estas situaciones?
• Si los datos cumplen las Restricciones de Integridad ( RI )– Restricciones sobre tipos de datos
« el nombre de una persona es una cadena de hasta 30 caracteres »– Restricciones semánticas
« todo libro tiene una editorial » « cada libro tiene un título diferente del resto » « ningún libro puede prestarse a más de una persona al mismo tiempo »
Ventajas del uso de un SGBD
17
• Mantener la integridad (cont.)
– Las RI son identificadas durante el diseño de la BD
– Control de la Integridad: fundamental en SBD Multiusuario
– Verificación de Restricciones de Integridad en cada actualización de datos• Automática por el SGBD
fecha = 40 / MAYO / 1972• Mediante programas específicos
⇨ El SGBD debe permitir
- Definir (crear) las RI,
- Crear y ejecutar los programas de verificación
– A veces se puede almacenar información falsa sin violar restricciones de integridad:
título de libro = “El señor de los aniyos”
Ventajas del uso de un SGBD
18
• Aplicación de restricciones de seguridad ( RS )
– No todos los usuarios deberían poder acceder a toda la BD
– Objetivo: control de acceso selectivo1. Sólo usuarios autorizados2. Sólo a ciertas partes de la base de datos3. Sólo para realizar ciertas operaciones con los datos
– SGBD dispone de Subsistema de Seguridad y Autorización• Cuentas de usuario protegidas con contraseña (ok objetivo 1)• Restricciones de seguridad para cada cuenta (ok objetivos 2 y 3)
– SGBD fuerza el cumplimiento de las RS
– Otros controles de la seguridad serían:• Sólo el ABD usa el software de administración y monitorización del SBD• Un usuario paramétrico sólo accede a la BD a través del programa que usa• ...
Ventajas del uso de un SGBD
19
• Suministro de múltiples interfaces de usuario– Usuarios con diferentes niveles de conocimientos técnicos
– El SGBD debe ofrecer interfaces para todos ellos:
– Interfaces controladas por menú y de formularios = GUI
– Acceso a bases de datos a través de la web
Lenguajes de consulta usuarios ocasionales
Interfaces de lenguajes de programación programadores de aplicaciones
Formularios y comandos usuarios paramétricos
Interfaces controladas por menú y de lenguaje natural usuarios autónomos
Ventajas del uso de un SGBD
20
• Representación de relaciones complejas entre datos– Datos relacionados entre sí de diversas maneras
• « El registro (Planeta, ...) del fichero EDITORIAL se relaciona con 2 registros del fichero LIBRO: (..., El retrato de Dorian Gray, ...) y (..., Once minutos, ...) »
• « Cada registro de PRESTAMO se relaciona con un registro de PERSONA y con un registro de LIBRO »
• « Cada registro de AUTOR se relaciona con varios registros de LIBRO »
– SGBD debe permitir ...
• Representar relaciones entre los datos
• Obtener y Actualizar datos relacionados
« Obtener los títulos y editorial de los libros escritos por “Arthur Conan Doyle” »
« Obtener nombres y teléfonos de personas con libros prestados más de cinco meses »
Ventajas del uso de un SGBD
21
• Respaldo y Recuperación– Recuperación del sistema tras fallos del hardware o software
– Subsistema del SGBD encargado de respaldo y recuperación
SGBD
☹Programa de
ACTUALIZACIÓN de datosEstado
INICIAL
BD ok
Estado FINAL
BD ok
Continuación y Finalización Correcta
del programa
Restauración de la BD
“Deshacer” toda actualización de datos
hecha por el programa
BD KO !!
XOR
Ventajas del uso de un SGBD
22
• Datos compartidos actualizados– Datos disponibles para todos los usuarios– El cambio de datos por un usuario es visto inmediatamente por el resto– Subsistemas de control de concurrencia y recuperación del SGBD
• Flexibilidad
– SGBD permite cambios en la estructura de BD, sin afectar...
• Datos almacenados
• Programas de aplicación existentes
Cambios enRequisitos Nuevas Necesidades de datos
modificaciones en estructura de la BD
Otras ventajas del uso de un SGBD
23
• Rápida creación de nuevas aplicaciones
• Cumplimiento de reglas, normas o políticas de empresa– ABD establece normas para usuarios de la base de datos
• Intercambio de información y cooperación entre departamentos, proyectos...
– Estándares para• nombres y formatos de elementos de datos• documentación, formularios, informes ...
Diseño e implementación inicial costosos
APL-1
APL-3 APL-2
Otras ventajas del uso de un SGBD
24
• Hay situaciones en las que emplear un SGBD puede generar costes innecesarios, evitables con el procesamiento de ficheros– Costes adicionales debidos a...
• Gran inversión inicial en equipo, software y formación• Generalidad ofrecida por el SGBD para definir y procesar datos• Funciones de seguridad, control de concurrencia, recuperación, integridad
– Problemas adicionales si...• Diseñadores o ABD no han diseñado la base de datos apropiadamente• La implementación de las aplicaciones no es correcta
• Conviene utilizar procesamiento de ficheros si...– BD y aplicaciones son simples, bien definidas y no se espera que cambien– Requisitos de tiempo real que no se cumplirían por el coste extra del SGBD– No se necesita acceso multiusuario a los datos
1.1 Bases de datos y sus usuariosCuándo NO usar un SGBD
Tema 1. Sistemas de bases de datos25
• Objetivo del enfoque de BD: Visión abstracta de datos– Ocultar detalles de almacenamiento y mantenimiento
• Modelos de datos para conseguir abstracción– Modelo de Datos: conjunto de conceptos – Sirve para describir la estructura de la BD:
• Tipos de los datos• Relaciones entre los datos• Restricciones que deben cumplir los datos
– Incluye operaciones básicas para especificar lectura/modificación
– Tipos de modelos de datos• Según conceptos que ofrecen para describir la estructura de la BD
1.2 Conceptos y arquitectura del sistema de bases de datos
Modelos de datos, esquemas e instancias
Tema 1. Sistemas de bases de datos26
• Conceptos cercanos a cómo el usuario percibe la realidad (minimundo)
• Realidad descrita como entidades que se relacionan entre sí– Entidad: cosa | objeto | concepto del minimundo– Atributo: propiedad interesante de alguna entidad– Relación: asociación | vínculo | interacción entre entidades
• Modelo Entidad/Relación, MER (ERM, entity-relationship model) • Modelos Orientados a Objetos (UML, Unified Modeling Language)
Modelo CONCEPTUAL
de Datos
EsquemaConceptual
Mundo Real
1.2 Conceptos y arquitectura del SBD❑ Modelos de datos de alto nivel o conceptuales
Tema 1. Sistemas de bases de datos27
• Permiten describir la estructura lógica global: descripción de la implementación
• Conceptos entendibles por usuarios finales, pero no lejos de organización física de datos
• Ocultan detalles de implementación, pero conceptos implementables directamente en el sistema
• Los más utilizados en los SGBD comerciales actuales (ORACLE)
• Modelos basados en registrosRelacional, Red, Jerárquico
• Modelos orientados a objetos
– Modelos lógicos próximos a los conceptuales
1.2 Conceptos y arquitectura del SBD❑ Modelos de datos de representación o lógicos (1)
Tema 1. Sistemas de bases de datos28
MODELO RELACIONAL
1.2 Conceptos y arquitectura del SBD❑ Modelos de datos de representación o lógicos (y 2)
CLIENTE
CUENTA
nombre dirección ciudad cuentaGarcía, A Gran Vía, 6 Murcia 200López, B Ronda Norte, 3 Murcia 821Azorín, C Paseo Nuevo, 9 Valencia 505Pérez, C Plaza Mayor, 2 Valencia 505...
número saldo ...200 35505 40821 50...
Cada cliente sólo puede tener una cuenta a su nombre.Una cuenta puede tener más de un cliente como titular.
Tema 1. Sistemas de bases de datos29
• Conceptos que describen detalles de almacenamiento de los datos• Dirigidos a usuarios especialistas en informática
• Describen la estructura física de la base de datos:- Formato y ordenamiento de registros en los ficheros de datos- Tamaños de página, de bloque,...- Caminos (o estructuras) de acceso a los datos (ficheros índices, etc.) ...
1.2 Conceptos y arquitectura del SBD❑ Modelos de datos de bajo nivel o físicos
Tema 1. Sistemas de bases de datos30
Esquema = Descripción– Especificado en el diseño de la BD y rara vez modificado– Metainformación o metadatos
Diagrama del Esquema de la BD– Representación del esquema, en un modelo de datos– Compuesto de esquemas de tipos de registro (elementos del esquema) LIBRO
PRESTAMO
... Otra posible representación: LIBRO ( isbn, titulo, apAutor, nomEdit, año ) PRESTAMO ( idPer, idLib, fecha )...
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDEsquemas, instancias y estado de la base de datos
isbn titulo apAutor nomEdit año
idPer idLib fecha� Un diagrama de esquema sólo visualiza algunos aspectos del esquema, pero no muestra muchos otros: tipos de datos, relaciones entre elementos del esquema,...
Tema 1. Sistemas de bases de datos31
Una base de datos es un conjunto de datos reales relacionados que cambian continuamente
•Estado de la base de datos– Conjunto de datos que contiene la BD en un momento concreto
–Conjunto de instancias de los elementos del esquema de BD• 1 esquema ⬄ N estados
Estado Consistente (ok!!)– Satisface estructura y restricciones especificadas en esquema– SGBD asegura que todo estado de la BD sea consistente
Nomenclatura: Esquema = Intensión ; Estado = Extensión
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDEsquemas, instancias y estado de la base de datos
Tema 1. Sistemas de bases de datos32
Ayuda a conseguir– Separación entre
programas y datos– Múltiples vistas de
usuario
Nivel Externo(vistas)
...
Nivel Interno
Nivel Conceptual
...
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDArquitectura de tres esquemas de un SGBD
Arquitectura ANSI/X3/SPARC
•Recuperación eficiente de datos ⇨ estructuras de datos complejas para representar la información en la BD
•Complejidad oculta a través de niveles de abstracción
Tema 1. Sistemas de bases de datos33
•Nivel Interno
– Descrito mediante el Esquema Interno, el cual...• Define la estructura física de almacenamiento de toda la BD
– Tipos de registros almacenados,– Secuencia física de los registros, – Estructuras de almacenamiento (hashing,...),– Estructuras de acceso (indexación,...)– etc.
• Escrito utilizando un Modelo de Datos Físico
• Muy cercano al nivel físico pero no trata con registros físicos (bloques, páginas, …) ni con unidades como cilindros o pistas.
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDArquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (1)
Tema 1. Sistemas de bases de datos34
•Nivel Conceptual o Lógico
– Descrito mediante el Esquema Conceptual o Lógico...• Define la estructura lógica de toda la BD
– Entidades, Tipos de datos,– Relaciones, – Restricciones (integridad, seguridad,...)
• Oculta detalles físicos• Escrito usando un Modelo de Datos Conceptual o Lógico
– Actualmente se considera el uso de dos esquemas en este nivel:• Esquema Conceptual: organizativo, cercano al usuario• Esquema Lógico: cercano al SGBD
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDArquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (2)
Tema 1. Sistemas de bases de datos35
•Nivel Externo o de Vistas
– Descrito mediante Esquemas Externos
– Cada Esquema Externo o Vista...• Define la porción de la BD que interesa a un usuario
• Para el usuario, esa porción es la base de datos• Pueden existir múltiples vistas del mismo esquema conceptual• Varias vistas pueden solaparse entre sí• Escrito usando Modelo de Datos Conceptual o Lógico
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDArquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (3)
Tema 1. Sistemas de bases de datos36
•SGBD comerciales no distinguen del todo los 3 niveles– Algunos incluyen detalles físicos en el Esquema Conceptual (Lógico)– Usan el mismo modelo de datos para especificar
• Esquemas Externos (vistas) y • Esquema Conceptual (lógico)
•Los 3 niveles son descripciones de datos– Los datos reales sólo están en el nivel físico
•Correspondencia entre esquemas ⇦ SGBD (el ABD) – Externo ⬄ Conceptual– Conceptual ⬄ Interno
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDArquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (4)
Tema 1. Sistemas de bases de datos37
• Nivel Externo (Lenguaje de Programación “tipo Pascal”) tipo empleado = registro (no acceso al salario)
n_empleado: cadena(6); n_depto: cadena(4); fin;
• Nivel Conceptual (Lenguaje de definición de datos, LDD)EMPLEADO ( NUMERO_EMPLEADO CARACTER(6) CLAVE PRINCIPAL,
NUMERO_DEPARTAMENTO CARACTER(4) NO NULO, SALARIO NUMERICO(5) NO NULO )
• Nivel InternoEMP_ALMACENADO LONGITUD=20PREFIJO TIPO=BYTE(6), DESPLAZAMIENTO=0EMP# TIPO=BYTE(6), DESPLAZAMIENTO=6, INDICE=IEMPDEPTO# TIPO=BYTE(4), DESPLAZAMIENTO=12PAGA TIPO=PALABRA, DESPLAZAMIENTO=16
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDArquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (y 5)
Tema 1. Sistemas de bases de datos38
« Capacidad de modificar el esquema de un nivel sin tener que cambiar el esquema del nivel inmediato superior »
• Independencia lógica de datos
– Capacidad de modificar el esquema conceptual...• ampliar / reducir la BD• modificar restricciones
– ... sin alterar
• esquemas externos
• programas de aplicación
difícil de conseguir…
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDIndependencia de datos (1)
Tema 1. Sistemas de bases de datos39
• Independencia física de datos
– Capacidad de modificar el esquema interno...• reestructurar alguna estructura de almacenamiento • crear nuevas estructuras de acceso, etc. ⇨ mejorar rendimiento de la obtención/actualización
– ... sin alterar
• esquema conceptual
• programas de aplicación
es más fácil de lograr
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDIndependencia de datos (2)
Tema 1. Sistemas de bases de datos40
Pero... ¿cómo conseguir la independencia de datos?
•El Catálogo de SGBD incluye información sobre correspondencias entre esquemas⇨ Modificación del esquema de un nivel implica...
• cambios en la correspondencia entre niveles,• y el esquema del nivel superior no varía
☺ gracias a la Arquitectura de Tres Niveles
– Mantenimiento de las correspondencias entre niveles...• gasto extra en compilación / ejecución de programas • menor eficiencia del SGBD• Pocos SGBD implementan Arquit. de Tres Niveles completa
OK !!
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDIndependencia de datos (y 3)
Tema 1. Sistemas de bases de datos41
•LDD: lenguaje de definición de datos– Usado por ABD y diseñadores para especificar...
• Esquema Conceptual• Esquema Interno
– si SGBD sin separación estricta de niveles conceptual e interno• Correspondencias entre los anteriores
– Compilador de LDD: procesa sentencias escritas en LDD, para• identificar descripciones de elementos del esquema y • almacenarlas en el catálogo del SGBD
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDLenguajes e interfaces de bases de datosLenguajes del SGBD (1)
Tema 1. Sistemas de bases de datos42
•LDD: lenguaje de definición de datos (cont.)
CREATE TABLE Libro (isbn CHAR(10) PRIMARY KEY,titulo VARCHAR(60) NOT NULL UNIQUE,apAutor VARCHAR(15) NOT NULL,nomEdit VARCHAR(15) NOT NULL,año NUMERIC(4) ... );
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDLenguajes e interfaces de bases de datosLenguajes del SGBD (2)
Tema 1. Sistemas de bases de datos43
•LDA: lenguaje de definición de almacenamiento– En SGBD que distinguen entre niveles conceptual e interno, se usa...
• LDA para especificar Esquema Interno detalles de implementación de estructuras de almacenamiento y de acceso• LDD para especificar el Esquema Conceptual entidades + relaciones + restricciones• LDD o LDA para definir Correspondencias entre los anteriores
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDLenguajes del SGBD (3)
Tema 1. Sistemas de bases de datos44
•LDV: lenguaje de definición de vistas– Para conseguir Arquitectura de Tres Esquemas “verdadera”
– Usado para especificar• Esquemas Externos (o Vistas de usuario)• Correspondencias entre Vistas y el Esquema Conceptual
– No obstante, la mayoría de SGBD utilizan LDD para definir vistas
CREATE VIEW PrestamoLibro ASSELECT R.fecha, L.titulo, P.nombreFROM PRESTAMO R, LIBRO L, PERSONA PWHERE R.idLib = L.isbn AND R.idPer = P.id;
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDLenguajes del SGBD (4)
Tema 1. Sistemas de bases de datos45
•LMD: lenguaje de manipulación de datos– Obtención, Inserción, Eliminación y Modificación de datos– Dos tipos de DML: procedimental y declarativo
LMD procedimental, o de bajo nivel
– Qué datos obtener/manipular y cómo obtenerlos/manipularlos– Siempre debe estar empotrado en un LP–Es un LMD orientado a registros:
Obtiene un solo registro y lo procesa por separado» Necesita usar elementos del LP (ej. bucles) para...
– obtener registro a registro y– procesarlos individualmente
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDLenguajes del SGBD (5)
Tema 1. Sistemas de bases de datos46
LMD declarativo, o de alto nivel▪ Qué datos obtener para manipular y no cómo manipularlos▪ Usado para realizar operaciones complejas de BD... - Interactivamente -- Lenguaje de Consulta - Incorporado en un LP anfitrión (host) -- LMD Empotrado▪ Es un LMD orientado a conjuntos:
Obtiene/Actualiza muchos registros con una única sentencia
SELECT titulo, nomEdit, año FROM Libro WHERE apAutor = “Tolkien”; INSERT INTO Autor VALUES (“Jorge Luís”, “Borges”); DELETE FROM Prestamo WHERE idLib = 8420464988; UPDATE Persona SET telefono = 555111222 WHERE id = 1;
•SGBD comerciales actuales ofrecen único lenguaje integrado, mezcla de LDD, LDA, LDV y LMD (como SQL)
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDLenguajes del SGBD (y 6)
Tema 1. Sistemas de bases de datos47
•Programas escritos en un lenguaje (C++, Java, ...) anfitrión•Dos modos de ejecutar instrucciones LMD desde el lenguaje anfitrión:
– Usar Interfaz de Programa de Aplicación (conjunto de procedimientos)
• ODBC, Open Data Base Connectivity (definido por Microsoft para C),• JDBC, Java Data Base Connectivity
– Extender la sintaxis del lenguaje anfitrión para incorporar llamadas LMD dentro de los programas
• Instrucciones LMD precedidas de un carácter especial• El preprocesador de LMD convertirá estas instrucciones en
llamadas a procedimientos normales del lenguaje anfitrión
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDun apunte: acceso a BD desde programas de aplicación
Tema 1. Sistemas de bases de datos48
•Basadas en menús•Basadas en formularios•Gráficas•De lenguaje natural•Para usuarios paramétricos•Para el ABD (órdenes privilegiadas)
– Crear/eliminar cuentas de usuario y establecer autorizaciones– Establecer parámetros de ajuste del rendimiento del sistema– Modificación de esquemas y correspondencias– Acceso al catálogo– Reorganizar estructura de almacenamiento de la BD– Realizar/restaurar copias de seguridad– ...
1.2 Conceptos y arquitectura del SBDInterfaces del SGBD
Tema 1. Sistemas de bases de datos49
Arquitectura de los paquetes software de SGBD• Los actuales tienen un diseño modular, según una
arquitectura cliente-servidor (dos capas)
1.3 Estructura general del sistema de bases de datos
Módulos componentes de un SGBD (1)
•Programas de aplicación•Interfaces (GUI) de acceso a BD
•SGBD•BD
SERVIDOR
- Red de larga distancia (WAN)- Red de área local (LAN)- Líneas telefónicas- Dispositivos de comunicación
por satélite
USUARIOS
•Terminal •Estación de trabajo•PC
CLIENTE
Tema 1. Sistemas de bases de datos50
❑ Compilador de ConsultasSentencias LMD
interactivas
Análisis SintácticoOptimización
Compilador de Consultas
Procesador de Consultas
1.3 Estructura general del sistema de bases de datos
Módulos componentes de un SGBD (2)
Tema 1. Sistemas de bases de datos51
❑ Precompilador y compilador de LMD
Programa escrito en LP HOST + LMD embebido
Sentencias LMD Sentencias LP
Compilador de LMD
Compilador del LP HOST
Precompilador de LMD
Código Objeto (del
LP)
Código Objeto (del
LMD)
Enlazador
Transacción programada ejecutable
Procesador de Consultas
1.3 Estructura general del SBDMódulos componentes de un SGBD (3)
Tema 1. Sistemas de bases de datos52
❑ Compilador de LDD– Procesa definiciones de esquemas escritas en LDD– Almacena descripciones de los esquemas en el catálogo– Otros módulos del SGBD necesitan conocer estos metadatos
Definición de Esquema de BD escrito en LDD
Compilador de LDD
BDSO
1.3 Estructura general del SBDMódulos componentes de un SGBD (4)
Tema 1. Sistemas de bases de datos53
❑ Procesador de ConsultasSolicitudes de RECUPERACIÓN
y ACTUALIZACIÓN
Procesador de Consultas
Gestor de Datos Almacenados
BDSO
1.3 Estructura general del SBDMódulos componentes de un SGBD (5)
Tema 1. Sistemas de bases de datos54
Subsistemas de control de...
❑ Concurrencia y Recuperación - Gestor de transacciones• Asegurar consistencia y coherencia de datos frente actualizaciones
simultáneas de datos por múltiples usuarios• Detectar fallos o caídas del sistema• y Restaurar la BD a un estado consistente
❑ Integridad y Seguridad ¿Son correctas las actualizaciones de los datos?• Detectar violación de Restricciones de Integridad
• y realizar acción de recuperación de la integridad de datos
¿Se cumplen las restricciones de seguridad de acceso?• Comprobar las autorizaciones de acceso al SBD y a los datos
1.3 Estructura general del SBDMódulos componentes de un SGBD (6)
Tema 1. Sistemas de bases de datos55
❑ Gestor de datos almacenados y memoria intermedia– Control de acceso a información almacenada (datos y metadatos)– Puede emplear servicios básicos del SO para la transferencia de
datos a bajo nivel: disco ⬄ memoria principal
– Maneja los buffers de memoria (almacenam. intermedio)
Gestor de Datos Almacenados
BDSO
1.3 Estructura general del SBDMódulos componentes de un SGBD (7)
Tema 1. Sistemas de bases de datos56
•Estructuras de Datos
– Ficheros de datos en disco
– Catálogo: metadatos acerca de...Estructura de BD, Restricciones de Integridad y de Autorización, etc.
• Acceso Continuo por diferentes módulos del SGBD⇨ Necesario buen diseño e implementación ⇨ eficiencia
– Estructuras de acceso (agilizan el acceso a los datos)
– Datos estadísticos sobre los datos en la BD• Usados para optimización de consultas• Suele considerarse contenidos en el catálogo
BDSO
1.3 Estructura general del SBDMódulos componentes de un SGBD (y 8)
Tema 1. Sistemas de bases de datos57
SGBD = componente software más importante ¡ pero no es el único !
• Carga de datos– Intercambio de información entre BD de diferente tipo ( Oracle ↔ Access )
• Respaldo• Reorganización de ficheros de la BD
– Para mejorar rendimiento del sistema• Monitorización
– Vigilancia del funcionamiento del sistema y su rendimiento– Datos estadísticos que el ABD usa para tomar decisiones de ajuste y
mejora del sistema• Control de Accesos de usuario• Acceso al Diccionario de datos• Otras utilidades
– ordenamiento, compresión de ficheros, etc...
1.3 Estructura general del SBDUtilidades del sistema de bases de datos
Tema 1. Sistemas de bases de datos58
•Según el Modelo de Datos en el que está basado– Relacional, Red, Jerárquico, – Orientado a Objetos,– Objeto/Relacional, ...
•Según el nº de usuarios simultáneos– Monousuario – Multiusuario
•Según el nº de lugares en que se almacenan datos– Centralizado– Distribuido (SGBDD)
• SGBDD homogéneo: mismo software de SGBD en todos los sitios• SGBDD heterogéneo (ej. Multi-Base de Datos o BD Federadas)
•Según su propósito– de propósito General– de propósito Específico: construido para un tipo concreto de aplicaciones
Anexo 1. CLASIFICACIÓN DE LOS SGBD