BASE DE DATOS

Unidad I. El mundo de las Base de Datos y los sistemas Manejadores de Bases de Datos

Facilitador: Ing. Ramn Carrasquero

Historia

Sistemas de Archivos

Campo: Unidad mnima de

almacenamiento.

Registro: Conjunto de campos

relacionados.

Archivo: Conjunto de registros

relacionados.

Carpeta: Conjunto de

archivos relacionados.

DATOS PROCESOS INFORMACIN

Etapas del Diseo de un Programa

Archivo

Historia

Sistemas de Archivos

Desventajas:

Inconsistencia y Redundancia de los datos:

Se mantienen copias mltiples de los datos

Dificultad para acceder a los datos:

Los archivos estn separados unos de otros, no se pueden combinar fcilmente.

Carencia o prdida del Control de Concurrencia:

En el caso de accesos mltiples.

Carencia o prdida de la Seguridad de los datos:

nicamente se cuenta con la seguridad que el Sistema Operativo ofrece.

Dificultad para definir Reglas de Integridad de los datos:

Es difcil mantener las reglas de integridad. Por qu?

Procesamiento

de

Clientes

Archivo

de

Clientes

Procesamiento

De

Ventas

Archivo

de

Ventas

Usuario del

Archivo de Clientes

Usuario del

Archivo de Ventas

Por cada Venta se guarda la informacin

del cliente correspondiente: Redundancia

Historia

Sistemas de Archivos

Historia

Bases de Datos

Por qu

Surgieron?

Capacidades

Manejo de persistencia.

Soporte por lo menos de un modelo de datos.

Soporte de un lenguaje de alto nivel que permite manipular y definir la estructura de la informacin.

Control de acceso.

Evitar inconsistencias y minimiza la redundancia al compartir la informacin

Por la necesidad de

solucionar las debilidades

de los sistemas

de archivos

Historia

Bases de Datos

Empleados

Clientes

Inventario

VentasCuentas

Dpto. PersonalDpto. Ventas Dpto. Contabilidad

SGBD

Empleados

Clientes

Ventas

Inventario

Cuentas

BASE DE DATOS

Ahora..

Personal

Ventas

Contabilidad

Antes..

Coleccin disponible de

informacin

Conceptos Bsicos

Bases de Datos

Una base de datos es un conjunto

estructurado de datos coherentes

Coleccin organizada en subconjuntos, en funcin de

relaciones entre las diferentes informaciones

(estructura lgica)

Conceptos Bsicos

Bases de Datos

Una base de datos es un conjunto

estructurado de datos coherentes

No hay contradiccin entre los

datos relacionados, no hay prdida

de informacin, aun sabiendo que

hay una utilizacin compartida de

los datos entre varios usuarios

Conceptos Bsicos

Bases de Datos

Una base de datos es un conjunto

estructurado de datos coherentes

Conceptos Bsicos

Ventajas de utilizar Bases de Datos

Normalizar los datos: Es una metodologa que permite minimizar entre otras cosas laredundancia de datos, agiliza y garantiza la actualizacin de estos.

Evitar redundancia de datos: Estos se guardan en un nico lugar y cuando existe lanecesidad de acceder a ellos, se hace por medio de relaciones entre los mismos.

Evitar inconsistencias de datos: Dado que las bases de datos utilizan transacciones se puedegarantizar prcticamente la inexistencia de inconsistencias de datos.

Garantizar la integridad de los datos: Como se evita la redundancia de datos y lainconsistencia y se manejan transacciones, la integridad est garantizada. El concepto bsico

de integridad es que la informacin obtenida de la base de datos es correcta en todo momento.

Garantizar la seguridad de los datos: Debido a que los accesos a la base de datos tanto parausuarios como para aplicaciones estn dados por medio de permisos, si estos ltimos estn

bien definidos nadie podr ingresar a ningn lugar que no le est permitido ni acceder a un

conjunto de datos que no le est permitido.

Compartir los datos: Dado que todos los datos de una base de datos se almacenan en unmismo lugar lgico (la base de datos) estos se pueden compartir sin problema entre distintos

usuarios y aplicaciones.

Facilidad de modificar los datos: Como se evita la redundancia de datos y estos se guardanen un nico lugar es ms fcil poder realizar modificaciones sobre ellos.

Conceptos Bsicos

Sistema de Gestin de Bases de Datos(SGBD)

Un Sistema de Gestin de Bases de

Datos (SGBD) es un software que

permite manipular las bases de datos

ConstruirUtilizar Mantener Reorganizar

Conceptos Bsicos

Sistema de Gestin de Bases de Datos(SGBD)

Propiedades fundamentales

Independencia de los datos. Acceso eficiente a los datos.

Integridad y seguridad de los datos.

Administracin de los datos. Acceso concurrente y recuperacin en caso de crash .

Los SGBD deben cumplir con las propiedades ACID para las transacciones:

Atomicity (Atomicidad: las transacciones son atmicas)

Consistency (Consistencia: una transaccin transforma un estado consistente de la BD en otro)

Isolation (Aislamiento: las transacciones estn aisladas entre si)

Durability (Durabilidad: despus que una transaccin ha sido confirmada ella persiste)

Conceptos Bsicos

Funciones y Componentes principales de un SGBD

13

DDL: lenguaje de definicin de datos

DML: lenguaje de manipulacin de datos

Fuente: Introduccin a los sistemas de bases de datos C.J. Date

Procesador DDL

Procesador DML

Procesador Lenguaje Consulta

Esquemasexternos

Datosy

Metadatos

Base de datos

PeticionesDML planeadas

Peticionescompiladas

Peticionesoptimizadas

Optimizador

PeticionesDML No planeadas

Esquemas ytransformaciones

Manejador de transacciones

Manejador de almacenamiento

Conceptos Bsicos

Componentes Funcionales de un SGBD

14

Metadatos o Diccionario de Datos (D.D): Contiene el esquema de la B.D, los usuarios, los permisos de acceso.

Optimizador de consultas: Define el plan de ejecucin de operacionessolicitadas por los usuarios, de tal manera que se lleven a cabo de lamanera ms eficiente posible.

Manejador de transacciones: Controla el acceso y la concurrencia deoperaciones.

Manejador de almacenamiento: tiene dos componentes:

Manejador de archivos recupera desde disco los bloques quecontienen la informacin solicitada por una transaccin. Manejador de buffer mantiene en memoria principal la informacinms usada y decide cuando llevar a disco alguno de sus bloques.

Conceptos Bsicos

Funciones de un SGBD

15

Soporta DML: Lenguaje para actualizacin, almacenamiento y recuperacin

de datos

Ofrece optimizacin en la bsqueda de la informacin

Soporta DDL : Lenguaje para definir los datos

Metadatos (DD): Catlogo autodescriptivo, informacin sobre los objetos

existentes en el sistema Datos sobre los datos

Conceptos Bsicos

Abstraccin de Datos

El SGBD debe recuperar los datos eficientemente, para ello los desarrolladores ocultan la

complejidad de datos en niveles de abstraccin:

Nivel fsico (ndices)

Como se almacenan los datos realmente. Estructuras de datos complejas de bajo nivel.

Nivel conceptual (estructura) Que datos se almacenan en la base de datos, y su relacin.

Nivel de visin (vistas)

El usuario puede acceder solo a parte de los datos. El sistema proporciona vistas para la base de datos.

Conceptos Bsicos

Abstraccin de Datos

Conceptos Bsicos

Abstraccin de Datos

Nivel de Visin

18

Es el ms externo. Es el ms cercano a los usuarios finales.

Representa una percepcin de la base de datos por parte de los usuarios finales.

Ofrece tantas visiones como tipos de usuarios Cada visin de usuario final se puede caracterizar como un subesquema.

Cada visin puede proporcionar diferentes

representaciones de los mismos datos

Visin Vendedor

Fechas con formato: (dd-mm-yy)

Visin Contador

Fechas con formato: (yyyy-dd-mm)

BD

Conceptos Bsicos

Abstraccin de Datos

Nivel de Visin

Algunas visiones de usuario pueden incluir:

Datos Agrupados:

Totales por Dpto.

Datos Derivados:

Sueldo total = bsico + comisin

Datos Calculados:

Edad de una persona (inferida a partir de su fecha de Nacimiento)

Conceptos Bsicos

Abstraccin de Datos

Nivel Conceptual

Mediador entre los otros dos niveles.

Se ocupa de los datos almacenados en la base de datos fsica y las relaciones.

entre ellos.

Descripcin semntica de los datos que conforman la base de datos.

Soporta a cada visin de usuario externa.

Es una visin completa de todos los requerimientos y elementos de inters para

la organizacin.

Debe incluir restricciones sobre los datos.

La descripcin del nivel conceptual no debe tener detalles dependientes del

almacenamiento.

Tiene asociado un lenguaje de alto nivel.

Conceptos Bsicos

Abstraccin de Datos

Nivel Fsico

Interno

Ms cercano a la mquina

Interesa al Administrador y al usuario Especialista

Esquema fsico: Descripcin y tipos de datos: tamao y precisin, tipos de

ndices y de estructuras de almacenamiento concretas que se manejan, de

acuerdo con un SGBD particular

Describe cmo los datos son almacenados en trminos de estructuras de datos

particulares

Se encarga de:

Reservar espacio para datos e ndices

Compresin de datos

Tcnicas de encriptamiento de datos

Conceptos Bsicos

Independencia de los Datos

Permite modificar la definicin de un nivel sin afectar el nivel inmediatamente superior

Sin independencia de datos se requerira mucho esfuerzo para cambiar las aplicaciones de

tal forma que se adaptasen a la nueva estructura de la base de datos.

Hay dos tipos: fsica y lgica

Fsica:

Es la inmunidad quetienen los usuarios ylas aplicaciones antelos cambios en laforma de almacenarfsicamente los datos.

Conceptual o lgica:

Es la inmunidad queposeen los usuarios ylas aplicaciones antelos cambios en laestructura lgica de labase de datos

Conceptos Bsicos

Independencia de los Datos

Independencia Fsica:

Se presenta entre el nivel conceptual y el nivel fsico. Un cambio en el esquema fsico (usar otras estructuras de almacenamiento) no conduce a cambios en el esquema conceptual

Ej. Cambio en la forma de almacenar un ndice

Inmunidad del esquema conceptual ante cambios del esquema fsico

Capacidad de modificar el esquema

fsico sin que tengamos que modificar

los programas de aplicacin.

Conceptos Bsicos

Independencia de los Datos

Independencia Conceptual o Lgica: Se presenta entre el nivel de visin y el nivel conceptual. Significa que un cambio en el nivel conceptual no debe conllevar a un cambio en el nivel de visin.

Es ms difcil de lograr. Por qu? Algunos de los posibles cambios en el nivel conceptual:

Adicin de nuevos elementos (atributos, entidades etc.). Eliminacin de elementos Puede afectar a los subesquemas externos.

Capacidad de modificar el esquema

conceptual sin que tengamos que

modificar los programas de aplicacin.