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8/17/2019 Introducción Bases de Datos.pdf

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Parte 1 – Introducción


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Porque usar bases de datos?


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Porque usar bases de datos?

Para ayudar a las personas a llevar un registro deinformación relevante en diferentes actividades de

interés diarias◦ Comercial (clientes, productos, inventarios, puntos deventa, contabilidad)

◦ Finanzas (clientes, depósitos, retiros, estado de cuenta)◦ Servicios médicos (pacientes, historial)◦ Educación (matrícula, kardex)


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Un sistema de gestión de bases de datos (SGBD)se define como una colección de datosinterrelacionados y un conjunto de programaspara acceder a dichos datos

La colección de datos, normalmente denominadabase de datos, puede contener informaciónacerca de un producto o servicio en particular

El primer objetivo de un SGBD es proporcionar un

entorno que sea tanto práctico como eficiente deusar en la recuperación y el almacenamiento de lainformación de la base de datos


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Para poder entender la importancia de las bases dedatos en la actualidad es necesario mencionaralgunas características de los sistemas previos a laaparición de las bases de datos

Los primeros sistemas de información almacenabangrupos de registros en archivos separados

Dichos sistemas eran conocidos como sistemas deprocesamiento de archivos los cuales representaron

el primer intento para automatizar procesos que sevenían haciendo de forma manual


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La figura muestra dos sistemas de procesamientode archivos

Programa paraprocesar ingresos

Programa paraprocesar egresos

Archivo deingresos

Archivo de

egresos


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Algunos de los problemas o inconvenientes quepresentaba este tipo de sistemas se encuentra◦ Redundancia e inconsistencia de datos◦ Los datos están separados y aislados◦ Dificultad en el acceso de datos◦ Anomalías en el acceso concurrente◦ Problemas de seguridad

Estas y otras desventajas dieron comienzo aldesarrollo de SGDBs


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Poca eficiencia en el manejo de listas (Ejemplo:Excel)◦ Actualizar el teléfono de un cliente con varios registros◦ En caso de borrar un registro, se pierden otros datos

Los programas de aplicación dependen de losformatos de los archivos

Manejo de versiones al compartir la lista


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El objetivo de un sistema de base de datos essimplificar y facilitar el acceso a una gran cantidadde datos

La gestión de los datos implica tanto la definiciónde estructuras para almacenar la informacióncomo la provisión de mecanismos para lamanipulación de la información

Un sistema de base de datos proporciona a losusuarios una visión abstracta de los datos


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La figura muestra un sistema de información conbase de datos (SGBD)

Programas de Aplicación

Programas de

Aplicación

DBMS Base dedatos

ASPJSPC++PHPPL/SQLVisual Basic


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Los componentes principales de un sistema deinformación con base de datos

1. Usuarios2. Aplicaciones3. Sistema de administración de base de datos

(DBMS)4. Base de datos

a. Datos de usuario

b. Índicesc. Metadatosd. Stored Procedures, Triggers, etc.


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Administrador de la base de datos◦ Responsable de mantener el control tanto de los datos

como de los programas que acceden a esos datos◦ Crea el esquema original de la base de datos◦ Define estructuras de almacenamiento

Programadores de aplicaciones Usuarios especializados

Usuarios normales


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Bases de datos relacionales◦ IBM DB2◦ Oracle Oracle◦ Microsoft SQLServer◦ Código abierto MySQL

Sistemas distribuidos emergentes con capacidadde almacenamiento◦ Amazon◦ Google


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El término base de datos por si solo tiene variasinterpretaciones y elementos

Una base de datos es un modelo del modeloreferente a las actividades de un negociorealizadas por un grupo de usuarios

Una base de datos es autodescriptiva, es decir,además de los datos fuente del usuario también

contiene una descripción de su propia estructura


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Dicha descripción se le conoce como diccionariode datos (directorio de datos o metadatos)

Debido a que la mayoría de los sistemas de basede datos están diseñados para almacenar ymanejar tablas, los metadatos son a su vezalmacenados en forma de tablas

Dichas tablas se le conoce como tablas del

sistema


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Al ser autodescriptiva, una base de datos haceposible que exista la llamada independencia dedatos y programas

Una base de datos también incluye índices loscuales se utilizan principalmente para

1. Representar las relaciones entre los datos2. Mejorar el desarrollo de las aplicaciones de la

base de datos


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Existen varios niveles de abstracción pararecuperar y representar datos de una maneraeficiente

Nivel físico Nivel mas bajo de abstracción que describecomo se almacenan realmente los datos

Nivel lógico Siguiente nivel de abstracción que describequé datos se almacenan en la base de datosy que relaciones existen entre esos datos

Nivel de vistas Nivel mas alto de abstracción que solo

describe una parte de la base de datos. Sedefinen varias vistas de una base de datos.


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Las bases de datos van cambiando a lo largo deltiempo conforme la información se inserta y borra

La colección de información almacenada en labase de datos en un momento particular se llamauna instancia de la base de datos

El diseño completo de la base de datos se leconoce como el esquema de la base de datos


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La modelación de datos es la parte fundamentalde cualquier estructura de base de datos

La modelación de datos se define como unacolección de herramientas conceptuales paradescribir◦ Los datos◦ Las relaciones entre los datos◦ La semántica de los datos◦ Las ligaduras de consistencia (constraints)


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Los datos se modelan de acuerdo su tipo y uso endiferentes aplicaciones

Operacionales/transaccionales◦ Datos que son parte de transacciones para consultar o

actualizar cierta información en la base de datos

Business Intelligence◦ Datos que son utilizados para realizar estudios o análisis

dentro de cierto contexto o aplicación de los mismos

Metadatos◦ Datos que son empleados para representar y administrar

datos


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Algunos de los beneficios que se obtienen de unaeficiente modelación de datos se encuentra

1. Mayor consistencia en los datos2.

Establece una estructura básica (esquema de labase de datos) sobre la cual se puedendesarrollar nuevas estructuras, elementos yprogramas de apoyo de forma más ágil

3. Beneficia al desempeño de la base de datos encondiciones normales de operación


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Los diferentes modelos de datos que se hanpropuesto se clasifican en tres grupos diferentes:

1. Modelos lógicos basados en objetos2.

Modelos lógicos basados en registros3. Modelos físicos


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Los modelos lógicos basados en objetos se usanpara describir datos en los niveles lógico y devistas

Algunos ejemplos de este tipo de modelos son◦ Modelo entidad-relación

◦ Modelo orientado a objetos◦ Modelo de datos semántico◦ Modelo de datos funcional


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Esta basado en una percepción del mundo realque consta de una colección de objetos básicosllamados entidades y de relaciones entre estosobjetos

Una entidad es un objeto en el mundo real que esdistinguible de otros objetos

Las entidades se describen en una base de datos

mediante un conjunto de atributos


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Una relación es una asociación entre variasentidades

El conjunto de todas las entidades del mismo tipoy el conjunto de todas las relaciones del mismotipo se denominan conjunto de entidades yconjunto de relaciones, respectivamente

La correspondencia de cardinalidades expresa el

número de entidades con las que otra entidad sepuede asociar a través de un conjunto derelaciones


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La totalidad de estructuras lógicas de una base dedatos se puede representar por medio de undiagrama E-R que consta de los siguientescomponentes:◦ Rectángulos representan entidades◦ Elipses representan atributos◦ Rombos representan relaciones entre conjuntos de

entidades◦ Líneas que unen los atributos con entidades y entidades

con relaciones


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Al igual que el modelo E-R, el modelo orientado aobjetos esta basado en una colección de objetos

Un objeto contiene variables de instancia ymétodos

Los objetos que contienen los mismos tipos devariables y los mismos métodos se agrupan juntosen clases

Una clase se puede ver como una definición detipo para los objetos


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La base de datos se estructura en registros deformato fijo de diferentes tipos

En cada tipo de registro se define un número fijode campos o atributos, y cada campo tienenormalmente una longitud fija

Los 3 modelos basados en registros mayormenteutilizados son◦

Modelo relacional◦ Modelo de red◦ Modelo jerárquico


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Emplea una colección de tablas para representartanto los datos como las relaciones entre esosdatos

Cada tabla tiene varias columnas y cada columna

tiene un nombre úniconumero_cuenta nombre domicilio telefono

101102103104105

GonzálezGarzaCantúRodríguezPérez

Avenida 1 Avenida 2 Avenida 3 Avenida 4 Avenida 5

8300000183000002830000038300000483000005

numero_cuenta saldo

101102103

104105

110.0120.0130.0

140.0150.0

Tabla clientes

Tabla saldos


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Un sistema de bases de datos utiliza 2 tipos delenguajes para realizar las siguientes funciones:

Lenguaje de definición de datos (Data DefinitionLanguage DDL) para especificar el esquema de labase de datos

Lenguaje de manipulación de datos (DataManipulation Language DML) para expresar las

consultas y actualizaciones de la base de datos


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Un esquema de base de datos se especificamediante un conjunto de definiciones expresadasen el lenguaje de definición de datos (LDD)

El resultado de la compilación de las instruccionesdel LDD es un conjunto de tablas que sealmacenan en un archivo especial llamadodiccionario de datos o directorio de datos


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Un diccionario de datos es un archivo quecontiene metadatos (datos acerca de los datos)los cuales incluyen:◦ El esquema de la base de datos◦ Ligaduras de consistencia (integrity constraints), por

ejemplo, el campo numero_cuenta identifica de maneraúnica cada cliente (Primary Key)

create table clientes (numero_cuenta char(5),

nombre varchar(50),domicilio varchar(50),

telefono varchar(10))


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Es un lenguaje que permite a los usuariosacceder o manipular los datos organizadosmediante el modelo de datos implementado

La manipulación de datos comprende lassiguientes funciones en la base de datos:◦ La recuperación de información almacenada◦ La inserción de información nueva◦ El borrado de información◦ La modificación de información almacenada


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Existen 2 tipos de lenguajes de manipulación dedatos (LMD)

LMD procedimentales los cuales requieren que elusuario especifique que datos se necesitan ycomo obtenerlos

LMD no procedimentales los cuales requieren queel usuario especifique que datos se necesitan sin

especificar como obtenerlos


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Los LMD no procedimentales son mas fáciles deaprender y usar

Una consulta es una instrucción de solicitud pararecuperar información

La parte de un LMD que implica recuperación deinformación se llama lenguaje de consultas

En ocasiones es común usar como sinónimos

LMD y lenguaje de consultas SQL es el lenguaje (no procedimental) de

consultas mas utilizado


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Una transacción es una colección de operacionesque se lleva a cabo como una función lógicasimple en una aplicación de bases de datos

Cada transacción es una unidad de atomicidad yconsistencia

Por ejemplo, suponer que una transacción implicatransferir fondos de una cuenta A a una cuenta B

Por atomicidad se entiende que la transaccióndebe ocurrir por completo o no ocurrir en absolutomanteniendo así su consistencia de valores


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Es responsabilidad del programador definir lasdiferentes transacciones apropiadamente, de tal formaque cada una preserve la consistencia de la base dedatos

Es decir, si la base de datos era consistente cuando

una transacción comenzó, entonces la base de datosdebe ser consistente cuando la transacción terminecon éxito

Cuando varias transacciones actualizan la base dedatos concurrentemente, es responsabilidad del

gestor de control de concurrencia controlar lainteracción entre las transacciones concurrentes paraasegurar la consistencia


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Un gestor de almacenamiento se define como unprograma que proporciona la interfaz entre losdatos de bajo nivel en la base de datos y losprogramas de aplicación y consultas

La gestión de almacenamiento transforma lasdiferentes instrucciones LMD a órdenes de unsistema de archivos de bajo nivel

Así, el gestor de almacenamiento es responsabledel almacenamiento, recuperación y actualizaciónde los datos en la base de datos


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Algunos ejemplos de software utilizado en lamodelación de datos son

1. MySQL Workbench2. ERWIN3. Visio4. Designer/20005. Rational Rose


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Entre otras cosas, MySQL Workbench es unaherramienta de apoyo que permite

1. Diseñar un modelo de datos para una aplicaciónnueva o bien poder visualizar el modelo quecorresponde a una base de datos ya existente

2. Monitorear el desempeño de la implementacióndel modelo

3. Llevar un control de versiones


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El diseño de una aplicación con base de datosimplica definir varios aspectos o detalles

Diseño lógico es aquel en donde se define elesquema de la base de datos

Lo anterior requiere, entre otras cosas, que seobtenga una representación adecuada de lainformación por medio de una colección de

entidades y relaciones dentro de cierto dominio deaplicación


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Fase Base de datos Aplicación

Requerimientos 1. Crear el modelo2. Especificar elementos

y sus tipos de datos3. Definir reglas y

validaciones

Determinarrequerimientos

Diseño 1. Tablas2. Claves primarias y

foráneas3. Índices4. Constraints, stored

procedures, triggers

Formas, reportes,diseñar aplicación

Implementación 1. Crear tablas yrelacionarlas2. Validar relaciones

usando constraints3. Escribir stored

procedures4. Capturar información

1. Crear formas2. Crear reportes3. Crear consultas4. Escribir código de la

aplicación5. Probar

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