Introducción a los sistemas de Bases de datos. Profesor: Msc. MIGUEL ANGEL NIÑO ZAMBRANO

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1 Capitulo 1 Introducción a los sistemas de Bases de datos Profesor: Msc. MIGUEL ANGEL NIÑO ZAMBRANO Programación: Tiempo Tópico 60 minutos Diapositivas y ejemplos 60 minutos Lecturas - Taller 120 minutos Total

2 Concepto de Base de Datos Dato: Conjunto de caracteres con algún significado, pueden ser numéricos, alfabéticos, o alfanuméricos. Información: Es un conjunto ordenado de datos los cuales son manejados según la necesidad del usuario Base de Datos: Conjunto auto descriptivo de datos interrelacionados entre si. 1-2 Especialización en Desarrollo de Soluciones Informáticas Concepto amplio de Base de Datos Es una colección de archivos interrelacionados, son creados con un DBMS. El contenido de una base de datos engloba a la información concerniente (almacenadas en archivos) de una organización, de tal manera que los datos estén disponibles para los usuarios, una finalidad de la base de datos es eliminar la redundancia o al menos minimizarla. Los tres componentes principales de un sistema de base de datos son: El hardware El software DBMS Los datos a manejar, así como el personal encargado del manejo del sistema. El Sistema Manejador de Base de Datos. (DBMS) es una colección de numerosas rutinas de software interrelacionadas, cada una de las cuales es responsable de una tarea específica. El objetivo primordial de un sistema manejador base de datos es proporcionar un contorno que sea a la vez conveniente y eficiente para ser utilizado al extraer, almacenar y manipular información de la base de datos. Todas las peticiones de acceso a la base, se manejan centralizadamente por medio del DBMS, por lo que este paquete funciona como interfase entre los usuarios y la base de datos. El Administrador de base de datos (DBA) es la persona o equipo de personas profesionales responsables del control y manejo del sistema de base de datos, generalmente tiene(n) experiencia en DBMS, diseño de bases de datos, Sistemas operativos, comunicación de datos, hardware y programación. Modelamiento de Bases de Datos Introducción a los Sistemas de BD 1-2

3 Evolución 1965 Grandes cantidades de datos producidos por la empresas. Se empezaron a crear bases de datos organizacionales. Avance tecnológico permitió resolver problemas de rendimiento y soporte multiusuario. Mejores programaciones. 70 s Necesidad de obtener Información táctica y estratégica de las Bases de Datos E.F. Codd publica el Algebra Relacional para el almacenamiento de grandes cantidades de datos Ashton Tate intrudujo el producto para microcomputadora DBase II y lo denominó DBMS Relacional. Poestriormente comprada por Borland La red de computadoras permitió el desarrollo de los modelos Cliente Servidor. 90 s Desarrollo de Bases de Datos de Procesamiento Distribuido. DBMS Orientados s Objetos (ODBMS). 1-3 Especialización en Desarrollo de Soluciones Informáticas Historia del desarrollo de Bases de Datos 1. A mediados de los 60 la tecnología de computadoras aun estaba en desarrollo. Sólo las grandes empresas podían utilizar los computadores para mejorar sus procesos de información. Esta información comenzó almacenándose en SPA, generando los problemas de Administración, integración de datos y complejidad de desarrollo. 2. Para resolver los problemas de integración se empezaron a programas sistemas organizacionales, los cuales centralizaban toda la información de inventarios, compras, clientes, etc. desarrollando sistemas transaccionales a nivel de todos los datos de la organización. 3. Lo anterior genero otros problemas de seguridad, vulnerabilidad de los datos y rendimiento. A medida que avanzaba el hardware y el software los programadores desarrollaron nuevos métodos para generar código más eficiente y confiable. 4. A mediados de los 70 las empresas se dieron cuenta que se podía obtener información táctica a corto plazo y estratégica a largo plazo de las bases de datos. En este momento las aplicaciones de bases de datos debían ser cargadas de lenguajes de procedimiento como COBOL y PL/I y cada vez que se necesitaba un informe debía ser a través de los programadores. 5. Cuando Codd publica su informe, inicia una verdadera revolución en la forma de ver y almacenar los datos, éstos ya se podían entender más conceptualmente y lo más importante es que cualquier usuario podía obtener información de los datos generando una consulta relacional. Sin embargo en su momento existió mucha resistencia por parte de las empresas en la confiabilidad y rendimiento de los sistemas de bases de datos que utilizaban el modelo relacional, por ello sólo hasta los 80 s, cuando las computadoras aumentaron su capacidad de procesamiento, éstos sistemas se volviweron importantes para el manjo de,lols datos. 6. Aunque DBase se vendió como un DBMS realmente no lo era, sólo hasta la versión DBase III Plus el programa tomo la funcionalidad de una verdadero DBMS. Dbase fue seguido por ORACLE. Focus e Ingres, posteriormente Paradox, Revelation, MDBS, Helix, etc. 7. Los sistemas C/S y Distribuidos crean nuevas ventajes para compartir y procesar los datos, pero a su vez crean nuevos problemas de seguridad y control. Modelamiento de Bases de Datos Introducción a los Sistemas de BD 1-3

4 Sistemas de Procesamiento de Archivos - SPA Sistemas de Procesamiento de Archivos - SPA Aplicación de de Clientes Archivos de Clientes Aplicación de de Compras Archivos de Compras Desventajas de los SPA: 1. Los datos están separados y aislados. 2. Con frecuencia, los datos están duplicados. 3. Los Programas de Aplicación dependen de los formatos de los archivos. 4. Con frecuencia, los archivos son incompatibles entre sí. 5. Es difícil representar los datos en el modo en que los usuarios los ven. 1-4 Especialización en Desarrollo de Soluciones Informáticas Sistemas de Procesamiento de Archivos Los primeros sistemas de evolución comerciales almacenaban grupos de registros en archivos separados y eran llamados sistemas de procesamiento de archivos. En la grafica se puede observar como para una misma aplicación de inventarios se tiene por separado las aplicaciones y sus archivos relacionados. Aunque los SPA representan una significativa mejora a los sistemas de registro de información manuales, se presentaron otros problemas relacionados con la integridad de la información, el control de redundancia de los datos y uno de los problemas más fuertes como la dependencia de los programas de aplicación con los datos. Esto último quiere decir que deben crearse programas y datos cada vez que se presentaba un nuevo requerimiento. Para solucionar los problemas comentados se desarrollaron los modelos de archivos Jerárquicos y de Red, los cuales lograron solucionar varios de los problemas pero a un coste de programación alto. Posteriormente el rendimiento de acceso y la seguridad de los datos fueron otros problemas que dieron origen a la creación de las bases de datos relaciónales. Modelamiento de Bases de Datos Introducción a los Sistemas de BD 1-4

5 Sistemas de Gestión de Bases de Datos - SGBD Aplicaciones base base de de datos datos SGBD SGBD ó DBMS DBMS Base de Datos Ventajas de las BD 1. Datos Integrados. 2. Menos Duplicación de Datos. 3. Independencia programa/datos. 4. Fácil Representación de la vista de datos de los usuarios. 5. Compartir datos Desventajas de las BD 1. Instalación Costosa. 2. Personal Especializado. 3. Ausencia de Estándares. 4. Larga y difícil puesta en marcha. 5. Rentabilidad a Mediano plazo 1-5 Especialización en Desarrollo de Soluciones Informáticas Ventajas de las BD Los Sistemas de Gestión de Bases de Datos SGBD son una gran evolución en el procesamiento de los datos. Estos se convierten en el puente entre los programas de aplicación de los suarios y los datos, de esta forma las aplicaciones son independientes de la forma en que esten almacenados e incluso en dónde se encuentre. Todos los datos se integran en un mismo medio denominado Base de datos, centralizando los datos y los programadores de interfases de aplicaciones no se preocupan por el acceso a los mismos sino por la lógica de los datos. Por otro lado la duplicación de datos se disminuye considerablemente y además están controlados son integridad referencial. Finalmente los lenguajes de acceso a datos como el SQL permite obtener los datos relacionados de una forma más sencilla que el los SPA. Desventajas de las BD La vulnerabilidad de la base de datos se puede considerar desventaja porque si la base de datos falla, entonces se bloque toda la información de la organización, por el contrario en los SPA si falla un modulo no bloquea el resto de módulos. Modelamiento de Bases de Datos Introducción a los Sistemas de BD 1-5

6 Componentes de un SGBD Usuarios Normales Programadores de Aplicaciones Usuarios Sofisticados Administrador de base de datos USUARIOS Interfaces de Aplicaciones Programas de Aplicación Consulta Esquema de base de datos Precompilador del LMD Código Objeto de los Programas de Aplicación Compilador del LMD Motor de Evaluación de Consulta Intérprete del LDD Procesador de consultas SGBD Gestor de Transacciones Gestor de Memoria Intermedia Gestor de Almacenamiento Gestor de Archivos ALMACENAMIENTO Archivos de datos Índices Datos estadísticos Diccionario de Datos BASE DE DATOS 1-6 Especialización en Desarrollo de Soluciones Informáticas Estructura de Un Sistema de Bases de Datos Como se puede apreciar un sistema de base de datos se divide en tres componentes esenciales: Los Usuarios, el SGBD y la base de datos misma. Estos tres elementos interactúan constantemente entre si para formar el sistema de bases de datos. Definición de Base de datos Es un conjunto autodescriptivo de registros integrados y persistentes. Al decir que es auto descriptiva se refiere a que almacena información acerca de la información del usuario final (diccionario de datos). Los registros integrados se refiere a que una base de datos no solo contiene los registros de archivos sino que los relaciona entre si son metadatos, índices y metadatos de aplicación. Por otro lado también se debe considerar que una base de datos es un modelo de un modelo, esto quiere decir que la BD almacena la información del modelo del usuario y de los programadores de la BD que tienen sobre la realidad a la cual almacenad esos datos. Definición de DBMS Un Data Base Manager System es un conjunto de aplicaciones que permiten comunicar e interactuar a los usuarios con la base de datos, entre sus principales funciones están proveer al usuario herramientas para el diseño de las BD y ejecutar las consultas a las BD. Modelamiento de Bases de Datos Introducción a los Sistemas de BD 1-6

7 ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASES DE DATOS - SBD Los usuarios a su vez pueden ser usuarios normales, programadores de aplicaciones, usuarios sofisticados y el administrador de la base de datos. Los usuarios normales acceden la base de datos a través de interfaces de aplicación, especialmente diseñadas para proveer un cierto tipo de información de la bases de datos. Los programadores de aplicaciones son usuarios que están desarrollando aplicaciones y por ello interactúa con otros programas de aplicación o directamente ala BD con los compiladores del SGBD. Finalmente los Administradores trabajan directamente en la bases de datos definiendo políticas de seguridad y acceso, además de otros procesos administrativos. El Sistema de Gestión de Bases de Datos SGBD o DBMS en siglas inglesas esta compuesto principalmente por tres elementos: El Motor DBMS, las herramientas de Diseño y las herramientas de Ejecución. En la ilistración anterior el motor esta en el procesador de consultas y el gestor de almacenamiento. Las herramientas de diseño aunque no se presentan en el gráfico, generalmente vienen con los motores para permitir a los usuarios desarrolladores crear tablas, formas, consultas y reportes. Finalmente las herramientas de ejecución son todos los elementos que permiten ejecutar consultas, formas, reportes y demás elementos de ejecución de programas, esto se hace fundamentalmente en los compiladores de Lenguaje de Manipulación de Datos LMD y Lenguaje de Deficinión de Datos LDD. La Base de Datos esta compuesta por: Datos del Usuario, Metadatos, índices y otros datos del sistema y metadatos de aplicación. Estos elementos permiten almacenar toda la información necesaria de los usuarios y el mismo diccionario de datos para el usos del SGBD y los usuarios avanzados y administradores de la base. Finalmente, el trabajo del sistema de bases de datos es así: Los usuarios realizan peticiones al SGBD a través de Interfases o aplicaciones, éstas peticiones pueden ser consultas de manipulación de datos o de definición de datos, dependiendo de la consulta se utilizan los compiladores adecuados, generalmente las consultas se optimizan antes de ejecutarse y si es necesario actualizar o leer datos se comunica con el gestor de almacenamiento el cual establece la comunicación a la base de datos y escribe y lee los datos necesarios, si las consultas llevaban elementos transaccionales en este punto se realizan las mismas. Finalmente se devuelven los datos a los usuarios través de las interfases o aplicaciones de la base de datos. Modelamiento de Bases de Datos Introducción a los Sistemas de BD 1-7

8 Preguntas de Repaso A que se debe la evolución de las bases de datos como se conocen hoy en día? Cuáles son los problemas que enfrentaron los SPA? Cuáles son las ventajas y desventajas de las bases de datos relaciónales? Cuáles son los principales componentes de un Sistema de bases de datos? 1-8 Especialización en Desarrollo de Soluciones Informáticas Material De profundización Lecturas Obligatorias 1. Bases EDSI\03-Material Bibliografico\Resumenes y Lecturas\01-Generalidades de Bases de Datos.pdf. 2. Bases EDSI\03-Material Bibliografico\Resumenes y Lecturas\02-Introducción a las Bases de Datos.pdf. 3. Bases EDSI\03-Material Bibliografico\Resumenes y Lecturas\03-VentajasDesventajasBD.pdf 4. Bases EDSI\03-Material Bibliografico\Resumenes y Lecturas\04-Funciones de un SGBD. Lecturas Recomendadas Libros 1. Date, Cj. Introducción a los Sistemas de Bases de Datos. Cap 1: Conceptos Básicos. 2. De Miguel, Adoracion; Piattini, Mario. Diseño de Bases de Datos Relacionales. Cap 1: Modelo de Datos. Lecturas Recomendadas Web 1. Sistemas de Bases de Datos. \Bases EDSI\03-Material Bibliografico\Web de Bases de Datos\base de datos relacionales\capitulo1\capitulo1.html 2. Introducción. \Bases EDSI\03-Material Bibliografico\Web de Bases de Datos\bases de datos\node2.html. Modelamiento de Bases de Datos Introducción a los Sistemas de BD 1-8

9 Taller 1: Introducción Realizar el Taller 1 Conceptos Básicos de Bases de Datos. 1-9 Especialización en Desarrollo de Soluciones Informáticas Para realizar este taller debe haber realizado las lecturas obligatorias. Modelamiento de Bases de Datos Introducción a los Sistemas de BD 1-9

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