Catedra de Base de Datos

Transcripción

1 Catedra de Base de Datos Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología Universidad Nacional de Tucumán Ciclo Lectivo 2018

2 El algebra relacional es un conjunto de operaciones que describen paso a paso como calcular una respuesta sobre las relaciones componiendo un lenguaje formal basado en operadores y que utiliza para ello relaciones Tipificación En las operaciones binarias existen restricciones referidas al GRADO(atributos) o a la CARDINALIDAD(tuplas). Por lo que cada Relación seria una tabla bidimensional en donde cada renglón o tupla, tiene datos que pertenecen a alguna cosa, y en donde cada columna o atributo pertenecen a esta tabla.

3 Operador Selección Se encuentra simbolizado mediante σ, permite seleccionar un subconjunto de tuplas de una relación (R), todas aquellas que cumplan la(s) condición(es) P, esto es: σ P (R) Ejemplo: Tenemos la siguiente Tabla σ Fecha_Alta '01/01/1998' (Clientes) NroCli Nombre Fecha_Alta Saldo 1 Enrique 14/09/ German 19/12/ Alejandro 02/01/ NroCli Nombre Fecha_Alta Saldo 4 Alejandro 02/01/

4 Operador Proyección Se encuentra simbolizado mediante π, permite extraer columnas (atributos) de una relación, dando como resultado un subconjunto vertical de atributos de la relación, esto es: Ejemplo: Tenemos la siguiente Tabla Π A1,A1,,An donde A1, A2,, An son atributos de la relación R. Πnombre, saldo(clientes)

5 Operadores Operador Unión La unión se denota por A + B. Operador Diferencia La diferencia se denota por A - B. Operador Intersección La intersección se denota por A B. Operador Producto El producto se denota por A x B.

6 Primera Forma Normal (1NF): Una tabla está en Primera Forma Normal si: Todos los atributos son atómicos. Un atributo es atómico si los elementos del dominio son indivisibles, mínimos. La tabla contiene una llave primaria única, y no contiene valores nulos. No debe existir variación en el número de columnas. Los Campos no llave deben identificarse por la llave (Dependencia Funcional). Debe Existir una independencia del orden tanto de las filas como de las columnas, es decir, si los datos cambian de orden no deben cambiar sus significados. Una tabla no puede tener múltiples valores en cada columna. Los datos son atómicos. (Si a cada valor de X le pertenece un valor de Y, y viceversa). Esta forma normal elimina los valores repetidos dentro de una BD.

7 Segunda Forma Normal (2NF): Dependencia Funcional. Una relación está en 2FN si está en 1FN y si los atributos que no forman parte de ninguna clave dependen de forma completa de la clave principal. Es decir que no existen dependencias parciales. (Todos los atributos que no son clave principal deben depender únicamente de la clave principal). Por ejemplo {DNI, ID_PROYECTO} HORAS_TRABAJO (con el DNI de un empleado y el ID de un proyecto sabemos cuántas horas de trabajo por semana trabaja un empleado en dicho proyecto) es completamente dependiente dado que ni DNI HORAS_TRABAJO ni ID_PROYECTO HORAS_TRABAJO mantienen la dependencia. Sin embargo {DNI, ID_PROYECTO} NOMBRE_EMPLEADO es parcialmente dependiente dado que DNI NOMBRE_EMPLEADO mantiene la dependencia.

8 Tercera Forma Normal (3NF): Una relación La tabla se encuentra en 3FN si es 2FN y si no existe ninguna dependencia funcional transitiva entre los atributos que no son clave. Un ejemplo de este concepto sería que, una dependencia funcional X->Y en un esquema de relación R es una dependencia transitiva si hay un conjunto de atributos Z que no es un subconjunto de alguna clave de R, donde se mantiene X->Z y Z->Y.

9 SQL Definición 1: El SQL (Structured Query Languaje, Lenguaje de Consulta Estructurado) es un lenguaje de acceso a bases de datos que explota la flexibilidad y potencia de los sistemas relacionales permitiendo gran variedad de operaciones sobre los mismos, comportandose como un lenguaje declarativo de alto nivel, que gracias a su fuerte base teórica y su orientación al manejo de conjunto de registros, permite una alta productividad en codificación (dr. Carlos Torres Gastelu) Definición 2: SQL es un lenguaje que permite expresar diversas operaciones, por ejemplo aritméticas, combinatorias, lógicas, de selección y ordenamiento, con datos almacenados en Base de Datos relacionales, cuya información esta contenida en estructuras llamadas tablas, y donde los datos están dispuestos en filas y columnas (Enrique Rivero et al)

10 Arquitectura Estándar de Tres niveles Los sistemas de gestión base de datos relacional soportan la arquitectura estándar en tres niveles.

11 Nivel Lógico El nivel lógico para las bases de datos relacionales consiste en tablas base que se almacenan físicamente. Estas tablas se crean mediante el Administrador de Base de Datos (ABD) con el uso del comando CREATE TABLE (crear tabla). Una tabla base puede tener cualquier numero de índices, creados por el ABD usando el comando CREATE INDEX(crear índice). Un índice se usa para acelerar la recuperación de registros con base en el valor en una o más columnas. Un índice menciona los valores que existen para la columna indexada y la ubicación de los registros que tienen dichos valores. Nivel Físico En el nivel físico, las tablas base se representan, junto con sus índices, en archivos. La representación física de las tablas puede no corresponder exactamente con la noción de una tabla como un objeto bidimensional que consiste en filas y columnas. Sin embargo, las filas de la tabla si corresponden con los registros almacenados físicamente, aunque su orden y otros detalles de almacenamiento pueden ser diferentes del concepto de ellos. Vistas Una vez creadas las tablas bases, se pueden crear VISTAS para los usuarios, con el uso del comando CREATE VIEW (crear vista). Una vista puede ser un subconjunto de una sola tabla base, o bien crearse al combinar tablas bases.

12 SQL consta de varios componentes Lenguaje de Definición de Datos (DDL): Proporciona comandos para la definición de esquemas de relación, borrado de relaciones y modificaciones a los esquemas de relación. Lenguaje Interactivo de Manipulación de Datos (DML): Incluye un lenguaje de consultas basado tanto en el algebra relacional, como en el calculo relacional de tuplas. Integridad: El DDL incluye comandos para especificar las restricciones de integridad que deben cumplir los datos almacenados en la base de datos. Control de Transacciones: Incluye comandos para especificar el comienzo y el final de las transacciones. Autorización: Incluye comandos para especificar los derechos de acceso a las relaciones y a las vistas.

13 El lenguaje de Definición de Datos (DDL) Permite: Especifica un conjunto de relaciones. Proporcionar información relativa a un conjunto de relaciones. Permite Conocer: El esquema de cada relación. El dominio de valores asociados a cada atributo. Las restricciones de integridad. El conjunto de índices que se deben mantener para cada relación. La información de seguridad y de autorización de cada relación. A estructura de almacenamiento físico de cada relación en el disco

14 Los comandos más importantes en DDL son: CREATE TABLE CREATE TABLE nombre_tabla (nombre_columna tipo_columna, [restricciones NULL/NOT NULL, DEFAULT, UNIQUE, CHECKJ],, [restricciones tabla PRIMARY KEY, FOREIGN KEY, UNIQUE, CHECK.]) CREATE INDEX CREATE INDEX nombre_indice ON nombre_tabla (nombre_columna); ALTER TABLE ALTER TABLE nombre_tabla ADD nombre_columna tipo_columna; DROP TABLE DROP TABLE nombre_tabla; DROP INDEX DROP INDEX nombre_indice;

15 Tipos de Datos DDL Los tipos de datos disponibles concluyen varios tipos numéricos, cadenas de caracteres de longitud fija y de longitud variable, cadenas de bits y tipos definidos por el usuario. Los tipos de datos disponibles varían de DBMS a DBMS.

16 Manipulación de la Base de Datos (DML) El lenguaje de consulta de SQL es declarativo, también llamado no procedural, lo que significa que permite especificar cuales datos se recuperan sin dar los procedimientos para recuperarlos. Se puede usar como un lenguaje interactivo para consultas, incrustado en un lenguaje de programación huésped, o como un lenguaje completo en si para cálculos con el uso de SQL/PSM (Persistent Stored Modules= Modulos de almacenamiento persistentes). Los comandos DML son: SELECT UPDATE INSERT DELETE

17 Los comandos DML son: UPDATE UPDATE nombre_tabla SET nombre_columna1 = nuevo_valor, [ nombre_columna2 = nuevo_valor2,. ] WHERE condición; INSERT INSERT INTO nombre_tabla ( nombre_columna1, [nombre_columna2..] ) VALUES ( valor1, [valor2...] ); DELETE DELETE FROM nombre_tabla WHERE nombre_columna1=valor1; SELECT SELECT [ALL DISTINCT ] nombre_columna [,nombre_columna ] FROM nombre_tabla nombre_vista [nombre_tabla nombre_vista ] [WHERE condicion [AND OR condicion]] [GROUP BY nombre_columna [nombre_columna ]] [HAVING condicion [AND OR condicion]] [ORDER BY nombre_columna índice_columna]]]

18 SQL Procedimientos Almacenados Definición - Un procedimiento almacenado es un conjunto de sentencias SQL y de control de flujo. - Un procedimiento almacenado es una colección de instrucciones guardadas en la Base de Datos. - La ventaja de un procedimiento almacenado es que al ser ejecutado, este se ejecuta directamente en el motor de base de datos, el cual usualmente corre en un servidor por separado.

19 SQL Procedimientos Almacenados Ventajas - Simplifican la ejecución de tareas repetitivas. - Corren mas rápido que las mismas instrucciones ejecutadas en forma interactiva. - Reducen el trafico a través de la red. - Pueden capturar errores antes que ellos puedan entrar a la base de datos. - Establece consistencia porque ejecuta las tareas de la misma forma. - Permite el desarrollo modular de aplicaciones. - Ayuda a proveer seguridad. - Puede forzar reglas y defaults complejos de los negocios.

20 SQL Procedimientos Almacenados Tipificación - Procedimientos almacenados definidos por el usuario: son procedimientos definidos por el usuario que se debe llamar explícitamente. - Triggers: Son procedimientos definidos por el usuario que se ejecutan automáticamente cuando se modifica un dato en un tabla. - Procedimientos del sistema: Procedimientos suministrados por el sistema. - Procedimientos Extendidos: Procedimientos que se hacen llamadas al sistema operativo y ejecutan tareas a ese nivel.

21 SQL Procedimientos Almacenados Ventajas en el rendimiento - Un procedimiento almacenado se ejecuta más rápido que un batch porque: - El procedimiento almacenado ya ha sido analizado. - Ya se han resuelto las referencias a los objetos referenciados en el procedimiento almacenado. - No se necesita construir el árbol de búsqueda, el usa el que se hace en el momento de compilarlo. - No se necesita crear un plan de búsqueda, porque ya el procedimiento tiene uno.

22 SQL Procedimientos Almacenados Crear y borrar procedimientos almacenados - Sintaxis de creación: CREATE PROCEDURE nombre_procedimiento (IN parametros) BEGIN Sentencias. END Ejemplo: DELIMITER $$ CREATE DEFINER=`usuario1`@`localhost` PROCEDURE `ver1`(in `vnombre` varchar(20)) NO SQL select * from pais where nombre=vnombre$$ DELIMITER ;

23 SQL Procedimientos Almacenados VARIABLES Los procedimientos almacenados pueden crear y usar variables locales, las cuales solo existen mientras exista el procedimiento. Las variables no las puede usar otro proceso. SENTENCIAS VALIDAS Un procedimiento almacenado puede: - Seleccionar y modificar datos; - Crear tablas temporales y permanentes. - Llamar a otros procedimientos almacenados. - Referenciar objetos de base de datos. SENTENCIA INVALIDAS Un procedimiento no puede ejecutar: - Use database. - Create view. - Create default. - Create rule. - Create procedure. - Create trigger.

24 SQL Trigger Un trigger es un procedimiento almacenado asociado con una tabla, el cual se ejecuta automáticamente cuando se modifica un dato de esa tabla. Un trigger se define asociado con una tabla para una o mas sentencias de manipulación de datos. Se puede definir para insert, update, o delete o cualquier combinación de ellos. APLICACIONES TÍPICAS - Hace modificaciones en cascada sobre tablas relacionadas. - Deshacer cambios que violan la integridad de los datos. - Forzar restricciones que son muy complejas para reglas y restricciones. - Mantener datos duplicados. - Mantener columnas con datos derivados. - Hacer ajustes de registros.

25 SQL Trigger Un trigger pueden: - Declarar variables locales. - Invocar procedimientos almacenados. Un trigger no puede: - Llamarse directamente. - Usar parámetros. - Definirse sobre tablas temporales o vistas. - Crear objetos permanentes de la base de datos. Las operaciones con registro minimo (como select into) no disparan los triggers.

26 SQL Trigger SENTENCIA SQL OLD NEW Insert Update Delete No definido; todos los campos toman valor NULL Valores originales de la fila, antes de la actualización Valores antes del borrado de la fila. Valores que serán insertados cuando se complete la orden. Nuevos valores que serán escritos cuando se complete la orden. No definido; todos los campos toman el valor NULL.

27 SQL Vistas Una vista es un SELECT almacenado. El motor distingue dos tipos de tabla, las base y las derivadas. Una tabla base es una tabla existente en el motor de almacenamiento. Una tabla derivada, es la tabla que surge de cualquier combinación de tablas base, literales y/o funciones. Funciones de una vista - Proporcionar un nivel de seguridad, ya que permiten excluir datos para que ciertos usuarios no los vean.- - Proporcionan un mecanismo para que los usuarios vean los datos en el formato que deseen.- - Representan una imagen consistente y permanente de la base de datos, incluso si la base de datos cambia su estructura. Sintaxis CREATE VIEW nombre_vista AS <sentencia sql> END

28 Bibliográficas Principal Fundamentos de bases de datos / Abraham Silberschatz, Henry F. Korth /y/ S. Sudarshan. (Tra. Fernándo Sáenz Pérez, Antonio García Cordero /y/ Jesús Correas Fernández.-- Rev. Tca. Luis Grau Fernández). McGraw Hill. Madrid /c.2008/5a. Edic. Introducción al SQL para Usuarios y Programadores / Cornelio et al / THOMSON / 2003 / 2da. Edic Fundamentos de sistemas de bases de datos / Ramez Elmasri /y/ Shamkant B. Navathe. (Tra. Verónica Canivell Castillo, Beatriz Galán Espiga /y/ Gloria Zaballa Pérez.--Rev. Tca. Alfredo Goñi Sarriguren, Arturo Jaime Elizondo /y/ Tomás A. Pérez Fernández) Pearson Educación. Madrid /c.2002/3a. ed.

29 Sitio Web de la Cátedra