Tema I: Bases de Datos y Sistema Gestor de Bases de Datos

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1 1 - Concepto de Base de Datos. Modelos y lenguajes de descripción. Tema I: Bases de Datos y Sistema Gestor de Bases de Datos Introducción. Objetivos de las Bases de Datos Concepto de Base de Datos. Niveles de abstracción. Esquemas e s Modelos de datos: enfoques jerárquico, en red y relacional. S. Velilla 1 S. Velilla Introducción. Objetivos de las Bases de Datos. propiedades de la información Objetivo final implementación de Sistemas de Información (SI) problemas asociados Sistemas que suministran servicios de Información la información interesa por sí misma (cultura. etc. ) y como fuente para un gran de actividades muchos M$ y M cantidad información complejidad de la información continuos cambios necesidad de una metodología aplicable a casi todas las actividades humanas sociales económicas productivas de la propia información (naturaleza) de las condiciones de uso (entorno) cualidades de la información precisión % información correcta credibilidad oportunidad tiempo desde que se produjo el hecho hasta ser disponible plenitud completa para los fines previstos la información debe ser: significativa máximo contenido semántico coherente verifica las reglas semánticas del mundo real la información debe estar dotada de seguridad integridad disponibilidad confidencialidad sólo la inf. histórica gana con el tiempo Si no se verifican desconfianza, y el Sistema de Información es INÚTIL S. Velilla 3 S. Velilla 4

2 componentes del Sistema de Información referencial (información para buscar) factual contenido (datos) formateados no- formateados (documentos) equipo físico (hardware) equipo lógico (software) administrador usuarios área de datos área informática informáticos no-informáticos Sistema de Información gestión de los datos (SGBD) manejo de las comunicaciones Sistemas Gestión Bases Datos Sistemas Recuperación Información colección de personas, procedimientos y equipos diseñados, construídos, operados y mantenidos para recoger, registrar, procesar, almacenar, recuperar y visualizar información aspectos relevantes del mundo real representado en el sistema Sistemas de Información: niveles e implementación niveles de un Sistema de Información NIVEL ESTRATÉGICO - elaboración de planes - objetivos generales información órdenes Implementación de un Sistema de Información macrodatos tipos de Sistemas de Información: NIVEL TÁCTICO - control de gestión - objetivos específicos Sistemas orientados al proceso Sistemas orientados a los datos asociados a los niveles de gestión metadatos Bases de Datos NIVEL OPERACIONAL - tareas administrativas microdatos Bancos de datos (Data Warehouse) Sistemas de Gestión de Ficheros programas Sistemas de Bases de Datos metodología S. Velilla 5 S. Velilla 6 organización orientada a los procesos sistemas orientados al proceso: inconvenientes D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 fich_1 fich_2 fich_3 fich_4 fich_5 fich_6 Trat_1 Trat_2 Trat_3 Trat_5 Trat_4 Res_1 Res_2 Res_3 Res_4 Res_5 Res_6 Res_4 DATOS FICHEROS TRATAMIENTOS RESULTADOS Organización clásica: Sistemas orientados al proceso S. Velilla 7 Problemas de los sistemas orientados al proceso: Redundancia e inconsistencia de los datos Dificultad para el acceso a los datos Aislamiento de los datos Dificultad para modificar la representación de los datos Utilización por múltiples usuarios Dificultad para garantizar la confidencialidad Mantenimiento de la integridad Se puede mejorar estableciendo niveles de abstracción, pero persisten muchos problemas.... solución : considerar la información de forma independiente (única) modelo S. Velilla 8

3 objetivos de los sistemas orientados a los datos organización orientada a los datos Independizar los datos de los tratamientos Considerar las relaciones (y propiedades) existentes entre datos, almacenándolas D1 D2 Res _1 Evitar redundancias e inconsistencias en la información Integrar diferentes visiones de los datos Garantizar la disponibilidad y la integridad Gestionar el acceso a los datos (concurrencia, confidencialidad) D3 D4 D5 DEPU- RACION ACTUALI- ZACION ALMACE- NAMIENTO Base de Datos RECUPE- RACION TRATA- MIENTO Res_2 Base de Datos la información representada D6 D5 Res_3 Sistema Gestor de Bases de Datos la herramienta soporte Concepto de Base de Datos S. Velilla 9 DATOS CREACION Y ACTUALIZACION RECUPERACION Y TRATAMIENTOS Organización en B.D.: Sistemas orientados a los datos ventajas de las Bases de Datos RESULTADOS S. Velilla 10 BASE DE DATOS: VENTAJAS DE LAS BASES DE DATOS con respecto a: Conjunto, colección o depósito de datos almacenados en un soporte informático. Los datos deben estar interrelacionados y estructurados de acuerdo con un modelo capaz de recoger el máximo de contenido semántico. No deben existir redundancias lógicas. Sólo algunas físicas (para eficiencia), controladas por el SGBD Las definiciones y descripciones (propiedades) de los datos deben ser únicas y estar integradas con los mismos datos Debe garantizar la independencia entre datos y tratamientos Debe soportar múltiples usuarios y aplicaciones (integrando diferentes visiones) La actualización y recuperación deben realizarse mediante procesos bien determinados que garanticen la integridad, seguridad y confidencialidad de la B.D. los DATOS los RESULTADOS los USUARIOS Independencia de éstos respecto de los tratamientos, y viceversa Mejor disponibilidad de los mismos Mayor eficacia en la recogida, codificación y entrada en el sistema Mayor coherencia Mayor valor informativo Mejor y más normalizada documentación de la información Acceso más rápido y sencillo de los usuarios finales Más facilidades para compartir los datos por el conjunto de los usuarios Mayor flexibilidad para atender a demandas cambiantes S. Velilla 11 S. Velilla 12

4 inconvenientes de las Bases de Datos razones que justifican el paso de ficheros a Bases de Datos DESVENTAJAS DE LAS BASES DE DATOS con respecto a: Costosa (equipo físico y lógico) Escasez de estándares la IMPLANTACION Larga y difícil puesta en marcha Rentabilidad a medio plazo Personal especializado los USUARIOS Desfase entre teoría y práctica actualmente están bastante superadas RIESGO DE FRUSTRACIÓN Interrelaciones complejas en la información del sistema a modelar Alta volatilidad de las aplicaciones Integración de distintas aplicaciones Múltiples modos de acceso a los datos (secuencial, directo, etc.) Múltiples modos de tratamiento (lotes, conversacional, transaccional, etc.) Ficheros con diferentes (y cambiantes) tipos de registros Exigencias de confidencialidad, seguridad e integridad en las aplicaciones S. Velilla 13 S. Velilla Niveles de abstracción en una Base de Datos. niveles de abstracción en una Base de Datos. Objetivo: independencia entre niveles de abstracción Los niveles de representación de una Base de Datos Los niveles de información y su representación describir el qué, el por qué, y el para qué, ocultando el cómo. Nivel interno o físico (visión de datos almacenados) Nivel conceptual (visión de la organización de la información y propiedades) Nivel externo (visión del usuario) Grupo de usuarios 1 Grupo de usuarios 2 Grupo de usuarios n externo 1 externo 2 externo n MUNDO REAL proceso de modelado conceptual físico BASE de DATOS FISICOS Nivel externo Nivel conceptual Nivel interno Horas totales = suma de las horas de un profesor para todas sus materias Profesor Profesor Servicio Hora horas totales Enseñanza Nivel externo Nivel conceptual Nivel interno S. Velilla 15 S. Velilla 16

5 independencia entre niveles de abstracción Esquemas e s independencia de los datos independencia física independencia lógica Base Datos Metodología Tecnología inmunidad de las aplicaciones ante cambios de la estructura de almacenamiento y de los métodos de acceso capacidad de modificar el físico sin tener que reescribir los programas de aplicación capacidad de modificar el conceptual sin tener que reescribir los programas de aplicación. diseño de Base Datos modelado implementación Diseño general de la Base de Datos Conjunto de informaciones almacenadas u ocurrencia en la Base de Datos en un momento dado analogía: lenguajes de programación tipo de dato valor de variable abstracción de tipos Bases de Datos de un Independencia de los datos S. Velilla 17 S. Velilla Modelos de datos. Enfoques jerárquico, en red y relacional modelar definir un mundo abstracto y teórico en el que las conclusiones que se puedan sacar de él coincidan con las manifestaciones aparentes del mundo real. modelo de datos conjunto de conceptos, reglas y convenciones que permiten describir los datos del Universo del Dis. visión del mundo real que tiene el diseñador Objetivo formalización y diseño el modelo es el instrumento que se aplica al mundo "real el es el resultado de su aplicación Aspectos a considerar estáticos descripción de objetos dinámicos descripción de reglas aplicables a las ocurrencias permitidos no-permitidos (restricciones) Selección <condición> Acción <objetivo>) transformación del mundo real a la B.D. física BASE de DATOS FISICA valores METODOS de ACCESO S.O. ESQUEMA INTERNO MODELO INTERNO ESQUEMA (lógico) MODELO de BD (NO FORMALIZADA) ESQUEMA CONCEPTUAL SGBD ESTRUCTURA PERCIBIDA MODELO CONCEPTUAL sucesos MUNDO REAL objetos con sus propiedades, asociaciones y restricciones semánticas S. Velilla 19 S. Velilla 20

6 clasificación de los modelos de datos tipos de modelos de datos: según nivel otros Externos Conceptuales o globales Internos físicos lógicos eficiencia humana eficiencia res Sistema Información eficiencia res informáticos conceptuales (> capacidad semántica, > independencia): E/R, OO,... convencionales ( ligados al SGBD): Relacional, en Red, Jerárquico,... modelado conceptual de una Base de Datos: el modelo E/R ejemplo: El Banco de Administración de Res decide iniciar sus actividades en España abriendo una serie de sucursales, a través de las cuales administrará el dinero de las s de sus s. Para ello, dominios restricciones calle CLIENTE ciudad N:M numero CUENTA E/R basados en objetos E/R, OO, semántico, funcional,... basados en registros Relacional, en Red, Jerárquico Lenguaje de datos = Modelo de Datos Sintaxis José (Cervantes, Madrid) Pedro (Coso, Vigo) Agapito (Gran Vía, Sevilla) 900, , , , 3289 S. Velilla 21 S. Velilla 22 mejora de capacidad semántica: modelo E/R extendido modelos convencionales: el modelo de datos relacional cada del banco recibe mensualmente un extracto con las operaciones (apuntes) realizados en cada una de las s que posee calle CLIENTE ciudad (1,N) numero (0,N) CUENTA (1,1) relacional relación (, calle, ciudad) relación (, ) relación (, ) es clave ajena de es clave ajena de dominios restricciones calle ciudad diagrama relacional dominios restricciones constar E/R que considera los apuntes de las operaciones de los s fecha importe (0,N) APUNTE numapunte calle ciudad José 900 Pedro 556 Pedro 647 Agapito 647 Agapito 801 S. Velilla 23 S. Velilla 24

7 modelos convencionales: el modelo de datos en red modelo de datos en red: el modelo CODASYL CODASYL (en red) diagrama CODASYL calle ciudad diagrama en red set name is titularcuenta owner is member is titcuen set name is Titular owner is member is titcuen definiciones de registros titcuen calle ciudad reftitcuen S. Velilla 25 S. Velilla 26 modelos convencionales: el modelo de datos jerárquico modelo de datos jerárquico: aspectos de implementación calle ciudad jerárquico Para evitar redundancias en la implementación se utilizan registros virtuales ( punteros) calle ciudad refcuenta rfcuenta refcliente rfcliente jerárquico utilizando registros virtuales S. Velilla 27 S. Velilla 28

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