Sistema computarizado para el manejo de inventario de bodega.

Transcripción

1 Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Eléctrica IE 0502 Proyecto Eléctrico Sistema computarizado para el manejo de inventario de bodega. Por: Francisco José Zumbado Alvarez Ciudad Universitaria Rodrigo Facio Diciembre del 2008

2 Sistema computarizado para el manejo de inventario de bodega. Por: Francisco José Zumbado Alvarez Sometido a la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica como requisito parcial para optar por el grado de: BACHILLER EN INGENIERÍA ELÉCTRICA Aprobado por el Tribunal: Ing. Andrés Díaz Soto Profesor Guía Ing. Roberto Rodríguez Rodríguez Ing. José Freddy Rojas Chavarría Profesor lector Profesor lector

3 DEDICATORIA A Dios por todo lo que me da en la vida. A mi familia y amigos por todo el apoyo y por ser una parte importante en mi vida.

4 RECONOCIMIENTOS A los profesores que me ayudaron en la realización del proyecto, así como a demás personas que hicieron esto posible.

5 INDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS... vii ÍNDICE DE CUADROS... viii NOMENCLATURA... ix RESUMEN... x CAPÍTULO 1: Introducción Justificación Objetivo general Objetivos específicos Metodología... 2 CAPÍTULO 2: Desarrollo Teórico Bases de Datos Objetivo de una base de datos Tipos de bases de datos Abstracción de datos Modelos de Datos Modelos lógicos basados en objetos Modelos lógicos basados en registros Modelos físicos Sistemas Gestores de bases de datos Lenguajes de definición de datos (DDL) Lenguajes de manipulación de datos (DML) Administrador de base de datos Usuarios de base de datos Lenguaje relacional SQL Estructura básica Tuplas duplicadas Operaciones de conjuntos Operadores agregados HAVING Subconsultas Definición de datos Tipos de datos Índices Vistas Eliminación de tablas, índices y vistas Manipulación de datos Normalización de bases de datos El lenguaje de programación Ruby Filosofía del lenguaje Semántica Sintaxis Metaprogramación... 21

6 2.10 Modelo Vista Controlador Descripción del patrón Ruby on Rails Principios Fundamentales El Modelo Vista Controlador de Ruby on Rails Soporte de bases de datos CAPÍTULO 3: Estructura general del sistema de inventario de bodega Estructura de la aplicación y aspectos generales Base de datos Modelo Controlador Vista Archivos de configuración Otras carpetas Plugins utilizados CAPÍTULO 4: Diseño de la base de datos Base de datos para activos de bodega Base de datos para manejo de usuarios CAPÍTULO 5: Modelo Modelos del sistema de activos Modelos del sistema de autenticación de usuarios CAPÍTULO 6: Controladores Controladores de sistema de activos Controladores de sistema de autenticación de usuarios CAPÍTULO 7: Vistas Vistas del sistema de manejo de activos Vistas del sistema de autenticación de usuarios Plantilla genérica para vistas CAPÍTULO 8: Traducciones CAPÍTULO 9: Pruebas Pruebas de validación Búsquedas CAPÍTULO 10: Conclusiones y recomaciones Conclusiones Recomaciones BIBLIOGRAFÍA... 80

7 INDICE DE FIGURAS Figura 1. Interrelación entre niveles de abstracción de datos... 7 Figura 2. Diagrama E R para el sistema de manejo de activos Figura 3. Vista para creación de activo Figura 4. Vista para edición de activo Figura 5. Vista de listado de activos Figura 6. Vista de listado de usuarios Figura 7. Vista de edición de contraseña Figura 8. Vista de listado de roles asignados Figura 9. Vista de listado de roles no asignados Figura 10. Vista final del sistema para un usuario conectado Figura 11. Vista final del sistema para un usuario desconectado Figura 12. Prueba de validación de placa existente Figura 13. Prueba de validación de número de serie en blanco Figura 14. Prueba de validación de placa en blanco Figura 15. Prueba de validación de placa no numeral Figura 16. Prueba de búsqueda de activo por número de serie Figura 17. Prueba de búsqueda de activo por placa... 77

8 INDICE DE CUADROS Cuadro 1. Activos en nivel de normalización Cuadro 2. Activos en nivel de normalización Cuadro 3. Activos en nivel de normalización Cuadro 4. Estados en nivel de normalización Cuadro 5. Marcas en nivel de normalización Cuadro 6. Modelos en nivel de normalización Cuadro 7. Marcas en nivel de normalización Cuadro 8. Tabla de roles Cuadro 9. Tabla de permisos... 37

9 NOMENCLATURA ROR:Ruby on Rails. CSS:Cascading Style Sheet. Hojas de estilo en cascada, formato utilizado para describir el formato de páginas escritas en HTML o XML. XML: Extensible Markup Language. Metalenguaje extensible de etiquetas utilizado en desarrollo web. HTML: Hyper Text Markup Language. Lenguaje de marcado predominante en el desarrollo de páginas erb. RTML: Real Time Markup Language. Lenguaje propietario de Yahoo utilizado para describir páginas web para la aplicaciopn Yahoo! Store Editor. JavaScript: Lenguaje de programación interpretado utilizado principalmente en páginas web. Framework:Estructura de soporte que permite desarrollar proyectos de software utilizando una metodología de desarrollo específica.

10 RESUMEN Este proyecto tiene como objetivo desarrollar una aplicación que permita almacenar y manejar la información de los equipos existentes en el inventario de la bodega de la escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica. Se utilizó el gestor de base de datos PostgreSQL debido a su buena reputación y estabilidad en el manejo de las bases de datos. Para desarrollar la aplicación web se utilizó el lenguaje Ruby mediante un framework de desarrollo denominado Ruby on Rails. La estructura de la aplicación como de cualquier aplicación de Ruby on Rails, sigue el paradigma Modelo vista controlador. Este permite separar la aplicación en un modelo que realiza la comunicación con la base de datos, una vista que maneja la parte visible para el usuario, es decir las páginas web propiamente y un controlador encargado de interpretar y ejecutar las acciones realizadas por el usuario y permite enlazar el modelo y las vistas de la aplicación. La aplicación se dividió en una base de datos para manejo de los activos de bodega, en la cual se almacenan los diferentes activos clasificados por marca, modelo, estado y con su respectivo número de placa y serial, y una base de datos para el almacenamiento de la información de los usuarios y las sesiones de estos. De esta manera se añadió a la aplicación un sistema de autenticación de usuarios con diferentes permisos para estos, según sean usuarios normales que únicamente puedan consultar la información o usuarios administradores que pueden modificar la información. Finalmente la aplicación desarrollada cumple con los objetivos planteados y se determinó que es adecuada para cumplir la función deseada de almacenar la información de el inventario de la bodega de la escuela al mismo tiempo que permite a los usuarios consultar y modificar información de manera remota a través de Internet.

11 CAPÍTULO 1: Introducción. 1.1 Justificación. En la actualidad vivimos en un mundo en el cual la eficiencia es un factor determinante en todos los campos, y la búsqueda de esta ha llevado al desarrollo tecnológico con equipos que son capaces de realizar tareas que antes debían realizarse completamente por personas, lo cual conllevaba a muchos errores humanos y que además requerían de mucho tiempo para llevarse a cabo. El desarrollo de la computación ha permitido ampliar de gran forma las funcionalidades que se le pueden dar a los avances tecnológicos, ya que ha permitido un procesamiento rápido y eficaz de la información. El desarrollo de bases de datos para llevar registros informáticos es una de las cosas que más ha contribuido en el manejo de la información, lo que las ha llevado a expandirse y popularizarse en muchos campos, convirtiéndolas en una herramienta indispensable a la hora de competir. El almacenamiento de la información ha sido un aspecto muy importante, sin embargo este almacenamiento no serviría de mucho si no se tuviera un adecuado acceso a la información. Las redes de computadoras han sido fundamentales en este aspecto, permitio a usuarios acceder a información en otro lado del mundo desde una computadora, a través de la Internet o de redes privadas de información. Este proyecto prete utilizar estas herramientas que nos presenta la tecnología actual para crear un sistema de almacenamiento computarizado para el inventario de la bodega de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica, mediante una base de datos manejada por medio de una interfaz web, que permita a los funcionarios de la bodega llevar un registro más adecuado de los equipos y materiales presentes en la bodega y que a la vez permita a los estudiantes y profesores acceder a este inventario de forma remota para comprobar la existencia y 1

12 disponibilidad de materiales. 1.2 Objetivo general. Crear un sistema computarizado de base de datos que permita almacenar, consultar y modificar el inventario de la bodega de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica, permitio al usuario un manejo simple mediante una interfaz web. 1.3 Objetivos específicos. Diseñar e implementar una base de datos que permita describir de manera óptima los activos de la bodega de la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Costa Rica. Seleccionar el gestor de base de datos, lenguajes de programación y herramientas que se utilizarán para el desarrollo de la aplicación, utilizando criterios tales como rimiento, flexibilidad y seguridad, entre otros. Desarrollar una aplicación web que permita hacer consultas y administrar la base de datos. Crear un sistema de control de acceso para restringir el acceso a algunas funciones de la base de datos asignando ciertos permisos a los usuarios. 1.4 Metodología. Se investiga sobre bases de datos de licencia libre y los diferentes gestores para determinar el gestor que más se adecúa a las necesidades y requerimientos del proyecto. Se investiga sobre la teoría de bases de datos para utilizarla en el diseño de la base de datos a construir. Se realiza una entrevista con el encargado de la bodega para recolectar información sobre los diferentes aspectos que debe considerar la base de datos para el inventario. Se realiza una entrevista con el profesor tutor Jose Freddy Rojas para obtener una guía en el diseño de la base de datos. Se diseña la base de datos, tomando en cuenta la información recopilada y utilizando 2

13 técnicas de diseño adecuadas. Se investiga sobre los lenguajes más adecuados que permitan crear una interfaz web para la base de datos diseñada, para escoger el lenguaje más conveniente. Se investiga sobre el lenguaje escogido y sus diferentes herramientas que permitan el desarrollo del proyecto. Se desarrolla una interfaz web para la base de datos, que permita al usuario interactuar con esta de manera. Se realizan pruebas a la aplicación para detectar y corregir fallas en el sistema y garantizar el buen funcionamiento. A lo largo de todo el proyecto se desarrolla la documentación escrita de este. 3

14 CAPÍTULO 2: Desarrollo Teórico. 2.1 Bases de Datos [1][2]. Las bases de datos o bancos de datos son conjuntos de datos que forman parte de un mismo contexto y son almacenados de una forma ordenada para su utilización posterior. Una biblioteca es un ejemplo de base de datos, donde la mayoría de los datos son documentos impresos y textos. El desarrollo tecnológico y en especial de la computación ha contribuido a desarrollar nuevas y más eficientes formas de almacenar bases de datos. Los sistemas de bases de datos están diseñados para poder almacenar grandes cantidades de datos, lo que implica la creación de estructuras adecuadas para almacenar la información así como así como de mecanismos para la gestión de esta. Otro punto importante en las bases de datos es que deben ser los suficientemente seguras para garantizar el almacenamiento confiable de datos y no permitir manipulación por parte de personas no autorizadas Objetivo de una base de datos. Los sistemas de bases de datos son creados para evitar diversos problemas en el almacenamiento de datos como los siguientes: Redundancia e inconsistencia de los datos: La redundancia puede aumentar el costo de almacenamiento y acceso, además se puede presentar el caso de que diferentes copias de los datos no concuerden por lo que se presenta una inconsistencia en los datos, por ejemplo si para un cliente de un banco se presentan varias direcciones de domicilio. Dificultad de acceso a los datos: Cuando la cantidad de datos es considerable, se puede querer encontrar los datos que cumplan ciertas características, lo cual se puede complicar si no se utilizan métodos adecuados ya que sería necesario filtrar esta información de manera 4

15 manual o bien crear una aplicación nueva que haga este trabajo. Aislamiento de datos: La diferencia de formatos y de lugares de almacenamiento puede provocar que sea difícil obtener todos los datos necesarios. Anomalías del acceso concurrente: En sistemas de almacenamiento de datos que permiten a varios usuarios acceder y actualizar la información al mismo tiempo, pueden ocurrir anomalías a la hora de hacer esta actualización de los datos, por ejemplo si se modifica un dato al mismo tiempo por 2 usuarios, el resultado final puede ser incorrecto. Problemas de Seguridad: El acceso a la información debe ser restringido a ciertos usuarios de manera que otros no autorizados sean bloqueados y se de un acceso seguro a la información. Problemas de Integridad: El sistema de almacenamiento de datos debe ser capaz de evitar que algunos datos obtengan ciertos valores que se considerarían erróneos, para de esta manera lograr mantener la integridad de los datos. Todos estos problemas han llevado a la creación de sistemas gestores de bases de datos para evitar que se presenten dichos problemas, y así lograr un almacenamiento de los datos más eficiente Tipos de bases de datos. Las bases de datos se pueden clasificar de diferentes formas: Según la variabilidad de los datos: Estáticas: Son bases de datos de solo lectura que puede utilizarse para almacenar datos históricos donde los datos no deben variar en el tiempo. Dinámicas: En estas bases de datos la información almacenada es modificada a través del tiempo, de manera que se le agregan nuevos datos y otros son actualizados, además por 5

16 supuesto de operaciones de consulta. Según su contenido: Bibliográficas: Contienen únicamente los datos para la localización de la fuente primaria. Por ejemplo la base de datos de una biblioteca que contiene los datos de los textos y en que sección se puede localizar pero no contiene el documento en sí. De texto completo: Almacenan fuentes primarias en su totalidad por ejemplo todo contenido de diferentes ediciones de libros y revistas. Directorios: Un ejemplo son las guías telefónicas. De información biológica: Almacenan información de datos biológicos como secuencias de nucleótidos y proteínas Abstracción de datos. La abstracción de datos se presenta en 3 niveles distintos: Nivel físico: Este nivel es el más bajo y describe la forma en que los datos son almacenados físicamente. Nivel conceptual: El nivel conceptual describe cuales datos van a ser almacenados realmente y cual es la relación entre estos datos. En este nivel trabaja el administrador de la base de datos que es el que decide la información que se almacenará. Nivel de Visión: El nivel de visión muestra solo una parte de la base de datos que puede ser importante según el usuario que acceda a los datos. Desde este nivel pueden haber varios puntos de vista depio del usuario. La siguiente figura nos muestra la interrelación entre estos niveles de abstracción: 6

17 Vista 1 Vista 2 Vista n Nivel Conceptual Nivel físico Figura 1. Interrelación entre niveles de abstracción de datos. 2.2 Modelos de Datos [1]. Un modelo de datos es un grupo de herramientas conceptuales que se utilizan para describir los datos, las relaciones entre ellos, la semántica y las restricciones de consistencia. Se dividen en: modelos lógicos basados en objetos, modelos lógicos basados en registros y modelos físicos Modelos lógicos basados en objetos. Los modelos lógicos basados en objetos se utilizan para describir datos en el nivel conceptual y el nivel de visión. Estos modelos permiten una estructuración flexible, además que permiten especificar restricciones de los datos explícitamente. Existen varios modelos de este tipo, sin embargo los más representativos son el modelo entidad relación y el modelo orientado a objetos. El modelo entidad relación: En este modelo se definen entidades que son objetos que se distinguen de otros objetos por ciertos atributos específicos que poseen. Además se describen las relaciones que presentan diferentes entidades. El modelo presenta además las restricciones a las que se deben ajustar la base de datos como por ejemplo la cantidad de entidades a la que se puede ajustar otra entidad por medio de un conjunto de relación. 7

18 La estructura de un modelo entidad relación se puede describir gráficamente por medio de diagramas E R, los cuales presentan las diferente entidades y su relación entre ellas así como los atributos de cada entidad. El modelo orientado a objetos: Este modelo se basa en una colección de objetos los cuales contienen valores almacenados en variables. Estos valores se consideran a la vez objetos, por lo que se tienen objetos que contienen otros objetos que operan sobre el objeto. Además el objeto se componen de códigos que se denominan métodos y que operan también sobre el objeto. La diferencia con el modelo entidad relación es que en el modelo orientado a objetos cada objeto posee su propia identidad sin importar los valores que contiene Modelos lógicos basados en registros. Los modelos basados en registros describen datos en el nivel conceptual y físico. Estos modelos se utilizan para especificar la estructura lógica de la base de datos, además de proporcionar una descripción a un nivel más alto de la implementación. Este modelo trabaja con registros fijos en el nivel físico, los cuales poseen un tipo fijo y una longitud también fija. Estos modelos no poseen mecanismos para la representación directa del código en la base de datos, sino que se apoyan en otros lenguajes separados que se asocian al modelo para realizar las consultas y actualizaciones a la base de datos. Los modelos más importantes basados en registros son el modelo relacional, el de red y el modelo jerárquico. El primero de ellos es el más aceptado. Modelo relacional: Este modelo presenta los datos e la relación entre ellos en una colección de tablas. Cada tabla presenta un número de columnas determinado. Modelo de red: En el modelo de red los datos se presentan mediante colecciones de registros, y las relaciones se presentan mediante enlaces, que se pueden ver como punteros. 8

19 Modelo jerárquico: El modelo jerárquico es parecido al modelo de red pues los datos y sus relaciones son presentados en registros y enlaces. La diferencia es que en este modelo los registros se ordenan como colecciones de árboles. La diferencia entre los modelos relacionales y los de red y jerárquicos radica en que en los dos últimos se utilizan punteros o enlaces, mientras que en el relacional se conectan estos registros mediante los valores que contienen Modelos físicos. Estos modelos se utilizan para describir los datos en el nivel más bajo. Los más conocidos son el modelo unificador y el de memoria de los elementos. 2.3 Sistemas Gestores de bases de datos [1][3]. Un sistema gestor de base de datos (SGBD), es una aplicación de software específica que está dedicada a funcionar como una interfaz entre la base de datos, el usuario y los programas que utilizan dicha información. Estos permiten a los usuarios acceder modificar los archivos que contienen la información, presentando esta información al usuario a través de diversos niveles de abstracción de manera que la interacción con el sistema sea lo más simple posible para el usuario. El propósito final de los SGBDs es el de manejar de forma sencilla y ordenada conjuntos de datos relevantes para brindar un buen manejo de estos. Un SGBD cumple las siguientes funciones: Interactuar con el gestor de archivos: Los datos se almacenan en el disco duro utilizando el sistema de archivos propio del sistema operativo utilizado. El SGBD es el encarado de transformar las sentencias de almacenamiento de los datos al formato propio del sistema de archivos de bajo nivel. Implantación de la integridad: El SGBD se encarga de hacer cumplir las restricciones que 9

20 pueden tener ciertos datos. El administrador de la base de datos es el encargado de especificar estas restricciones. Implantación de la seguridad: Se deben cumplir los requisitos de seguridad de la base de datos para evitar accesos no autorizados a esta por parte de usuarios restringidos. Copia de seguridad y recuperación: El SGBD debe detectar fallos en la base de datos como problemas con el disco de almacenamiento y debe ser capaz de crear copias de seguridad para una vez que se presente un fallo poder recuperar dicha información. Control de concurrencia: Se debe controlar la interacción de varios usuarios que actualizan la base de datos simultáneamente, para que se conserve la consistencia de los datos. 2.4 Lenguajes de definición de datos (DDL) [1]. Un lenguaje de definición de datos especifica el esquema de una base de datos por medio de un conjunto de sentencias. El resultado de la compilación de estas sentencias es un conjunto de tablas almacenadas en un archivo llamado diccionario de datos. 2.5 Lenguajes de manipulación de datos (DML) [1]. Un lenguaje de manipulación de datos permite a los usuarios acceder y manipular los datos según su organización. Pueden ser de dos tipos: Procedimentales: Estos requieren que es usuario especifique los datos que son necesitados y de que manera obtenerlos. No procedimentales: El usuario debe especificar los datos necesitados pero no como obtenerlos. 2.6 Administrador de base de datos [1]. Un administrador de bases de datos es la persona que tiene el control central de los datos y 10

21 de los programas que acceden a la base de datos o en inglés database administrator (DBA). Los administradores de bases de datos tienen varias funciones entre las que se encuentran: Definir el esquema. Definir la estructura de almacenamiento y el método de acceso. Modificar el esquema y la organización física. Conceder autorización de acceso a los usuarios. Especificar las restricciones de integridad de los datos. 2.7 Usuarios de base de datos [1]. Existen cuatro tipos distintos de usuarios de base de datos que se diferencian por la forma en que interactúan con el sistema: Programadores de aplicaciones: Son usuarios que crean aplicaciones para interactuar con el sistema por medio de sentencias DML incorporadas en un lenguaje principal. Usuarios sofisticados: Son usuarios que interaccionan con el sistema sin escribir programas. Únicamente hacen sus consultas en el lenguaje de consultas de la base de datos. Usuarios especializados: Son usuarios que escriben aplicaciones de bases de datos especializadas que no encajan en el marco tradicional de procesamiento de datos. Usuarios ingenuos: Son usuarios que interactúan con el sistema utilizando los programas de aplicación creados. Como un usuario de un cajero automático. 2.8 Lenguaje relacional SQL [1] [8]. El lenguaje SQL fue desarrollado originalmente por la empresa IBM al inicio de la decada de los setenta. Su nombre significa lenguaje de consulta estructurado, del inglés Structured Query Language. Este lenguaje se ha establecido como el lenguaje relacional de base de datos estándar. Posee varias partes: 11

22 Lenguaje de definición de datos (DDL): Proporciona órdenes que definen los esquemas de relación. Además eliminan relaciones, crean índices y modifican los esquemas. Lenguaje De manipulación de datos (DML): El SQL incluye un sistema de consultas basado en álgebra relacional y cálculo relacional de tuplas. Además se pueden insertar, eliminar y modificar tuplas en la base de datos. Definición de vistas: Se incluyen órdenes para definir vistas. Autorización: Se pueden definir permisos de acceso a diferentes relaciones y vistas. Integridad: Se incluyen órdenes para especificar restricciones de integridad complejas. Control de transacciones: Incluye órdenes para especificar el inicio y el final de las transacciones. Además algunas implementaciones permiten bloqueo de datos para control de concurrencia Estructura básica. Una expresión SQL consta de tres cláusulas básicas: select, from y where. Select: Esta operación se usa para listar los atributos que se desean en el resultado de la consulta. From: Esta cláusula lista las relaciones que se van a examinar en la ecaluación de la expresión. Where: Implica los atributos de las relaciones que se especificaron con la cláusula from. Una consulta típica en SQL presenta la siguiente estructura: un predicado. select A 1, A 2,..., A n from r 1, r 2,...,r m where P Donde los A i representan atributos mientras que los ir representan relaciones. Además P es Si se omite la cláusula where se da por un hecho que el predicado P es verdadero. Para 12

23 indicar todos los atributos se puede sustituir los A i por un asterisco (*), esto seleccionará todos los atributos de las relaciones r i Tuplas duplicadas. El lenguaje SQL así como casi todos los lenguajes de consulta comerciales permiten duplicados en las relaciones. Hay veces que queremos eliminar estos duplicados, para esto se utiliza el la palabra distinct despúes de la frase select, de la siguiente forma: select distinct X from Y De manera contraria se utiliza la palabra all para evitar que se eliminen los duplicados Operaciones de conjuntos. select all X from Y Las operaciones de conjuntos unión, intersección y diferencia son incluidas por el lenguaje SQL. Para la operación de unión se utiliza la sentencia union, para la operación de intersección se utiliza intersect, mientras que para la operación de diferencia se utiliza la palabra minus. La operación union elimina las tuplas duplicadas automáticamente. Para mostrar los duplicados debemos escribir union all. La operación union es parte del estándar SQL, sin embargo varios productos no las soportan. Mientras tanto las operaciones intersect y minus no se incluyen en el estándar Operadores agregados. SQL presenta operadores agregados que utilizan como argumento un atributo. El valor del operador agregado se calcula sobre todos los elementos de la columna especificada o de ser especificados grupos se calculará sobre los valores de cada grupo. 13

24 AVG: Calcula el costo promedio. COUNT: Hace una cuenta de los artículos que pertenecen a la tabla. SUM: Calcula la suma de todos los valores. MIN: Calcula el valor mínimo. MAX: Calcula el valor máximo HAVING. La cláusula having es similar a la cláusula where, es utilizada para considerar solo grupos que cumplan un requisito específico. Esta cláusula utiliza expresiones que contengan funciones agregadas. Toda función que involucre expresiones con funciones agregadas debe ir en esta cláusula Subconsultas. Las cláusulas having y where permiten el uso de subconsultas en cualquier lugar en donde se espere un valor. El valor de la subconsulta debe derivar de la subconsulta previa, esta propiedad amplia el poder expresivo de SQL. Una subconsulta puede ser de la siguiente forma: Definición de datos. select X from Y where Z > (select Z from Y where W= 'frase') SQL posee varias sentencias utilizadas para definir datos. Para definir relaciones se usa el comando create table que crea una tabla con los atribuutos especificados. La sintaxis de este comando es la siguiente: create table nombre de la tabla (atributo 1, tipo del atributo 1 [,atributo 2, tipo del atributo 2] [,...]); 14

25 2.8.8 Tipos de datos. continuación: SQL soporta varios tipos de datos. Los tipos más importantes y utilizados se muestran a INTEGER: Es un entero binario de 31 bits de precisión con signo de palabra completa. SMALLINT: Un entero binario con signo de media palabra de 15 bits de precisión. DECIMAL (p[,q]): Es un número decimal con signo que presenta p digitos de precisión y además contiene q digitos a la derecha del punto decimal. FLOAT: Número de doble palabra con signo y con coma flotante. CHAR(n): Es una cadena de caracteres con una longitud fija de n caracteres. VARCHAR (n): Es una cadena de caracteres con una longitud variable de un valor máximo Índices. de n caracteres. Los índices nos permiten realizar de una forma más rápida el acceso a una relación, se puede comparar con un índice de un libro que nos permite encontrar de manera más rápida la ubicación de la información que necesitamos. El índice evita que el sistema de archivos lea toda la tabla para localizar la información deseada, y permite al sistema de base de datos chequear el valor del índice primero para ver si este le permite encontrar de forma más rápida la información. Es recomado crear índices en las tablas para hacer más eficiente el acceso a la información. Para crear un índice se utiliza el comando create index. La sintaxis utilizada es la siguiente: create index nombre_del_indice on nombre_de_la _tabla (nombre_del_atributo); El único cambio que puede percibir un usuario con la utilización de índices es el incremento 15

26 en la velocidad a la hora de buscar información Vistas. Una vista es una tabla virtual, es decir una tabla que no existe físicamente en la base de datos pero que el usuario la puede ver como si existiese. La vista no tiene datos propios almacenados, sino que el sistema guarda la definición de la vista que permite saber cuales son las tablas base que presentan la información que la vista necesita. El comando utilizado para crear vistas es create vie. La sintaxis que se utiliza es: create view nombre_de_la _vista as sentencia_select Sentecia _select se refiere a una instrucción select que permite adquirir la información para crear la tabla de la vista Eliminación de tablas, índices y vistas. Para eliminar tablas se utiliza la instrucción drop table, con ls siguiente sintaxis: drop table nombre_de_la_tabla Para la eliminación de indices se utiliza el comando drop index, la sintaxis es la siguiente: drop index nombre_del_índice Para eliminar vistas se utiliza el comando drop view, con la siguiente sintaxis: Manipulación de datos. drop view nombre_de_la_vista Existen comandos para manipulación de datos que permiten insertar, actualizar y borrar los datos en cada tabla. sintaxis: Para insertar tuplas a las tablas se utiliza el comando insert into, que presenta la siguiente insert into nombre_de_la_tabla (nombre_atributo_1 16

27 [, nombre_atributo_2] [,...]) values (valor_atributo_1 [, valor_atributo_2][,...]); Para borrar una tupla se utiliza el comando delete from, con la siguiente sintaxis: delete from nombre_de_la_tabla where condición; También se pueden realizar cambios en un valor anteriormente ingresado, para lo cual se utiliza el comando update, que presenta la siguiente sintaxis: update nombre_de_la_tabla set nombre_atributo_1 = valor_1 [,...[,nombre_atributo_k = valor_k]] where condición; Normalización de bases de datos [4]. La normalización de bases de datos es un proceso utilizado en el diseño de bases de datos relacionales, mediante el cual se pueden evitar ciertos problemas en el manejo de los datos. En la normalización se transforman los datos en estructuras más pequeñas de manera que sean más simples, más estables y más fáciles de mantener. Además hace más fáciles de enter las estructuras de datos para las personas. Otra de sus ventajas consiste en que se reduce el espacio de almacenamiento porque se evitan datos duplicados. La normalización permite básicamente evitar redundancia en los datos almacenados, además de problemas en la actualización de estos datos. Permite de esta forma garantizar la integridad de los datos. En el modelo relacional de bases de datos, las relaciones se suelen ver como tablas, siempre y cuando cumplan ciertos requisitos como que todas las columnas deben tener un nombre único. 17

28 Las filas de la tabla o tuplas no pueden estar repetidas, es decir, no se permiten datos duplicados. Además en una columna todos los datos deben ser del mismo tipo. Formas normales: Las formas normales son los diferentes niveles de normalización que se pueden alcanzar al realizar un diseño de una base de datos. Existen 5 formas normales, sin embargo las primeras 3 formas son suficientes para las necesidades de la mayoría de bases de datos. Inclusive se considera en algunos casos inadecuado llevar una base de datos a un nivel mayor al necesario ya que puede aumentar el nivel de complejidad de esta innecesariamente. Forma normal 1 (1NF): En esta forma se establece que se deben eliminar todos los grupos repetitivos en las tablas. Además se debe crear una tabla separada para los tipos de datos relacionados. Por último se establece que cada tabla debe tener una clave primaria para identificar a sus datos, esta clave primaria debe ser única para cada elemento de la tabla. Forma normal 2 (2NF): La segunda forma normal establece que las tablas que poseen grupos de datos que se aplican a varios elementos a la vez se deben crear tablas separadas para dichos datos y se debe relacionar dichas tablas mediante claves externas. Forma normal 3 (3NF): El tercer nivel de normalización tienen como objetivo evitar que existan datos duplicados o errores en estos, por lo cual se debe ubicar en tablas separadas los elementos que no depan de la clave, es decir los elementos en la tabla que no sean exclusivos de el elemento de la tabla que se identifica con el identificador de la tabla. El tercer nivel de de normalización implica que las tablas pueden crecer todo lo que quieran 18

29 sin duplicación ni corrupción de datos. Este nivel de normalización se dice suficiente para la mayoría de las aplicaciones, ya que puede manejar los datos obtenidos en su totalidad de una manera fácil. Forma normal 4 (4NF): En casos específicos en los que se tiene una relación de varios con varios es decir, que un elemento de la tabla A tenga varios elementos de la tabla B, y que al mismo tiempo un elemento de la tabla B tenga varios elementos de la tabla A, se necesita un nivel de formalización 4. Este nivel de formalización indica que cuando existen relaciones de varios con varios, las entidades indepientes no se pueden almacenar en la misma tabla. Forma normal 5 (5NF): Este nivel de normalización se aplica algunas veces, sin embargo en la mayoría de los casos no es necesario para obtener una mejor funcionalidad en nuestra aplicación. El principio de esta dice que se puede reconstruir la tabla original desde las tablas resultantes en las que fue separada dicha tabla. El aplicar esta regla permite asegurar que no se ha creado ninguna entrada extraña en las tablas, y que la estructura de tablas creada es del tamaño justo. Sin embargo no es necesaria a menos que se este trabajando con una estructura de datos demasiado extensa. 2.9 El lenguaje de programación Ruby [5] [7]. Ruby es un lenguaje de programación orientado a objetos, interpretado y multiplataforma, fue creado por Yukihiro Matsumoto en 1993 y presentado públicamente en La sintaxis del lenguaje esta inspirada en otros lenguajes como Perl y Python, además posee características de programación orientada a objetos. Además comparte funcionalidad con otros lenguajes de programación como Lisp, Lua, Dylan y CLU. Su implementación oficial es distribuida bajo una licencia de software libre. 19

30 El nombre del lenguaje procede de una broma en alusión al nombre del lenguaje Perl, ya que ambos hacen referencia a nombres de piedras preciosas. La última versión estable del lenguaje hasta este momento es la que fue publicada en Diciembre del 2007, mientras que ese mismo mes apareció la versión que es una versión de desarrollo que presenta varias mejoras Filosofía del lenguaje. El creador de este lenguaje ha expresado que su creación fue hecha pensando en la productividad así como la facilidad y diversión para el programador, es por eso que presenta una buena interfaz al usuario, dándole un mayor énfasis a las necesidades del programador que a las de la máquina. El lenguaje sigue un principio llamado principio de la menor sorpresa, que quiere decir que el lenguaje debe generar la menor confusión de los usuarios experimentados, esto debido a que el creador decidió hacer un lenguaje que fuera capaz de hacer la programación más divertida para el mismo, minimizando el trabajo a la hora de programar y evitando confusiones Semántica. En este lenguaje todos los tipos de datos son considerado como un objeto, incluyo las clases y los tipos que en otros lenguajes son definidos como primitivas. Todas las funciones don métodos y las variables son referencias a objetos, pero nunca un objeto por si solas. Permite además utilizar programación procedural, es decir que se pueden definir funciones y y variables fuera de las clases, todas estas definiciones serán parte de un objeto raíz llamado Object. En Ruby no se requiere de polimorfismo de funciones ya que en todas las funciones se pueden pasar datos de distinta clase en cada llamada del método, debido a que el lenguaje maneja tipos de datos dinámicos. 20

31 El polimorfismo de tipos si es soportado, es decir que se pueden manejar clases utilizando la interfaz de su clase padre Sintaxis. La sintaxis de este lenguaje es muy parecida a la de Perl y Python. Las clases y los métodos se definen con palabras claves. Las variables pueden llevar prefijos para indicar el rango de valores que puede tomar esa variable. Las palabras claves se utilizan para definir valores sin utilizar llaves, a diferencia de otros lenguajes como Perl y C. Los saltos de línea son interpretados como el final de una sentencia, el punto y coma también se puede utilizar para dicho propósito. En Ruby las variables de clases privadas se mantienen dentro de ellas, y solo se pueden utilizar a travez de métodos de acceso. Se obliga a todas las variables de clases a ser privadas pero también se proporciona una forma sencilla de utilizar métodos de acceso a ellas Metaprogramación. La metaprogramación es una de las características de Ruby. Consiste en crear programas que puedan manipular o inclusive crear otros programas como datos, o realizar durante la compilación parte del trabajo que se realizaría durante la ejecución de otra forma. Esta característica permite al programador ahorrar tiempo de desarrollo de código. El compilador es la herramienta que comúnmente utiliza la metaprogramación, ya que permite al programador realizar un programa en un lenguaje de alto nivel y luego lo traduce a lenguaje ensamblador, lo cual ahorra mucho tiempo Modelo Vista Controlador [9] [10]. El Modelo Vista Controlador es un patrón de diseño de software que se utiliza en el diseño de aplicaciones con interfaces sofisticadas. 21

32 Este patrón permite separar una aplicación en tres componentes distintos: La lógica de control, los datos y la interfaz de usuario. Es utilizado comúnmente en aplicaciones web en donde la vista es el código HTML y otros códigos que permiten desplegar datos dinámicamente, el modelo es el sistema gestor de bases de datos y la lógica de negocio mientras que el controlador es el mecanismo que recibe los eventos desde la vista Descripción del patrón. El patrón esta conformado por tres elementos como se mencionó: Modelo: El modelo es el encargado de acceder a la capa de almacenamiento de datos, además de definir la funcionalidad del sistema. Además debe llevar un registro de las vistas y controladores del sistema, para que sea capaz de notificar a estos sobre los cambios que pueda producir un agente externo a los datos. Vista: La vista se encarga de recibir los datos de un modelo y mostrarlos al usuario. Debe tener además un registro del controlador que por lo general es instanciado por esta fase. Presenta el modelo en un formato que pueda interactuar con el usuario, por lo general es la interfaz del usuario. Controlador: Es el encargado de recibir los eventos de entrada e interpretarlos para determinar la acción que debe realizar cada evento. Por ejemplo cuando un usuario realiza un clic sobre un botón el controlador debe recibir la solicitud y determinar la acción a realizar Ruby on Rails [6] [11]. Ruby on Rails es un framework para diseño de aplicaciones web de código abierto escrito en el lenguaje Ruby. Este sigue el paradigma de la arquitectura de Modelo Vista Controlador (MVC). Un framework es una estructura de desarrollo de software a partir de la cual se pueden desarrollar otros proyectos. Por lo general incluye soporte de programas, bibliotecas y lenguaje interpretado que permite unir los componentes del proyecto. 22

33 Ruby on Rails fue escrito por David Heinemeier Hansson y liberado al público por primera vez en el año A partir de ese momento se han lanzado varias versiones, sio la más actual la versión 2.1 publicada el 1 de Junio del La principal característica de este framework es que permite desarrollar aplicaciones de utilidad en el mundo real de una forma sencilla, reducio la cantidad de código y de configuración necesarios con respecto a otras opciones. La metaprogramación propia del lenguaje Ruby es utilizada por Ruby on Rails para permitir una sintaxis más legible para los usuarios. Existen muchos proyectos y páginas conocidos que utilizan Ruby on Rails, que aunque es muy reciente ha tenido gran aceptación entre los usuarios además que posee gran documentación en línea para facilitar la ayuda a desarrolladores Principios Fundamentales. Ruby on Rails utiliza dos principios fundamentales como lo son el principio de No te repitas y el de Convención sobre Configuración. El principio de No te repitas se refiere al hecho de realizar las definiciones una sola vez. Es por eso que a la hora de programar los componentes se integran de manera que no es necesario establecer puentes entre ellos ya que el mismo sistema los realiza, por ejemplo si se quiere definir una clase no es necesario especificar los nombres de las columnas sino que son identificadas automáticamente a través de la base de datos. El principio de Convención sobre Configuración busca que el programador únicamente deba especificar las configuraciones que no sean convencionales. Esto permite que al realizar una base de datos partio de cero, se puedan seguir las convenciones propias de Ruby on Rails lo que ahorra código El Modelo Vista Controlador de Ruby on Rails. 23

34 Ruby on Rails presenta un patrón Modelo Vista Controlador definido, los elementos de este modelo son los siguientes: Modelo: El modelo consiste básicamente en las clases que son la representación de las diferentes tablas de la base de datos. Para acceder a las clases del modelo se debe únicamente heredar la clase ActiveRecord::Base y el programa encontrará que tabla debe utilizar y que columnas posee dicha tabla. Al definir una clase se detalla a su vez las relaciones entre las clases mediante una estructura objeto relacional. Las rutinas para validación de datos así como las de actualización también son especificadas e implementadas en el modelo. Vista: La vista presenta la lógica que permite la visualización de los datos de las clases del Controlador. Esta es considerada por lo general para aplicaciones web como el código incluido en HTML. En Rails se utiliza un modelo de Ruby integrado, que utiliza archivos con formato RTML. Estos están compuestos por códigos HTML, mezclados con código de Ruby. También se pueden construir vistas en HTML o XML. Cada método del controlador debe llevar un código en HTML para mostrar información al usuario. La distribución de los elementos de la página se describe separadamente de las acciones del controlador. Controlador: Estas clases son las que responden a la interacción con el usuario y determinan la lógica que se debe seguir cuando se da un evento, para manipular los datos de las clases y mostrar los resultados a través de la vista. Estos métodos son invocados por el usuario utilizando un navegador web en aplicaciones de este tipo. El controlador es implementado en Ruby on Rails por el ActionPack. A partir de la clase 24

35 ApplicationController se pueden heredar otras clases para definir acciones como métodos para invocar a través del navegador web. Ruby on Rails permite construir de forma rápida la mayor parte de la lógica de control y las vistas necesarias para las operaciones más comunes Soporte de bases de datos. Ruby on Rails proporciona soporte para la utilización de bases de datos, favorecio su uso a través de un gestor de bases de datos. Se soporta la biblioteca SQLite en caso de que no se pueda utilizar una base de datos. La interacción con la base de datos es abstracta desde el punto de vista del programador, y los accesos son realizados automáticamente sin necesidad de utilizar consultas de tipo SQL aunque de querer usarse se pueden utilizar. Entre los sistemas gestores de base de datos soportados se encuentran: MySQL, PostgreSQL, SQLite, IBM DB2, Oracle y Microsoft SQL Server. 25

36 CAPÍTULO 3: Estructura general del sistema de inventario de bodega. 3.1 Estructura de la aplicación y aspectos generales. La base de datos del sistema desarrollado esta dividida en dos partes esenciales: Una base de datos que maneja los activos de la bodega, con sus diferentes marcas, modelos y estados de los activos, y otra tabla que maneja los usuarios en la cual se almacena la información personal de estos así como la información utilizada para la conexión de estos al sistema como lo son el nombre de usuario y las contraseñas. Para la base de datos se utilizó el gestor de base de datos PostgeSQL, que es de uso libre, además de ser uno de los más reconocidos por su excelente manejo de datos permitio conservar su integridad y coherencia. La aplicación se desarrollo en el lenguaje de programación Ruby utilizando el framework Ruby on Rails, el cual permite implementar el manejo de la base de datos de una forma más sencilla, ahorrando al programador mucho código que se puede hacer genérico para todas las aplicaciones. La aplicación utiliza una estructura modelo vista controlador, por lo tanto los códigos estas clasificados según estas tres secciones. Todos estos archivos relacionados directamente con la aplicación se encuentran en la carpeta app, divididos en carpetas separadas para cada una de las secciones. Además existen varios archivos de configuración así como librerías utilizadas entre otras cosas. 3.2 Base de datos. Como ya se mencionó se utiliza es gestor de base de datos PostgreSQL, para el desarrollo de la aplicación se utilizó la versión

37 Se utiliza un adaptador que se encarga de realizar el manejo de la base de datos, incluyo la creación de las bases de datos a utilizar y la creación de sus tablas, traducio código Ruby en sentencias SQL para realizar dichas tareas. La base de datos se encarga del almacenamiento de forma segura y confiable de la información, tanto de activos de bodega como de usuarios, sesiones y roles utilizados para la autenticación al sistema. 3.3 Modelo. El modelo es la parte encargada del manejo directo de la base de datos y sus relaciones. Es la representación de la base de datos desde la aplicación, de manera que maneja las tablas y sus elementos como clases, de manera que se pueda hacer referencia a ellas de una forma sencilla desde cualquier parte del código. En esta parte se definen además las sentencias de mapeo objeto relacional que describen la relación entre las clases, es decir entre los elementos de las tablas de la base de datos. Además se definen las rutinas de validación de datos que permiten conservar la integridad de los mismos, especificando que reglas se deben seguir antes de introducir un valor a la base de datos. Se definen también algunas funciones que requieren la revisión o manipulación directamente de los valores de la base de datos, por ejemplo si se quiere encriptar la contraseña de los usuarios se puede definir aquí la función que realice dicha tarea. Entre las funciones que se puede definir esta también funciones para filtrar los datos ingresados mediante expresiones regulares que permitan eliminar caracteres indeseados en una entrada de un valor a la base de datos. 3.4 Controlador. El controlador es el encargado de manejar los eventos que se realizan en la aplicación, por lo 27

38 general provocados por una acción del usuario. Se tienen controladores separados para cada tabla de la base de datos, por defecto, aunque se pueden crear nuevos controladores para otras acciones. Las acciones básicas que maneja el controlador son las de nuevo, crear, editar, actualizar, destruir y listar y mostrar. Nuevo: Cuando se quiere crear un nuevo elemento esta acción se encarga de crear un elemento en blanco que luego es actualizado con los datos que se ingresan por el usuario. La necesidad de crear un elemento en blanco es que de esta forma se puede asignar en la vista un campo de la variable a cada elemento de la forma que debe llenar el usuario. Crear: La acción de crear se encarga de tomar los datos ingresados por el usuario y actualizar el elemento que previamente fue creado con la acción nuevo. Editar: Editar se encarga de asignar en la vista los valores actuales de el elemento a editar de forma que el usuario lo modifique a placer. Actualizar: Toma los elementos modificados por el usuario en la vista de editar, y los actualiza en la base de datos. Destruir: Destruye el o los elementos seleccionados, eliminándolo de la base de datos. Listar: Hace una búsqueda y muestra una lista de los elementos que el usuario desea ver. Mostrar: Muestra el contenido de un elemento específico que el usuario quiere ver. En algunos casos hay acciones que no se necesitan, como por ejemplo en el caso de las sesiones, estas se crean cuando un usuario se conecta al sistema, sin embargo no es necesario editarlas ni actualizarlas, simplemente se eliminan cuando el usuario se desconecta, por lo tanto dichas acciones no están definidas para este caso. 3.5 Vista. La vista maneja la interfaz del sistema con el usuario. Esta dividida también según el 28