Tema 1: Sistemas de Gestión de Bases de Datos

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1 Tema 1: Sistemas de Gestión de Bases de Datos Andrés Cordón Franco Departamento de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial UNIVERSIDAD DE SEVILLA Bases de Datos Curso

2 Contenido: 1.1 Definiciones: dato, información, Base de Datos(BD), Sistemas de Gestión de bases de Datos(SGBD) 1.2 Sistemas de ficheros versus Bases de Datos 1.3 Clasificación y ventajas de las BD 1.4 (Breve) Historia de las BD y los SGBD 1.5 Modelos de datos: Jerárquico, en Red y Relacional 1.6 Bases de Datos relacionales 2

3 Problema básico: Diseñar sistemas de recopilación de datos que proporcionen a los usuarios información fidedigna sobre el dominio del mundo real que representan, con el objetivo de realizar acciones más pertinentes que las que se realizarían sin dicha información Datos: valores almacenados que representan hechos o realidades del mundo real. Información: significado de los datos. Un sitema de información es una colección de datos debidamente recopilados y estructurados, que proporcionan información sobre una parcela de la realidad. 3

4 Sistemas de ficheros(i): Los sistemas de información existen desde las primeras civilizaciones (censo romano). Revolución tecnológica: Informática. Desarrollo de la Primeros sistemas de información informatizados: sitemas de ficheros. Sistemas de ficheros(sf): conjunto de programas informáticos que permiten al usuario almacenar, consultar y modificar datos. Dichos datos se almacenan en ficheros diseñados para una determinada aplicación. Cada programa define y maneja sus propios datos. 4

5 Sistemas de ficheros(ii): Inconvenientes de los SF: Separación y aislamiento de datos. Duplicación de datos (se desperdicia capacidad de almacenamiento y se puede perder la coherencia de datos). Dependencia de los datos (la estructura física de los datos se encuentra codificada en cada programa de aplicación, dificultad para realizar cambios en dicha estructura). Formatos de ficheros incompatibles (la estructura de cada fichero es completamente dependiente de cada aplicación particular). Consultas fijas (los SF dependen del programador de las aplicaciones, poco adecuado para recuperar posteriormente la información según criterios cambiantes). 5

6 Definiciones de BD y SGBD: Base de Datos(BD): conjunto de datos que modelan hechos y objetos de una parcela de la realidad y sirven de soporte a una aplicación informática. Dichos datos deben estar almacenados físicamente en forma de ficheros informáticos y deben estar relacionados mediante una determinada estructura lógica. Propiedad esencial: Independencia de datos (separación entre los datos y las aplicaciones que los manejan). Sistema de gestión de Bases de Datos (SGBD): aplicación informática que permite a los usuarios definir, crear, mantener y consultar una base de datos; así como proporciona acceso controlado a la misma. Ejemplos de SGBD: Access de Microsoft, dbaseiv y Paradox de Borland, ORACLE de Oracle Corporation, DB2 de IBM,... 6

7 Funciones de un SGBD: Crear una base de datos y especificar su estructura, usando para ello un lenguaje especializado llamado lenguaje de definición de datos (DDL). Introducir, eliminar, consultar y modificar datos, usando un lenguaje especializado llamado lenguaje de manipulación de datos (DML). Permitir el almacenamiento de grandes cantidades de datos durante largos periodos de tiempo, manteniéndolos seguros de accidentes o uso no autorizado. Controlar el acceso a los datos de muchos usuarios a la vez, impidiendo que el acceso simultáneo introduzca incoherencias. 7

8 Ventajas de los SGBD(I): (A) Ventajas por la independencia de datos. Control sobre la redundancia de datos: los SF almacenan varias copias de los mismos datos en ficheros distintos. Consistencia de datos: eliminando las redundancias de almacenamiento se reduce el riesgo de inconsistencias. Compartición de datos: En los SGDB la base de datos pertenece a la empresa y puede ser por tanto compartida por todos los usuarios autorizados. Mayor eficiencia en la recogida, validación y entrada de datos: al no existir redundancias, los datos se recogen y se validan una sóla vez. Facilidad para mantener los estándares establecidos. 8

9 Ventajas de los SGBD(II): (B) Ventajas por una interfaz común. Mejora en la seguridad: los SGBD establecen distintas claves para el personal autorizado y les restringe las operaciones que pueden realizar (administrador de la BD, usuario final,...). Mejora de accesibilidad de datos: los SGBD incorporan lenguajes estándares de colsultas (el usuario realiza consultas sin necesidad de acudir al programador). Mejora en el mantenimiento de la aplicación: los SGBD separan las descripción de los datos y las aplicaciones, lo que facilita el mantenimiento y las futuras modificaciones de las aplicaciones. 9

10 Historia de las BD y los SGBD(I): (A) Predecesores: Sistemas de ficheros (B) Primera Generación ( ): Modelo de datos jerárquico (basados en relaciones padre hijos). (1968) Sistema IMS [=Information Management System] de IBM (derivado del programa Apollo de la NASA). SGBD jerárquicos todavía se usan en hospitales e instituciones públicas para gestionar la contabilidad (menos frecuentes tras el efecto 2000). Modelo de datos en red o CODASYL (basados en un grafo de relaciones entre los datos) Sistema propuesto por el grupo CODA- SYL (COnference on DAta SYstems Languages). Poco usuales en la actualidad. 10

11 Historia de las BD y los SGBD(II): (C) Segunda generación ( ): Modelo de Datos Relacional (Edgar F. Codd, 1970). Datos organizados como tablas relacionadas. Diseño de BD: Modelo Entidad Relación (P. Chen, 1976). (1974)Ingress de la Universidad de California en Berkeley. Dos grandes desarrollos: SQL(Structured Query Language) de IBM ORACLE de Oracle Corporation. Sistemas relacionales para microordenadores: dbaseiv de Borland, Access de Microsoft. (D) Tercera generación (1990-??): Modelo de datos orientado a objetos. Interación con la WEB. 11

12 Ideas sobre BD relacionales(i): Informalmente, una BD relacional es un conjunto de tablas que almacenen datos relacionadas entre sí. Las tablas se organizan en registros y campos. Tabla AUTOR (3 registros de 4 campos) DNI Nombre Dirección Fecha Ana Pérez C/Sol, 17 19/5/ José Ruíz C/Luna,1 1/1/ Luis Gómez C/Feria,2 5/5/1961 Registro: cada una de la filas de la tabla. Un registro recoge la información de un dato. Campo: cada una de las partes en las que se desglosa la información de cada registro. Tabla: conjunto de todos los resgistros. 12

13 Ideas sobre BD relacionales(ii): Tablas planas: una única tabla recoge todos los datos. Tablas relacionales: datos organizados en distintas tablas con campos con contenido común. Tabla AUTOR (3 registros de 4 campos) DNI Nombre Dirección Fecha Ana Pérez C/Sol, 17 19/5/ José Ruíz C/Luna,1 1/1/ Luis Gómez C/Feria,2 5/5/1961 Tabla ESCRIBE (3 registros de 3 campos) ISBN Libro Autor Año Nota: El campo Autor de la tabla ESCRIBE y el campo DNI de la tabla AUTOR permiten enlazar ambas tablas. 13

14 Bibliografía: Concepción y diseño de bases de datos, Adoración de Miguel, Mario Piattini, RA MA Editorial (1993) La disciplina de los Sistemas de Bases de Datos. Historia, Situación Actual y Perspectivas, José Hernández Orallo, Universidad Politécnica de Valencia (2002) Apuntes de Ficheros y Bases de Datos, Mercedes Marqués, Universidad Jaume I en Castellón (2001) 14

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