Bases de datos Unidad 1 Introducción a las BD. Mónica María Rojas Rincón Oficina: P19-103

Transcripción

1 Bases de datos Unidad 1 Introducción a las BD Mónica María Rojas Rincón mmrojas@elpoli.edu.co Oficina: P19-103

2 Competencias a desarrollar Identificar los conceptos propios de la asignatura. Diferenciar los elementos que hacen parte de las bases de datos. Realizar actividades de aplicación a ejemplos específicos. 2

3 Temas Sistema de Bases de Datos Componentes principales de un Sistema de Bases de Datos Qué es una Base de Datos Arquitectura para Sistemas de Bases de Datos Estructura general del Sistema de Bases de Datos Lenguajes utilizados en bases de datos El Sistema de Manejo de Bases de Datos (DBMS) y sus funciones Arquitectura ANSI/SPARC Independencia de datos 3

4 Origen La necesidad de almacenamiento de información para una futura utilización. Sistemas de archivos (PERSISTENCIA) Problemas: Redundancia en los datos -> Inconsistencia en los datos, anomalías en los datos Archivos separados -> dificultad para combinarlos propagación de los cambios -> Cambios costosos Inconsistencias por actualizaciones simultaneas 4

5 Origen Procesamiento Personal Archivo Empleados Solución: de Personal Usuario de Personal (Empleados) SISTEMA DE Usuario de Ventas (Vendedores) Procesamiento Ventas BASES DE DATOS Archivo Empleados de Ventas 5

6 Sistema de Bases de Datos Sistema para mantener información y que esté disponible cuando se solicite. Componentes: Hardware (Equipo de computo) Software (Programas: SO, SGBD, apliaciones) Personas (Usuarios) Información (integrada y compartida) 6

7 Bases de Datos Conjunto estructurado de datos Coherentes Capacidades: Manejo de persistencia Soportar un modelo de datos Colección de información Estructura lógica No hay perdida de información Soportar un lenguaje de alto nivel (manipulación y definición) Control de acceso Evitar inconsistencias ->concurrencia 7

8 Empledos Cuentas PERSONAL Clientes FINANCIERA Ventas VENTAS Empledos Antes PERSONAL Ahora Ventas Empledos Clientes Empleados SGBD VENTAS 8 FINANCIERA

9 Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) Software que permite manipular la base de datos Construir Utilizar Mantener Reorganizar Propiedades: Independencia de los datos (a partir de su arquitectura) Acceso eficiente a los datos Integridad y Seguridad Acceso concurrente y recuperación Cumplir con las propiedades ACID ( Atomicity- Atomicidad, Consistency- Consistencia, Isolation-Aislamiento, Durability- Durabilidad) 9

10 Otras definiciones Esquema de la base de datos: estructura definida para una base de datos, se busca que esté bien definida para que sea estática por un tiempo aunque es susceptible de ser modificada. Instancia: Es como una foto que se le toma a la base de datos. Es el estado que presenta una base de datos en un tiempo t dado, después de que transcurre el tiempo t la base de datos ya no es la misma. Usuario Final: el que interactúa con la base de datos a través de una aplicación o una interfaz. Usuario especialista: el que diseña y programa aplicaciones para los usuario finales Administrador de la BD (DBA): es quien pone en práctica técnicamente las decisiones estratégicas y de política que se toman sobre la BD. 10

11 Esquemas Procesador DDL Peticiones DML Procesador DML Peticiones compiladas Componentes y Funciones SGBD Esquemas y transformaciones Optimizador Peticiones Optimizadas Manejador de Transacciones Manejador de Almacenamiento Datos 11 Metadatos

12 Componentes Principales SGBD Procesador DML (lenguaje de manipulación de datos) Procesador DDL (lenguaje para definición de datos) Diccionario de datos (DD) o metadatos (datos sobre los datos): contiene la información sobre el esquema de la base de datos, usuario autorizados, permisos de acceso Optimizador de consultas: define el plan de ejecución de las operaciones más eficiente. Manejador de transacciones: controla el acceso y la concurrencia. Recuperación ante fallas. Manejador de almacenamiento: Manejador de archivos: recupera desde disco los bloques que contiene la información solicitada por una transacción. Manejador de buffer: mantiene en memoria ppal. la información más usada y decide cuándo llevar a disco algunas páginas. 12

13 Funciones Procesar definiciones de datos: soporte DDL Manipulación de datos: soporte DML Optimización de búsquedas Administración de Metadatos o diccionario de datos Manejar Recuperación y concurrencia Seguridad e integridad de los datos 13

14 SGBD Ventajas Reutilización de datos y programas Control de redundancia Estandarización Consistencia Equilibrio de carga Integridad Seguridad Facilidad de mantenimiento Desventajas Gran tamaño Puede haber fallas (Más susceptible en sistemas poco robustos) Dificultad para recuperarse (en sistemas anteriores tomaba demasiado tiempo una recuperación) Puede ser más lento, por la verificación de integridad 14

15 Arquitectura ANSI/SPARC (1975) (American National Standar Institute Standards Planning and Requeriments Committee) Arquitectura en tres niveles Interno: se ocupa de la forma como se almacenan físicamente los datos. Externo: se encarga de la forma cómo los usuarios individuales perciben los datos. Conceptual: nivel de mediación entre el físico y el interno 15

16 Arquitectura ANSI/SPARC Nivel Externo Nivel Conceptual Nivel Interno Gestión de Acceso Integridad y Coherencia Confidencialidad Esquema externo ->Vistas Formatos Agrupaciones Esquema Lógico Modelo Esquema Físico Tipos de datos Índices Estructuras de almacenamiento 16

17 Nivel externo Vistas individuales de los usuarios Se maneja la confidencialidad Se define lo que puede ver cada tipo de usuario (subesquema) Diferentes representaciones de los mismo datos Formatos Cálculos, agregados o derivaciones de los datos PrecioTotal = preciounitario * cantidad De la fecha de cumpleaños mostrar sólo el mes De la fecha obtener la edad 17

18 Nivel Conceptual Representación de toda la información contenida en la base de datos Esquema lógico Se maneja la integridad y la coherencia Visión completa de los requerimientos de la organización Tiene asociado un lenguaje de alto nivel 18

19 Nivel interno Esquema Físico Nivel más cercano al almacenamiento físico Se define mediante el esquema interno: tipos de registros Índices representación de los campos secuencia física, etc. Se encarga de: - Reservar espacio para datos e índices - Compresión de datos - Técnicas de encriptamiento de datos 19

20 Independencia de los datos Capacidad de modificar el esquema de un nivel sin modificar los demás Física: poder modificar el esquema interno sin modificar el esquema conceptual. Cambios en la forma de almacenar físicamente los datos. Ej. Nuevos índices, cambiar el tipo del índice. Lógica: los cambios en el esquema conceptual no deberían alterar el esquema externo. No afectar la visión de los usuarios por cambios en la estructura. Es más complicada que la física. Ej. Adición de atributos no implicaría problemas mientras que el borrado sí. 20

21 Bibliografía Basado en: C.J. Date. Introducción a los Sistemas de bases de datos. Vol.1. Quinta edición. Addison Wesley. ( D232 ). Cap 1 y2. ROB, PETER. SISTEMAS DE BASES DE DATOS. THOMSON, ( R628 ) Pag Silberschatz, et. Al. Fundamentos de Bases de Datos. Cuarta Edición. Pág. 1-5, 8-14 SILBERSCHATZ, ABRAHAM. FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS. MCGRAW-HILL. Quinta Edición. ( K85 ) Pág. 1-9,