FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS. Introducción

Transcripción

1 FUNDAMENTOS DE BASE DE DATOS Introducción

2 Introducción Una base de datos es una colección de datos relacionados. Por datos, se entiende que son hechos conocidos que pueden registrarse y que tienen un significado implícito. Cada dato pertenece a un tipo de datos (Int, float, char,string ) Base de Datos

3 Qué es una base de datos? Conjunto de información Relacionada, colección coherente de datos sobre un tema con un objetivo determinado Organizada de manera lógica para facilitar su consulta evitando redundancias e inconsistencias

4 Características de las Bases de Datos Almacenamiento de gran cantidad de datos, que están relacionados entre si. Gestión segura de los datos. Acceso compartido y simultáneo por los usuarios. Lenguaje de definición de datos. creación y modificación de estructura de BD. Lenguaje de manipulación de datos. Añadir, modificar, borrar y consultar datos de la BD. Lenguaje de Control de datos Base de Datos

5 Naturaleza autodescriptiva de los sistemas de base de base de datos Una característica fundamental es que, contiene una descripción completa de la estructura de la base de datos y sus restricciones. Esta descripción se almacena en el catálogo del sistema, que contiene informaciones tales como la estructura de cada tabla, el tipo y formato de almacenamiento de cada elemento y varias restricciones sobre los datos. METADATOS

6 Una base de datos tiene las siguientes propiedades Representa algunos aspectos del mundo real, en ocasiones denominado minimundo o Universo del discurso. Colección coherente de datos con significado inherentes. Una base de datos se diseña, construye y puebla con datos para propósito específico.

7 Organización de la Base de Datos Las BD se organizan en tablas: Información (datos) relativos a un conjunto de elementos homogéneos. Puede considerarse análoga a un fichero. Dividida en filas y columnas. Filas: cada uno de los elementos o tuplas de la tabla. Columnas: cada uno de los datos o campos que describen los elementos de la tabla. Una de las columnas es la clave primaria. Sirve para identificar la fila o tupla.

8 Clave primaria Ejemplo de una tabla

9 Separación entre los programas y los datos, y abstracción de datos La estructura de las tablas de datos se almacena en el catálogo del SGBD separadamente de los programas de acceso. A esta propiedad se le denomina independencia entre programas y datos. Datos Softwar e

10 Diseño de una base de Datos Una base de datos se diseña, construye y puebla con datos para propósito específico. Está destinada a un grupo de usuarios concreto y tiene algunas aplicaciones preconcebidas en las cuales están interesados dichos usuarios.

11 Diseño de una base de Datos Las tuplas (filas) de una tabla han de ser homogéneas. Todas compuestas por los mismos campos (columnas). La clave primaria ha de ser única y no nula. Debe identificar la tupla. Puede estar compuesta por varios campos. El resto de campos deben depender de la clave primaria. La clave debe determinar el valor (único) del campo. Una tabla no debe contener campos de otras tablas. Salvo que se trate de una clave de otra tabla. Una tabla no debe contener campos con valores repetidos. Salvo que se trate de una clave de otra tabla.

12 Sistema gestor de base de datos (SGDB) Es una colección de programas que permiten a los usuarios crear y mantener una base de datos. Es un software de propósito general que facilita los procesos de: Definición de una base de datos : Consiste en especificar los tipos de datos, las estructuras y restricciones para los datos. Manipulación de la base de datos: Incluye funciones tales como consultar la base de datos.

13 Ejm. Gestor BD Postgress

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15 Concepto de un SGBD -DBMS Los DBMS (DBMS Database Managment Systems), es un conjunto coordinado de programas, procedimientos, lenguajes, etc, que suministra a los usuarios tanto informáticos como no informáticos y al administrador de la base de datos los medios necesarios para describir, recuperar y manipular los datos integrados en la base de datos asegurando su confiabilidad, confidencialidad y seguridad. Aplicaciones de base de datos DBMS Base de datos

16 Componentes de un sistema de gestión de base de datos (DBMS) DBMS D B M S Base de datos La base de datos contiene Datos de usuario Metadatos Índice y otros datos del sistema Metadatos de la aplicación Mo t o r D B M S Herramienta de Diseño Herramienta de creación de tablas Herramientas de creación de formas Herramienta de creación de consultas Herramienta de creación de reportes Compilador del lenguaje de procedimientos Tiempo de Ejecución Procesador de formas Procesador de consultas Escritor de reportes Tiempo de ejecución del lenguaje de reportes. Programa de aplicación Programas de aplicación Analista

17 Módulos componentes del SGBD Módulo gestor de datos almacenados del SGBD Compilador de LDD Procesador de base de datos en tiempo de ejecución Compilador de consultas Precompilador

18 Modulos componentes de un SGBD

19 Ventajas de utilizar un SGBD Control de la redundancia Restricciones de acceso no autorizado Capacidad de realizar inferencias y acciones usando reglas Suministro de múltiples interfaces de usuario Garantizar el cumplimiento de las restricciones de integridad Suministro de copias de seguridad y recuperación

20 Investigar. 1ra Práctica Conceptos de bases de datos, indicar la fuente (autor o dirección web confiable) Gestores de bases de datos, sus características, bondades y desventajas. Al menos 4 gestores diferentes. Funciones de un DBA

21 Usuarios y administradores de la base de datos Administradores de base de datos Diseñadores de base de datos Usuarios finales Analistas de sistemas y programadores de aplicaciones

22 Administradores de base de datos Responsable del control y manejo de las Bases de datos autorizar el acceso a la base de datos Coordinar y vigilar la utilización de la base de datos Adquirir los recursos de software y hardware Decidir el contenido de la información de la base de datos, decidir las estructuras de almacenamiento. Definir estrategia de respaldo y recuperación. Controlar el desempeño de la BD y responder a los cambios de requerimiento.

23 Diseñadores de base de datos Se encargan de identificar los datos que se almacenarán en a BD y de elegir las estructuras apropiadas para presentar y almacenar dichos datos. Los diseñadores se comunicarse con todos los futuros usuarios de la BD con el fin de comprender su necesidades, y de presentar un diseño que satisfaga esos requerimientos. Las tareas se realizan antes de que se implemente la base de datos y se carguen los datos.

24 Usuarios finales son las personas cuyo trabajo requiere acceder a la base de datos para consultarla, actualizarla y generar informes. Los usuarios finales ocasionales Los usuarios finales simples o paramétricos. Los usuarios finales avanzados Los usuarios autónomos

25 Soporte de múltiples vistas de los datos Una base de datos suele tener muchos usuarios, cada uno de los cuales puede requerir una perspectiva o vista diferente de la base de datos. Una vista puede ser un subconjunto de la base de datos o puede contener datos virtuales derivados de los ficheros de la base de datos pero que no están explícitamente almacenados. NOTAS nom calificación asignatura Rosa 63 Base de datos Ruben 70 Base de datos Mery 87 Base de datos

26 Arquitectura de un SGBD Vista 1 Vista 2 Vista n Nivel Conceptual Nivel físico

27 Nivel Interno Permite describir los datos tal como están almacenados en la computadora; Por ejemplo: Los archivos que los contienen ( nombre, organización, ubicación,.) Los registros de estos archivos (longitud, campos, ) Las rutas de acceso a esos registros (índices, encadenamientos, archivos invertidos )

28 Nivel Conceptual Este nivel corresponde a la estructura organizacional de la Base obtenida al reunir los requerimientos de todos los usuarios de una empresa, sin preocuparse de la organización física ni las vías de acceso En este nivel la base de datos aparece como una colección de registros lógicos sin especificar su almacenamiento

29 Nivel Externo Es el nivel más alto de abstracción y por ello el más cercano a los usuarios. El nivel externo representa la percepción individual de cada usuario o programador de la BD, describe únicamente la parte de los datos de interés para un usuario o grupo de usuarios. Los usuarios pueden imaginar que los archivos externos utilizados en sus programas existen tal como ellos lo perciben. Pero los archivos externos tampoco existen físicamente.

30 Independencia de datos Se define como la capacidad para modificar el esquema en un nivel del sistema de BD sin tener que modificar el esquema del nivel inmediato superior. Se define dos tipos de independencia de datos: Independencia lógica Independencia física Datos Softwar e

31 Independencia lógica de los datos Consiste en modificar el esquema conceptual sin tener que alterar los esquemas externos ni los programas de aplicación. Ejm. Modificar el esquema conceptual para ampliar la base de datos

32 Independencia física de los datos Consiste en modificar el esquema interno sin tener que alterar el esquema conceptual o externo

33 Lenguajes e interfaces de base de datos Un sistema de BD proporciona un lenguaje de definición de datos para especificar el esquema de base de datos y un lenguaje de manipulación de datos para expresar las consultas y las modificaciones a la BD y el Lenguaje de Control de acceso a la BD: Lenguaje de definición de datos(ldd) Lenguaje de manipulación de datos(dml) Lenguaje de Control de acceso a los datos(dcl)

34 Lenguaje de definición de datos(ldd) Un esquema de BD se especifica mediante un conjunto de definiciones expresadas mediante un lenguaje especial llamado lenguaje de definición de datos (LDD). Por ejemplo: créate table cuenta (número-cuenta char(10), saldo integer)

35 Lenguaje de manipulación de datos (DML) Permite: 1. La recuperación de información almacenada en BD 2. La inserción de información nueva en la BD 3. El borrado de información de la BD 4. La modificación de información almacenada en la BD

36 Lenguaje de manipulación de datos (DML) Por ejemplo, el lenguaje SQL tiene el componente LMD no procedimental, como ser la consulta: select cliente.nombre_cliente form cliente where cliente.id_cliente = La parte de un LMD que implica recuperación de información se llama lenguaje de consultas.

37 Entorno de un SGBD

38 Interfaces del SGBD Interfaces para navegación basados en menús Interfaces basadas en formularios Interfaces gráficas de usuario Interfaces de lenguaje natural Interfaces para usuarios paramétricos Interfaces para el ABD

39 Ejm. Interfaces basadas en formularios

40 Utilidades del sistema de base de datos Carga Copia de seguridad (backup ) Control del rendimiento

41 Herramientas de los SGBD

42 Estructuras operacionales de los SGBD Cliente-servidor Una base de datos con estructura cliente/servidor está formada por distintos elementos software: la aplicación cliente, la capa de acceso de datos y el servidor de bases de datos. A este último elemento se le denomina habitualmente motor de bases de datos.

43 Estructuras operacionales de los SGBD Cliente multiservidor Una base de datos cliente multiservidor es aquella en la que el cliente se puede conectar a más de un servidor simultáneamente o bien sólo puede conectarse a un servidor en cada sesión cliente.

44 Clasificación de los sistemas de gestión de base de datos Según modelo de datos. Se tiene dos modelos utilizados por la mayoría de los SGBD, el modelo relacional y el modelo orientado a objetos. Según numero de usuarios a los que da servicio el sistema. Los monousuarios y los multiusuarios. Según numero de sitios en la que se encuentra distribuida la base de datos. Centralizados y distribuidos. Según costo del SGBD. La mayor parte de los SGBD cuestan entre y dólares. Según los tipos de caminos de acceso. Un SGBD dispone de caminos de acceso para almacenar los ficheros. Según propósito. Los SGBD pueden ser de propósito general o de propósito especial.

45 Aplicaciones de los sistemas de base de datos Bases de datos en la World Wide Web Bases de datos multimedia Bases de datos móviles Sistemas de Información Geográfico Gestión de datos del genoma

46 Bases de datos en la World Wide Web En la la Web. La información se almacena en computadores designados como servidores Web en ficheros compartidos accesibles al público. A medida que la Web ha crecido, ha sido necesario permitir que los usuarios accedan no sólo a los sistemas de ficheros sino a bases de datos y a los SGBD para mantener el procesamiento de consultas y la creación de informes. Los enfoques actuales pueden dividirse en dos categorías: Acceso mediante scripts CGI Acceso mediante JDBC

47 Bases de datos en la World Wide Web

48 Bases de datos multimedia Las aplicaciones multimedia que trabajan con miles de imágenes, documentos, segmentos de audio y vídeo, y datos de texto libre, precisan del modelado adecuado de la estructura y contenido de los datos y, posteriormente, del diseño de esquemas de bases de datos apropiados para el almacenamiento y recuperación de la información multimedia. Los sistemas de información multimedia resultan muy complejos y abarcan un amplio conjunto de cuestiones, entre las que se encuentran las siguientes