1 FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA – Regional Distrito Capital Ing. Esperanza Pérez M.

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1 1 FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA – Regional Distrito Capital Ing. Esperanza Pérez M.

2 2 1. SISTEMA GESTOR DE BASES DE DATOS (SGBD) Consiste en una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas para acceder a dichos datos. La colección de Datos, normalmente denominada “Base de Datos”, contiene información relevante para una empresa.

3 Continuación BD 3  Una base de datos, es una colección de tablas en las que se almacena un conjunto especifico de datos estructurado.  Una tabla contiene una colección de filas, también denominada tuplas o registros.  Columnas, también llamadas atributos. Cada columna de la tabla se ha diseñado para almacenar un determinado tipo de información, ej: fecha, nombres, importes en moneda, o números

4 4 SISTEMA GESTOR DE BASES DE DATOS (SGBD) OBJETIVO: Proporcionar una forma de almacenar y recuperar la información de una DB de manera que sea tanto práctica como eficiente.

5 5 SISTEMA GESTOR DE BASES DE DATOS (SGBD) Los SGBD se diseñan para gestionar grandes cantidades de información. La gestión de los datos implica tanto la definición de la información como la provisión de mecanismos para la La gestión de los datos implica tanto la definición de estructuras para almacenar la información como la provisión de mecanismos para la manipulación de la información. Los SGBD deben proporcionar la fiabilidad de la información almacenada, a pesar de las caídas del sistema o los intentos de acceso sin autorización. Si los datos van a ser compartidos entre diversos usuarios, el sistema debe evitar posibles resultados anómalos.

6 6 1.1. APLICACIONES DE LOS SGBD BANCA: Para información de los clientes, cuentas y préstamos, y transacciones. LÍNEAS AÉREAS: Para reservas e información de planificación. UNIVERSIDADES: Para información de los estudiantes, matriculas de las asignaturas y cursos. TRANSACCIONES DE TARJETAS DE CRÉDITO: Para compras con TC y generación mensual de extractos. RECURSOS HUMANOS: para información sobre los empleados, salarios, impuestos y beneficios, y para la generación de nominas. TELECOMUNICACIONES: Para guardar un registro de las llamadas realizadas, generación mensual de facturas, manteniendo el saldo de las tarjetas telefónicas prepago y para almacenar información sobre redes de comunicaciones. FINANZAS: Para almacenar información sobre grandes empresas, ventas y compras de documentos formales financieros, como bolsa y bonos. VENTAS: Para información de clientes productos y compras. PRODUCCIÓN: Para la gestión de la cadena de producción y para el seguimiento de la producción de elementos en las factorías, inventarios de elementos en almacenes y pedidos de elementos.

7 7 1.2. SGBD FRENTE A SISTEMAS DE ARCHIVOS  Redundancia e Inconsistencia de Datos: Debido a que los archivos y programas de aplicación son creados por diferentes programadores en un largo período de tiempo, los diversos archivos tienen probablemente diferentes formatos y los programas pueden estar escritos en diferentes lenguajes. Más aún la información puede estar duplicada en diferentes lugares (archivos). Redundancia e Inconsistencia de Datos: Redundancia e Inconsistencia de Datos:  Dificultad en el acceso a los datos: La cuestión aquí es que el entorno de procesamiento de archivos convencional no permite que los datos necesarios sean obtenidos de un forma práctica y eficiente. Dificultad en el acceso a los datos: Dificultad en el acceso a los datos:  Aislamiento de Datos: Debido a que los datos están dispersos en varios archivos, y los archivos pueden estar en diferentes formatos, es difícil escribir nuevos programas de aplicación para recuperar los datos apropiados  Aislamiento de Datos: Debido a que los datos están dispersos en varios archivos, y los archivos pueden estar en diferentes formatos, es difícil escribir nuevos programas de aplicación para recuperar los datos apropiados.  Problemas de Integridad: Los valores de los datos almacenados en la base de datos deben satisfacer cierto tipos de restricciones de consistencia. Problemas de Integridad: Problemas de Integridad:  Problemas de Atomicidad: Un computador, como cualquier otro dispositivo mecánico o eléctrico, esta sujeto a fallo. En muchas aplicaciones es crucial asegurar que, una vez que un fallo ha ocurrido y se ha detectado, los datos se restauran al estado de consistencia que existía antes del fallo. Problemas de Atomicidad Problemas de Atomicidad  Anomalías en el acceso concurrente: Conforme se ha ido mejorando el conjunto de ejecución de los sistemas y ha sido posible una respuesta en tiempo más rápida, muchos sistemas han ido permitiendo a múltiples usuarios actualizar los datos simultáneamente. En tales sistemas un entorno de interacción de actualizaciones concurrentes puede dar lugar datos inconsistentes. Anomalías en el acceso concurrente: Anomalías en el acceso concurrente:  Problemas de Seguridad: No todos los usuarios de un sistema de bases de datos deberían poder acceder a todos los datos. Problemas de Seguridad: Problemas de Seguridad:

8 8 1.4 MODELO DE DATOS Es una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones, la semántica y las restricciones de consistencia. Hay dos tipos de modelos de datos: Los Modelos Conceptuales: Los modelos conceptuales se utilizan para representar la realidad a un alto nivel de abstracción. Mediante los modelos conceptuales se puede construir una descripción de la realidad fácil de entender. En los modelos lógicos, las descripciones de los datos tienen una correspondencia sencilla con la estructura física de la base de datos Los Modelos Lógicos: En los modelos lógicos, las descripciones de los datos tienen una correspondencia sencilla con la estructura física de la base de datos

9 9 1.4.1 Modelo Entidad - Relación El modelo E/R esta basado en una percepción del mundo real que consta de una colección de objetos básicos llamados entidades, y de relaciones entre estos objetos. El modelo E/R permite al diseñador concebir la DB a un nivel superior de abstracción, aislándolo de consideraciones relativas a la máquina.

10 10 COMPONENTES BÁSICOS DEL MER  Rectángulos: Representan Conjuntos de Entidades.  Elipses: Representan Atributos.  Rombos: Representan Relaciones entre conjuntos de Entidades.  Líneas: “Que unen los Atributos con los conjuntos de Entidades” y “los conjuntos de Entidades con las Relaciones”.

11 11 1.4.1.1 Entidades “Una persona, lugar, cosa, concepto o suceso, real o abstracto, de interés para la empresa”. La representación gráfica de un tipo de entidad en este modelo es un rectángulo etiquetado en cuyo interior esta el nombre del tipo de entidad. Las entidades se describen en una DB mediante un conjunto de atributos.

12 12 1.4.1.1.1Tipos de Entidades Regulares: Son aquellas cuyos ejemplares tienen existencia por si mismos. Débiles: En las cuales la existencia de un ejemplar depende de que exista un cierto ejemplar de un tipo de entidad.

13 13 Representación de los tipos de Entidad Entidad Regular Entidad Débil Película Ejemplar

14 14 1.4.1.2 Interrelación  Una asociación, vinculación o correspondencia entre entidades. Cliente Impositor Cuenta Id_ClienteNombre_ClienteDir_ClienteCiudad_Cliente Num_CuentaSaldo IMPOSITOR, RA: adj. y s. Que ingresa dinero en una Institución Bancaria.

15 15 1.4.1.3 Dominio y Valor  El Conjunto de posibles valores que puede tomar una cierta característica se denomina dominio.  Def. Un Conjunto de valores homogéneo con un nombre.  El dominio es un elemento del modelo que tiene existencia propia independientemente de cualquier otro elemento.

16 16 Representación de un Dominio IDIOMAS Español Inglés Francés Alemán

17 17 1.4.1.4 Atributos Las entidades se describen en una base de datos mediante un Conjunto de Atributos. “Cada una de las propiedades o características que tiene un tipo de entidad o un tipo de interrelación” El atributo le da una determinada interpretación al dominio.

18 18 Representación de Dominio y de Atributo  Para simplificar la representación gráfica y siempre que coincida el nombre del dominio con el atributo, será suficiente con el circulo u ovalo con el nombre del atributo. CURSO IDIOMAS IDIOMA

19 19 Representación de Atributos, tipos de Entidades y de Interrelaciones

20 20 1.4.1.4.1 Atributos Compuestos  Son atributos definidos sobre más de un dominio. A diferencia de los Dominios que tienen vida Propia, es decir, existen por si mismos, la existencia de un atributo está ligada a la del correspondiente tipo de entidad.

21 21 1.4.2 RESTRICCIONES  El modelo E/R tiene como restricción inherente que sólo permite establecer interrelaciones entre entidades, NO estando Admitidas entre entidades e interrelaciones ni entre interrelaciones.  Las entidades deben tener un Único identificador.  Las restricciones sobre valores se establecen mediante la definición de Dominios.  Las restricciones estructurales se refieren tanto a atributos como a interrelaciones.

22 22 Restricciones Entre Todos los Atributos de un Tipo de Entidad Cada uno de estos conjuntos de atributos se denomina Identificador Candidato (IC). Cuando un IC es compuesto, el Número de atributos que lo componen debe ser mínimo, en el sentido de que la eliminación de cualquiera de ellos le haría perder su carácter de identificador. Luego todo IC debe cumplir la condición de ser Univoco y mínimo.

23 23 Identificadores Principales Compuestos  Se pueden representar de forma análoga a la de los atributos compuestos.

24 24 Atributos Multivaluados y Opcionales  Hay atributos que pueden tomar más de un valor. En ellos, se pueden colocar apropiadamente límites inferior y superior en el número de valores en el atributo multivalorado. EJEMPLAR Código Idioma Formato VHS Beta MP3 DVD Inglés Francés Español Alemán TELEFONO Num. Teléfono Tel: Móvil Tel: Oficina Tel: Casa

25 25 Ejemplo de atributos multivaluado (Idioma) y Opcional (Número)

26 26 Cardinalidad de Un Atributo en el tipo de Entidad o en el tipo de Interrelación al cual pertenece.  Se entiende por cardinalidad mínima o máxima de un atributo el número mínimo o máximo de valores que puede tomar ese atributo en cada ejemplar del tipo de entidad al cual pertenece.  Las cardinalidades se representan asociando un par de números enteros (mín, máx) al correspondiente atributo.

27 27 Cuatro tipos Posibles de Cardinalidades

28 28 FIN – PARTE I EJERCICIO VIDEO TIENDA

29 29 -ANEXOS- REDUNDANCIA E INCONSISTENCIA DE DATOS La dirección y número de teléfono de un cliente particular puede aparecer en un archivo que contenga cuentas de ahorros y en un archivo que contenga registros de una cuenta corriente. Esta redundancia conduce a un almacenamiento y coste de acceso más alto. Además, puede conducir a la inconsistencia de los datos. “Es decir, las diversas copias de los mismos datos pueden NO coincidir”

30 30 -ANEXO- DIFICULTAD EN EL ACCESO A DATOS Supóngase que uno de los empleados del Banco Necesita averiguar los nombres de todos los clientes que viven en la localidad X de la ciudad. a) El empleado obtiene la lista de todos los clientes y obtiene manualmente la información que necesita. b) Pedir al departamento de procesamiento de datos que haga que un programador de sistemas escriba el programa de aplicación necesario.

31 31 -ANEXOS- PROBLEMAS DE INTEGRIDAD El saldo de una cuenta bancaria no puede nunca ser más bajo de una cantidad predeterminada (por ejemplo 25 US).

32 32 - ANEXOS - ATOMICIDAD Consideremos un programa para transferir 500 US desde la cuenta A a la B. Si ocurre un fallo del sistema durante la ejecución del programa, es posible que los 500 US fueron eliminados de la cuenta A pero no abonados a la cuenta B, resultando un estado de la base de datos inconsistente. Claramente, es esencial para la consistencia de la base de datos que ambos, el abono y el cargo tengan lugar, o que ninguno tenga lugar.

33 33 -ANEXO- ANOMALIAS EN EL ACCESO CONCURRENTE Considérese una cuenta bancaria A, que tiene 500 US. Si dos clientes retiran fondos (por ejemplo 50 US y 100 US respectivamente) de la cuenta A en aproximadamente el mismo tiempo, el resultado de las ejecuciones concurrentes puede dejar la cuenta en un estado incorrecto (o inconsistente). Pueden leer ambos el valor 500 US, y escribir después 450 US y 400 US, respectivamente. Dependiendo de cuál escriba el último valor. En lugar del valor correcto 350 US.

34 34 -ANEXOS- PROBLEMAS DE SEGURIDAD En un sistema Bancario, el personal de nóminas necesita ver sólo esa parte de la DB que tiene información acerca de varios empleados del banco. No necesita acceder a la información acerca de las cuentas de los clientes.

35 RELACION 1 – a - Varios a) Un Departamento está asociado con cualquier número de Empleados, incluyendo Cero. b) Cualquier Empleado esta asociado con, como máximo, un Departamento. EMPLEADODEPARTAMENTO Trabaja para Emplea a

36 RELACION 1 – a – Varios OBLIGATORIA EN EL EMPLEADO a) Todo Empleado debe trabajar para un Departamento. b) “En este caso, la relación con respecto al Empleado es obligatoria. EMPLEADODEPARTAMENTO Trabaja para Emplea a

37 Modelo Relacional 1 a Varios

38 RELACION 1 – a – 1 a) Un Empleado puede dirigir, como máximo, un Departamento, y un Departamento puede estar dirigido, como máximo por un Empleado. b) (FK, U)  Los valores almacenados en la columna “Dep_Dir_Emp_Numero” de la tabla Departamento tienen que ser únicos. Nota: Indexado = Sí (Sin duplicados) EMPLEADODEPARTAMENTO Director de Dirigido por

39 Modelo Relacional 1 a 1

40 RELACION VARIOS – a - VARIOS a) Cero, Uno o más empleados pueden integrar una comisión. Un Empleado puede integrar Cero ó más de una comisión. b) Esta estructura NO puede llevarse a cabo con sólo Dos Tablas. EMPLEADOCOMISION Miembro de Tiene como Miembro a