L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta 1. INTRODUCCIÓN Materia: Fundamentos de Bases de Datos Maestro: Manuel Antonio Cebreros Zazueta Base de Datos

L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Introducción Propósito de los Sistemas de Bases de Datos Vistas de los datos Modelos de datos Lenguaje de Definición de Datos (LDD) Lenguaje de Manipulación de Datos (LMD) Administrador de la Base de Datos Usuarios de Base de Datos Estructura General del Sistema Procesador de consultas Gestor de Almacenamiento Almacenamiento en disco Base de Datos

Sistema de Gestión de Bases de Datos (DBMS) L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Sistema de Gestión de Bases de Datos (DBMS) Colección de datos interrelacionados Conjunto de programas para acceder a los datos Un DBMS contiene información sobre una empresa en particular Un DBMS provee un ambiente que es conveniente y eficiente de usar Base de Datos

L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Propósito de los DBMS Los DBMS fueron desarrollados para manejar las siguientes dificultades de los sistemas típicos de procesamiento de archivos soportados por los sistemas operativos convencionales. Redundancia e inconsistencia de datos Dificultad en el acceso a los datos Datos aislados — múltiples archivos y formatos Problemas de Integridad Atomicidad de las actualizaciones Acceso concurrente por múltiples usuarios Problemas de Seguridad Base de Datos

L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Vistas de los datos Arquitectura para un DBMS Nivel Físico Nivel Lógico Nivel de Vistas Vista 1 Vista 2 Vista n Base de Datos

Niveles de Abstracción L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Niveles de Abstracción El nivel físico describe como se almacenan realmente los datos (por ejemplo un registro de un cliente) El nivel lógico describe que datos son almacenados en una BD y las relaciones entre esos datos type cliente = record nombre : string; calle : string; ciudad : integer; end; En el nivel de vistas los programas de aplicación ocultan detalles de los tipos de datos. Las vistas también pueden ocultar información para propósitos de seguridad (por ejemplo el sueldo). Base de Datos

L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Instancias y esquemas Similar a los tipos y variables en los lenguajes de programación Esquema Es la estructura lógica de la BD (por ejemplo, conjunto de clientes y cuentas y la relación entre ellos) Instancia Es el contenido actual de la BD en un momento determinado Base de Datos

Independencia de los datos L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Independencia de los datos Habilidad para modificar una definición de esquema en un nivel sin afectar la definición de esquema en el siguiente nivel más alto Las interfaces entre los varios niveles y componentes deberían estar bien definidas de manera que los cambios en algunas partes no influyan significativamente en otras Dos niveles de independencia de los datos Independencia de datos física Independencia de datos lógica Base de Datos

L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Modelos de datos Colección de herramientas conceptuales para describir: Datos Relaciones entre los datos Semántica de los datos Restricciones de los datos Modelos lógicos basados en objetos: Modelo entidad-relación Modelo orientado a objetos Modelos lógicos basados en registros: Modelo relacional Modelo de red Modelo jerárquico Modelo de datos relacional orientado a objetos Base de Datos

Modelo entidad-relación L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Modelo entidad-relación Ejemplo saldo numero-cuenta cliente cuenta impositor seguro-social nombre-cliente calle-cliente ciudad-cliente Base de Datos

L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Modelo relacional Ejemplo de datos tabulares en el modelo relacional Cuentas NumCuenta Saldo C1 20 C2 15 C3 18 Clientes NSS Nombre Calle Ciudad 01 Maria C1 CLN 02 Juan C2 MAZ 03 Ana C3 04 Lupita C4 LM CuentaCliente NSS NumCuenta 01 C1 C2 02 C3 Base de Datos

Lenguaje de Definición de Datos (LDD) L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Lenguaje de Definición de Datos (LDD) Notación de especificación para definir el esquema de la base de datos El compilador del LDD genera un conjunto de tablas almacenadas en un diccionario de datos El diccionario de datos contiene metadatos (datos acerca de los datos) El lenguaje de definición y almacenamiento – tipo especial de LDD en el cual se especifican la estructura de almacenamiento y el método de acceso utilizado por el sistema de base de datos Base de Datos

Lenguaje de Manipulación de datos (LMD) L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Lenguaje de Manipulación de datos (LMD) Lenguaje para acceder y manipular los datos organizados por el modelo de datos apropiado Existen dos tipos de LMD: Procedural – el usuario especifica que datos se requieren y la manera de obtenerlos No procedural – el usuario especifica que datos se requieren sin especificar como obtenerlos Base de Datos

Administrador de la base de datos (DBA) L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Administrador de la base de datos (DBA) Coordina todas las actividades del sistema de base de datos; el DBA tiene un buen conocimiento de las necesidades y recursos de información de la empresa Las obligaciones del DBA incluyen: Definición del esquema Definición del método de acceso y estructura de almacenamiento Modificación del esquema y organización física Otorgar autoridad al usuario para acceder a la BD Especificar las restricciones de integridad Actuar como enlace con los usuarios Monitorear el desempeño y responder a los cambios en requerimientos Base de Datos

Usuarios de la base de datos L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Usuarios de la base de datos Los usuarios se distinguen por la manera en que esperan interactuar con el sistema Programadores de aplicaciones – interactuan con el sistema a través de llamadas del LMD Usuarios sofisticados – formulan peticiones en un lenguaje de consulta de base de datos Usuarios especializados – escriben aplicaciones de base de datos especializadas que no encajan en el marco tradicional de procesamiento de datos Usuarios normales – invocan alguno de los programas de aplicación permanentes que se han escrito previamente Base de Datos

Estructura general del sistema L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Estructura general del sistema Procesador de consultas Gestor de almacenamiento Almacenamiento en disco Base de Datos

Procesador de consultas Ayuda al sistema de bases de datos a simplificar y facilitar el acceso a los datos. Las bases de datos corporativas requieren de gran espacio de almacenamiento, por lo que no es posible almacenar esta gran cantidad de información en la memoria. Los datos se trasladan entre el disco de almacenamiento y la memoria principal cuando es necesario. Como la transferencia de datos a y desde el disco es lenta comparada con la velocidad de la unidad central de procesamiento, es fundamental que el DBMS estructure los datos para minimizar la necesidad de movimiento de datos entre el disco y la memoria principal

Procesador de consultas… Componentes Intérprete del LDD.- Interpreta las instrucciones del LDD y registra las definiciones en el diccionario de datos. Compilador del LMD.- Traduce las instrucciones del LMD a un plan de evaluación en instrucciones de bajo nivel dirigidas al motor de evaluación de consultas. Motor de evaluación de consultas.- Ejecuta las instrucciones de bajo nivel generadas por el compilador del LMD.

Gestor de almacenamiento L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Gestor de almacenamiento Módulo de programa que provee la interfaz entre los datos de bajo nivel almacenados en la base de datos y los programas de aplicación y consultas suministradas al sistema Es el responsable de las siguientes tareas: interacción con el gestor de archivos almacenamiento, recuperación y actualización de los datos eficiente Base de Datos

Gestor de almacenamiento… Componentes Gestor de autorización e integridad.- Comprueba que se satisfagan las restricciones de integridad y la autorización de los usuarios para acceder a los datos. Gestor de transacciones.- Asegura que la base de datos quede en un estado consistente (correcto) a pesar de las fallas del sistema y que las transacciones concurrentes ocurran sin conflictos.

Gestor de almacenamiento… Componentes Gestor de archivos.- Gestiona la reserva de espacio de almacenamiento de disco y las estructuras de datos usadas para almacenar la información. Gestor de memoria intermedia.- Su función es traer los datos del disco a la memoria principal y decidir que datos tratar en memoria caché.

Gestión de transacciones L.I. Manuel Antonio Cebreros Zazueta Gestión de transacciones Una transacción es una colección de operaciones que realizan una sola función lógica en una aplicación de base de datos El componente de gestión de transacciones asegura que la base de datos permanezca en un estado consistente (correcto) a pesar de las fallas del sistema (ejemplos, fallas de energía y caídas del sistema operativo) y fallas de transacciones El gestor de control de concurrencia controla la interacción entre las transacciones concurrentes para asegurar la consistencia de la base de datos Base de Datos

Almacenamiento en disco Archivos de datos Almacenan la base de datos en sí. Diccionario de datos Almacena metadatos acerca de la estructura de la base de datos, en particular, el esquema de la base de datos. Índices Proporcionan acceso rápido a elementos de datos que tienen valores particulares. Datos estadísticos Permiten al sistema tomar decisiones estratégicas para una eficiente recuperación de información