Informática Docente: M.T.E.Mayra Minerva Méndez Anota Mail: mayramin@Gmail.com Periodo Intersemestral de invierno 11 – 17 de diciembre 2014 5 al 23 de enero de 2015

¿Qué es una Base de Datos? ¿Qué es un SMBD? ¿Qué es Dato? ¿Qué es Información? ¿Qué es una Base de Datos? ¿Qué es un SMBD? Representación Indivisible Independiente Abstracto 92003206 Hechos Ideas Conceptos sin evaluar … su importancia depende del contexto! Bases de Datos Conceptos

… que sea importante y relevante para un objetivo! ¿Qué es Dato? ¿Qué es Información? ¿Qué es una Base de Datos? ¿Qué es un SMBD? No. Folio?? Contraseña?? 92003206 René Villeda 56581111 Edif. 30 Depto 3 No. Cuenta?? No. Registro?? ¡Contexto! … que sea importante y relevante para un objetivo! Bases de Datos Conceptos

¿Qué es una Base de Datos? Un conjunto de elementos de datos relacionados que se describe a sí mismo, con relaciones entre sus elementos que presenta una interfaz uniforme de servicio. (James L. Johnson)

¿Qué es una Base de Datos? Un conjunto de datos relacionados entre sí. (Elmasri) La colección de datos que contiene información relevante para una empresa (Silberchatz)

Conjunto de datos que pertenecen al mismo ¿Qué es una Base de Datos? Conjunto de datos que pertenecen al mismo contexto almacenados sistemáticamente para su uso posterior A C B D Datos interrelacionados que modelan una realidad Bases de Datos Conceptos

Aplicaciones Banco Universidad Línea áerea …

Sistema Manejador de B.D. Una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas para acceder a dichos datos. (Silberchatz) Conjunto de programas que permite a los usuarios crear y mantener una Base de Datos. (Elmasri)

Sistema Manejador de B.D. Producto de software que presta soporte al almacenamiento confiable de la base de datos, pone en marcha las estructuras para mantener relaciones y restricciones, y ofrece servicios de almacenamiento y recuperación a usuarios. (James L. Johnson)

¿? ¿Qué es un SMBD? Bases de Datos Conceptos Es un conjunto de programas que nos permiten realizar en una base de datos las siguientes operaciones: Definir Crear Organizar Relacionar Estructurar Accessar Manejar Consultar ¿? Bases de Datos Conceptos

Historia Propósitos de los SMBD Ventajas Bases de Datos Motivación Modelos Sistemas manejadores de archivos Bases de datos jerárquicas Bases de datos de red Bases de datos relacionales Bases de datos OO Principios 50´s 60´s 70´s 80´s 90´s Bases de Datos Motivación

Ventajas de la BD Redundancia. Dificultad de acceso Consistencia Integridad Atomicidad Concurrencia Seguridad

Ventajas Bases de Datos Redundancia Motivación A, B, C 100 kb A, B, C La misma información A, B, C A, B, C A, B, C 100 kb Bases de Datos Motivación

Distintos formatos de archivos Diferentes formas de acceso Ventajas Dificultad de acceso A, B, C Distintos formatos de archivos = Diferentes formas de acceso Archivos de texto “#$X0, []°@b, *} Archivos binarios Bases de Datos Motivación

Se corrompe fácilmente!! Ventajas Consistencia A, B, C A, #$R%>, C Archivos de texto Se corrompe fácilmente!! Bases de Datos Motivación

Se corrompe fácilmente!! Ventajas Integridad A, B, C A, #$R%>, C Archivos de texto Se corrompe fácilmente!! Bases de Datos Motivación

Ventajas Bases de Datos Atomicidad Motivación SELECT campo FROM a; SELECT campo FROM b; INSERT campo INTO c; DELETE campo FROM a; SELECT campo FROM a; Unidad Lógica SELECT campo FROM b; INSERT campo INTO c; DELETE campo FROM a; Bases de Datos Motivación

Ventajas Bases de Datos Concurrencia Motivación Success! A, B, C SELECT a, b, c FROM r Success! A, B, C INSERT d INTO r Bases de Datos Motivación

Ventajas Bases de Datos Seguridad Motivación Failure! Success! Datos secretos SELECT a, b, c FROM cuenta Failure! Success! INSERT d INTO r Bases de Datos Motivación

Ventajas Bases de Datos Seguridad Motivación El SMBD se encarga de: SEGURIDAD en el acceso a los datos NO en la seguridad del acceso al hardware ni al sistema anfitrión Bases de Datos Motivación

Instancias y Esquemas Con el paso del tiempo la información que se va acumulando y desechando en la base de datos, ocasiona que está cambie. Instancia. Al estado que presenta una base de datos en un tiempo dado. Veámoslo como una fotografía que tomamos de la base de datos en un tiempo t, después de que transcurre el tiempo t la base de datos ya no es la misma.

Instancias y Esquemas Esquema. Es la descripción lógica de la base de datos, proporciona los nombres de las entidades y sus atributos especificando las relaciones que existen entre ellos. Es un banco en el que se inscriben los valores que irán formando cada uno de los atributos. El esquema no cambia los que varían son los datos y con esto tenemos una nueva instancia.

Diferentes niveles de abstracción! Arquitectura de 3 niveles Físico (interno) Conceptual (lógico) De vista (externo) Diferentes niveles de abstracción! Diferentes usuarios Bases de Datos Arquitectura

Arquitectura de 3 niveles Nivel Físico: Como se almacenan realmente los datos Nivel Lógico: Que datos se almacenan y que relaciones existen entre ellos. Nivel de Vistas: Solo se ofrece una parte de una BD al usuario, hay muchas posibles vistas para la misma BD.

Funciones del DBMS Interacción con el manejador de archivos. Esto a través de las sentencias en DML al comando de el sistema de archivos. Así el Manejador de base de datos es el responsable del verdadero almacenamiento de los datos. Respaldo y recuperación. Consiste en contar con mecanismos implantados que permitan la recuperación fácilmente de los datos en caso de ocurrir fallas en el sistema de base de datos.

Funciones del DBMS Control de concurrencia. Seguridad e integridad. Consiste en controlar la interacción entre los usuarios concurrentes para no afectar la inconsistencia de los datos. Seguridad e integridad. Consiste en contar con mecanismos que permitan el control de la consistencia de los datos evitando que estos se vean perjudicados por cambios no autorizados o previstos.

Funciones del DBMS

Lenguajes del Sistema manejador de BD Lenguaje de Definición de Datos (DDL) Lenguaje de Manipulación de Datos (DML) Procedurales (¿Qué y cómo?) M.O.O. No procedurales - Declarativos (¿Qué?) M. Rel. Usuarios Usuarios finales. Programadores de aplicaciones. Administrador de la Base de Datos

Estructura General del Sistema Un sistema de base de datos se encuentra dividido en módulos cada uno de los cuales controla una parte de la responsabilidad total de sistema. En la mayoría de los casos, el sistema operativo proporciona únicamente los servicios más básicos y el sistema de la base de datos debe partir de esa base y controlar además el manejo correcto de los datos. Así el diseño de un sistema de base de datos debe incluir la interfaz entre el sistema de base de datos y el sistema operativo.

Estructura General del Sistema Gestor de archivos. Gestiona la asignación de espacio en la memoria del disco y de las estructuras de datos usadas para representar información. Manejador de base de datos. Sirve de interfaz entre los datos y los programas de aplicación. Procesador de consultas. Traduce las proposiciones en lenguajes de consulta a instrucciones de bajo nivel. Además convierte la solicitud del usuario en una forma más eficiente.

Estructura General del Sistema Compilador de DDL. Convierte las proposiciones DDL en un conjunto de tablas que contienen metadatos, estas se almacenan en el diccionario de datos. Archivo de datos. En él se encuentran almacenados físicamente los datos de una organización. Diccionario de datos. Contiene la información referente a la estructura de la base de datos.

Estructura General del Sistema Índices. Permiten un rápido acceso a registros que contienen valores específicos.

Modelos de datos

Diseño Conceptual Lógico Físico Parte de las especificaciones de requisitos de usuario y su resultado es el esquema conceptual de la base de datos , es decir, una descripción de alto nivel de la estructura de la base de datos. Objetivo: Describir el contenido de información de la base de datos. No depende del SGBD Lógico Parte del esquema conceptual y da como resultado un esquema lógico, es decir, una descripción de la estructura de la base de datos en términos de las estructuras de datos. Depende del SGBD Físico Parte del esquema lógico y da como resultado un esquema físico, es decir, una descripción de la implementación de una base de datos en memoria secundaria: las estructuras de almacenamiento y los métodos utilizados para tener un acceso eficiente a los datos. Depende del SGBD Se expresa mediante su lenguaje de definición de datos.

Representar conocimiento Conceptualmente a través de un esquema Variedad de usuarios interactúan Base de datos necesitan Métodos Para comunicarnos Usuarios Base de datos A través de herramientas Representar conocimiento Conceptualmente a través de un esquema

Un esquema es un conjunto de representaciones lingüísticas o gráficas que describen la estructura de los datos de interés

Permite describir: Elementos (3) propiedades y el cómo se encuentran estructurados los datos de una realidad o problema que se desea especificar Elementos (3) Estructuras Restricciones Inherentes Explicitas Implícitas Operaciones

Modelo Entidad Relación

Modelo Entidad - Relación

Modelo Entidad - Relación Cualquier tipo de objeto o concepto sobre el que se recoge información: cosa, persona, concepto abstracto o suceso. Por ejemplo: coches, casas, empleados, clientes, empresas, oficios, diseños de productos, conciertos, excursiones, etc. Las entidades se representan gráficamente mediante rectángulos y su nombre aparece en el interior. Un nombre de entidad sólo puede aparecer una vez en el esquema conceptual. Hay dos tipos de entidades: fuertes y débiles. Una entidad débil es una entidad cuya existencia depende de la existencia de otra entidad. Una entidad fuerte es una entidad que no es débil.

Modelo Entidad - Relación Atributo Las entidades se componen de atributos que son cada una de las propiedades o características que tienen las entidades. Cada ejemplar de una misma entidad posee los mismos atributos, tanto en nombre como en número, diferenciándose cada uno de los ejemplares por los valores que toman dichos atributos. Si consideramos la entidad "PROFESOR" y definimos los atributos Nombre, Teléfono y Salario

Modelo Entidad - Relación Existen cuatro tipos de atributos: Obligatorios: aquellos que deben tomar un valor y no se permite ningún ejemplar no tenga un valor determinado en el atributo. Opcional: aquellos atributos que pueden tener valores o no tenerlo. Monoevaluado: aquel atributo que sólo puede tener un único valor. Multievaluado: aquellos atributos que pueden tener varios valores.

Existen atributos, llamados derivados, cuyo valor se obtiene a partir de los valores de otros atributos. Ejemplo la entidad "PROFESOR" y sus atributos: "NOMBRE“ "FECHA DE NACIMIENTO“ "EDAD"; es un atributo derivado por que se calcula a partir del valor del atributo "FECHA DE NACIMIENTO". Su representación gráfica es la siguiente:

En determinadas ocasiones es necesaria la descomposición de un atributo para definirlos en más de un dominio, podría ser el caso del atributo "TELEFONO" que toma valores del dominio "PREFIJOS" y del dominio "NUMEROS DE TELEFONO". Estos atributos se representan de la siguiente forma:

Modelo Entidad - Relación Dominios Se define dominio como un conjunto de valores que puede tomar un determinado atributo dentro de una entidad. Por ejemplo:

Modelo Entidad - Relación De forma casi inherente al término dominio aparece el concepto restricción para un atributo. Cada atributo puede adoptar una serie de valores de un dominio restringiendo determinados valores. El atributo "EDAD" toma sus valores del dominio N (números naturales) pero se puede poner como restricción aquellos que estén en el intervalo (0- 120), pero dentro de la entidad "PROFESOR" se podría restringir aun más el intervalo, puesto que la edad mínima para trabajar es de 16 años y la máxima de 65, por lo tanto el intervalo sería (16- 65).

Modelo Entidad - Relación Claves SUPER -LLAVE LLAVE CANDIDATO LLAVE PRIMARIA Interrelaciones Débiles Regulares Cardinalidades

Modelo Entidad - Relación Las interrelaciones, dentro de los diagramas, se representan de la siguiente forma: Regulares Débiles

Modelo Entidad - Relación

Modelo Entidad - Relación

Modelo Entidad - Relación

Modelo Entidad - Relación La cardinalidad se representa de la siguiente forma:

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