BASES DE DATOS MODERNAS UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INFORMÁTICA MAGÍSTER EN INGENIERÍA INFORMÁTICA BASES DE DATOS MODERNAS Dra. Angélica Urrutia Sepúlveda Magister: Curso Bases de Datos Modernas

EL FUTURO DE LAS BASES DE DATOS INDICE 1.- EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BASES DE DATOS 2.- BASES DE DATOS ACTIVAS 3.- REGLAS DE NEGOCIO PARA DISEÑO DE BASES DE DATOS 4.- OTROS TIPOS DE BASES DE DATOS Magister: Curso Bases de Datos Modernas

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BASES DE DATOS EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BASES DE DATOS Magister: Curso Bases de Datos Modernas

TECNOLOGÍA DE LAS BASES DE DATOS EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD INTRODUCCION TECNOLOGÍA DE LAS BASES DE DATOS . Excepcional productividad . Impresionante impacto económico . Grandes inversiones - Aplicaciones desarrolladas con SGBD - Investigación y Desarrollo - Marketing LAS BASES DE DATOS SE HAN CONVERTIDO EN UN PRODUCTO ESTRATÉGICO DE PRIMER ORDEN Magister: Curso Bases de Datos Modernas

- GENERACIONES DE BASES DE DATOS 1ª SGBD EN RED 2ª SGBD RELACIONALES EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EV. GESTION DE DATOS - PROCESOS DATOS - GENERACIONES DE BASES DE DATOS 1ª SGBD EN RED 2ª SGBD RELACIONALES 3ª SGBD INTELIGENTES, ACTIVOS, ORIENTADOS A OBJETOS, ... Magister: Curso Bases de Datos Modernas

3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EV. GESTION DE DATOS 3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS “Proporciona capacidades de gestión de datos al igual que sus predecesoras, permitiendo que grandes cantidades de datos persistentes sean compartidos por muchos usuarios. También proporcionan gestión de objetos, permitiendo tipos de datos muchos más complejos, objetos multimedia, datos derivados, encapsulamiento de la semántica de los datos, así como otras nuevas capacidades. Algunos proporcionan incluso gestión de conocimiento, soportando un gran número de reglas complejas para inferencia automática de información y mantener las restricciones de integridad entre datos” Cattell (1991) Magister: Curso Bases de Datos Modernas

3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EV. GESTION DE DATOS 3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS “Gestiona información de una manera natural, haciendo esta información fácil de almacenar, acceder y utilizar. Es necesario: - Un fuerte soporte para texto, imagen, voz, animación y vídeo - Un modelo de bases de datos orientado al objeto - Un soporte de reglas declarativas para expresar las interrelaciones semánticas entre objetos” Khoshafian et al. (1990) Magister: Curso Bases de Datos Modernas

CAMBIOS EN EL ENTORNO EMPRESARIAL EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD NUEVOS RETOS CAMBIOS EN EL ENTORNO EMPRESARIAL Keen (1985) - Flexibilidad organizacional - Adaptación al cambio - Cobertura - Extensiones inter-empresa - Cooperaciones y alianzas - Procesos integrados - Gestión integrada y consistente EMPRESA ABIERTA Magister: Curso Bases de Datos Modernas

HARDWARE Y COMUNICACIONES EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD NUEVOS RETOS HARDWARE Y COMUNICACIONES - LEYES DE LA EVOLUCIÓN DEL HARDWARE: - Ley de Moore - Ley de Hoagland - Ley de Joy - Predicción de Gray - MÁQUINAS PARALELAS - TÉCNICAS DE COMPRESIÓN - DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO ÓPTICO - DIGITALIZADORES DE AUDIO Y VÍDEO Magister: Curso Bases de Datos Modernas

- El 70% de los informes se utilizan para volver a EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD NUEVOS RETOS DATOS MAL GESTIONADOS Zachman (1996) - El 70% de los informes se utilizan para volver a introducir datos en bases de datos - 80/90% del tiempo se dedica al mantenimiento - 60/70% se dedica a mantener interfaces y transformar datos de una base a otra - 100M$ a “parchear” progs. por errores al pasar datos - 70% de las líneas de código sólo mueven datos - 20/40% de toda la mano de obra de EEUU se dedica a recoger, almacenar, recuperar, ... información Magister: Curso Bases de Datos Modernas

FUNDAMENTOS TEÓRICOS APLICACIONES PRÁCTICAS PRODUCTOS EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN FACTORES CLAVE FUNDAMENTOS TEÓRICOS APLICACIONES PRÁCTICAS PRODUCTOS Magister: Curso Bases de Datos Modernas

FUNCIONALIDAD/ INTELIGENCIA RENDIMIENTO BD DISTRIBUCIÓN/ INTEGRACIÓN EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN FUNCIONALIDAD/ INTELIGENCIA RENDIMIENTO BD DISTRIBUCIÓN/ INTEGRACIÓN Magister: Curso Bases de Datos Modernas

- BD EN MEMORIA PRINCIPAL EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN RENDIMIENTO - BD PARALELAS - BD EN TIEMPO REAL - BD EN MEMORIA PRINCIPAL Magister: Curso Bases de Datos Modernas

DISTRIBUCIÓN - BD DISTRIBUIDAS - BD FEDERADAS - MULTIBASES DE DATOS EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN DISTRIBUCIÓN - BD DISTRIBUIDAS - BD FEDERADAS - MULTIBASES DE DATOS - BD MÓVILES - BD Y “WEB” Magister: Curso Bases de Datos Modernas

- BD ORIENTADAS A OBJETOS - BD MULTIMEDIA - BD TEMPORALES - BD SEGURAS EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN INTELIGENCIA - BD ACTIVAS - BD DEDUCTIVAS - BD ORIENTADAS A OBJETOS - BD MULTIMEDIA - BD TEMPORALES - BD SEGURAS - BD DIFUSAS Magister: Curso Bases de Datos Modernas

PLANO CIENTÍFICO BD PLANO COMERCIAL PLANO INDUSTRIAL EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD MADUREZ PLANO CIENTÍFICO BD PLANO COMERCIAL PLANO INDUSTRIAL Magister: Curso Bases de Datos Modernas

P. CIENT. P. IND. P. COM. EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD MADUREZ TECNOLOGÍA P. CIENT. P. IND. P. COM. Relacionales **** Paralelas *** ** Tiempo real * - Memoria principal Activas Deductivas Orientadas a objetos Multimedia Temporales Seguras Difusas * - - Dist. homogéneas *** *** * Federadas ** * - Multibases de datos ** * - Móviles ** - - Datawarehousing * *** ** Magister: Curso Bases de Datos Modernas

BASES DE DATOS ACTIVAS PORTADA BASES DE DATOS ACTIVAS Magister: Curso Bases de Datos Modernas

SGBD ACTIVO: SGBD DEDUCTIVO: BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN SGBD ACTIVO: Cuando se producen ciertas condiciones ejecuta de forma automática ciertas acciones. Debe ser capaz de monitorizar y reaccionar ante eventos de manera oportuna y eficiente. SGBD DEDUCTIVO: Capaz de deducir hechos adicionales a partir de la base de datos extensional aplicando axiomas deductivos y reglas de inferencia. Magister: Curso Bases de Datos Modernas

SGBD PASIVO sentencias SQL resultado APLICACION INTRODUCCIÓN BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN SGBD PASIVO sentencias SQL optimizador consultas APLICACION procesador consultas resultado datos Magister: Curso Bases de Datos Modernas

SGBD ACTIVO APLICACION INTRODUCCIÓN BASES DE DATOS ACTIVAS optimizador consultas optimizador reglas prog. de reglas APLICACION procesador consultas gestión eventos datos reglas Magister: Curso Bases de Datos Modernas

VENTAJAS Mayor productividad Mejor mantenimiento BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN VENTAJAS Mayor productividad Mejor mantenimiento Reutilización de código Reducción del tráfico de mensajes Posibilidad de optimización semántica Facilitar el acceso a la BD a usuarios finales Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Monitorización de Situaciones (Banco) BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN APLICACIONES KOTZ (1994) Monitorización de Situaciones (Banco) Gestión de Flujos de Trabajo Gestión de Documentos Telecomunicaciones/Gestión de Redes Gestión Comercial Magister: Curso Bases de Datos Modernas

UTILIDAD EN SGBD - INSTANTÁNEAS - DATOS DERIVADOS BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN UTILIDAD EN SGBD - INSTANTÁNEAS - DATOS DERIVADOS - REGLAS DE INTEGRIDAD - SEGURIDAD Y AUDITORÍA - GESTIÓN DE VERSIONES Magister: Curso Bases de Datos Modernas

COMPONENTES MODELO DE CONOCIMIENTO BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES COMPONENTES Paton y Díaz (1998) MODELO DE CONOCIMIENTO Describe la situación y la reacción correspondiente MODELO DE EJECUCION Realiza un seguimiento de la situación y gestiona el comportamiento activo Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE CONOCIMIENTO BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE CONOCIMIENTO EVENTO FUENTE (operación, envío de mensajes, gestión de transacciones, excepciones, reloj, aplicación...) GRANULARIDAD (registro, conjunto) TIPO DE EVENTO (primitivo, compuesto) PAPEL (obligatorio, opcional, ninguno) Magister: Curso Bases de Datos Modernas

REGLAS DE INTEGRIDAD REFERENCIAL REGLAS DEL NEGOCIO BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES TIPOS DE REGLAS REGLAS DE INTEGRIDAD REGLAS DE INTEGRIDAD REFERENCIAL REGLAS DEL NEGOCIO REGLAS DE MODELO DE DATOS REGLAS DE RELACION REGLAS DE DERIVACION REGLAS DE RESTRICCION REGLAS DE FLUJO Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE CONOCIMIENTO BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE CONOCIMIENTO CONDICIÓN PAPEL (obligatorio, opcional, ninguno) AMBITO Sobre parámetros del evento Sobre estado de la BD Al comienzo de la transacción (BDT) Cuando ocurrió el evento (BDE) Cuando se evalúa la condición (BDc) Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE CONOCIMIENTO BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE CONOCIMIENTO ACCIÓN OPCIONES (operación, envío de mensajes, actualización de reglas, abortar transacción, hacer en lugar de, externo) AMBITO Al comienzo de la transacción (BDT) Cuando ocurrió el evento (BDE) Cuando se evalúa la condición (BDc) Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE EJECUCION Modo de acoplamiento Modo de acoplamiento BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE EJECUCION MODOS DE ACOPLAMIENTO FUENTE DE EVENTOS OCURRENCIA DE EVENTOS REGLAS DISPARADAS REGLAS EVALUADAS REGLAS SELECCIONADAS señalar disparar evaluar planificar ejecutar Modo de acoplamiento evento-condición Modo de acoplamiento condición-acción Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE ACOPLAMIENTO INMEDIATO BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE ACOPLAMIENTO INMEDIATO INICIO DE TRANSACCION EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION FIN DE TRANSACCION Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Algoritmo de acoplamiento Condición-acción de tipo inmediato: Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE ACOPLAMIENTO DIFERIDO BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE ACOPLAMIENTO DIFERIDO INICIO DE TRANSACCION EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION FIN DE TRANSACCION Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO INICIO DE TRANSACCION T1 INICIO DE TRANSACCION T2 EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION FIN DE TRANSACCION T1 FIN DE TRANSACCION T2 Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO CON DEPENDENCIA CAUSAL BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO CON DEPENDENCIA CAUSAL INICIO DE TRANSACCION T1 INICIO DE TRANSACCION T2 EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION FIN DE TRANSACCION T1 FIN DE TRANSACCION T2 Magister: Curso Bases de Datos Modernas

MODELO DE EJECUCION COMPONENTES BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE EJECUCION GRANULARIDAD DE LA TRANSICION (registro, conjunto) PRIORIDAD (dinámica, numérica, relativa, basada en eventos, ninguna) POLITICA DE EFECTOS NETO (sí, no) POLITICA DE CONSUMO (reciente, cronológica, continua, acumulativa) MODO DE PLANIFICACION (paralelo, secuencial, saturación, ninguno) MODO DE GESTION DE ERRORES (abortar, ignorar, retroceder y contingencia) Magister: Curso Bases de Datos Modernas

DEFINE TRIGGER disparador FOR relación BASES DE DATOS ACTIVAS PRODUCTOS INTERBASE DEFINE TRIGGER disparador FOR relación [ ACTIVE | INACTIVE ] [ PRE |POST ] {STORE | MODIFY | ERASE } [ nº_de_secuencia ]: acción-disparador END TRIGGER [lista_descripción_mensaje ] [comentarios_textuales ] Magister: Curso Bases de Datos Modernas

DEFINE RULE regla [ AS EXCEPTION TO regla] BASES DE DATOS ACTIVAS PRODUCTOS POSTGRES DEFINE RULE regla [ AS EXCEPTION TO regla] ON evento TO objeto [ [cláusula FROM] cláusula WHERE ] THEN DO [INSTEAD] acción DEFINE RULESET conjunto_reglas INHERITS conjunto_reglas [ guión_inicial procedimiento] [ guión_eliminación procedimiento] Magister: Curso Bases de Datos Modernas

SQL 3 WHEN condición acciones BD CREATE TRIGGER disparador BASES DE DATOS ACTIVAS PRODUCTOS SQL 3 CREATE TRIGGER disparador {AFTER | BEFORE | INSTEAD OF} {INSERT | DELETE | UPDATE [OF ATRIBUTOS]} ON tabla [REFERENCING OLD AS id NEW AS id] [REFERENCING OLD_TABLE AS id NEW_TABLE AS id] WHEN condición acciones BD [FOR EACH ROW | STATEMENT] Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Manifiesto de los SGBDA BASES DE DATOS ACTIVAS MANIFIESTO Manifiesto de los SGBDA ACTNET (1996) Características de los SGBDA Un SGBDA es un SGBD Un SGBDA tiene un modelo de reglas ECA Un SGBDA debe soportar la gestión de reglas y la evolución de la base de reglas Características de ejecución de reglas ECA Un SGBDA tiene un modelo de ejecución Un SGBDA debe ofrecer difs. modelos de acoplamiento Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Manifiesto de los SGBDA BASES DE DATOS ACTIVAS MANIFIESTO Manifiesto de los SGBDA ACTNET (1996) Un SGBDA debe implementar modos de consumo Un SGBDA debe gestionar la historia de eventos Un SGBDA debe implementar resolución de conflictos Características de aplicación y usabilidad Un SGBDA debería poseer un entorno de programación Un SGBD A debería ser ajustable Magister: Curso Bases de Datos Modernas

CREATE TRIGGER pasar-curso AFTER UPDATE ON B1 FOR EACH ROW BEGIN BASES DE DATOS ACTIVAS PROBLEMAS PROBLEMAS Dudley (1994) B1 UPDATE B1 SET y = y + 1; X Y Luis 1 María 2 Paco 3 CREATE TRIGGER pasar-curso AFTER UPDATE ON B1 FOR EACH ROW BEGIN UPDATE B2 SET y = y + 1 WHERE y := OLD.y END B2 X Y Luis 1 María 2 Paco 3 Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Ejemplo: Comprobación de la integridad -        Figura 2.10: Modelo relacional de comprobación de integridad Se muestra un modelo relacional y su correspondiente forma de guardar la integridad de los datos: Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Ejemplo: Trigger de comprobación de Integridad Los profesores que imparten la asignatura del código EST1 deben ser del departamento de estadística Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Ejemplo: Trigger de Reglas de Funcionamiento de la Organización " Cuando la cantidad en almacén de una pieza esté por debajo de la cantidad mínima establecida, se debe lanzar un orden de producción para asegurar la cantidad mínima de la pieza en el almacén", Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Figura 5.7: Pantalla de Eventos Ejemplo: Pantalla de Eventos   Figura 5.7: Pantalla de Eventos Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Ejemplo: Modelo de eventos Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Ejemplo: Modelo condición Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Ejemplo: Modelo acción Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Ejemplo: Modelo Evento Magister: Curso Bases de Datos Modernas

REGLAS DEL NEGOCIO PORTADA REGLAS DEL NEGOCIO Magister: Curso Bases de Datos Modernas

REGLAS DEL NEGOCIO REGLA DEL NEGOCIO INTRODUCCIÓN ANALISIS ESTRUCTURADO INGENIERIA DE LA INFORMACION ORIENTACION AL OBJETO REGLAS DEL NEGOCIO REGLA DEL NEGOCIO PROCESOS INFORMACION OBJETO ALMACEN DE DATOS PROCESOS ATRIBUTOS ENTIDADES ENTIDADES ATRIBUTOS SERVICIOS DATOS PROCESO DE LA REGLA ATRIBUTOS 1970 1980 1990 2000 Magister: Curso Bases de Datos Modernas

CONVERTIR LA INFORMACIÓN EN UN ACTIVO DE LA EMPRESA REGLAS DEL NEGOCIO INTRODUCCIÓN Enlazar las necesidades de la empresa y el sistema de información Validar el “modelo” de la empresa Facilitar compartir datos Ahorrar costes de desarrollo CONVERTIR LA INFORMACIÓN EN UN ACTIVO DE LA EMPRESA Magister: Curso Bases de Datos Modernas

CICLO DE VIDA REGLAS DEL NEGOCIO ESTUDIO PREVIO ADQUISICION ANALISIS DATOS PROC. RED. MODELADO CLASIFICACION Y ALMACENAMIENTO VALIDACION Magister: Curso Bases de Datos Modernas

REGLAS DEL NEGOCIO CONCLUSIONES ”Debe ser nuestro trabajo liberar las reglas de negocio. La empresa necesita acceder a las reglas para poder aprender de ellas, comportarse de acuerdo a las mismas, desafiarlas y hacerlas evolucionar con el fin de encontrar oportunidades de negocio". VON HALLE (1996) Magister: Curso Bases de Datos Modernas

CONCLUSIONES REGLAS DEL NEGOCIO Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Otros tipos de Bases de Datos Magister: Curso Bases de Datos Modernas

¿Interconectar, Integrar o Interoperar? Interconectar: conectar a nivel de hardware distintos sistemas entre sí. El objetivo de una interconexión es intercambiar información. Integrar: unificar la información que se encuentre replicada resolviendo posibles conflictos de heterogeneidad entre las diferentes fuentes de origen de la información. Interoperar: se refiere no sólo a integrar información sino también a integrar funcionalidades. Magister: Curso Bases de Datos Modernas

DBMS distribuídos y heterogéneos Lenguajes para Multiple-DBMS DBMS Federados DDBMS DBMS Distribuídos y Heterogéneos Esquema Global para Multiple-DBMS Sistemas Interoperables Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Esquema Global Integración completa de varias DBMS para Esquema Global proveer una vista única. [SP94] Esquema Global Esquema local 1 Esquema local 2 Esquema local n BD1 BD2 BDn Ventajas: Consistencia Vista y acceso uniforme a datos Distribución transparente al usuario. Desventajas: Pobre autonomía Pobre automatización Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Bases de Datos Federadas (FDBS) FDBS: Una colección de sistemas de bases de datos independientes, cooperativos, posiblemente heterogéneos, que son autónomos y que permiten compartir todos o algunos de sus datos. [SL90] FDBS DBMS 1 (centralizado) BD1 Componente DBS 1 Componente DBS 2 Componente DBS n DBMS 2 (distribuido) DBMS n (otro FDBS ) BD2-1 BD2-2 Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Arquitectura de 5 Niveles FDBS Version 1 Data Dictionary Esquema Externo Esquema Externo Esquema Federado Esquema de Exportación 1 Esquema de Exportación 2 Filtering processor Common Data Model Esquema Componente 1 Esquema Componente 2 Transforming processor Esquema Local 1 Esquema Local 2 DB1 DB2 Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Arquitectura de 5 Niveles FDBS (III) Version 2 Esquema Externo Esquema Externo Esquema Federado Esquema de Exportación 1 CDBS1 DB1 Esquema Local 1 Esquema Componente 1 Esquema de Exportación 2 CDBS2 DB2 Esquema Local 2 Esquema Componente 2 Magister: Curso Bases de Datos Modernas

Sistemas Interoperables Características: Componentes locales son cualquier tipo de datos. Son los sistemas más débilmente acoplados No soportan todas las funciones de DBMS Sistema Interoperable Componente DBS 1 DBMS 2 (otro FDBS ) Componente DBS 2 Componente n DBMS 1 (centralizado) Sistemas legados BD1 Magister: Curso Bases de Datos Modernas