Facultad de Tecnología Informática UAI Facultad de Tecnología Informática ORGANIZACIÓN Y ESTRUCTURA DE DATOS Unidad 2.2 – Introd. a Base de Datos Lic. Horacio Amorena 2009 UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS Son todos los símbolos que describen algo, organizados en estructuras para describir un objeto. O también es un conjunto discreto de factores objetivos, sobre un hecho real Describen una parte de lo que pasa en la realidad y no proporcionan juicios de valor, pero, son la base para la toma de decisión. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS Información Podemos percibirlo como un mensaje con un determinado formato, que tiene un emisor y un receptor, siendo capaz de impactar sobre el juicio de valor y comportamiento del receptor. Informar  Dar forma UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS Información Para que la información sea eficiente, Raúl Saroka plantea ciertos requisitos: Economía Oportunidad Utilidad Comparabilidad Flexibilidad Claridad Confiabilidad UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS Información A diferencia de los datos, la información, tiene significado, no sólo forma, sino que está organizada para algún propósito, utilizando varios métodos: Contextualizando: Categorizando: Calculando: Corrigiendo: Condensando: UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS Conocimiento Conocimiento Este concepto es algo más amplio, más profundo y más rico que los datos y la información. Primariamente hablamos de conocimiento: Informal Formal UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

Conocimiento En lo contextual de las organizaciones, el conocimiento es una mezcla de experiencia, valores, información y saber hacer que sirve como marco para la incorporación de nuevas experiencias e información, y es útil para la acción. Frecuentemente en las organizaciones, no sólo se encuentra dentro de documentos o almacenes de datos, sino que también esta en rutinas organizativas, procesos, prácticas, y normas. DATOS  INFORMACIÓN  CONOCIMIENTO UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

¿Qué es una Base de Datos? Una base de datos es un conjunto de datos con una relación lógica , almacenados sistemáticamente para su uso posterior. En este sentido consideramos a las entidades u objetos y sobre todo los atributos de esos objetos; como así también, hay registros de eventos y datos de eventos, además, de las definiciones de las entidades externas, o bien las definiciones de los registros y de los datos. En informática existen los sistemas gestores de bases de datos (SGBD), que permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rápida y estructurada. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

APLICACIONES DE LAS BASES DE DATOS Las bases de datos son ampliamente usadas por empresas, en múltiples aplicaciones. Banca. Líneas aéreas. Universidades. Transacciones de tarjetas de crédito. Telecomunicaciones. Finanzas. Ventas. Producción. Recursos humanos. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

SISTEMAS DE ARCHIVOS FRENTE A SISTEMAS DE BASES DE DATOS Antiguamente las empresas, mantenían información en un computador a través de archivos del sistema operativo. Los requerimientos posibles: • Un programa para efectuar cargos o abonos en una cuenta. • Un programa para añadir una cuenta nueva. • Un programa para calcular el saldo de una cuenta. • Un programa para generar las operaciones mensuales. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

SISTEMAS DE ARCHIVOS FRENTE A SISTEMAS DE BASES DE DATOS Esquema de archivos tradicionales INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS UNIDAD 2.1

Esquema de archivos tradicionales (cont.) Se encuentran: Distintos programadores de sistemas. Distintas necesidades del contexto. Diferentes necesidades de programas de aplicación al sistema. Mantener información implica inconvenientes : Redundancia e inconsistencia de datos. Dificultad en el acceso a los datos. Aislamiento de datos. Problemas de integridad. Problemas de atomicidad. Anomalías en el acceso concurrente. Problemas de seguridad. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

Esquema de archivos tradicionales (cont.) Inconvenientes: Archivos duplicados por cada aplicación. Rigidez en la relación archivo/programas. En archivos con los programas que utilizan la FD (File Description: área del programa que define características de los archivos), esta cayendo en desuso y cuyas limitaciones mas salientes son: La creación de archivos adicionales implica redundancia de datos. Escasa o nula interrelación entre los datos de los distintos archivos. Dependencia de los programas aplicativos. Problemas de integridad por actualización del mismo dato en diferentes momentos. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS VISIÓN DE LOS DATOS ABSTRACCIÓN DE DATOS Un sistema de bases de datos requieren un conjunto de programas para acceder y modificar los archivos interrelacionados, donde el propósito es proporcionar al usuario una visión abstracta de los datos, esconder la complejidad a través de varios niveles de abstracción para simplificar la interacción del sistema: • Nivel físico • Nivel lógico: • Nivel de vistas: UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

Independencia de los datos Se definieron tres niveles de abstracción en los que puede verse la base de datos. Independencia de los datos es la capacidad de modificar una definición de esquema en un nivel sin afectar la definición del esquema en el nivel inmediato superior. Existen dos niveles de tal independencia: Independencia física Independencia lógica UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS EJEMPLARES Y ESQUEMAS Las BASES DE DATOS cambian conforme a los ABM que sufre la información. La colección de información almacenada en la BD en un momento particular se denomina un ejemplar de la BD. El diseño completo de la BD se llama el esquema de la BD. Declaraciones de variables  esquema de base de datos Valores de las variables  ejemplar de un esquema UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

EJEMPLARES Y ESQUEMAS Los sistemas de bases de datos tienen varios esquemas divididos de acuerdo a los niveles de abstracción. El esquema físico describe el diseño físico en el nivel físico. El esquema lógico describe el diseño de la base de datos en el nivel lógico. Una base de datos puede tener también varios esquemas en el nivel de vistas (subesquemas). BASE DE DATOS ≠ SISTEMAS DE BASES DE DATOS El esquema físico está oculto bajo el esquema lógico UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS MODELO DE DATOS Modelo entidad-relación La estructura lógica general de una base de datos se puede expresar gráficamente mediante un diagrama ER, que consta de los siguientes componentes: Rectángulos, que representan conjuntos de entidades. Elipses, que representan atributos. Rombos, que representan relaciones entre conjuntos de entidades. Líneas, que unen los atributos con los conjuntos de entidades y los conjuntos de entidades con las relaciones. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS MODELO DE DATOS Modelo entidad-relación UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS MODELO DE DATOS Modelo Relacional UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS MODELO DE DATOS Modelo de Red UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS MODELO DE DATOS Modelo Jerárquico UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

LENGUAJES DE BASES DE DATOS Un sistema de BD proporciona un Lenguaje De Definición De Datos DDL, para especificar el esquema de la base de datos y un Lenguaje De Manipulación De Datos DML para expresar las consultas a la base de datos y las modificaciones. En la práctica, los DDL y DML no son dos lenguajes separados; en su lugar simplemente forman partes de un único lenguaje de bases de datos, tal como SQL, ampliamente usado. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

LENGUAJE DE DEFINICIÓN DE DATOS “DDL” Especifica un esquema de BD mediante un lenguaje especial llamado: Lenguaje De Definición De Datos, LDD o DDL Por ejemplo, la siguiente instrucción en el lenguaje SQL define la tabla cuenta: create table cuenta (número-cuenta Char(10), saldo integer) Además, actualiza un conjunto especial de tablas denominado diccionario de datos o directorio de datos (datos acerca de los datos). UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

LENGUAJE DE DEFINICIÓN DE DATOS (cont.) También se especifica: almacenamiento métodos de acceso  conjunto de instrucciones Estas instrucciones definen los detalles de implementación de los esquemas (transparente al usuario). restricciones de consistencia, …comprobadas en cada actualización la BD. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

LENGUAJE DE MANIPULACIÓN DE DATOS “DML” La manipulación de datos es: La recuperación de información almacenada en BD. La inserción de información nueva en BD. El borrado de información de la BD. La modificación de información almacenada en BD. Un Lenguaje De Manipulación De Datos, LMD o DML que permite a los usuarios acceder o manipular los datos organizados mediante el modelo de datos apropiado. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

LENGUAJE DE MANIPULACIÓN DE DATOS “DML”(cont.) Hay dos tipos básicamente: DMLs procedimentales. Requieren que el usuario especifique qué datos se necesitan y cómo obtener esos datos. DMLs declarativos (también conocidos como LMDs no procedimentales). Requieren que el usuario especifique qué datos se necesitan sin especificar cómo obtener esos datos. Los LMDs declarativos son más fáciles de aprender y usar que los LMDs procedimentales. SQL es no procedimental UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

LENGUAJE DE MANIPULACIÓN DE DATOS “DML”(cont.) Una consulta es una instrucción de solicitud para recuperar información. La parte de un LMD que implica recuperación de información se llama lenguaje de consultas. Aunque técnicamente sea incorrecto, en la práctica se usan los términos lenguaje de consultas y lenguaje de manipulación de datos como sinónimos. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

LENGUAJE DE MANIPULACIÓN DE DATOS “DML”(cont.) Una consulta en SQL encuentra el nombre del cliente cuyo identificador de cliente es 19.283.746: select cliente.nombre-cliente from cliente where cliente.id-cliente = '19 283 746' Además, puede involucrar información de más de una tabla, donde también se requiere el saldo. Por ejemplo, saldo del cliente cuyo ID = 19 283 746. select cuenta.saldo from impositor, cuenta where impositor.id-cliente = '19-283-746' and impositor.número-cuenta = cuenta.númerocuenta UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

USUARIOS Y ADMINISTRADORES DE LA BASE DE DATOS Un objetivo principal de un sistema de bases de datos es recuperar información y almacenar nueva información en la base de datos. Las personas que trabajan con una base de datos se pueden catalogar como: Usuarios de bases de datos Administradores de bases de datos. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

USUARIOS Y ADMINISTRADORES DE LA BASE DE DATOS Usuarios de BD e interfaces de usuario En usuarios que interactúan con sistemas de BD distinguimos, cuatro diferentes tipos (con diferentes tipo de interfaces): Usuarios normales. Son usuarios no sofisticados que interactúan con el sistema mediante la invocación de alguno de los programas de aplicación permanentes que se ha escrito previamente (ejemplo: un cajero bancario o un usuario que busca su saldo de cuenta en Internet). La interfaz de usuario, es una interfaz de formularios, donde sólo se puede rellenar los campos de los mismos como así también leer informes generados de la BD. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

USUARIOS Y ADMINISTRADORES DE LA BASE DE DATOS Usuarios de BD e interfaces de usuario (cont.) Programadores de aplicaciones. Son profesionales informáticos que escriben programas de aplicación (herramientas para desarrollar interfaces de usuario herramientas de desarrollo rápido de aplicaciones (DRA: construir formularios e informes) sin escribir un programa. La mayoría de los sistemas de bases de datos comerciales incluyen un lenguaje de cuarta generación. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

USUARIOS Y ADMINISTRADORES DE LA BASE DE DATOS Usuarios de BD e interfaces de usuario (cont.) Los usuarios sofisticados usan el sistema sin programas escritos y en su lugar, realizan sus consultas mediante un lenguaje de consulta de BD, enviadas al procesador de consultas, cuya función es transformar instrucciones LMD a instrucciones que el gestor de almacenamiento entienda. Las herramientas de procesamiento analítico en línea (OLAP, Online Analytical Processing) simplifican la labor de los analistas permitiéndoles ver resúmenes de datos de formas diferentes. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

USUARIOS Y ADMINISTRADORES DE LA BASE DE DATOS Usuarios de BD e interfaces de usuario (cont.) Usuarios especializados. Son usuarios sofisticados que escriben aplicaciones de BD especializadas que no son adecuadas en el marco de procesamiento de datos tradicional. Entre estas aplicaciones están los sistemas de diseño asistido por computador, sistemas de bases de conocimientos y sistemas expertos, sistemas que almacenan los datos con tipos de datos complejos (por ejemplo, datos gráficos y datos de audio) y sistemas de modelado del entorno. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

USUARIOS Y ADMINISTRADORES DE LA BASE DE DATOS Administrador de la BD El administrador de la BD tiene este control central sobre el SGBDs. Las funciones del ABD incluyen las siguientes: Definición del esquema. Crea el esquema original de la BD escribiendo un conjunto de instrucciones de definición de datos en el LDD. Definición de la estructura y del método de acceso. Modificación del esquema y de la organización física, para alterar la organización física mejorar el rendimiento o realizar cambios en el esquema y en la organización física reflejando las necesidades cambiantes de la organización. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

USUARIOS Y ADMINISTRADORES DE LA BASE DE DATOS Administrador de la BD (cont.) Concesión de autorización para el acceso a los datos. Permite de acceso a datos, para cada usuario. Mantenimiento rutinario. Implica actividades rutinarias de mantenimiento del ABD. Éstas son: Copia de seguridad periódica de la BD, ( sobre cinta o sobre servidores remotos). Asegurar espacio libre en disco para las operaciones normales Supervisión de los trabajos que se ejecuten en la BD y asegurar de que el rendimiento no se degrade por tareas muy costosas iniciadas por algunos usuarios. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASES DE DATOS Un SGBD se divide en módulos que se encargan de cada una de las responsabilidades del sistema completo. Los componentes funcionales de un SGBD se dividen en gestor de almacenamiento procesador de consultas. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASES DE DATOS El gestor de almacenamiento Es importante pues las BD requieren gran cantidad de espacio de almacenamiento. Las BD corporativas tienen un tamaño de entre cientos de gigabytes y, para las mayores bases de datos, terabytes de datos. La velocidad de transferencia de datos a y desde el disco es lenta comparada con el CPU, es importante que el SGBD, estructure los datos para minimizar dichas transferencias. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASES DE DATOS El gestor de almacenamiento (cont.) Un gestor de almacenamiento es un módulo de programa que proporciona la interfaz entre: Los datos de bajo nivel en la base de datos y los programas de aplicación y consultas emitidas al sistema. Es responsable de la interacción con el gestor de archivos. Un sistema de archivos, habitualmente disponible en un sistema operativo convencional, almacena en disco los datos en bruto usados. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASES DE DATOS El gestor de almacenamiento (cont.) Traduce las diferentes instrucciones DML a órdenes de un sistema de archivos de bajo nivel. pudiendo responsabilizarse del almacenamiento, recuperación y actualización de los datos en la base de datos. Los componentes de este gestor incluye: Gestor de autorización e integridad. Gestor de transacciones. Gestor de archivos. Gestor de memoria intermedia, Archivos de datos. Diccionario de datos. Índices. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASES DE DATOS El procesador de consultas Los componentes del procesador incluye: Intérprete del DDL, que interpreta las instrucciones del DDL y registra las definiciones en el diccionario de datos. Compilador del DML, que traduce las instrucciones del DML en un lenguaje de consultas a un plan de evaluación que consiste en instrucciones de bajo nivel que entiende el motor de evaluación de consultas. Motor de evaluación de consultas, que ejecuta las instrucciones de bajo nivel generadas por el compilador del DML. UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASES DE DATOS UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS

¿Qué es una Base de Datos? Bibliografía Fundamentos de Diseño y Modelado de Datos - 1era Ed. Editorial Ed. Cooperatvias - F. Morteo, N. Bocalandro y otro Fundamentos de Bases de Datos - 4ta/5ta Ed. - Editorial Mc. Graw Hill. - Abraham Silberschatz, Henry F. Korth, S. Sudarshan UNIDAD 2.1 INTRODUCCION A LAS BASE DE DATOS