Bases de Datos Unidad 1.

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1 Bases de Datos Unidad 1

2 Definición Conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados para su posterior uso. Los denominados sistemas gestores de bases de datos, abreviado SGBD permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rápida y estructurada Una base de datos o banco de datos (en inglés: database) es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso. En este sentido, una biblioteca puede considerarse una base de datos compuesta en su mayoría por documentos y textos impresos en papel e indexados para su consulta. En la actualidad, y debido al desarrollo tecnológico de campos como la informática y la electrónica, la mayoría de las bases de datos están en formato digital (electrónico), que ofrece un amplio rango de soluciones al problema de almacenar datos. Existen unos programas denominados sistemas gestores de bases de datos, abreviado SGBD, que permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rápida y estructurada. Las propiedades de estos SGBD, así como su utilización y administración, se estudian dentro del ámbito de la informática. Las aplicaciones más usuales son para la gestión de empresas e instituciones públicas. También son ampliamente utilizadas en entornos científicos con el objeto de almacenar la información experimental. Aunque las bases de datos pueden contener muchos tipos de datos, algunos de ellos se encuentran protegidos por las leyes de varios países. Por ejemplo en España, los datos personales se encuentran protegidos por la Ley Orgánica de Protección de Datos de Carácter Personal (LOPD).

3 Propósito Manejar de manera clara, sencilla y ordenada un conjunto de datos que posteriormente se convertirán en información relevante, para un buen manejo de los datos.

4 Ventajas Proveen facilidades para la manipulación de grandes volúmenes de datos. Entre éstas: Simplifican la programación de chequeos de consistencia. Manejando las políticas de respaldo adecuadas garantizan que los cambios de la base serán siempre consistentes Permiten realizar modificaciones en la organización de los datos con un impacto mínimo en el código de los programas. Permiten implementar un manejo centralizado de la seguridad de la información (acceso a usuarios autorizados), protección de información, de modificaciones, inclusiones, consulta. Las facilidades anteriores bajan drásticamente los tiempos de desarrollo y aumentan la calidad del sistema desarrollado si son bien explotados por los desarrolladores.

5 Desventajas Es necesario disponer de una o más personas que administren de la base de datos. (por costos) Si se tienen muy pocos datos que son usados por un único usuario por vez y no hay que realizar consultas complejas sobre los datos, entonces es posible que sea mejor usar una planilla de cálculo. Complejidad: los SGBD son software complejos y las personas que vayan a usarlo deben tener conocimiento de las funcionalidades del mismo para poder aprovecharlo al máximo. Tamaño: la complejidad y la gran cantidad de funciones que tienen hacen que sea un software de gran tamaño, que requiere de gran cantidad de memoria para poder correr. Costo hardware: los requisitos de hardware para correr un SGBD por lo general son relativamente altos, por lo que estos equipos pueden llegar a costar gran cantidad de dinero.

6 Ejemplos en el mercado SGBD libres PostgreSQL MySQL DB2 Express-C
SGBD no libres dBase Fox Pro IBM DB2 Universal Database (DB2 UDB) IBM Informix Microsoft Access Microsoft SQL Server Oracle Paradox Progress (DBMS) Sybase ASE SGBD no libres y gratuitos Microsoft SQL Server Compact Edition Basica Sybase ASE Express Edition para Linux

7 Base de datos relacional
Éste es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Su idea fundamental es el uso de "relaciones". Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica como conjuntos de datos llamados "tuplas". Esto es pensando en cada relación como si fuese una tabla que está compuesta por registros (las filas de una tabla), que representarían las tuplas, y campos (las columnas de una tabla). En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia. La información puede ser recuperada o almacenada mediante "consultas" que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.

8 Base de datos relacional – Cont.
El lenguaje más habitual para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language o Lenguaje Estructurado de Consultas Durante su diseño, una base de datos relacional pasa por un proceso al que se le conoce como normalización de una base de datos.

9 Base de datos relacional – Cont.
Características Una base de datos relacional se compone de varias tablas o relaciones. No pueden existir dos tablas con el mismo nombre. Cada tabla es a su vez un conjunto de registros, filas o tuplas. Cada registro representa un objeto del mundo real.

10 Base de datos relacional – Cont.
Características - Cont Cada una de estos registros consta de varias columnas, campos o atributos. No pueden existir dos columnas con el mismo nombre en una misma tabla. Los valores almacenados en una columna deben ser del mismo tipo de dato. Todas las filas de una misma tabla poseen el mismo número de columnas.

11 Base de datos relacional – Cont.
Características - Cont No se considera el orden en que se almacenan los registros en las tablas. No se considera el orden en que se almacenan las tablas en la base de datos. La información puede ser recuperada o almacenada por medio de sentencias llamadas «consultas».

12 Base de datos relacional – Cont.
Ventajas Provee herramientas que garantizan evitar la duplicidad de registros. Garantiza la integridad referencial, así, al eliminar un registro elimina todos los registros relacionados dependientes. Favorece la normalización por ser más comprensible y aplicable.

13 Base de datos relacional – Cont.
Desventajas Presentan deficiencias con datos gráficos, multimedia, CAD y sistemas de información geográfica. No se manipulan de forma manejable los bloques de texto como tipo de dato.

14 Base de datos relacional – Cont.
Entre los gestores o manejadores más actuales y populares encontramos: MySQL PostgreSQL Oracle Microsoft SQL Server DB2

15 Conceptos Lógicos Unidad 1

16 Entidades Representa una “cosa” u "objeto" del mundo real con existencia independiente Ejemplos: Una persona. (Se diferencia de cualquier otra persona, incluso siendo gemelos). Un automóvil. (Aunque sean de la misma marca, el mismo modelo,..., tendrán atributos diferentes, por ejemplo, el número de motor). Una casa (Aunque sea exactamente igual a otra, aún se diferenciará en su dirección).

17 Entidades - Cont Puede ser un objeto con existencia física como: una persona, un animal, un casa, etc. (entidad concreta), o un objeto con existencia conceptual como: un puesto de trabajo, una asignatura de clases, un nombre, etc. (entidad abstracta). Una entidad está descrita y se representa por sus características o atributos. Por ejemplo, la entidad Persona puede llevar consigo las características: Nombre, Apellido, Sexo, Estatura, Peso, Fecha de nacimiento, etc...

18 Conjunto de entidades Es una colección de entidades que comparten los mismos atributos o características. Ejemplos: Todos los atletas que participan en los Juegos Olímpicos, comparten sus atributos: nombre, número de identificación, edad, peso, categoría... Todos los países del mundo, comparten las características: nombre, continente, área, lengua principal, lengua secundaria, moneda, etc.

19 Atributos Los atributos son las propiedades que describen a cada entidad en un conjunto de entidades. Ejemplos: A la colección de entidades Alumnos, con el siguiente conjunto de atributos en común, (id, nombre, edad, semestre), pertenecen las entidades: (1, Sophie, 18 años, 2) (2, Penny, 19 años, 5) (3, Sophie, 20 años, 2)

20 Atributos – cont. Dos o más entidades diferentes pueden tener los mismos valores para algunos de sus atributos, pero nunca para todos. Los atributos identificativos son aquellos que permiten diferenciar a una instancia de la entidad de otra distinta. Por ejemplo, el atributo identificativo que distingue a un alumno de otro es su número de id, o su numero de documento.

21 Atributos – cont. Para cada atributo, existe un dominio del mismo, este hace referencia al tipo de datos que será almacenado o a restricciones en los valores que el atributo puede tomar (Cadenas de caracteres, números, solo dos letras, solo números mayores que cero, solo números enteros...). Cuando una entidad no tiene un valor para un atributo dado, este toma el valor nulo, bien sea que no se conoce, que no existe o que no se sabe nada al respecto del mismo.

22 Relación Describe cierta dependencia entre entidades o permite la asociación de las mismas. Ejemplo: Dadas dos entidades "Habitación 502" y "Mark", es posible relacionar que la habitación 502 se encuentra ocupada por el huésped de nombre Mark. Una relación tiene sentido al expresar las entidades que relaciona. En el ejemplo anterior, Un Huésped (entidad), se aloja (relación) en una habitación (entidad). Entidad 1 Relación Entidad 2

23 Conjunto de relaciones
Consiste en una colección de relaciones de la misma naturaleza. Ejemplo: Dados los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped", todas las relaciones de la forma habitación-huésped, permiten obtener la información de los huéspedes y sus respectivas habitaciones.

24 Conjunto de relaciones - Cont
La dependencia o asociación entre los conjuntos de entidades es llamada participación. En el ejemplo anterior los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped" participan en el conjunto de relaciones habitación-huésped. Se llama grado del conjunto de relaciones a la cantidad de conjuntos de entidades participantes en la relación.

25 Restricciones Son reglas que deben mantener los datos almacenados en la base de datos.

26 Correspondencia de cardinalidades
Indica el número de entidades con las que puede estar relacionada una entidad dada. Puede ser Uno a uno: Una entidad de A se relaciona únicamente con una entidad en B y viceversa. Ejemplo Departamento Jefatura Jefes

27 Correspondencia de cardinalidades
Uno a varios: Una entidad en A se relaciona con cero o muchas entidades en B. Pero una entidad en B se relaciona con una única entidad en A. Ejemplo Departamento Dotación Empleados

28 Correspondencia de cardinalidades
Varios a uno: Una entidad en A se relaciona exclusivamente con una entidad en B. Pero una entidad en B se puede relacionar con 0 o muchas entidades en A. Ejemplo Empleado Dotación Departamento

29 Correspondencia de cardinalidades
Varios a varios: Una entidad en A se puede relacionar con 0 o muchas entidades en B y viceversa. Ejemplo Cliente Pedido Articulos

30 Claves Es un subconjunto del conjunto de atributos comunes en una colección de entidades, que permite identificar unívocamente cada una de las entidades pertenecientes a dicha colección. Dentro de los conjuntos de entidades existen los siguientes tipos de claves: Una clave primaria es aquella columna (pueden ser también dos columnas o más) que identifica únicamente a esa fila.

31 Claves - Cont Clave candidata: En una tabla puede que tengamos más de una clave, en tal caso se puede escoger una para ser la clave primaria, las demás claves son las claves candidatas. Además es la posible clave primaria. Una clave ajena (foreign key) es aquella columna que existiendo como dependiente en una tabla, es a su vez clave primaria en otra tabla. Una clave compuesta es una clave que está compuesta por más de una columna.

32 Diagrama entidad-relación – Cont.
Es un lenguaje gráfico para describir conceptos. Informalmente, son simples dibujos o gráficos que describen la información que trata un sistema de información y el software que lo automatiza. Entidad Se representa mediante un rectángulo o "caja" etiquetada en su interior mediante un identificador. Ejemplos de entidades habituales en los sistemas de información son: factura, persona, empleado.

33 Diagrama entidad-relación
Atributo Se representan mediante un círculo o elipse etiquetado mediante un nombre en su interior. Cuando un atributo es identificativo de la entidad se suele subrayar dicha etiqueta. Relaciones Se representa mediante un rombo etiquetado en su interior con un verbo. Este rombo se debe unir mediante líneas con las entidades (rectángulos) que relaciona. Por motivos de legibilidad, los atributos no suelen representarse en un diagrama entidad-relación, sino que se describen textualmente en otros documentos adjuntos.

34 Cardinalidad de las relaciones
El tipo de cardinalidad se representa mediante una etiqueta en el exterior de la relación, respectivamente: "1:1", "1:N" y "N:M", Otra forma de expresar la cardinalidad es situando un símbolo cerca de la línea que conecta una entidad con una relación: "0" si cada instancia de la entidad no está obligada a participar en la relación. "1" si toda instancia de la entidad está obligada a participar en la relación y, además, solamente participa una vez. "N" , "M", ó "*" si cada instancia de la entidad no está obligada a participar en la relación y puede hacerlo cualquier número de veces.

35 Cardinalidad de las relaciones – cont.
Ejemplos de relaciones que expresan cardinalidad: Cada esposo (entidad) está casado (relación) con una única esposa (entidad) y viceversa. Es una relación 1:1. Una factura (entidad) se emite (relación) a una persona (entidad) y sólo una, pero una persona puede tener varias facturas emitidas a su nombre. Todas las facturas se emiten a nombre de alguien. Es una relación 1:N. Un cliente (entidad) puede comprar (relación) varios artículos (entidad) y un artículo puede ser comprado por varios clientes distintos. Es una relación N:M.