Introducción a las Bases de Datos

1. SISTEMAS DE BASE DE DATOS
II
Ing./MSc. Pablo Cedeño
Meléndez
profpablouniojeda@gmail.com
Telf Móvil: 0426
8643773

2. Estudios Realizados
 Universidad del Zulia 2011-2014, Magister en Gerencia de Empresas
Mención: Gerencia de Operaciones
 I.U.T Readic UNIR 2008-2009, Diplomado en Telemática
 I.U.T Readic UNIR 2008-2009, Diplomado en Formación Docente Para
la Educación Superior
 Universidad Alonso de Ojeda 2003-2008, Ingeniero de Computación

3. Experiencia Profesional
 Universidad Alonso de Ojeda (Convenio Cooperacional UNIOJEDA-
UNIR) 2013 - Actual , Docente Categoría IV-Asociado en la Escuela de
Computación, Tutor Académico de Trabajo Especial de Grado y
Pasantías
 I.U.P Santiago Mariño Extensión Cabimas 2010- 2013, Docente
Categoría Asistente de la Escuela de Ingeniería de Sistemas, Tutor
Académico del Departamento de Investigación y Postgrado adscrito a
la línea potencial de Ingeniería del Software
 KIMETIC C.A 2010-2011, Desarrollador de Aplicaciones Nivel Jr.
 I.U.T Readic UNIR 2008-2010, Coordinador de Escuela de
Informática
 ENELVEN-PROCEDATOS 2007-2008, Analista de Desarrollo Jr.
adscrito al departamento de Sistemas

4. OBJETIVO GENERAL DE LA
CATEDRA
 Aprender los
aspectos
fundamentales de
diseño y gestión de
bases de datos
distribuidas

5. CONTENIDO
PROGRAMATICO
I CORTE
UNIDAD I. Introducción al estudio de las bases de datos
UNIDAD II. Modelos de datos
Porcentaje del corte: 30%
Estrategias: de Evaluación:
Taller 10 %
Examen 20%

6. CONTENIDO
PROGRAMATICO
II CORTE
UNIDAD III. Arquitectura y diseño de bases de datos
Porcentaje del corte: 30%
Estrategias: de Evaluación:
Taller 10 %
Examen Practico 20%
III CORTE
UNIDAD IV. Administración y gestión de bases de datos
Porcentaje del corte: 40%
Estrategias: de Evaluación:
Actividad Grupal 15 %
Ejercicio Practico 25%

7. METODOLOGÍA DEL CURSO
 ACTIVIDADES A DESARROLLAR POR EL
PARTICIPANTE
 Asistencia puntual a las sesiones de clase.
 Participación activa en las discusiones de clase.
 Elaboración y discusión de talleres y practicas en clase.
 Solución de los casos prácticos asignados.

8. Reseña Histórica
Sistemas de archivos:
 Surgieron a raíz de la necesidad de almacenamiento de la
información para su correspondiente reutilización
(persistencia)
Desventajas:
 Redundancia de los datos
 Los archivos están separados unos de otros
(no se pueden “combinar” fácilmente)
 Alto costo para la propagación de cambios
 Inconsistencia debido a actualizaciones simultáneas

9. Procesamiento
de
Clientes
Archivo
de
Clientes
Procesamiento
de
Préstamos
Archivo
de
Préstamos
Usuario del
Archivo de Clientes
Usuario del
Archivo de Préstamos
Por cada préstamo se guarda la información
del cliente correspondiente: Redundancia
Reseña Histórica

10. ¿Por qué surgieron los sistemas de Bases de
Datos?
 Necesidad de solucionar las debilidades de los
sistemas de archivos
 Capacidades:
 Manejo de persistencia
 Soporte por lo menos de un modelo de datos
 Soporte de un lenguaje de alto nivel que permita
manipular y definir la estructura de la información
 Control de acceso
 Evitar inconsistencias al compartir la información
Reseña Histórica

11. 11
… Antes
Empleados
Clientes
Inventario
Ventas Cuentas
SGBD
Empleados
Clientes
Ventas
Inventario
Cuentas
Dpto. Personal Dpto. Ventas
Dpto. Contabilidad
BASE DE DATOS
… AhoraPersonal
Ventas
Contabilidad

12. Definición
 Una base de datos es un conjunto
estructurado de datos coherentes
Colección disponible de
información

13. Definición
 Una base de datos es un conjunto
estructurado de datos coherentes
Colección organizada en
subconjuntos, en función de
ligas y de relaciones entre las
diferentes informaciones
(estructura lógica)

14. Definición
 Una base de datos es un conjunto
estructurado de datos coherentes
No hay contradicción entre los
datos ligados, no hay pérdida de
información, aun sabiendo que
hay una utilización compartida
de los datos entre varios
usuarios

15. Definición
 Un Sistema de Gestión de Bases de Datos
(SGBD) es un software que permite
manipular las bases de datos
•Construir
•Utilizar
•Mantener
•Reorganizar

16. Sistema de Gestión de Bases de
Datos
 Propiedades fundamentales
 Independencia de los datos (OJO es muy importante)
 Acceso eficiente a los datos
 Integridad y seguridad de los datos
 Administración de los datos
 Acceso concurrente y recuperación en caso de « crash »
 Los SGBD deben cumplir con las propiedades ACID para las
transacciones:
Atomicity (Atomicidad: las transacciones son atómicas)
Consistency (Consistencia: una transacción transforma
un estado consistente de la BD en otro)
Isolation (Aislamiento: las transacciones están aisladas
entre si)
Durability (Durabilidad: después que una transacción ha
sido confirmada ella persiste)

17. Algunas definiciones
 Esquema de una Base de Datos: Cuando una base de
Datos es diseñada interesa definir una estructura para ésta.
Esta estructura permanece “estática” durante un gran período
de tiempo, aunque puede sufrir modificaciones ocasionales
 Instancia: Es la información que en un determinado instante
del tiempo posee la base de datos y que cambia
permanentemente (excepto en algunos tipos de bases de BD
particulares)

18.  Usuario final: El que interactúa con la base de
datos, por lo general a través de aplicaciones e
interfaces
 Usuario especialista: El que diseña y programa
aplicaciones para usuarios finales.
 DBA (Database Administrator): El que
administra la base de datos. ¿Qué hace?
Algunas definiciones

19. Bases de datos IUniversidad Nacional de Colombia
Funciones y componentes principales de un
SGBD
DDL: lenguaje de definición de datos
DML: lenguaje de manipulación de datos
Fuente: “Introducción a los
sistemas de bases de
datos” C.J. Date
Procesador
DDL
Procesador
DML
Procesador
Lenguaje
Consulta
Esquemas
externos
Datos
y
Metadatos
Base de datos
Peticiones
DML planeadas
Peticiones
compiladas
Peticiones
optimizadas
Optimizador
Peticiones
DML No planeadas
Esquemas y
transformaciones
Manejador de transacciones
Manejador de almacenamiento

20. Componentes funcionales de un
SGBD
 Metadatos o Diccionario de Datos (D.D): Contiene el
esquema de la B.D, los usuarios, los permisos de acceso, etc.
Son datos sobre los datos. Almacena la información que permite
la traducción entre los 3 niveles de la Arquitectura ANSI/SPARC*
 Optimizador de consultas: Define el plan de ejecución de
operaciones solicitadas por los usuarios, de tal manera que se
lleven a cabo de la manera más eficiente posible
 Manejador de transacciones: Controla el acceso y la
concurrencia de operaciones

21. Componentes funcionales de un
SGBD
 Manejador de almacenamiento tiene dos
componentes:
-Manejador de archivos  recupera desde disco
los bloques que contienen la información solicitada
por una transacción.
-Manejador de buffer  mantiene en memoria
principal la información más usada y decide
cuando llevar a disco alguno de sus bloques.

22. SGBD - Funciones
 Soporta DML: Lenguaje para actualización,
almacenamiento y recuperación de datos
 Ofrece optimización en la búsqueda de la
información
 Soporta DDL : Lenguaje para definir los datos
 Metadatos (DD): Catálogo autodescriptivo,
información sobre los objetos existentes en el
sistema  Datos sobre los datos

23. Ventajas de un SGBD
1. Reutilización de datos y programas
2. Control de redundancia
3. Estandarización ¿En qué sentido?
4. Consistencia (No hay redundancia)
5. Es posible equilibrar las cargas de los
requerimientos (establecer prioridades)

24. Ventajas de un SGBD
6. Integridad (Se cumplen las reglas
establecidas  ¿Por quién?)
7. Seguridad
8. Rapidez de desarrollo
9. Mantenimiento y reingeniería: cambios en la
estructura de datos sin cambiar los
programas que los usan (hasta cierto punto)

25. Desventajas de un SGBD
1. Tamaño
2. Susceptibilidad a fallas (Discutible)
3. Complejidad en la recuperación a fallas
(Discutible)
4. Puede llegar a trabajar en forma “lenta”
debido a la cantidad de verificaciones que
debe hacer

26. 26
Niveles de abstracción
(ANSI/SPARC)
Nivel interno
gestión de acceso
Nivel conceptual
integridad-coherencia
Nivel externo
confidencialidad
Esquema físico
Esquema lógico, resultado de
un proceso de modelamiento
Vista usuario 1
Vista usuario 2
Vista usuario n
n esquemas
externos

27. 27
Nivel de Visión
 Externo
 El más cercano a los usuarios finales
 Percepción de la base de datos por parte de
los usuarios finales
 Tantas visiones como tipos de usuarios
 Cada visión de usuario final se puede
caracterizar como un subesquema

28. Nivel de Visión
Cada visión puede proporcionar diferentes
representaciones de los mismos datos
Visión Vendedor
Fechas con formato:
(dd-mm-yy)
Visión Contador
Fechas con formato:
(yyyy-dd-mm)
BD

29. Nivel de Visión
Algunas visiones de usuario pueden incluir:
 Datos Agrupados: Totales por Dpto.
 Datos Derivados:
Sueldo total = básico + comisión
 Datos Calculados:
Edad de una persona (inferida a partir de su
fecha de Nacimiento)

30. Nivel de Visión
 Los conceptos de dato derivado y calculado
podrían usarse indistintamente para significar,
en general, que un dato se genera a partir de
otro(s)
 Pueden haber a su vez datos agregados
derivados, datos agregados calculados etc.

31. Nivel Conceptual
 Mediador entre los otros 2 niveles
 Interesante para el usuario especialista
 Se ocupa de los datos almacenados en la base de
datos física y las relaciones entre ellos
 Descripción semántica de los datos que conforman
la base de datos
 Soporta a cada visión de usuario externa

32. Nivel Conceptual
 Es una visión completa de todos los requerimientos y
elementos de interés para la organización
 Debe incluir restricciones sobre los datos
 La descripción del nivel conceptual no debe tener
detalles dependientes del almacenamiento*
 Tiene asociado un lenguaje de alto nivel
* Sin embargo en algunos SGBD esto no se logra expresar de esta manera…

33. Nivel Físico
 Interno
 Más cercano a la máquina
 Interesa al Administrador y al usuario
Especialista
 Esquema físico: Descripción y tipos de datos:
tamaño y precisión, tipos de índices y de
estructuras de almacenamiento concretas que
se manejan, de acuerdo con un SGBD
particular

34. 34
Nivel Físico
 Describe cómo los datos son almacenados en
términos de estructuras de datos particulares
 Se encarga de:
- Reservar espacio para datos e índices
- Compresión de datos
- Técnicas de encriptamiento de datos

35. Independencia de los datos
 Es uno de los objetivos de la arquitectura
ANSI/SPARC
 Permite modificar la definición de un nivel sin afectar
(en lo posible) el nivel inmediatamente superior
 Sin independencia de datos se requeriría mucho
esfuerzo para cambiar las aplicaciones de tal forma
que se adaptasen a la nueva estructura de la base de
datos.
 Hay dos tipos: física y lógica

36. Independencia de los datos
 Física: inmunidad que tienen los usuarios y las
aplicaciones ante los cambios en la forma de
almacenar físicamente los datos.
 Conceptual o lógica: inmunidad que poseen
los usuarios y las aplicaciones ante los
cambios en la estructura lógica de la base de
datos

37. Independencia Física
 Se presenta entre el nivel conceptual y el nivel físico
 Un cambio en el esquema físico (usar otras
estructuras de almacenamiento) no conduce a
cambios en el esquema conceptual
Ej. Cambio en la forma de almacenar un índice: B+
por Hashing, ¿con qué propósito se hace un cambio
de este tipo?
 Inmunidad del esquema conceptual ante cambios
del esquema físico

38. Independencia Lógica
 Se presenta entre el nivel de visión y el nivel
conceptual
 Significa que un cambio en el nivel conceptual
no debe conllevar a un cambio en el nivel de
visión
 Es más difícil de lograr. ¿Por qué?

39. Independencia Lógica
Algunos de los posibles cambios en el nivel
conceptual:
 Adición de nuevos elementos (atributos,
entidades etc.)
 Eliminación de elementos  Puede afectar a
los subesquemas externos

40. Tendencias de los SGBD
 Sistemas para el soporte para toma de decisiones (Data
Warehouse) y/o con capacidades deductivas y bases de
datos temporales
 Manejar información multimedial: Imágenes, audio, videos
 Bases de datos orientadas a objetos y objeto-relacionales
 Manejar información georeferenciada: Sistemas de
Información Geográficos (SIG)
 Manejo de información documental: Motores de búsqueda,
sistemas para el manejo de documentos.
 Bases de datos nativas para XML

41.  La descripción completa de una base de datos se
denomina esquema
 Cada visión de usuario tiene su esquema
(subesquema), existe un esquema conceptual y uno
interno
 Existen correspondencias (“mappings”)
- Entre cada subesquema externo y el conceptual
- Entre el esquema conceptual y el interno
 Estas correspondencias le permiten al SGBD por
ejemplo saber un registro conceptual con qué
registro(s) del nivel físico se corresponde
RESUMEN

42.  En teoría debería existir un lenguaje de
descripción para cada nivel*
 En la práctica sin embargo en muchos
SGBD el esquema conceptual queda
fusionado con la especificación del
esquema interno.
* No siempre sucede así en los SGBD actuales…
RESUMEN