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FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS
SESIÓN 01
Mg. Orleans Moisés Gálvez Tapia
DEFINICIÓN DE BASE DE DATOS
“Base de Datos es un conjunto de datos
relacionados entre sí y que tienen un
significado implícito”.
Ramez Elmasri y Shamkant B. Navathe
La definición presentada anteriormente hace referencia a dos elementos para que un conjunto de
datos constituya una Base de Datos:
1) Relaciones entre datos, tema que se trata en las próximas transparencias.
2) Significado implícito de los datos que se atribuye dependiendo del contexto en que se utilizan
los mismos.
Por ejemplo, el dato fecha en una base de datos de ventas puede referirse a la fecha de emisión de las
facturas, mientras que si la base de datos es de música quizás corresponda a la fecha en que se grabó
un tema musical.
“Datos son hechos conocidos que pueden registrarse y que tienen un significado implícito”.
Ramez Elmasri y Shamkant B. Navathe
Ejemplo:
Pueden constituir datos los nombres, números telefónicos y direcciones de personas que
conocemos.
TABLAS DE BASES DE DATOS
Un SGBD o DBMS (Data Base Management System por sus siglas en
ingles), es un conjunto de programas (realmente un sistema de
software) de propósito general que facilita el proceso de definición,
construcción y manipulación de una o más bases de datos para
usos diversos.
 Manipulación: permite
actualizar y consultar
información, así como
compartirla entre
múltiples aplicaciones y
usuarios.
 Definición: especifica
los tipos y estructuras de
datos y la restricción de
los mismos (controla el
acceso).
 Construcción: permite
el almacenamiento de
datos en uno o varios
dispositivos de
almacenamiento
(arreglos de discos raid).
SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS
En el esquema se observa que los usuarios interactúan con una aplicación (por ej. un sistema integrado de
gestión o un paquete contable) que utiliza un SGBD para procesar las consultas, el cual accede a los
metadatos y a la base de datos correspondiente.
… SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS
Por ejemplo, en la Figura está representada una
situación en la que el administrador de la base de
datos ha decidido que, por motivos de eficacia, era
necesario cambiar el disco en el que se habían
memorizado algunos datos, repartiéndolos, además,
en más discos para permitir accesos paralelos a
subconjuntos de datos independientes.
Desde el punto de vista del usuario, no ha
cambiado absolutamente nada y
probablemente ni siquiera conoce el cambio
que se ha producido.
Una base de datos es una colección de datos que es gestionada y organizada por un software específico, el
DBMS (DataBase Management System, Sistema de Gestión de DataBase). Un DBMS es sustancialmente un
software que se coloca entre el usuario y los datos como tales. Gracias a este estrato intermedio el
usuario y las aplicaciones no acceden a los datos tal y como se memorizan efectivamente, es decir a
su representación física, sino que se ve sólo una representación lógica.
… SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS
…SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS
9
ELEMENTOS DEL MODELO
Rectángulo: Representa entidades básicas
Doble Rectángulo : Representa entidades débiles que
no tienen llaves primarias
Diamante: identificador de relaciones
Elipse :
Continuo: Atributos de la entidad, si esta subrayado es llave primaria
Elipses dobles: son atributos multivalor
Elipses punteadas: son atributos derivados
Línea: Ligas ó relaciones
CARDINALIDAD: OBLIGATORIA Y OPCIONAL
Uno a uno obligatorio: un empleado en Una empresa
tiene uno y solo un puesto, un Puesto pertenece a un solo
empleado.
Uno a muchos opcional: un profesor en la Fac. de
Ingeniería puede dar 0 o varias clases y una clase está dada
por uno y solo un profesor.
Muchos a muchos obligatorio: una materia puede
pertenecer a una o varias carreras, una carrera está
formada por varias materias.
Uno a uno opcional: Un paciente puede estar asignado a
un cuarto o a ninguno. En un cuarto puede haber cero o
un paciente
EJEMPLO: UNO A UNO
Cuando se decide ingresar a un paciente a un hospital se le asigna un cuarto y en un
cuarto puede estar un paciente o ninguno (suponiendo un hospital privado).
paciente cuarto
n_paciente
i_paciente#
a_paciente
i_cuarto#
i_cuarto#
i_piso
q_costo
d_ingreso
EJEMPLO: UNO A MUCHOS
El titular de una cuenta de cheques puede tener cualquier número de tarjetas, pero cada
tarjeta pertenece a una sola persona, las entidades son cliente y tarjeta
cliente tarjeta
n_cliente
i_cliente#
a_cliente
i_tarjeta#
i_password
q_limited_apertura i_cliente#
EJEMPLO: MUCHOS A MUCHOS
En un proyecto de investigación puede haber cualquier número de médicos, un médico
puede participar en cero o varios proyectos.
medico proyecto
n_medico
i_medico#
a_medico
i_especial
i_proyecto#
n_proyecto
t_resumen
a_telefono
ROMPIENDO EL MUCHOS A MUCHOS
(más adelante … en el MODELO RELACIONAL)
En el diseño de una base de datos no se permiten relaciones “muchos a muchos”, cuando se
tiene esto se crea una “relación” entre ambas cuya llave primaria será una llave compuesta
por las llaves primarias de las entidades que está uniendo
medico proyecto
n_medico i_medico#
a_medico
i_especial
i_proyecto#
n_proyecto
t_resumen
a_telefono
medico-
proyecto
i_medico# i_proyecto#
RELACIONES Y LLAVES PRIMARIAS VS CARDINALIDAD
cardinalidad Relación entre entidades Llave foránea
Uno a uno No es necesario crear una
relación entre las entidades
Se crea una llave foránea
en una de las entidades
relacionadas que
corresponde a la llave
primaria en la otra
Uno a muchos No es necesario crear una
relación entre las entidades
Se crea una llave foránea
del lado de la entidad
“muchos” que corresponde
a la llave primaria del lado
“uno”
Muchos a
muchos
Se crea una relación con llave
primaria compuesta formada por
las llaves primarias de las
entidades que une la relación
En las entidades no hay
llave foránea.
MODELO ENTIDAD RELACIÓN
EJERCICIOS
A partir del siguiente enunciado se desea realiza el modelo entidad-relación:
“Una empresa vende productos a varios clientes. Se necesita conocer los datos personales
de los clientes (nombre, apellidos, dni, dirección y fecha de nacimiento). Cada producto
tiene un nombre y un código, así como un precio unitario. Un cliente puede comprar varios
productos a la empresa, y un mismo producto puede ser comprado por varios clientes.
Los productos son suministrados por diferentes proveedores. Se debe tener en cuenta que
un producto sólo puede ser suministrado por un proveedor, y que un proveedor puede
suministrar diferentes productos. De cada proveedor se desea conocer el NIF, nombre y
dirección”.
EJEMPLO 01
sustantivos verbos
EXPLICACION:
 El cliente puede comprar desde uno a varios productos, pero los productos pueden ser comprados por 1
a varios clientes siempre y cuando estén en existencia.
…EJEMPLO1: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION
A partir del siguiente enunciado se desea realiza el modelo
entidad-relación:
Se desea informatizar la gestión de una empresa de
transportes que reparte paquetes por toda España. Los
encargados de llevar los paquetes son los camioneros, de los
que se quiere guardar el RFC, nombre, teléfono, dirección,
salario y población en la que vive. De los paquetes
transportados interesa conocer el código de paquete,
descripción, destinatario y dirección del destinatario. Un
camionero distribuye muchos paquetes, y un paquete sólo
puede ser distribuido por un camionero.
De las ciudades a las que llegan los paquetes interesa
guardar el código de ciudad y el nombre. Un paquete sólo
puede llegar a una ciudad. Sin embargo, a una ciudad
pueden llegar varios paquetes.
De los camiones que llevan los camioneros, interesa conocer
la matrícula, modelo, tipo y potencia. Un camionero puede
conducir diferentes camiones en fechas diferentes, y un
camión puede ser conducido por varios camioneros.
EJEMPLO 02
…Ejemplo2: Lista de verbos y sustantivos de acuerdo al problema:
sustantivos verbos
…Ejemplo 2: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION
SIGNIFICADO
 Rectángulo: Entidades
 Rombo: Relaciones
 Ovalo: Atributos
 Palabra subrayada: índice
…Ejemplo 2: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION
EXPLICACION
*El camionero conduce un autobús o diferentes camiones pero en
diferentes fechas, a su vez el camión solo puede ser conducido por
un solo camionero.
* El camión es distribuidor de uno a un sin fin de paquetes, en
cambio un paquete puede ser distribuido solo por un camionero.
* Un paquete esta destinado a una sola ciudad en especifico, pero
a una ciudad pueden estar destinados de uno a múltiples paquetes.
A partir del siguiente enunciado se desea realiza el modelo
entidad-relación:
“En la biblioteca del centro se manejan fichas de autores y
libros. En la ficha de cada autor se tiene el código de autor y
el nombre. De cada libro se guarda el código, título, ISBN,
editorial y número de página. Un autor puede escribir varios
libros, y un libro puede ser escrito por varios autores. Un
libro está formado por ejemplares. Cada ejemplar tiene un
código y una localización. Un libro tiene muchos ejemplares y
un ejemplar pertenece sólo a un libro.
Los usuarios de la biblioteca del centro también disponen de
ficha en la biblioteca y sacan ejemplares de ella. De cada
usuario se guarda el código, nombre, dirección y teléfono.
Los ejemplares son prestados a los usuarios. Un usuario
puede tomar prestados varios ejemplares, y un ejemplar
puede ser prestado a varios usuarios. De cada préstamo
interesa guardar la fecha de préstamo y la fecha de
devolución”.
Una vez analizado el texto se realiza la captura de todos los
sustantivos y verbos que se encuentran en la descripción del
problema.
EJEMPLO 03
…Ejemplo 3: Lista de verbos y sustantivos de acuerdo al problema:
sustantivos verbos
…Ejemplo 3: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION
SIGNIFICADO
 El diagrama no muestra que un autor puede escribir muchos libros y que a su vez un libro puede llegar a
ser escrito por muchos autores.
 Un libro es tiene muchos ejemplares en cambio un ejemplar solo puede ser de un libro.
 Un usuario puede pedir prestado muchos libros, y un libro pues ser sacado por muchos usuarios en
distinto tiempo.
CONCEPTOS BÁSICOS DE BASES DE
DATOS
TEORÍA
Que es una base de datos
 Es un conjunto de datos pertenecientes
a un mismo contexto y almacenados
sistemáticamente para su posterior
uso. En este sentido una biblioteca
seria una base de tatos, más en la
actualidad debido a la informática y la
electrónica, la mayoría de las bases de
datos están en formato digital lo cual
agiliza y facilita el almacenar datos.
Para esto también existen unos
programas denominados como Sistemas
gestores de bases de datos.
Sistemas de Gestión de Base deDatos
 Los sistemas de gestión de base de datos (SGBD); (en inglés:
DataBase Management System, abreviado DBMS) son un
tipo de software muy específico, dedicado a servir de interfaz
entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la
utilizan.
 Propósito El propósito general de los sistemas de gestión de
base de datos es el de manejar de manera clara, sencilla y
ordenada un conjunto de datos que posteriormente se
convertirán en información relevante para una
organización.sev
Componentes Principales de una Base de Datos
 Datos. Los datos son la Base de Datos propiamente dicha.
 Hardware. El hardware se refiere a los dispositivos de almacenamiento en donde reside
la base de datos, así como a los dispositivos periféricos (unidad de control, canales de
comunicación, etc.) necesarios para su uso.
 Software. Está constituido por un conjunto de programas que se conoce como Sistema
Manejador de Base de Datos (DMBS: Data Base Management System). Este sistema
maneja todas las solicitudes formuladas por los usuarios a la base de datos.
 Usuarios. Existen tres clases de usuarios relacionados con una Base de Datos:
 1. El programador de aplicaciones, quien crea programas de aplicación que utilizan la
base de datos.
 2. El usuario final, quien accesa la Base de Datos por medio de un lenguaje de
consulta o de programas de aplicación.
 3. El administrador de la Base de Datos (DBA: Data Base Administrator), quien se
encarga del control general del Sistema de Base de Datos.
Componentes Estructurales de una Base de Datos
La estructura fundamental de una Base de Datos
es una ``tabla'', la cual organiza la información en
filas y columnas relacionándose entre sí para que
su acceso sea más fácil.
Las filas dentro de una tabla son conocidas como
``registros'', los cuales son unidades de
almacenamiento dentro de una tabla. Las
columnas son llamadas ``campos'', que es cualquier
elemento indivisible contenido en un registro.
Existe la posibilidad de que la información de los
registros se repita, por lo que es necesario asignar
o adicionar una clave conocida como campo clave,
dicha clave identificará a cada registro como
único.
Para ilustrar de alguna forma cómo se representa
una tabla incluyendo el campo clave se puede ver
en la figura
Elementos de una Base de Datos
 Esencialmente, existen dos tipos de bases de datos:
 -Flot-file: tipo Excel, en donde todos los datos relacionados entre ellos se
sitúan en una única tabla con el consiguiente problema que cada noticia
común a diversos informes debe repetirse para cada uno de ellos.
 -Vínculos: como Access, en donde se utilizan varias tablas vinculadas entre
ellas
 Vínculos.- Un vínculo permite introducir información de una tabla en el
informe de otra a través de un identificador (Id). Las ventajas que ofrece
una base de datos vinculada son diferentes:
 -Ahorro de tiempo, ya que los mismos datos se introducen una sola vez
 -Ahorro de espacio, ya que la base de datos tiene dimensiones más reducidas
 -Reducción de errores determinados por la introducción de datos
Tipos de Bases de Datos
 Específicamente existen dos tipos de bases de datos
los cuales son:
 Las Bases de Datos Analíticas
 Las Bases de Datos Operacionales
 Sin embargo algunos modelos de bases de datos
tambien se consideran entre esta cateria.
Base de Datos Analítica
Estas son bases de datos de sólo lectura,
utilizadas primordialmente para almacenar
datos históricos que posteriormente se pueden
utilizar para estudiar el comportamiento de un
conjunto de datos a través del tiempo, realizar
proyecciones y tomar decisiones.
Base de Datos Operacional
 Estas son bases de datos más dinámicas, orientadas a almacenar
información que es modificada con el tiempo, permitiendo operaciones como
actualización y adición de datos, además de las operaciones fundamentales
de consulta.
 Además de la clasificación por la función de las bases de datos, éstas
también se pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administración de
datos.
 Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como
contenedor de datos (algo en donde se guarda la información), así como de
las metodologías para almacenar y recuperar información de esos
contenedores. Los modelos de datos no son cosas físicas; son abstracciones
que permiten la implementación de un sistema eficiente de base de datos,
por lo general se refieren a algoritmos, y conceptos matemáticos.
Modelos de Bases de Datos
 Entre estos modelos tenemos
 Bases de datos jerárquicas
 Bases de datos de red
 Bases de datos relacionadas
 Bases de datos orientadas a objetos
 Etc..
Bases de Datos Jerárquicas
 Estas son bases de datos que, como su nombre lo indican, almacenan su
información en una estructura jerárquica. En este modelo los datos se
organizan en una forma similar a un árbol (visto al revés), en donde un nodo
padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres se le
conoce como raíz, y a los nodos que no tienen hijos se les conoce como hojas.
 Una de las principales limitaciones de este modelo, es su incapacidad de
representar eficientemente la redundancia de datos. . Así, el modelo jerárquico
puede representar dos tipos de relaciones entre los datos: relaciones de uno a
uno y relaciones de uno a muchos.
 En el primer tipo se dice que existe una relación de uno a uno si el padre de la
estructura de información tiene un solo hijo y viceversa, si el hijo tiene
solamente un padre. En el segundo tipo se dice que la relación es de uno a
muchos si el padre tiene más de un hijo, aunque cada hijo tenga un solo padre.
Inconveniente del modelo
jerárquico
 Ejemplo:
Consideremos una empresa que requiere
controlar a los vendedores y las ventas que
ellos realizan; de este problema determinamos
que los objetos o entidades principales a
estudiar son el empleado (vendedor) y el
artículo (que es el producto en venta), y las
características que los identifican son:
 Empleado: Artículo:
 Nombre Descripción
 Puesto Costo
 Salario Clave
 R.F.C.
 La relación entre ambas entidades la podemos
establecer como Venta
Relación maestro-alumno, donde un
maestro tiene varios alumnos, pero un
alumno también tiene varios
maestros, uno para cada clase. En
este caso, si la información estuviera
representada en forma jerárquica
donde el padre es el maestro y el
alumno es el hijo, la información del
alumno tendrá que duplicarse para
cada uno de los maestros.
Otra dificultad que presenta el
modelo jerárquico de representación
de datos es respecto a las bajas. En
este caso, si se desea dar de baja a un
padre, esto necesariamente implicará
dar de baja a todos y cada uno de los
hijos que dependen de este padre.
Bases de Datos de Red
 Este es un modelo ligeramente distinto del jerárquico, en donde su diferencia
fundamental es la modificación del concepto de un nodo, permitiendo que un
mismo nodo tenga varios padres (algo no permitido en el modelo jerárquico).
 Fue una gran mejora con respecto al modelo jerárquico, ya que ofrecía una
solución eficiente al problema de redundancia de datos, pero aun así, la
dificultad que significa administrar la información en una base de datos de
red, ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por
programadores más que por usuarios finales.
 El modelo de red evita redundancia en la información, a través de la
incorporación de un tipo de registro denominado el conector, que en este caso
pueden ser las calificaciones que obtuvieron los alumnos de cada profesor.
 La dificultad surge al manejar las conexiones o ligas entre los registros y sus
correspondientes registros conectores.
Bases de Datos Relacionadas
 Este es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas
reales y administrar datos dinámicamente. Cuando fue creado a finales
de los años sesenta, no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma
en los modelos de base de datos. Su idea fundamental se basa en el
concepto de "tablas", que a su vez se componen de registros (las filas de
una tabla) y campos (las columnas de una tabla)
 En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no
tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de
red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y
de utilizar para un usuario casual de la base de datos. La información
puede ser recuperada o almacenada por medio de "consultas" que ofrecen
una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.
Access
 Microsoft Access es un programa Sistema de gestión
de base de datos relacional creado y modificado por
Microsoft para uso personal de pequeñas
organizaciones. Es un componente de la suite
Microsoft Office aunque no se incluye en el paquete
"básico". Una posibilidad adicional es la de crear
ficheros con bases de datos que pueden ser consultados
por otros programas. Dentro de un sistema de
información entraría dentro de la categoría de Gestión
y no en la de Ofimática como algunos creen.
Generalidades de Access
 Es un software de gran difusión entre pequeñas empresas (PYMES) cuyas
bases de datos no requieren de excesiva potencia, ya que se integra
perfectamente con el resto de aplicaciones de Microsoft y permite crear
pequeñas aplicaciones con unos pocos conocimientos del Programa.
 Microsoft Access permite crear formularios para insertar y modificar datos
fácilmente. También tiene un entorno gráfico para ver las relaciones entra
las diferentes tablas de la base de datos.
 Tiene un sistema de seguridad de cifrado bastante primitivo y puede ser la
respuesta a proyectos de programación de pequeños y medianos tamaños.
Inconvenientes de Access
 Para bases de datos de gran calibre (en cuanto a volumen de
datos o de usuarios) es recomendable usar otros sistemas como
MySQL o Microsoft SQL Server, y código VBA (Visual
Basic para Aplicaciones).
 Entre sus mayores inconvenientes figuran que no es
multiplataforma, pues sólo está disponible para sistemas
operativos de Microsoft, Su uso es inadecuado para grandes
proyectos de software que requieren tiempos de respuesta
críticos
MySQL
 MySQL es un sistema de gestión de base de datos relacional,
multihilo y multiusuario con más de seis millones de
instalaciones.[1] MySQL AB —desde enero de 2008 una
subsidiaria de Sun Microsystems y ésta a su vez de Oracle
Corporation desde abril de 2009— desarrolla MySQL como
software libre en un esquema de licenciamiento dual.
 Por un lado se ofrece bajo la GNU GPL para cualquier uso
compatible con esta licencia, pero para aquellas empresas que
quieran incorporarlo en productos privativos deben comprar a
la empresa una licencia específica que les permita este uso.
Está desarrollado en su mayor parte en ANSI C.
 Al contrario de proyectos como Apache, donde el software es
desarrollado por una comunidad pública y el copyright del
código está en poder del autor individual, MySQL es
propietario y está patrocinado por una empresa privada, que
posee el copyright de la mayor parte del código.
 Esto es lo que posibilita el esquema de licenciamiento
anteriormente mencionado. Además de la venta de licencias
privativas, la compañía ofrece soporte y servicios. Para sus
operaciones contratan trabajadores alrededor del mundo que
colaboran vía Internet. MySQL AB fue fundado por David
Axmark, Allan Larsson y Michael Widenius.
Aplicaciones de MySQL
 MySQL es muy utilizado en aplicaciones web, como Drupal o phpBB,
en plataformas (Linux/Windows-Apache-MySQL-PHP/Perl/Python),
y por herramientas de seguimiento de errores como Bugzilla. Su
popularidad como aplicación web está muy ligada a PHP, que a menudo
aparece en combinación con MySQL. MySQL es una base de datos muy
rápida en la lectura cuando utiliza el motor no transaccional MyISAM,
pero puede provocar problemas de integridad en entornos de alta
concurrencia en la modificación. En aplicaciones web hay baja
concurrencia en la modificación de datos y en cambio el entorno es
intensivo en lectura de datos, lo que hace a MySQL ideal para este tipo
de aplicaciones.
Características adicionales
* Usa GNU Automake, Autoconf, y
Libtool para portabilidad
* Uso de multihilos mediante hilos
del kernel.
* Usa tablas en disco b-tree para
búsquedas rápidas con compresión
de índice
* Tablas hash en memoria
temporales
* El código MySQL se prueba con
Purify (un detector de memoria
perdida comercial) así como con
Valgrind, una herramienta GPL
.
* Completo soporte para operadores y
funciones en cláusulas select y
where.
* Completo soporte para cláusulas
group by y order by, soporte de
funciones de agrupación
* Seguridad: ofrece un sistema de
contraseñas y privilegios seguro
mediante verificación basada en el
host y el tráfico de contraseñas está
cifrado al conectarse a un servidor.
* Soporta gran cantidad de datos.
MySQL Server tiene bases de datos
de hasta 50 millones de registros.
* Se permiten hasta 64 índices por
tabla (32 antes de MySQL 4.1.2).
Cada índice puede consistir desde 1
hasta 16 columnas o partes de
columnas. El máximo ancho de
límite son 1000 bytes (500 antes de
MySQL 4.1.2).
* Los clientes se conectan al servidor
MySQL usando sockets TCP/IP en
cualquier plataforma. En sistemas
Windows se pueden conectar
usando named pipes y en sistemas
Unix usando ficheros socket Unix.
* En MySQL 5.0, los clientes y
servidores Windows se pueden
conectar usando memoria
compartida.
* MySQL contiene su propio
paquete de pruebas de rendimiento
proporcionado con el código fuente
de la distribución de MySQL
SQL
 El Lenguaje de consulta estructurado (SQL [/esekuˈele/ en
español, /ɛskjuːˈɛl / o /ˈsiːkwəl/, en inglés] Structured Query
Language) es un lenguaje declarativo de acceso a bases de
datos relacionales que permite especificar diversos tipos de
operaciones en éstas. Una de sus características es el manejo
del álgebra y el cálculo relacional permitiendo efectuar
consultas con el fin de recuperar -de una forma sencilla-
información de interés de una base de datos, así como también
hacer cambios sobre ella. Es un lenguaje de cuarta generación
(4GL).
Generalidades de SQL
 El SQL es un lenguaje de acceso a bases de datos que explota
la flexibilidad y potencia de los sistemas relacionales
permitiendo gran variedad de operaciones en éstos últimos.
 Es un lenguaje declarativo de "alto nivel" o "de no
procedimiento", que gracias a su fuerte base teórica y su
orientación al manejo de conjuntos de registros, y no a
registros individuales, permite una alta productividad en
codificación y la orientación a objetos. De esta forma una sola
sentencia puede equivaler a uno o más programas que utilizas
en un lenguaje de bajo nivel orientado a registro.

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  • 1. FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS SESIÓN 01 Mg. Orleans Moisés Gálvez Tapia
  • 2. DEFINICIÓN DE BASE DE DATOS “Base de Datos es un conjunto de datos relacionados entre sí y que tienen un significado implícito”. Ramez Elmasri y Shamkant B. Navathe La definición presentada anteriormente hace referencia a dos elementos para que un conjunto de datos constituya una Base de Datos: 1) Relaciones entre datos, tema que se trata en las próximas transparencias. 2) Significado implícito de los datos que se atribuye dependiendo del contexto en que se utilizan los mismos. Por ejemplo, el dato fecha en una base de datos de ventas puede referirse a la fecha de emisión de las facturas, mientras que si la base de datos es de música quizás corresponda a la fecha en que se grabó un tema musical.
  • 3. “Datos son hechos conocidos que pueden registrarse y que tienen un significado implícito”. Ramez Elmasri y Shamkant B. Navathe Ejemplo: Pueden constituir datos los nombres, números telefónicos y direcciones de personas que conocemos. TABLAS DE BASES DE DATOS
  • 4. Un SGBD o DBMS (Data Base Management System por sus siglas en ingles), es un conjunto de programas (realmente un sistema de software) de propósito general que facilita el proceso de definición, construcción y manipulación de una o más bases de datos para usos diversos.  Manipulación: permite actualizar y consultar información, así como compartirla entre múltiples aplicaciones y usuarios.  Definición: especifica los tipos y estructuras de datos y la restricción de los mismos (controla el acceso).  Construcción: permite el almacenamiento de datos en uno o varios dispositivos de almacenamiento (arreglos de discos raid). SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS
  • 5. En el esquema se observa que los usuarios interactúan con una aplicación (por ej. un sistema integrado de gestión o un paquete contable) que utiliza un SGBD para procesar las consultas, el cual accede a los metadatos y a la base de datos correspondiente. … SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS
  • 6. Por ejemplo, en la Figura está representada una situación en la que el administrador de la base de datos ha decidido que, por motivos de eficacia, era necesario cambiar el disco en el que se habían memorizado algunos datos, repartiéndolos, además, en más discos para permitir accesos paralelos a subconjuntos de datos independientes. Desde el punto de vista del usuario, no ha cambiado absolutamente nada y probablemente ni siquiera conoce el cambio que se ha producido. Una base de datos es una colección de datos que es gestionada y organizada por un software específico, el DBMS (DataBase Management System, Sistema de Gestión de DataBase). Un DBMS es sustancialmente un software que se coloca entre el usuario y los datos como tales. Gracias a este estrato intermedio el usuario y las aplicaciones no acceden a los datos tal y como se memorizan efectivamente, es decir a su representación física, sino que se ve sólo una representación lógica. … SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS
  • 7. …SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS
  • 8.
  • 9. 9 ELEMENTOS DEL MODELO Rectángulo: Representa entidades básicas Doble Rectángulo : Representa entidades débiles que no tienen llaves primarias Diamante: identificador de relaciones Elipse : Continuo: Atributos de la entidad, si esta subrayado es llave primaria Elipses dobles: son atributos multivalor Elipses punteadas: son atributos derivados Línea: Ligas ó relaciones
  • 10. CARDINALIDAD: OBLIGATORIA Y OPCIONAL Uno a uno obligatorio: un empleado en Una empresa tiene uno y solo un puesto, un Puesto pertenece a un solo empleado. Uno a muchos opcional: un profesor en la Fac. de Ingeniería puede dar 0 o varias clases y una clase está dada por uno y solo un profesor. Muchos a muchos obligatorio: una materia puede pertenecer a una o varias carreras, una carrera está formada por varias materias. Uno a uno opcional: Un paciente puede estar asignado a un cuarto o a ninguno. En un cuarto puede haber cero o un paciente
  • 11. EJEMPLO: UNO A UNO Cuando se decide ingresar a un paciente a un hospital se le asigna un cuarto y en un cuarto puede estar un paciente o ninguno (suponiendo un hospital privado). paciente cuarto n_paciente i_paciente# a_paciente i_cuarto# i_cuarto# i_piso q_costo d_ingreso
  • 12. EJEMPLO: UNO A MUCHOS El titular de una cuenta de cheques puede tener cualquier número de tarjetas, pero cada tarjeta pertenece a una sola persona, las entidades son cliente y tarjeta cliente tarjeta n_cliente i_cliente# a_cliente i_tarjeta# i_password q_limited_apertura i_cliente#
  • 13. EJEMPLO: MUCHOS A MUCHOS En un proyecto de investigación puede haber cualquier número de médicos, un médico puede participar en cero o varios proyectos. medico proyecto n_medico i_medico# a_medico i_especial i_proyecto# n_proyecto t_resumen a_telefono
  • 14. ROMPIENDO EL MUCHOS A MUCHOS (más adelante … en el MODELO RELACIONAL) En el diseño de una base de datos no se permiten relaciones “muchos a muchos”, cuando se tiene esto se crea una “relación” entre ambas cuya llave primaria será una llave compuesta por las llaves primarias de las entidades que está uniendo medico proyecto n_medico i_medico# a_medico i_especial i_proyecto# n_proyecto t_resumen a_telefono medico- proyecto i_medico# i_proyecto#
  • 15. RELACIONES Y LLAVES PRIMARIAS VS CARDINALIDAD cardinalidad Relación entre entidades Llave foránea Uno a uno No es necesario crear una relación entre las entidades Se crea una llave foránea en una de las entidades relacionadas que corresponde a la llave primaria en la otra Uno a muchos No es necesario crear una relación entre las entidades Se crea una llave foránea del lado de la entidad “muchos” que corresponde a la llave primaria del lado “uno” Muchos a muchos Se crea una relación con llave primaria compuesta formada por las llaves primarias de las entidades que une la relación En las entidades no hay llave foránea.
  • 17. A partir del siguiente enunciado se desea realiza el modelo entidad-relación: “Una empresa vende productos a varios clientes. Se necesita conocer los datos personales de los clientes (nombre, apellidos, dni, dirección y fecha de nacimiento). Cada producto tiene un nombre y un código, así como un precio unitario. Un cliente puede comprar varios productos a la empresa, y un mismo producto puede ser comprado por varios clientes. Los productos son suministrados por diferentes proveedores. Se debe tener en cuenta que un producto sólo puede ser suministrado por un proveedor, y que un proveedor puede suministrar diferentes productos. De cada proveedor se desea conocer el NIF, nombre y dirección”. EJEMPLO 01 sustantivos verbos
  • 18. EXPLICACION:  El cliente puede comprar desde uno a varios productos, pero los productos pueden ser comprados por 1 a varios clientes siempre y cuando estén en existencia. …EJEMPLO1: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION
  • 19. A partir del siguiente enunciado se desea realiza el modelo entidad-relación: Se desea informatizar la gestión de una empresa de transportes que reparte paquetes por toda España. Los encargados de llevar los paquetes son los camioneros, de los que se quiere guardar el RFC, nombre, teléfono, dirección, salario y población en la que vive. De los paquetes transportados interesa conocer el código de paquete, descripción, destinatario y dirección del destinatario. Un camionero distribuye muchos paquetes, y un paquete sólo puede ser distribuido por un camionero. De las ciudades a las que llegan los paquetes interesa guardar el código de ciudad y el nombre. Un paquete sólo puede llegar a una ciudad. Sin embargo, a una ciudad pueden llegar varios paquetes. De los camiones que llevan los camioneros, interesa conocer la matrícula, modelo, tipo y potencia. Un camionero puede conducir diferentes camiones en fechas diferentes, y un camión puede ser conducido por varios camioneros. EJEMPLO 02
  • 20. …Ejemplo2: Lista de verbos y sustantivos de acuerdo al problema: sustantivos verbos
  • 21. …Ejemplo 2: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION SIGNIFICADO  Rectángulo: Entidades  Rombo: Relaciones  Ovalo: Atributos  Palabra subrayada: índice
  • 22. …Ejemplo 2: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION EXPLICACION *El camionero conduce un autobús o diferentes camiones pero en diferentes fechas, a su vez el camión solo puede ser conducido por un solo camionero. * El camión es distribuidor de uno a un sin fin de paquetes, en cambio un paquete puede ser distribuido solo por un camionero. * Un paquete esta destinado a una sola ciudad en especifico, pero a una ciudad pueden estar destinados de uno a múltiples paquetes.
  • 23. A partir del siguiente enunciado se desea realiza el modelo entidad-relación: “En la biblioteca del centro se manejan fichas de autores y libros. En la ficha de cada autor se tiene el código de autor y el nombre. De cada libro se guarda el código, título, ISBN, editorial y número de página. Un autor puede escribir varios libros, y un libro puede ser escrito por varios autores. Un libro está formado por ejemplares. Cada ejemplar tiene un código y una localización. Un libro tiene muchos ejemplares y un ejemplar pertenece sólo a un libro. Los usuarios de la biblioteca del centro también disponen de ficha en la biblioteca y sacan ejemplares de ella. De cada usuario se guarda el código, nombre, dirección y teléfono. Los ejemplares son prestados a los usuarios. Un usuario puede tomar prestados varios ejemplares, y un ejemplar puede ser prestado a varios usuarios. De cada préstamo interesa guardar la fecha de préstamo y la fecha de devolución”. Una vez analizado el texto se realiza la captura de todos los sustantivos y verbos que se encuentran en la descripción del problema. EJEMPLO 03
  • 24. …Ejemplo 3: Lista de verbos y sustantivos de acuerdo al problema: sustantivos verbos
  • 25. …Ejemplo 3: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION SIGNIFICADO  El diagrama no muestra que un autor puede escribir muchos libros y que a su vez un libro puede llegar a ser escrito por muchos autores.  Un libro es tiene muchos ejemplares en cambio un ejemplar solo puede ser de un libro.  Un usuario puede pedir prestado muchos libros, y un libro pues ser sacado por muchos usuarios en distinto tiempo.
  • 26. CONCEPTOS BÁSICOS DE BASES DE DATOS TEORÍA
  • 27. Que es una base de datos  Es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso. En este sentido una biblioteca seria una base de tatos, más en la actualidad debido a la informática y la electrónica, la mayoría de las bases de datos están en formato digital lo cual agiliza y facilita el almacenar datos. Para esto también existen unos programas denominados como Sistemas gestores de bases de datos.
  • 28. Sistemas de Gestión de Base deDatos  Los sistemas de gestión de base de datos (SGBD); (en inglés: DataBase Management System, abreviado DBMS) son un tipo de software muy específico, dedicado a servir de interfaz entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la utilizan.  Propósito El propósito general de los sistemas de gestión de base de datos es el de manejar de manera clara, sencilla y ordenada un conjunto de datos que posteriormente se convertirán en información relevante para una organización.sev
  • 29. Componentes Principales de una Base de Datos  Datos. Los datos son la Base de Datos propiamente dicha.  Hardware. El hardware se refiere a los dispositivos de almacenamiento en donde reside la base de datos, así como a los dispositivos periféricos (unidad de control, canales de comunicación, etc.) necesarios para su uso.  Software. Está constituido por un conjunto de programas que se conoce como Sistema Manejador de Base de Datos (DMBS: Data Base Management System). Este sistema maneja todas las solicitudes formuladas por los usuarios a la base de datos.  Usuarios. Existen tres clases de usuarios relacionados con una Base de Datos:  1. El programador de aplicaciones, quien crea programas de aplicación que utilizan la base de datos.  2. El usuario final, quien accesa la Base de Datos por medio de un lenguaje de consulta o de programas de aplicación.  3. El administrador de la Base de Datos (DBA: Data Base Administrator), quien se encarga del control general del Sistema de Base de Datos.
  • 30. Componentes Estructurales de una Base de Datos La estructura fundamental de una Base de Datos es una ``tabla'', la cual organiza la información en filas y columnas relacionándose entre sí para que su acceso sea más fácil. Las filas dentro de una tabla son conocidas como ``registros'', los cuales son unidades de almacenamiento dentro de una tabla. Las columnas son llamadas ``campos'', que es cualquier elemento indivisible contenido en un registro. Existe la posibilidad de que la información de los registros se repita, por lo que es necesario asignar o adicionar una clave conocida como campo clave, dicha clave identificará a cada registro como único. Para ilustrar de alguna forma cómo se representa una tabla incluyendo el campo clave se puede ver en la figura
  • 31. Elementos de una Base de Datos  Esencialmente, existen dos tipos de bases de datos:  -Flot-file: tipo Excel, en donde todos los datos relacionados entre ellos se sitúan en una única tabla con el consiguiente problema que cada noticia común a diversos informes debe repetirse para cada uno de ellos.  -Vínculos: como Access, en donde se utilizan varias tablas vinculadas entre ellas  Vínculos.- Un vínculo permite introducir información de una tabla en el informe de otra a través de un identificador (Id). Las ventajas que ofrece una base de datos vinculada son diferentes:  -Ahorro de tiempo, ya que los mismos datos se introducen una sola vez  -Ahorro de espacio, ya que la base de datos tiene dimensiones más reducidas  -Reducción de errores determinados por la introducción de datos
  • 32. Tipos de Bases de Datos  Específicamente existen dos tipos de bases de datos los cuales son:  Las Bases de Datos Analíticas  Las Bases de Datos Operacionales  Sin embargo algunos modelos de bases de datos tambien se consideran entre esta cateria.
  • 33. Base de Datos Analítica Estas son bases de datos de sólo lectura, utilizadas primordialmente para almacenar datos históricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a través del tiempo, realizar proyecciones y tomar decisiones.
  • 34. Base de Datos Operacional  Estas son bases de datos más dinámicas, orientadas a almacenar información que es modificada con el tiempo, permitiendo operaciones como actualización y adición de datos, además de las operaciones fundamentales de consulta.  Además de la clasificación por la función de las bases de datos, éstas también se pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administración de datos.  Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como contenedor de datos (algo en donde se guarda la información), así como de las metodologías para almacenar y recuperar información de esos contenedores. Los modelos de datos no son cosas físicas; son abstracciones que permiten la implementación de un sistema eficiente de base de datos, por lo general se refieren a algoritmos, y conceptos matemáticos.
  • 35. Modelos de Bases de Datos  Entre estos modelos tenemos  Bases de datos jerárquicas  Bases de datos de red  Bases de datos relacionadas  Bases de datos orientadas a objetos  Etc..
  • 36. Bases de Datos Jerárquicas  Estas son bases de datos que, como su nombre lo indican, almacenan su información en una estructura jerárquica. En este modelo los datos se organizan en una forma similar a un árbol (visto al revés), en donde un nodo padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres se le conoce como raíz, y a los nodos que no tienen hijos se les conoce como hojas.  Una de las principales limitaciones de este modelo, es su incapacidad de representar eficientemente la redundancia de datos. . Así, el modelo jerárquico puede representar dos tipos de relaciones entre los datos: relaciones de uno a uno y relaciones de uno a muchos.  En el primer tipo se dice que existe una relación de uno a uno si el padre de la estructura de información tiene un solo hijo y viceversa, si el hijo tiene solamente un padre. En el segundo tipo se dice que la relación es de uno a muchos si el padre tiene más de un hijo, aunque cada hijo tenga un solo padre.
  • 37. Inconveniente del modelo jerárquico  Ejemplo: Consideremos una empresa que requiere controlar a los vendedores y las ventas que ellos realizan; de este problema determinamos que los objetos o entidades principales a estudiar son el empleado (vendedor) y el artículo (que es el producto en venta), y las características que los identifican son:  Empleado: Artículo:  Nombre Descripción  Puesto Costo  Salario Clave  R.F.C.  La relación entre ambas entidades la podemos establecer como Venta Relación maestro-alumno, donde un maestro tiene varios alumnos, pero un alumno también tiene varios maestros, uno para cada clase. En este caso, si la información estuviera representada en forma jerárquica donde el padre es el maestro y el alumno es el hijo, la información del alumno tendrá que duplicarse para cada uno de los maestros. Otra dificultad que presenta el modelo jerárquico de representación de datos es respecto a las bajas. En este caso, si se desea dar de baja a un padre, esto necesariamente implicará dar de baja a todos y cada uno de los hijos que dependen de este padre.
  • 38. Bases de Datos de Red  Este es un modelo ligeramente distinto del jerárquico, en donde su diferencia fundamental es la modificación del concepto de un nodo, permitiendo que un mismo nodo tenga varios padres (algo no permitido en el modelo jerárquico).  Fue una gran mejora con respecto al modelo jerárquico, ya que ofrecía una solución eficiente al problema de redundancia de datos, pero aun así, la dificultad que significa administrar la información en una base de datos de red, ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por programadores más que por usuarios finales.  El modelo de red evita redundancia en la información, a través de la incorporación de un tipo de registro denominado el conector, que en este caso pueden ser las calificaciones que obtuvieron los alumnos de cada profesor.  La dificultad surge al manejar las conexiones o ligas entre los registros y sus correspondientes registros conectores.
  • 39. Bases de Datos Relacionadas  Este es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Cuando fue creado a finales de los años sesenta, no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos. Su idea fundamental se basa en el concepto de "tablas", que a su vez se componen de registros (las filas de una tabla) y campos (las columnas de una tabla)  En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar para un usuario casual de la base de datos. La información puede ser recuperada o almacenada por medio de "consultas" que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.
  • 40. Access  Microsoft Access es un programa Sistema de gestión de base de datos relacional creado y modificado por Microsoft para uso personal de pequeñas organizaciones. Es un componente de la suite Microsoft Office aunque no se incluye en el paquete "básico". Una posibilidad adicional es la de crear ficheros con bases de datos que pueden ser consultados por otros programas. Dentro de un sistema de información entraría dentro de la categoría de Gestión y no en la de Ofimática como algunos creen.
  • 41. Generalidades de Access  Es un software de gran difusión entre pequeñas empresas (PYMES) cuyas bases de datos no requieren de excesiva potencia, ya que se integra perfectamente con el resto de aplicaciones de Microsoft y permite crear pequeñas aplicaciones con unos pocos conocimientos del Programa.  Microsoft Access permite crear formularios para insertar y modificar datos fácilmente. También tiene un entorno gráfico para ver las relaciones entra las diferentes tablas de la base de datos.  Tiene un sistema de seguridad de cifrado bastante primitivo y puede ser la respuesta a proyectos de programación de pequeños y medianos tamaños.
  • 42. Inconvenientes de Access  Para bases de datos de gran calibre (en cuanto a volumen de datos o de usuarios) es recomendable usar otros sistemas como MySQL o Microsoft SQL Server, y código VBA (Visual Basic para Aplicaciones).  Entre sus mayores inconvenientes figuran que no es multiplataforma, pues sólo está disponible para sistemas operativos de Microsoft, Su uso es inadecuado para grandes proyectos de software que requieren tiempos de respuesta críticos
  • 43. MySQL  MySQL es un sistema de gestión de base de datos relacional, multihilo y multiusuario con más de seis millones de instalaciones.[1] MySQL AB —desde enero de 2008 una subsidiaria de Sun Microsystems y ésta a su vez de Oracle Corporation desde abril de 2009— desarrolla MySQL como software libre en un esquema de licenciamiento dual.  Por un lado se ofrece bajo la GNU GPL para cualquier uso compatible con esta licencia, pero para aquellas empresas que quieran incorporarlo en productos privativos deben comprar a la empresa una licencia específica que les permita este uso. Está desarrollado en su mayor parte en ANSI C.
  • 44.  Al contrario de proyectos como Apache, donde el software es desarrollado por una comunidad pública y el copyright del código está en poder del autor individual, MySQL es propietario y está patrocinado por una empresa privada, que posee el copyright de la mayor parte del código.  Esto es lo que posibilita el esquema de licenciamiento anteriormente mencionado. Además de la venta de licencias privativas, la compañía ofrece soporte y servicios. Para sus operaciones contratan trabajadores alrededor del mundo que colaboran vía Internet. MySQL AB fue fundado por David Axmark, Allan Larsson y Michael Widenius.
  • 45. Aplicaciones de MySQL  MySQL es muy utilizado en aplicaciones web, como Drupal o phpBB, en plataformas (Linux/Windows-Apache-MySQL-PHP/Perl/Python), y por herramientas de seguimiento de errores como Bugzilla. Su popularidad como aplicación web está muy ligada a PHP, que a menudo aparece en combinación con MySQL. MySQL es una base de datos muy rápida en la lectura cuando utiliza el motor no transaccional MyISAM, pero puede provocar problemas de integridad en entornos de alta concurrencia en la modificación. En aplicaciones web hay baja concurrencia en la modificación de datos y en cambio el entorno es intensivo en lectura de datos, lo que hace a MySQL ideal para este tipo de aplicaciones.
  • 46. Características adicionales * Usa GNU Automake, Autoconf, y Libtool para portabilidad * Uso de multihilos mediante hilos del kernel. * Usa tablas en disco b-tree para búsquedas rápidas con compresión de índice * Tablas hash en memoria temporales * El código MySQL se prueba con Purify (un detector de memoria perdida comercial) así como con Valgrind, una herramienta GPL . * Completo soporte para operadores y funciones en cláusulas select y where. * Completo soporte para cláusulas group by y order by, soporte de funciones de agrupación * Seguridad: ofrece un sistema de contraseñas y privilegios seguro mediante verificación basada en el host y el tráfico de contraseñas está cifrado al conectarse a un servidor. * Soporta gran cantidad de datos. MySQL Server tiene bases de datos de hasta 50 millones de registros.
  • 47. * Se permiten hasta 64 índices por tabla (32 antes de MySQL 4.1.2). Cada índice puede consistir desde 1 hasta 16 columnas o partes de columnas. El máximo ancho de límite son 1000 bytes (500 antes de MySQL 4.1.2). * Los clientes se conectan al servidor MySQL usando sockets TCP/IP en cualquier plataforma. En sistemas Windows se pueden conectar usando named pipes y en sistemas Unix usando ficheros socket Unix. * En MySQL 5.0, los clientes y servidores Windows se pueden conectar usando memoria compartida. * MySQL contiene su propio paquete de pruebas de rendimiento proporcionado con el código fuente de la distribución de MySQL
  • 48. SQL  El Lenguaje de consulta estructurado (SQL [/esekuˈele/ en español, /ɛskjuːˈɛl / o /ˈsiːkwəl/, en inglés] Structured Query Language) es un lenguaje declarativo de acceso a bases de datos relacionales que permite especificar diversos tipos de operaciones en éstas. Una de sus características es el manejo del álgebra y el cálculo relacional permitiendo efectuar consultas con el fin de recuperar -de una forma sencilla- información de interés de una base de datos, así como también hacer cambios sobre ella. Es un lenguaje de cuarta generación (4GL).
  • 49. Generalidades de SQL  El SQL es un lenguaje de acceso a bases de datos que explota la flexibilidad y potencia de los sistemas relacionales permitiendo gran variedad de operaciones en éstos últimos.  Es un lenguaje declarativo de "alto nivel" o "de no procedimiento", que gracias a su fuerte base teórica y su orientación al manejo de conjuntos de registros, y no a registros individuales, permite una alta productividad en codificación y la orientación a objetos. De esta forma una sola sentencia puede equivaler a uno o más programas que utilizas en un lenguaje de bajo nivel orientado a registro.