1. Tema I
Introducción a los sistemas de bases de datos
Contenido:
- Introducción: Conceptos generales.
- Características del enfoque de bases de datos.
- Modelo de datos.
- Tipos de usuarios de sistema de base de datos.
- Implicaciones del enfoque de bases de datos.
- Arquitectura de un SGBD.
- Lenguajes e Interfaces de un SGBD.
- Clasificación de los SGBD.
Preguntas de Retroalimentación.
1. ¿Qué es una base de Datos?
Una base de datos es una colección de datos almacenados entre los
que existe relaciones lógicas y han sido diseñada para satisfaces los
requerimientos de información de una empresa u organización.
2. A que llamamos datos
Es un conjunto de caracteres con algún significado, pueden ser
numéricos, alfabéticos o alfanuméricos.
Es un hecho conocido que puede registrarse y que tiene significado
implícito.
3. ¿Cuáles son las operaciones básicas en un SGBD?
Definir una base de datos: Consiste en especificarlos tipos de datos,
estructuras y restricciones para los datos que se almacenaran.
Construir una base de datos: es el proceso de almacenarlos datos
sobre algún medio de almacenamiento.
Manipular una base de datos: incluye funciones como consulta,
actualización, etc. de bases de datos.
4. ¿Qué es un SGBD?
Es una colección de programas que permiten a los usuarios creary
mantener una base de datos.
Es una agrupación de programas que sirve para definir, construir y
manipularuna base de datos.
5. ¿Cuáles son las ventajas de utilizar un SGBD?
a) Consulta no predefinidas y complejas.
b) Control de redundancia.
c) Restricción de los accesos no autorizados.
d) Representación de vínculos complejos entre los datos.
e) Garantizarel cumplimiento de las restricciones de integridad.
f) Suministro de copias de seguridad y recuperación.
g) Suministro de múltiples interfaces de usuarios.
6. ¿Cuándo no se debe utilizar un SGBD?
Cuando el empleo de un SGBDpuede generarcostos adicionales
innecesarios tales como:
Una fuerte inversión inicial en equipo, software y
capacitación.
La generalidad que ofrece el SGBDpara definiry procesar
los datos.
Los costos que implican ofrecer las funciones de seguridad,
control de concurrencia, recuperación e integridad.
Porlo que es recomendable utilizararchivos ordinarios bajo las
siguientes circunstancias:
La base de datos y las aplicaciones son simples, están bien
definidas, y no se esperan que cambien.
Algunos programas tienen requerimientos estrictos de
tiempo real que no podrían cumplirse por el costo extra
del SGBD.
No se requiere acceso multiusuario a los datos.
7. Describir cada una de las características de un SGBD.
Control de la redundancia: El SGBDdebe permitir que el diseñador
defina datos redundantes, pero entonces tendría que ser el mismo
SGBDel que hiciese automáticamente la actualización de los datos
en todos los lugares donde estuviesen repetidos.
Restricción de los accesos no autorizados: El SGBDdebe contarcon
un subsistema de seguridad y autorización que permita al
administrador de la base de datos crearcuentas y especificarlos
privilegios y restricciones en la base de datos.
Almacenamiento persistente de objetos y estructuras de datos de
programa: Los SGBDorientados a objetos suelen ofrecer
compatibilidad de las estructuras de datos con uno o más lenguajes
de programación orientado a objetos.
Interferencias en la base de datos mediante reglas de deducción:
Otra aplicación reciente de los SGBDconsiste en ofrecer recursos
para definir reglas de deducción que permitan deduciro inferir
información nueva a partirde los datos almacenados.
Suministro de múltiples interfaces con los usuarios: Debido a la
múltiple diversidad de usuarios con diversos niveles de
conocimientos técnicos utilizados en las base de datos, el SGBD
debe ofrecer diferentes interfaces.
Representación de vínculos complejos entre los datos: Es preciso
que el SGBDpueda representar diversos vínculos complejos de los
datos y también obtener y actualizarcon rapidez y eficiencia de
datos que estén mutuamente relacionados.
Cumplimiento de las restricciones de integridad: El SGBDdebe
ofrecer recursos para definirtales restricciones y hacer que se
cumplan.
Respaldo y recuperación: Todos los SGBDdeben contarcon
recursos para recuperarse de fallos de hardware o de software.
8. Describir las principales características del enfoque de bases de
datos.
o Potencial para imponer normas: Es posible definirnormas a los
usuarios de la base de datos en una organización grande. Esto
facilita la comunicación y cooperación entre diversos
departamentos, proyectos y usuarios de esa organización.
o Menor tiempo de creación de aplicaciones: Una vez que la base
de datos está construida y en funciones, casi siempre se
requerirá mucho menos tiempo para crearnuevas aplicaciones
con los recursos del SGBD.
o Flexibilidad: Algunos SGBDpermiten efectuarmodificaciones en
la estructura de la base de datos sin afectarlos datos
almacenados y los programas de aplicación ya existentes.
o Disponibilidad de información actualizada: Los SGBDponen la
base de datos a disposición de todos los demás usuarios pueden
ver de inmediato esta actualización.
o Economías de escala: Permite consolidarlos datos y las
aplicaciones, reduciéndose así el desperdicio portraslado entre
actividades del personal de procesamiento de datos en los
diferentes proyectos o departamentos
9. ¿Qué diferencias existen entre el enfoque de bases de datos y el
sistema tradicional de ficheros?
En el procesamiento de archivos tradicional, la estructura de los
archivos de datos viene integrada en los programas de acceso, así
que cualquier modificación de la estructura de un archivo puede
requerir la modificación de todos los programas que tienen acceso
a dicho archivo. En cambio, los programas de acceso del SGBDse
escriben de modo que sean independientes de cualquier archivo
específico.
10. A que llamamos metadatos.
A la información almacenada en el catalogo del sistema que
contiene información como la estructura de cada archivo, el tipo y
formato de almacenamiento de cada elemento de información y
diversas restricciones que se aplican a los datos.
11. ¿Qué se entiende por control de redundancia?
Que el SGBDdebe permitir que el diseñadordefina datos
redundantes, pero entonces tendría que ser el mismo SGBDel que
hiciese automáticamente la actualización de los datos en todos los
lugares donde estuviesen repetidos.
12. ¿Qué es control de concurrencia?
Cuando se ejecutan varias transacciones concurrentemente en la
base de datos, puede que deje de conservarse la propiedad de
aislamiento que puede darlugar a datos inconsistentes por lo que
el sistema debe mantener alguna forma de supervisión.
13. A que se refiere con independencia lógica de datos.
Es la capacidad de modificarel esquema conceptual sin tener que
alterar los esquemas externos ni los programas de aplicación.
14. A que se refiere con independencia física de datos.
Es la capacidad de modificarel esquema interno sin tener que
alterar el esquema conceptual.
15. ¿Qué es modelo de datos?
Es una colección de conceptos que sirven para describirla
estructura de una base de datos.
16. Describa las principales categorías de modelos de datos.
Se clasifican en 3 tipos diferentes: modelos lógicos, basados en
objetos, modelos lógicos basados en registros y modelos físicos.
17. A que llamamos integridad referencial.
Si en una relación hay alguna llave foránea, sus valores deben
coincidircon valores de la llave primaria a la que hace referencia, o
bien, deben ser completamente nulos.
18. A que llamamos integridad de entidad.
Es la regla que se aplica a las llavesprimarias y dicta que ninguno
de los atributos que componen la llave primaria puede ser nulo.
19. ¿Quiénes son los actores o usuarios?
Son las personas que necesitan tener acceso a la base de datos
para consultarla, actualizarla y generarinformes; la base de datos
existe primordialmente para que ellos la usen.
20. Describa cual es la función específica de cada actor o usuario.
a) Administradores de base de datos: Son las personas que tienen
el control central sobre el sistema de gestión de base de datos.
Las funciones del ABDson: Autorizarel acceso a la base de
datos, coordinar y vigilarsu utilización, adquirirlos recursos de
software y hardware, sacarcopias de respaldo y es responsable
cuando surgen problemas como violación de seguridad o
respuesta lenta del sistema.
b) Diseñador de bases de datos: Se encarga de identificarlos datos
que se almacenaran en la base de datos y de elegirlas
estructuras apropiadas para presentary almacenarlos datos
identificados.
c) Analista de Sistema: Determina los requerimientos de los
usuarios finales y desarrollan especificaciones para
transacciones programadas que satisfagan dichos
requerimientos. Para ellos tiene que conocer y hacer uso de la
base de datos.
d) Programadores de aplicaciones: Implementan las
especificaciones desarrollados porlos analistas en forma de
programas, en ese sentido necesitan conocer la estructura de la
base de datos y hacer usos de la misma.
e) Usuarios finales: Son personas que requieren acceder a la base
de datos para consultarla, actualizarla y generarinformes.
2. 21. A que se denomina abstracción de datos.
A las características que hacen posible la independencia con
respecto a los programas y datos y la independencia con respecto a
los programas y operaciones.
22. ¿Qué función realiza el compilador de consultas?
Maneja las consultas de alto nivel que se introducen
interactivamente. Analiza la sintaxis y el contenido de las consultas
y luego genera llamadas al procesadoren tiempo de ejecución.
23. ¿Cómo se clasifican los SGBD?
Según el modelo en que se basan:
SGBDrelacionales, orientados a objetos, objetos relacionales.
Según el número de usuarios a los que da servicio:
Monousuarios y Multiusuarios.
Según el número de sitios en el que está distribuida la base de
datos: Centralizado, Distribuidos, Federados.
Según el Costo: Comerciales y Libres con licencia GNU.
24. Explique la arquitectura de 3 niveles de un SGBD.
Nivel Físico: Es el almacenamiento físico, tal como está ordenado
en el computador. Describe la estructura física de la BDmediante
un esquema interno. Este esquema se especifica con un modelo
físico y describe los detalles de cómo se almacenan físicamente los
datos: los métodos de acceso a los registros, los tipos de registros,
la longitud, los campos que los compone, etc.
Nivel Conceptual: Describe la estructura de toda la BD para un
grupo de usuarios mediante un esquema conceptual. Este esquema
describe las entidades, atributos, relaciones, operaciones de los
usuarios y restricciones, ocultando los detalles de las estructuras
físicas de almacenamiento.
Nivel Externo: Es el más cercano al usuario, describe varios
esquemas externos o vistas de usuario de interés.
25. ¿Qué significa LDD?
Lenguaje de Definición de Datos, que especifica los esquemas
conceptual e interno de la base de datos y cualquier
correspondencia entre ambos.
26. ¿Qué significa LMD?
Lenguaje de Manipulación de Datos, que ayuda a realizar
operaciones de manipulación como: obtención, inserción,
eliminación y modificación de datos.
PROPIEDADES de LAS Bases de Datos
Una BDes una colección coherente de datos con significados
inherentes. Un conjunto aleatorio de datos no puede
considerarse como una base de datos.
Coherente = relación lógica con otra cosa o entre sus partes.
Inherente = adjetivo, que es esencial y permanente en un ser o
en una cosa o no se puede separarde él porformar parte de su
naturaleza y no depender de algo externo.
¿Qué es es la inherencia?
Inherente procede del latín inhaerens, una conjugación del verbo inhaerere
(“permanecer unido”). El concepto se utiliza para nombrar a aquello que, debido a
sus condiciones naturales, resulta imposible separarlo de algo ya que está unido de
una manera indivisible a eso.
¿Cuáles son los usuarios finales?
Usuarios finales Son las personas que necesitan tener acceso a la basede datos
para consultarla, actualizarla y generara informes;
Los usuarios finales esporadicos tienen acceso de vez en cuando a la base de
datos, pero es posible que requieran informacion diferente en cada ocasion.
Los usuarios finales simples o parametricos constituyen una porcion apreciable de
la totalidad de los usuarios finales. La funcion principal de su trabajo gira en torno a
consultas y actualizaciones constantes de la base de datos, utilizando tipos
estandarde estas operaciones llamadas transacciones programadas que se han
programado y probado con mucho cuidado.
Entre los usuarios finales avanzados se cuentan ingenieros, cientificos, analistas de
negocios y otros, quienes conocen a cabalidad los recursos del SGBDpara
satisfacer sus complejos requerimientos.
Los usuarios autonomos emplean bases de datos personalizadas gracias a los
paquetes de programas comerciales que cuentan con interfaces de facil uso,
basadas en menus o graficos.
• SGBDD homogéneos: todos los SGBDlocales son
Iguales
En los sistemas de bases de datos distribuidas homogéneas todos los sitios
emplean idéntico software de gestión de bases de datos, son conscientes de la
existencia de los demás sitio y acuerdan cooperaren el procesamiento de las
solicitudes de los usuarios.
En estos sistemas, los sitioslocalesrenuncian a una parte de su autonomía en cuanto
a su derecho a modificar los esquemas o el software de gestión de bases de datos.
Este software también debe cooperarcon los demás sitios en el intercambio de la
información sobre las transacciones para hacer posible su procesamiento entre
varios sitios.
• SGBDD heterogéneos: los SGBDlocales son distintos
Las BD’s Heterogéneas o Multibase de Datos son aquellas donde Sitios diferentes
utilizan diferentes DBMS’s, siendo cada uno esencialmente autónomo. Es posible
que algunos sitios no sean conscientes de la existencia de los demásy quizás
proporcionen facilidades limitadas para la cooperación en el procesamiento de
transacciones
• No federados (donde no hay usuarios locales)
• federados: Es el cruce entre un SGBDdistribuido y un SGBDcentralizado,
se trata de un sistema distribuido para usuarios globales y un sistema
centralizado para usuarios locales.
Los sistemas de bases de datos federadas son sistemas computacionales que hacen
disponible la información desde diversas fuentes, y donde esas fuentes de
información pueden ser heterogéneas, distribuidas y autónomas. Un sistema de
bases de datos federadas es una colección de sistemas de bases de datos
cooperativos y autónomos
En un sistema federado los usuarios tienen acceso a los datos, de los distintos
sistemas, a través de una interfaz común sin embargo, no existe un esquema global
que describa a todos los datos de las distintas bases de datos, en su lugarhay varios
esquemas unificados, cada uno describiendo porciones de bases de datos yarchivos
para el uso de cierta clase de usuarios.
Se pueden clasificaren:
a) Débilmente Acoplados:
Los usuarios deben tratar explícitamente con las BD, es decir, cuando la
responsabilidad de creary mantener la Federación recae sobre el usuario y no hay
control porparte del sistema Federado y sus administradores.
b) Fuertemente Acoplados:
la Federación y sus administradores controlan el acceso y mantienen el sistema, es
decir, el administrador tiene la responsabilidad de creary mantener la Federación y
el control de acceso de los sistemas de Bases de Datos Componentes. Se pueden
clasificar, a su vez, en:
1. Federación sencilla:
Permite creary manejarun solo esquema federado.
2. Federación Múltiple:
Permite la creación y el manejo de varios esquemas federados.
