Materia de Fundamentos de Bases de datos I Unidad 1

1. Fundamentos de bases de datos
Presenta: M.T.I. Madaí Ménez Esquivel
19/02/13 1

2. Contenido:
• Definición de base de datos
• Objetivos de las bases de datos
• Usos y aplicaciones de las bases de datos
• Arquitectura de una base de datos
• Estructura general de un sistema de base de datos
– El gestor de la base de datos
– Los usuarios de la base de datos
– El administrador de la base de la base de datos
– Funciones
• El sistema de comunicación de los distintos componentes
(API´s, midleware´s,etc)
• Arquitectura cliente/servidor
19/02/13 2

3. Historia de las bases de datos
• ¿Cuándo surgieron las bases de datos?
• ¿Cómo surgieron las bases de datos?
• ¿Quién las creó?
Video de la historia
19/02/13 3

4. ¿Qué es una base de datos?
• ¿Cómo se conforma una base de datos?
• ¿Cómo funciona una base de datos?
• ¿Qué podemos hacer con una base de
datos?
¿Qué es una base de datos?
19/02/13 4

5. Definición: Base de datos
• Es una colección de archivos o tablas relacionadas
con la finalidad de permitir el manejo de la
información para su procesamiento.
• Es una estructura de computadora integrada,
compartida que aloja un conjunto de datos para el
usuario final.
• Es una colección de datos relacionados entre si
libres de redundancia.
19/02/13 5

6. Objetivos de las bases de datos
Los objetivos principales de un sistema de base de datos
es disminuir los siguientes aspectos:
• Redundancia e inconsistencia de datos.
• Dificultad para tener acceso a los datos.
• Aislamiento de los datos.
• Anomalías del acceso concurrente.
• Problemas de seguridad.
• Problemas de integridad.
19/02/13 6

7. Usos y aplicaciones de las bases de
datos
Usos:
- Almacenamiento de datos
- Organizar datos
- Procesar datos
- Proporcionar información clara y oportuna
Aplicaciones:
- Rutinarias o de producción
- Para la toma de decisiones (almacén de datos)
19/02/13 7

8. Arquitectura de un DBMS
• La arquitectura consta de 3 niveles que son:
• Nivel Interno. Es el más cercano al almacenamiento
físico. Se refiere a la forma de almacenamiento de
los datos.
• Nivel Externo. Es el más cercano al usuario, se
refiere a la forma en que el usuario final ''ve'' los
datos.
• Nivel Conceptual. Es un nivel de indirección entre
los otros dos, se refiere a la forma en que los
diseñadores de sistemas ven los datos. Trata de
expresar como son los datos realmente.
19/02/13 8

9. Arquitectura del DBMS
19/02/13 9

10. Independencia lógica y Física
INDEPENDENCIA DE LOS DATOS:
Esta se refiere a la libertad que pueda existir para modificar algunos de los esquemas sin que
exista la necesidad de reescribir los programas de aplicación.
Existen básicamente dos tipos de independencia:
• INDEPENDENCIA FISICA
• INDEPENDENCIA LOGICA
Es relativamente más sencillo y probable lograr la independencia física puesto
que una modificación del esquema conceptual, (estructuras, ligas y demás )
inevitablemente requerirá de modificaciones el código para su manipulación.
19/02/13 10

11. Independencia lógica y Física
• INDEPENDENCIA FISICA.- Esta se presenta cuando es
posible la modificación del esquema físico sin afectar a los
esquemas restantes. Las principales razones para llevar a
cabo una modificación del esquema físico serán un ajuste
en el hardware de almacenamiento o una redistribución de
los datos en él.
• INDEPENDENCIA LOGICA.- Ocurre cuando se
modifica el esquema conceptual sin afectar al resto de los
esquemas. Básicamente se modifica el esquema conceptual
cuando cambian las características de los datos a
almacenar.
19/02/13 11

12. Independencia lógica y física
IND. LOGICA
IND. FÍSICA
19/02/13 12

13. Sistema deAdministración de Bases de Datos
Gestor de Base de Datos
Manejador de Bases de Datos
(DBMS:Data Base Management System)
El DBMS es un conjunto de programas que se
encargan de manejar la creación y todos los accesos a
las bases de datos.
Se compone de un lenguaje de definición de datos
(DDL: Data Definition Language), de un lenguaje de
manipulación de datos (DML: Data Manipulation
Languaje), y de un lenguaje de consulta (SQL:
Structured Query Language).
19/02/13 13

14. Gestor de Base de Datos
• Es el nivel de software que provee el acceso a la
información a un alto nivel de abstracción. En lugar de
manipular archivos, registros, índices, el programa de
aplicación opera en términos de clientes, cuentas, saldos,
etc. Ejemplos:
Informix Oracle
Access SQL Server
InterBase MySQL
DB2 PostgreSQL
19/02/13 14

15. Gestor de Base de datos
Un DBMS es una colección de numerosas rutinas de software
interrelacionadas, cada una de las cuales es responsable de alguna tarea
específica.
Las funciones principales de un DBMS son:
• Crear y organizar la Base de datos.
• Establecer y mantener las trayectorias de acceso a la base de datos de
tal forma que los datos puedan ser accedidos rápidamente.
• Manejar los datos de acuerdo a las peticiones de los usuarios.
• Registrar el uso de las bases de datos.
• Interacción con el manejador de archivos.
19/02/13 15

16. Funciones principales de un DBMS:
continuación….
• Responsable del verdadero almacenamiento
de los datos.
• Respaldo y recuperación.
• Control de concurrencia.
• Seguridad e integridad.
19/02/13 16

17. USUARIOS DE LA BASE DE DATOS
• El objetivo primordial de un sistema de base de datos es proporcionar un
entorno para recuperar información y almacenar nueva información en la base
de datos.
• Las personas que tienen acceso al DBMS se clasifican de la siguiente manera:
– USUARIOS INGENUOS. – Son aquellos que interactúan con el sistema por medio
de aplicaciones permanentes.
– USUARIOS SOFISTICADOS.- son aquellos con la capacidad de acceder a la
información por medios de lenguajes de consulta.
– PROGRAMADORES DE APLICACIÓN.- son aquellos con un amplio dominio del
DML capaces de generar nuevos módulos o utilerías capaces de manejar nuevos
datos en el sistema.
– USUARIOS ESPECIALIZADOS.- son aquellos que desarrollan módulos que no se
refieren precisamente al manejo de los datos, si no a aplicaciones avanzadas como
sistemas expertos, reconocimientos de imágenes, procesamiento de audio y demás.
19/02/13 17

18. Administrador de la base de datos
(Data Base Administrator (DBA))
• El DBA es la persona encargada de definir
y controlar las bases de datos corportivas,
además proporciona asesoría a los
desarrolladores, usuarios y ejecutivos que la
requieran.
19/02/13 18

19. Funciones Básicas del DBA
1. Creación de Bases de Datos y Tablas.
2. Forzar la Seguridad
3. Asegurar la Integridad de los datos.
4. Respaldos y Recuperación.
5. Administrar la Concurrencia.
6. Creación de Indices.
7. Optimización del Acceso a Datos.
19/02/13 19

20. ESTRUCTURA GENERAL DEL
SISTEMA
• El sistema global puede verse como la agrupación e
interacción de los siguientes elementos:
• MANEJADOR DE ARCHIVOS.
• MANEJADOR DE BASE DATOS.
• PROCESADOR DE CONSULTAS.
• PRECOMPILADOR DE DML.
• COMPILADOR DE DDL.
• Las estructuras de datos requeridas para la operación del DBMS
son:
• ARCHIVOS DE DATOS.
• DICCIONARIO DE DATOS.
• INDICES.
19/02/13 20

21. 19/02/13 21

22. Acceso a la base de datos
• 1) El usuario solicita cierta información contenida en la
base de datos.
2) El DBMS intercepta este requerimiento y lo interpreta.
3) El DBMS realiza las operaciones necesarias para
accesar y/o actualizar la información solicitada.
A
P
Midlle L
ware I
C
B.de D. A
C
I
ODBC O
JDBC N
19/02/13
DBMS E
22
S
Usuario

23. Arquitectura cliente/servidor
• Un sistema de base de datos puede ser visto como
un sistema que tiene una estructura muy sencilla
de dos partes, las cuales consisten en un servidor
(servicio de fondo) y un conjunto de clientes
(aplicaciones para el usuario, partes frontales).
Aplicaciones DBMS Base de
clientes (servidor) datos
19/02/13 23

24. Arquitectura cliente/servidor
• La arquitectura cliente/servidor es un modelo para el desarrollo de
sistemas de información, en el que las transacciones se dividen en
procesos independientes que cooperan entre sí para intercambiar
información, servicios o recursos.
• Se denomina cliente al proceso que inicia el diálogo o solicita los
recursos y servidor, al proceso que responde a las solicitudes.
• Es el modelo de interacción más común entre aplicaciones en una red.
• No forma parte de los conceptos de la Internet, sin embargo todos los
servicios estándares de alto nivel propuestos en Internet funcionan
según este modelo.
19/02/13 24

25. Arquitectura cliente/servidor
• Los principales componentes del esquema
cliente/servidor son: los Clientes, los Servidores y
la infraestructura de comunicaciones.
19/02/13 25

26. Arquitectura cliente/servidor
• Los clientes realizan generalmente
funciones como:
– Manejo de la interface del usuario.
– Captura y validación de los datos de entrada.
– Generación de consultas e informes sobre las
bases de datos.
19/02/13 26

27. Arquitectura cliente/servidor
• Por su parte los servidores realizan, entre otras, las
siguientes funciones:
– Gestión de periféricos compartidos.
– Control de accesos concurrentes a bases de datos compartidas.
– Enlaces de comunicaciones con otras redes de área local o extensa.
– Siempre que un cliente requiere un servicio lo solicita al servidor
correspondiente y éste, le responde proporcionándolo.
Normalmente, pero no necesariamente, el cliente y el servidor están
ubicados en distintos procesadores. Los clientes se suelen situar en
ordenadores personales y/o estaciones de trabajo y los servidores en
procesadores departamentales o de grupo.
19/02/13 27

28. Arquitectura cliente/servidor
• Entre las principales características de la arquitectura
cliente / servidor, se pueden destacar las siguientes:
– El servidor presenta a todos sus clientes una interface única y bien
definida.
– El cliente no necesita conocer la lógica del servidor, sólo su
interface externa.
– El cliente no depende de la ubicación física del servidor, ni del
tipo de equipo físico en el que se encuentra, ni de su sistema
operativo.
– Los cambios en el servidor implican pocos o ningún cambio en el
cliente.
19/02/13 28

29. Una infraestructura Cliente/Servidor consta de
tres componentes esenciales,
•1. Plataforma Operativa.- La plataforma deberá
soportar todos los modelos de distribución
Cliente/Servidor, todos los servicios de comunicación, y
deberá utilizar, preferentemente, componentes estándar de
la industria para los servicios de distribución. Los
desarrollos propios deben coexistir con las aplicaciones
estándar y su integración deberá ser imperceptible para el
usuario. Igualmente, podrán acomodarse programas
escritos utilizando diferentes tecnologías y herramientas.
19/02/13 29

30. Una infraestructura Cliente/Servidor consta de
tres componentes esenciales,
2. Entorno de Desarrollo de Aplicaciones. -
Debe elegirse después de la plataforma operativa. Un
entorno de aplicación incremental, debe posibilitar la
coexistencia de procesos cliente y servidor desarrollados
con distintos lenguajes de programación y/o herramientas,
así como utilizar distintas tecnologías (por ejemplo,
lenguaje procedural, lenguaje orientado a objetos,
multimedia), y que han sido puestas en explotación en
distintos momentos del tiempo.
19/02/13 30

31. Una infraestructura Cliente/Servidor consta de
tres componentes esenciales,
• 3. Gestión de Sistemas. - Estas funciones aumentan
considerablemente el costo de una solución, pero no se pueden
evitar. Siempre deben adaptarse a las necesidades de la
organización, y al decidir la plataforma operativa y el entorno de
desarrollo, es decir, en las primeras fases de la definición de la
solución, merece la pena considerar los aspectos siguientes: •
¿Qué necesitamos gestionar?
• ¿Dónde estarán situados los procesadores y estaciones de
trabajo?
• ¿Cuántos tipos distintos se soportarán?
• ¿Qué tipo de soporte es necesario y quién lo proporciona?
19/02/13 31

32. Bibliografía
• Ramez A. Elmasri, Shamkant B. Navathe, Fundamentos de Sistemas de
Bases de Datos, 3ra. Edición, Pearson Addison Wesley.
• Catherine M. Ricardo, Bases de Datos, Mc Graw Hill, 2009
• Peter Rob, carlos Coronel, Sistemas de Bases de Datos, Diseño,
Implementación y Administración, Ed. Ciencias e Ingenierías, Thomson.
• Henry F. Korth, Abraham Silbertchatz., Fundamentos de Bases de datos,
4/E., Ed. Mc Graw Hill.
• C.J. Date., Introducción a los Sistemas de Bases de Datos, 7ª. Ed., Ed.
Prentice Hall.
• David M. Kroenke., Procesamiento de bases de datos, Fundamentos, diseño
e instrumentación, 5ª. Ed. Ed. Prentice Hall .
19/02/13 32