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Bases de Datos Conceptos Generales
Agenda Bases de Datos y SMBD Objetivos de los SMBD Administración de Bases de Datos Abstracción de Datos Modelo de Datos Independencia de los Datos Lenguajes de Bases de Datos Administrador de Bases de Datos Usuarios de las Bases de Datos Estructura General del Sistema 2 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Sistema de Archivos Inconsistencia y redundancia de información. Copias múltiples de los datos que no convienen necesariamente Dificultad al acceder los datos Dependiendo de la aplicación y necesidades de consulta, reorganización de estructuras de datos pueden requerirse Carencia o pérdida en el control de concurrencia Para usuarios múltiples Carencia o perdida de seguridad Mas allá de la que provee el sistema operativo Reglas de integridad Es difícil de mantener las reglas de integridad de la información 3 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Base de Datos y SMBD Bases de Datos Colección de datos persistentes que describen las actividades de una o más organizaciones relacionadas. Entidades (estudiantes, profesores, clases, aulas) Relaciones (estudiantes inscriptos en cursos impartidos por un profesor en un salón determinado) Sistema Manejador de Bases de Datos Conjunto de herramientas para mantenimiento y acceso a grandes colecciones de datos interrelacionadas 4 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Objetivos de Sistemas de Bases de Datos Objetivos Recibir peticiones de acceso y manipulación de datos de usuarios, utilizando un lenguaje de datos(SQL) Definición de datos Manipulación de datos Vigilar la seguridad e integridad de los datos Recuperación de datos (transacciones) y concurrencia Proporcionar la función de diccionario de datos Realizar tareas de manera eficiente (Rendimiento) 5 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Administrador de Datos y de Base de Datos DA: Comprende las necesidades de la empresa Toma decisiones de estrategia y políticas respecto a los datos Actúa a nivel de administración superior Decide que datos de la empresa residirán en la base de datos DBA: Crea base de datos de acuerdo a necesidades de la empresa Implementa controles técnicos para cumplir con diversas políticas Profesional TI Monitorea el sistema para que opere con rendimiento adecuado 6 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Abstracción de Datos El sistema debe recuperar los datos eficientemente Desarrolladores ocultan la complejidad de datos en niveles de abstracción Nivel físico (índices) Como se almacenan los datos realmente Estructuras de datos complejas de bajo nivel Nivel conceptual (estructura) Que datos se almacenan en la base de datos, y su relación Nivel de visión (vistas) El usuario puede acceder solo a parte de los datos El sistema proporciona vistas para la base de datos 7 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Abstracción de Datos Las vistas describen cómo ven los usuarios los datos Vista 1 Vista 2 Vista  3 Vista 4 Define la estructura lógica Esquema Conceptual Esquema Físico Describe los archivos, las estructuras e índices utilizados 8 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Modelos de Datos Considera todas las perspectivas de los usuarios acerca de los datos Proceso para crear una representación lógica de la estructura de una base de datos Mecanismos de abstracción Colección de herramientas conceptuales para describir Datos y relaciones en una base de datos Reglas de integridad Semántica de datos 9 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Tipos de modelos de datos Modelos lógicos basados en objetos Describen datos en el nivel conceptual y visión Representa los datos como son percibidos en el mundo real Modelan la estructura y restricciones explícitamente Modelos E-R es el más usado Modelos lógicos basados en registros Describen datos en el nivel conceptual y físico Utiliza registros, instancias y ligas o apuntadores para representar la realidad Especifica la estructura lógica global de la base de datos, a un nivel alto de implementación Modelo relacional, de red y jerárquico Modelos físicos de datos Describen datos al nivel más bajo Capturan aspectos de implementación de los DBS Modelos de unificación, memoria de elementos 10 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Modelo Entidad Relación Entidad: Objeto o cosa en el mundo real distinguible de otros objetos por sus características Tangibles Alumno Empleado Intangibles Materias Atributo: Características de las entidades Relación: Asociación entre varias entidades 11 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Modelo Entidad Relación Colección de entidades y la relación existente entre ellas Empleado Artículo Venta Nombre Puesto Salario RFC Costo Clave Descripción 12 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Modelo Relacional Representa datos y sus relaciones Representa datos mediante tablas (registros y campos) La imagen inferior representa las tablas empleado y artículos 13 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Modelo de Red Representa los datos por colecciones de registros Las relaciones entre los datos por medio de ligas o enlaces (punteros) Los registros se organizan como colecciones de grafos dirigidos 14 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Modelo Jerárquico Similar al modelo de red Se representan los datos en forma de registros y ligas Los registros se organizan en forma de árbol 15 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Modelo Orientado a Objetos Basado en colección de objetos Contienen variables ejemplares dentro del objeto Objetos contienen fragmentos de código llamados métodos Los objetos acceden a los datos de otros objetos por medio de mensajes 16 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Independencia de los datos Inmunidad de las aplicaciones a cambios en la representación física y técnicas de acceso a datos. Modificar la definición de un esquema de un nivel sin afectar la definición de un esquema en el nivel superior siguiente. Independencia física de datos :Es la capacidad de modificar el esquema físico sin provocar que se vuelvan a escribir los programas de aplicación. Independencia lógica de datos:Es la capacidad de modificar el esquema conceptual sin provocar que se vuelvan a escribir los programas de aplicación. 17 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Lenguajes de Bases de Datos Los SGBD deben ofrecer lenguajes e interfaces apropiadas para cada tipo de usuario Administradores de bases de datos Diseñadores Programadores Usuarios Finales Lenguaje de Definición de Datos (DDL): el esquema conceptual y el esquema interno de la base de datos, y la correspondencia entre ambos El resultado de la combinación de sentencias de DDL es la estructura y componentes la base de datos. 18 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Lenguajes de Bases de Datos Lenguaje de Manipulación de Datos: permite manipular los datos de la base de datos para realizar consultas, inserciones, eliminaciones y modificaciones. Este lenguaje es el que se denomina lenguaje de manejo de datos(LMD). Procedural: el usuario (normalmente será un programador) especifica qué datos se necesitan y cómo hay que obtenerlos. Embebidas en un lenguaje de alto nivel. No procedural: Especifica operaciones complejas sobre la base de datos de manera concisa.SQL. 19 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Administrador de la base de datos Tiene dicho control central sobre el sistema (DatabaseAdministrator) DBA. Las funciones del DBA son: Definición de esquema Definición de la estructura de almacenamiento y del método de acceso. Modificación del esquema y de la organización física. Concesión de autorización para el acceso a los datos. Especificación de las restricciones de integridad. 20 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Usuarios de la Base de Datos Hay cuatro tipos de usuarios, diferenciados por la forma de interaccionar con el sistema: Programadores de aplicaciones. Utilizan DML Desarrollan los programas de aplicación de base de datos en algún lenguaje de programación Aplicaciones convencionales por lotes Aplicaciones en línea Usuarios sofisticados. Escriben sus preguntas en un lenguaje de consultas. Cada consulta se somete a un procesador de consultas Usuarios especializados Escriben aplicaciones de base de datos no tradicionales Sistemas basados en conocimiento y expertos Almacenamiento de datos complejos(audio, gráficos, etc) Usuarios ingenuos Invocan programas de aplicación escritos previamente 21 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Estructura general un DBMS Interfaz entre el sistema de base de datos y el sistema operativo Componentes Procesamiento de consultas Compilador DML: hace más eficiente peticiones de usuarios. Precompilador DML: convierte instrucciones de un programa al lenguaje anfitrión. Interprete de DDL: registra en un conjunto de tablas los metadatos. Motor de evaluación de consultas: ejecuta instrucciones de bajo nivel generadas por el compilador DML. 22 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Estructura general un DBMS Gestión y almacenamiento: Interfaz entre los datos debajo nivel almacenados en la base de datos y los programas de aplicación y envío de consultas al sistema Gestor de autorización e integridad Gestor de transacciones: que asegura que la base de datos quede en un estado consistente a pesar de los fallos del sistema, y que las ejecuciones de transacciones concurrentes ocurran sin conflictos. Gestor de archivos: que gestiona la reserva de espacio de almacenamiento en disco y las estructuras de datos usadas para representar la información almacenada en disco. Gestor de memoria intermedia: que es responsable de traer los datos del disco de almacenamiento a memoria principal y decidir qué datos tratar en la memoria caché 23 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Estructura general un DBMS Archivos de datos: que almacenan la base de datos en sí. Diccionario de datos : metadatos acerca de la estructura de la base de datos. Índices : que proporcionan acceso rápido a elementos de datos que tienen valores particulares. Datos estadísticos : que almacenan información estadística sobre los datos en la base de datos. El procesador de consultas usa esta información para seleccionar las formas eficientes para ejecutar una consulta. 24 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
Estructura general un DBMS 25 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar 26 Gracias  por su atención Prof. Gustavo Antonio Rodríguez CCNA/CCAI – AMP ACT I/II CSCO102679259 PNIE Regional Instructor

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Bd Conceptos Generales

  • 1. Bases de Datos Conceptos Generales
  • 2. Agenda Bases de Datos y SMBD Objetivos de los SMBD Administración de Bases de Datos Abstracción de Datos Modelo de Datos Independencia de los Datos Lenguajes de Bases de Datos Administrador de Bases de Datos Usuarios de las Bases de Datos Estructura General del Sistema 2 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 3. Sistema de Archivos Inconsistencia y redundancia de información. Copias múltiples de los datos que no convienen necesariamente Dificultad al acceder los datos Dependiendo de la aplicación y necesidades de consulta, reorganización de estructuras de datos pueden requerirse Carencia o pérdida en el control de concurrencia Para usuarios múltiples Carencia o perdida de seguridad Mas allá de la que provee el sistema operativo Reglas de integridad Es difícil de mantener las reglas de integridad de la información 3 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 4. Base de Datos y SMBD Bases de Datos Colección de datos persistentes que describen las actividades de una o más organizaciones relacionadas. Entidades (estudiantes, profesores, clases, aulas) Relaciones (estudiantes inscriptos en cursos impartidos por un profesor en un salón determinado) Sistema Manejador de Bases de Datos Conjunto de herramientas para mantenimiento y acceso a grandes colecciones de datos interrelacionadas 4 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 5. Objetivos de Sistemas de Bases de Datos Objetivos Recibir peticiones de acceso y manipulación de datos de usuarios, utilizando un lenguaje de datos(SQL) Definición de datos Manipulación de datos Vigilar la seguridad e integridad de los datos Recuperación de datos (transacciones) y concurrencia Proporcionar la función de diccionario de datos Realizar tareas de manera eficiente (Rendimiento) 5 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 6. Administrador de Datos y de Base de Datos DA: Comprende las necesidades de la empresa Toma decisiones de estrategia y políticas respecto a los datos Actúa a nivel de administración superior Decide que datos de la empresa residirán en la base de datos DBA: Crea base de datos de acuerdo a necesidades de la empresa Implementa controles técnicos para cumplir con diversas políticas Profesional TI Monitorea el sistema para que opere con rendimiento adecuado 6 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 7. Abstracción de Datos El sistema debe recuperar los datos eficientemente Desarrolladores ocultan la complejidad de datos en niveles de abstracción Nivel físico (índices) Como se almacenan los datos realmente Estructuras de datos complejas de bajo nivel Nivel conceptual (estructura) Que datos se almacenan en la base de datos, y su relación Nivel de visión (vistas) El usuario puede acceder solo a parte de los datos El sistema proporciona vistas para la base de datos 7 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 8. Abstracción de Datos Las vistas describen cómo ven los usuarios los datos Vista 1 Vista 2 Vista 3 Vista 4 Define la estructura lógica Esquema Conceptual Esquema Físico Describe los archivos, las estructuras e índices utilizados 8 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 9. Modelos de Datos Considera todas las perspectivas de los usuarios acerca de los datos Proceso para crear una representación lógica de la estructura de una base de datos Mecanismos de abstracción Colección de herramientas conceptuales para describir Datos y relaciones en una base de datos Reglas de integridad Semántica de datos 9 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 10. Tipos de modelos de datos Modelos lógicos basados en objetos Describen datos en el nivel conceptual y visión Representa los datos como son percibidos en el mundo real Modelan la estructura y restricciones explícitamente Modelos E-R es el más usado Modelos lógicos basados en registros Describen datos en el nivel conceptual y físico Utiliza registros, instancias y ligas o apuntadores para representar la realidad Especifica la estructura lógica global de la base de datos, a un nivel alto de implementación Modelo relacional, de red y jerárquico Modelos físicos de datos Describen datos al nivel más bajo Capturan aspectos de implementación de los DBS Modelos de unificación, memoria de elementos 10 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 11. Modelo Entidad Relación Entidad: Objeto o cosa en el mundo real distinguible de otros objetos por sus características Tangibles Alumno Empleado Intangibles Materias Atributo: Características de las entidades Relación: Asociación entre varias entidades 11 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 12. Modelo Entidad Relación Colección de entidades y la relación existente entre ellas Empleado Artículo Venta Nombre Puesto Salario RFC Costo Clave Descripción 12 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 13. Modelo Relacional Representa datos y sus relaciones Representa datos mediante tablas (registros y campos) La imagen inferior representa las tablas empleado y artículos 13 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 14. Modelo de Red Representa los datos por colecciones de registros Las relaciones entre los datos por medio de ligas o enlaces (punteros) Los registros se organizan como colecciones de grafos dirigidos 14 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 15. Modelo Jerárquico Similar al modelo de red Se representan los datos en forma de registros y ligas Los registros se organizan en forma de árbol 15 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 16. Modelo Orientado a Objetos Basado en colección de objetos Contienen variables ejemplares dentro del objeto Objetos contienen fragmentos de código llamados métodos Los objetos acceden a los datos de otros objetos por medio de mensajes 16 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 17. Independencia de los datos Inmunidad de las aplicaciones a cambios en la representación física y técnicas de acceso a datos. Modificar la definición de un esquema de un nivel sin afectar la definición de un esquema en el nivel superior siguiente. Independencia física de datos :Es la capacidad de modificar el esquema físico sin provocar que se vuelvan a escribir los programas de aplicación. Independencia lógica de datos:Es la capacidad de modificar el esquema conceptual sin provocar que se vuelvan a escribir los programas de aplicación. 17 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 18. Lenguajes de Bases de Datos Los SGBD deben ofrecer lenguajes e interfaces apropiadas para cada tipo de usuario Administradores de bases de datos Diseñadores Programadores Usuarios Finales Lenguaje de Definición de Datos (DDL): el esquema conceptual y el esquema interno de la base de datos, y la correspondencia entre ambos El resultado de la combinación de sentencias de DDL es la estructura y componentes la base de datos. 18 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 19. Lenguajes de Bases de Datos Lenguaje de Manipulación de Datos: permite manipular los datos de la base de datos para realizar consultas, inserciones, eliminaciones y modificaciones. Este lenguaje es el que se denomina lenguaje de manejo de datos(LMD). Procedural: el usuario (normalmente será un programador) especifica qué datos se necesitan y cómo hay que obtenerlos. Embebidas en un lenguaje de alto nivel. No procedural: Especifica operaciones complejas sobre la base de datos de manera concisa.SQL. 19 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 20. Administrador de la base de datos Tiene dicho control central sobre el sistema (DatabaseAdministrator) DBA. Las funciones del DBA son: Definición de esquema Definición de la estructura de almacenamiento y del método de acceso. Modificación del esquema y de la organización física. Concesión de autorización para el acceso a los datos. Especificación de las restricciones de integridad. 20 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 21. Usuarios de la Base de Datos Hay cuatro tipos de usuarios, diferenciados por la forma de interaccionar con el sistema: Programadores de aplicaciones. Utilizan DML Desarrollan los programas de aplicación de base de datos en algún lenguaje de programación Aplicaciones convencionales por lotes Aplicaciones en línea Usuarios sofisticados. Escriben sus preguntas en un lenguaje de consultas. Cada consulta se somete a un procesador de consultas Usuarios especializados Escriben aplicaciones de base de datos no tradicionales Sistemas basados en conocimiento y expertos Almacenamiento de datos complejos(audio, gráficos, etc) Usuarios ingenuos Invocan programas de aplicación escritos previamente 21 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 22. Estructura general un DBMS Interfaz entre el sistema de base de datos y el sistema operativo Componentes Procesamiento de consultas Compilador DML: hace más eficiente peticiones de usuarios. Precompilador DML: convierte instrucciones de un programa al lenguaje anfitrión. Interprete de DDL: registra en un conjunto de tablas los metadatos. Motor de evaluación de consultas: ejecuta instrucciones de bajo nivel generadas por el compilador DML. 22 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 23. Estructura general un DBMS Gestión y almacenamiento: Interfaz entre los datos debajo nivel almacenados en la base de datos y los programas de aplicación y envío de consultas al sistema Gestor de autorización e integridad Gestor de transacciones: que asegura que la base de datos quede en un estado consistente a pesar de los fallos del sistema, y que las ejecuciones de transacciones concurrentes ocurran sin conflictos. Gestor de archivos: que gestiona la reserva de espacio de almacenamiento en disco y las estructuras de datos usadas para representar la información almacenada en disco. Gestor de memoria intermedia: que es responsable de traer los datos del disco de almacenamiento a memoria principal y decidir qué datos tratar en la memoria caché 23 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 24. Estructura general un DBMS Archivos de datos: que almacenan la base de datos en sí. Diccionario de datos : metadatos acerca de la estructura de la base de datos. Índices : que proporcionan acceso rápido a elementos de datos que tienen valores particulares. Datos estadísticos : que almacenan información estadística sobre los datos en la base de datos. El procesador de consultas usa esta información para seleccionar las formas eficientes para ejecutar una consulta. 24 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 25. Estructura general un DBMS 25 www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar
  • 26. www.sjole.com.ar - info@sjole.com.ar 26 Gracias por su atención Prof. Gustavo Antonio Rodríguez CCNA/CCAI – AMP ACT I/II CSCO102679259 PNIE Regional Instructor