Este documento describe las bases de datos orientadas a grafos, sus fortalezas y su aplicación en el mundo real. Las bases de datos orientadas a grafos representan la información como nodos y relaciones, ofreciendo flexibilidad y rendimiento constante. Se utilizan en redes sociales, recomendación, geolocalización, redes de datos y controles de acceso. Son una alternativa a las bases de datos relacionales para aplicaciones que requieren gran escalabilidad.

1. BASES DE DATOS ORIENTADAS A GRAFOS
Y SU ENFOQUE EN EL MUNDO REAL
UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID
Sistemas de Información y Bases de Datos Web
Washington A. Velásquez Vargas

2. CONTENIDO
Introducción
 Bases de Datos Orientadas a Grafos

Fortalezas
 Motores de Modelamiento

Modelado de Datos en Grafos
 Grafos en el Mundo Real







Redes Sociales
Software de Recomendación
Geolocalización
Redes y Centro de Datos
Controles de Acceso (Comunicaciones)
Conclusiones

3. INTRODUCCIÓN
Creciente de Información, necesita técnicas o
herramientas computacionales.
 Representar datos y las relaciones entre objetos
como un conjunto de datos.
 Grafos: G= (V,E)


4. BASES DE DATOS ORIENTADAS A GRAFOS
Las bases de datos orientadas a grafos
representan la información como nodos de un grafo
y sus relaciones como las aristas del mismo.
 Nodos (Entidades), Aristas (Relaciones)
 Normalizada por Completo
 Se construyen generalmente para:

Uso transaccional de Sistemas
 Optimizar el Rendimiento
 Integridad de los datos
 Disponibilidad Operacional


5. FORTALEZAS DE UNA BDOG
Rendimiento
• Tiende a permanecer
constante.
Flexibilidad
• Modelo de datos se expresa y
se acomoda a las necesidades
del negocio.
Agilidad
• Mantenimiento progresivo de
los sistemas

6. MOTOR DE PROCESAMIENTO
Vértices
Aristas
CRUD

7. MOTORES DE MODELAMIENTO
Un motor de modelado gráfico es una tecnología
que permite a los algoritmos de grafos ser
ejecutados contra un conjunto de datos.
 Hoy existen varios proyectos:








Neo4j
Infinite Graph
InfoGrid
HyperGraphDB
DEX
GraphBase
Trinity

8. ARQUITECTURA DE UN MOTOR DE
MODELAMIENTO GRÁFICO
Extracción de Datos,
Transformaciones,
Cargar
Graph Compute
Engine
In Memory
Processing
Sistema de Registro (SOR)
(Working Storage)

9. MODELADO DE DATOS EN GRAFOS

Las bases de datos orientadas a grafos tienen un
nivel de abstracción de manera lógica/usuario y el
enfoque de información mediante relaciones.

10. Es un robusto y altamente escalable
nativo de base de datos orientadas a
grafos.
 Neo4j se utiliza en aplicaciones de
misión crítica por miles de nuevas
empresas líderes, empresas y gobiernos
de todo el mundo


11. CYPHER
Es un lenguaje de consulta gráfica diseñado para
ser fácilmente entendible por el desarrollador y
demás profesionales de bases de datos.
 Clausulas









START
MATCH
RETURN
WHERE
CREATE
DELETE
SET
UNION

12. EJEMPLO DEL USO DE CYPHER - Nº 1
Michael
A
B
C
“KNOWS”
START a=node:user(name=’Michael’)
MATCH (a)-[:KNOWS]->(b)-[:KNOWS]->(c),(a)-[:KNOWS]->(c)
RETURN b,c

13. EJEMPLO DEL USO DE CYPHER - Nº 2
ian
neo
Empleador
empleado
empezó
01-05-2010
Empleado
Rol
Ingeniero
(ian)-[:Empleado]->(empleado)-[:Empleador]->(neo),
(empleado)-[:Rol]->(Ingeniero)

14. GRAFOS EN EL MUNDO REAL
Sistemas transaccionales en línea, aplicaciones
web grandes en particular, deberán responder al
usuario final en milisegundos para que resulten
exitosas.
 Los
cambios
surgen
dependiendo
del
comportamiento del usuario, y ello exige a las
organizaciones tener mucho cuidado al realizar las
migraciones de datos.
 Una solución gráfica permite que los datos
evolucionen a medida que evoluciona el negocio, lo
que reduce los riesgos y el tiempo de lanzamiento
al mercado.


15. REDES SOCIALES
Predecir el comportamiento de un individuo al
saber con quien esta conectado.
 las redes sociales ayudan a identificar las
relaciones directas e indirectas entre las personas,
los grupos y las cosas con las que interactúan, lo
que permite a los usuarios valorar, revisar y
describir uno a uno las cosas que le preocupan.


16. SOFTWARE DE RECOMENDACIÓN
Las Recomendaciones efectivas son un excelente
ejemplo de la generación de valores para el usuario
final, a través de la aplicación de una capacidad
inferencial o sugestiva.
 El motor puede identificar recursos de interés para
un individuo en particular o grupos de individuos
que puedan tener algún interés en un recurso en
particular.


17. GEO

Las aplicaciones geoespaciales de las bases de
datos orientadas a grafos son especialmente
relevantes
en
las
áreas
de:
telecomunicaciones, logística, viajes, horarios y
planificación de rutas.

18. REDES Y CENTRO DE GESTIÓN DE DATOS.
La representación gráfica de una red nos permite
catalogar los activos, visualizar la forma en que se
implementan, e identificar las dependencias entre
ellos.
 Estructuras gráficas y CYPHER

¿De qué partes de la red dependen las aplicaciones,
servicios, máquinas virtuales, las máquinas físicas,
centros de datos, routers, switches?
 Las aplicaciones y los servicios, y en última instancia,
los clientes, en la red se verán afectados si en una red
en particular alguno de sus elementos llegase a fallar,
ya sea un router o un switch.
 ¿Hay redundancia en toda la red para los clientes más
importantes?


19. CONTROLES DE ACCESO
(COMUNICACIONES)

Autorización y control de acceso a ciertas
aplicaciones por parte de usuarios (por
ejemplo,
administradores,
unidades
organizativas, usuarios finales) y los recursos (por
ejemplo,
archivos,
recursos
compartidos,
dispositivos
de
red, productos, servicios, convenios), junto con las
normas que rigen el acceso a esos recursos

20. MODELAMIENTO SERIE
“DOCTOR WHO”
(Doctor)-[:enemy]->(darleck)-[:appeared in]->(Victory of the Daleks),(Doctor)[:enemy]->(cyberman)-[:appeared in]->(A Good man goes to war)

21. CONCLUSIONES
Las bases de datos orientadas a grafos son una
clara alternativa a las bases de datos relacionales,
sobre todo para algunas aplicaciones sociales y
web que requieren elevada escalabilidad.
 En la mayoría de los casos, el trabajo con bases de
datos de orientadas a grafos requiere conocer bien
el negocio que se desea modelar para definir
adecuadamente la estructura donde se van a
almacenar los datos.
