El documento proporciona una introducción a los conceptos básicos de las bases de datos, incluyendo definiciones, modelos de datos, tipos de esquemas, ventajas de las bases de datos, componentes de un sistema de gestión de bases de datos y una breve historia de las bases de datos.

1. Base de Datos Profesor: MSC. Luis Serna Jherry

2. Contenido del Curso de Base de Datos Conceptos Básicos Definiciones Análisis de Datos Técnicas de Modelamiento Implementación Bases de Datos Relacionales Explotación Lenguaje SQL Otros Temas: DBMS BD Distribuidas BD orientadas a Objetos

3. Base de Datos … Es un conjunto de datos “persistentes” utilizado por los sistemas de aplicaciones de empresas y organizaciones. … Es una colección de datos interrelacionados creados con un DBMS. … Es un conjunto autodescriptivo de datos integrados. Tiene un diccionario de datos. ...Sirve para poder almacenar datos que luego pueden ser recuperados al hacer una consulta y convertirse en “información”. Definiciones Previas

4. Ejemplos Base de Datos de Ciudadanos Peruanos Base de Datos de estudiantes de la Universidad Base de Datos de una Biblioteca Diccionario Base de Datos de un supermercado

5. Por qué utilizar una Base de Datos ??? Para no tener datos duplicados Para tener facilidad de acceso y eficiencia en las operaciones. Para tener datos relacionados de una forma que pueden ser buscados y obtener cualquier tipo de información sobre ellos. Para poder tener compatibilidad en el uso de diferentes programas.

6. Jerarquía de los elementos de datos - En el procesamiento de archivos: En el procesamiento de BD: Bits Bytes o caracteres Campos Registros Archivos + Metadatos + Indices + Metadatos de aplicación Bits Bytes o caracteres Campos Registros Archivos

7. Definiciones Previas Metadatos Descripción de la estructura de la BD Se almacena en tablas ( tablas del sistema ) Indices Mejoran el acceso a los datos almacenados Empleado para clasificación y recuperación de datos

8. Tabla del Sistema de Tablas Tabla de las Columnas del Sistema Nombre de la tabla Número de columnas Llave Primaria Alumno 4 #Alumno Profesor 3 #Profesor Curso 3 Cod_Curso Registro 3 {#Alumno, Cod_Curso} Nombre de Columna Nombre de Tabla Tipo de dato Longitud #Alumno Alumno Entero 4 Al_Apellido Alumno Texto 20 -------- ----------- ------- -- #Profesor Profesor Entero 4 Pr_Apellido Profesor Texto 20 -------- ----------- ------- -- -------- ----------- ------- --

9. Tabla Alumnos #Alumno Al_Apellido Al_Nombre Especialidad 100 Pérez Juan Sistemas de Información 200 López María Sistemas de Información 300 Sánchez Elena Ing. De Software 400 Pérez Andrés Ing. De Software 500 Valdivia Carlos Sistemas de Información 600 Zumaeta José Ing. De Software 700 Montes Fernando Sistemas de Información

10. Indice por Apellido Indice por Especialidad Al_Apellido #Alumno López 200 Montes 700 Pérez 100, 400 Sánchez 300 Valdivia 500 Zumaeta 600 Especialidad #Alumno Sistemas de Información 100, 200, 500, 700 Ing. De Software 300, 400, 600

11. Definiciones Previas Metadatos de Aplicación Estructura y formato de los formularios, informes, consultas y demás componentes de la aplicación.

12. Definiciones Previas REGISTRO LOGICO Representa la percepción del usuario o programador de lo que es un registro de datos. NRO O/C PROVEEDOR FECHA COMPRADOR TOTAL 01-002560 01-002561 LAU CHUN S.A. TAI LOY S.A. 16-08-99 16-08-99 99-999999 XXXXXXXXXXXXXXX dd-mm-aa Federico López Alejandra Ruiz XXXXXXXXXXXX S/. 450.50 S/. 840.50 S/. 0.00

13. Definiciones Previas REG.2 REG.1 REG.3 REGISTRO FISICO Puede consistir de varios registros lógicos , además de un control del sistema donde guarda información sobre el almacenamiento para facilitar la búsqueda. Es una unidad de transferencia de datos entre el dispositivo de almacenamiento y la memoria principal.

14. Definiciones Previas Esquema Es la descripción lógica de la Base de datos. Es un diagrama general de todos los campos de datos y de los registros almacenados. Proporciona los nombres de los archivos (entidades y sus atributos) y especifica las relaciones entre ellos.

15. Definiciones Previas Subesquema Es la visión que tienen el usuario y el programador de aplicaciones de los datos que utilizan. Es sinónimo de área o vista. Del mismo esquema se pueden derivar muchos subesquemas.

16. Modelo de Datos Es una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones entre ellos, la semántica y las ligaduras de consistencia o restricciones . Proporciona capacidades estructurales muy flexibles y permite que las ligaduras de datos sean especificadas explícitamente.

17. Modelo de Datos Modelo Entidad-Relación (E-R), basado en una percepción del mundo real que consta de una colección de objetos llamados entidades, y de relaciones entre éstas. Modelo orientado a objetos, que incluye muchos conceptos del modelo E-R, pero representa tanto datos como lógica inherente a ellos (operaciones).

18. Modelos de Datos Entidad Algo que puede ser de interés para una organización acerca de lo cual recopila y almacena información. Cada ocurrencia de la entidad se denomina Instancia Atributo Cada uno de los datos que describen una entidad. Se almacenan físicamente en campos o elementos de datos

19. Modelos de Datos Relación (asociación, interrelación o vínculo) Es una conexión o asociación entre instancias de entidades Las instancias asociadas pueden pertenecer a la misma entidad o a otra. Las relaciones en un modelo tienen una multiplicidad (cardinalidad) y se les asigna un nombre que las describe.

20. Comparación de terminologías Mainframes AS/400 Librería Archivo Físico Registro Campo Valor de campo Modelo de Datos Modelo de BD Entidad Tupla Atributo Dominio o Valores de atributo Archivos DBF Directorio Archivo .DBF Registro Campo Valor de campo. Base de Datos (DBMS) Base de Datos Tabla Fila Columna Valores, Reglas, Defaults

21. Ventajas del enfoque de BD. Disminuye la redundancia de datos Pr eserva la independencia de los datos respecto de las aplicaciones. Permite compartir datos , controlando los accesos concurrentes. Facilita el establecimiento de estándares. Permite definir restricciones de seguridad. Posibilita la integridad de los datos.

22. Independencia de Datos Independencia Lógica Es la capacidad de modificar la estructura lógica sin que por ello tengan que reescribirse los programas. Independencia Física Es la capacidad de modificar la distribución y la organización física de los datos sin afectar la estructura lógica general ni los programas de aplicación.

23. Es básicamente un a colección de archivos interrelacionados y un conjunto de programas para crear, almacenar y modificar estos archivos . Su propósito es resguardar la información de dichos archivos y hacer que esté disponible cuando se la solicite. Proporcionan un entorno práctico y eficiente para la recuperación y el almacenamiento de los datos. El Sistema de Administración de BD (DBMS ó SGBD)

24. El Sistema de Administración de BD (DBMS ó SGBD) Funciones: Crear, organizar y manipular la Base de Datos (DML y DDL) Mantener Sub Sistemas de Seguridad, Integridad, Control de concurrencia y Recuperación. Registrar las estadísticas de uso. Administrar el diccionario de datos. Optimizar el desempeño.

25. Seguridad, Integridad y Recuperación Seguridad implica asegurar que los usuarios están autorizados para llevar a cabo las tareas que tratan de ejecutar Integridad implica asegurar que lo que tratan de hacer los usuarios es correcto. Recuperación implica asegurar la base de datos contra daños en el sistema o en el hardware.

26. El Sistema de Administración de BD (DBMS) Peticiones de usuario DBMS Sistema Operativo BD Física El DBMS sirve de interfase entre las peticiones de usuario y los datos almacenados

27. Arquitectura de una aplicación con DBMS Nivel Externo (vistas individuales de los usuarios) Nivel Lógico (qué datos se almacenan y cómo se relacionan) Nivel Físico (vista del almacenamiento)

28. Componentes Funcionales de un DBMS ALMACENAMIENTO EN DISCO Gestor de Almace-namiento Procesador de Consultas Interfases de Aplicaciones Programas de Aplicación Consultas D B M S Esquema de Base de Datos Usuarios Usuarios finales Programadores Usuarios sofisticados Administrador de Base de Datos Archivos de datos diccionario de datos Código objeto de los programas de aplicación Motor de evaluación de consultas precompilador del DML incorporado compilador del DML incorporado intérprete del DDL Gestor de transacciones Gestor de memoria intermedia Gestor de archivos Indices Datos estadísticos Fuente: “Fundamentos de Bases de Datos” – A. Silberschatz

29. El Administrador de la BD (DBA) Funciones Definir el modelo de datos o esquema conceptual. Comunicación con los usuarios. Definir el esquema interno. Definir las verificaciones de seguridad e integridad. Definir procedimientos de respaldo y recuperación. Supervisar el desempeño y responder a cambios en los requerimientos.

30. Esquemas Físicos de Bases de Datos Son las arquitecturas lógico-físicas con las que se implementan las Bases de Datos. Jerárquicas Redes Relacional

31. Bases de Datos Jerárquicas Los Archivos que componen la base de datos están organizados en niveles ordenados por jerarquías. Las relaciones entre los datos se representan mediante enlaces , que se pueden ver como punteros físicos Un archivo padre puede tener muchos hijos o ramificaciones. Un archivo hijo no puede tener mas que un padre.

32. Base de Datos de Redes Los Archivos que componen la base de datos están organizados en base a una estructura de red. Las relaciones entre los datos se representan mediante enlaces , que se pueden ver como punteros Se habla de archivos propietarios y archivos miembros. Un archivo miembro puede tener mas de un archivo propietario

33. Base de Datos Relacional Los archivos se denominan tablas o Relaciones La representación de las tablas es la de una matriz bidimensional. Las filas se denominan tuplas y representan los registros de información. Las columnas representan a los atributos. El rango de valores posibles del atributo se denomina dominio. Las relaciones entre las tablas se establecen mediante los valores de atributos comunes (en lugar de hacerlo mediante punteros)

34. Breve Historia de las Bases de Datos Hasta 1970 aprox. Uso de tarjetas perforadas y de cintas perforadas. /\/\/\/\/| | . | | . | | o o .ooo| W | oo o. o| i | oo o. oo|k | oo o. o| i | ooo . | p | oo .o o| e | oo .o | d | oo o. o| i | oo . o| a | o.o o| Retorno de carro (CR) | o. o | Avance de línea (LF) | . | ||/\/\/\/\/ [Fuente http://es.wikipedia.org/wiki/Cinta_perforada]

35. Breve Historia de las Bases de Datos 2. Finales del 1960. El modelo Jerárquico tiene acogida y también CODASYL " Conference on Data Systems Languages " genera COBOL y modelo de redes. 3. Codd propone en 1970 su modelo Relacional para hacer independiente el modelo de datos de los programas. Define su teoría en términos de lógica predicativa y de teoría de conjuntos. Oracle y DB2 recién aparecen en 1980. 4. Por 1980 se comienza a investigar las bases de datos distribuidas. 5. Por los 1990 se enfocan en bases de datos orientadas a objetos. 6. Hacia finales de los 90 se crean modelos orientados a dimensiones para datawarehouses (OLAP). [Fuente http://en.wikipedia.org/wiki/Databases

36. Evolución Histórica Archivos secuenciales BD jerárquicas BD de redes Archivos con acceso directo 1960 Publicaciones del modelo relacional de Codd 1970 BD relacionales. 1980 Plataforma C/S 1990 Sistemas de BDOO 2000