Introducción a los SGBD

Diseño y Gestión de las Bases de
Datos
Carreras: – Programador en Sistemas Administrativos y Técnico en Informatica Aplicada
Curso: 2º Año
Fundamentación
El Diseño y Gestión de Bases de Datos, es un espacio destinado a dominar los bancos de
datos, tan utilizados en la actualidad por su versatilidad en la importación y exportación de
información; que pueden organizarse para su almacenamiento en la memoria de un
ordenador o computadora, y diseñados de forma que se facilite su mantenimiento y
acceso.
Los contenidos, han sido desarrollados presuponiendo que el alumno no tiene
conocimientos previos sobre el Diseño y la Gestión de Bases de Datos, sin importar cual
sea su nivel de experiencia en computación y en el análisis de datos, se beneficiará con las
actividades incluidas; siempre acompañadas por la explicación de sus fundamentos
teóricos, analizando la realidad en la que vive, a partir del conocimiento y la comprensión
crítica de situaciones problemáticas reales; apuntando a la profundización en el uso, diseño
y mantenimiento de estos bancos de datos, mediante el uso racional, organizado y creativo
de los recursos materiales y teóricos para brindar respuestas a las necesidades y a las
demandas sociales en lo que respecta a producción, distribución y uso de bienes y
servicios.

Expectativas de Logros

Al finalizar este espacio el alumno habrá adquirido conocimientos sólidos
para:
 Actuar como un productor, usuario y consumidor reflexivo y crítico en
una sociedad altamente influenciada por las nuevas tecnologías.
 Adquirir conocimientos que le permitan discernir sobre la utilización
de los controles de las herramientas utilizadas más convenientes para
cada situación problemática real.
 Conocer los procesos a través de los cuales podrá manipular bancos de
datos: Almacenamiento de Información: Tablas. Consultas. Informes.
Etiquetas. Formularios. Códigos.
 Resolver situaciones problemáticas, especificando el problema, las
variables para la formulación de objetivos y seleccionar instrumentos
para la recolección de información, análisis de datos y comunicación de
resultados.
 Utilizar inteligentemente diferentes medios y herramientas para el
Diseño y Gestión de Bases de Datos.

Régimen de Correlatividades
Condiciones para cursar la Materia
Tener regularizada “Introducción a los Procesos y Sistemas” y
“Lógica Matemática” correspondiente al Primer año de estudios.

Condiciones para regularizar la Materia
 75 % de Asistencia
 100% de Trabajos Prácticos Entregados
 75% de Trabajos Prácticos Aprobados
 Aprobados los parciales

Condiciones para Rendir la Materia
Tener aprobada “Introducción a los Procesos y Sistemas” y “Lógica
Matemática” correspondiente al Primer año de estudios.

Sistemas Gestores de Bases de
Datos
Introducción

Los recursos de información, y los mecanismos necesarios para su
interrogación, resultaron ser uno de los objetivos fundamentales en
los sistemas de información que debían hacer frente a grandes
cantidades de documentos e información en diferentes formatos y
soportes.

La gestión del gran volumen de datos demanda una teoría sobre la
organización de esos datos para alcanzar la máxima efectividad
posible.

Uno de los componentes principales de estos sistemas son las
bases de datos.

Es imposible la existencia de un sistema de información sin una
base de datos, que cumple la función de "memoria", en todas sus
acepciones posibles, del sistema.

Las bases de datos son tratadas utilizando los Sistemas Gestores
de Bases de Datos o SGBD.

Antes de aparecer los SGBD, la información
se trataba y gestionaba utilizando los sistemas
de gestión de ficheros.

Gestión de Archivos
• La gestión de archivos presentaba inconvenientes:

 Redundancia e inconsistencia de los datos.
 Dependencia de los datos, física-lógica.
 Dificultada para tener acceso a los datos, proliferación de
programas.
 Separación y aislamiento de los datos.
 Dificultad para el acceso recurrente.
 Dependencia de la estructura del fichero con el lenguaje de
programación.
 Problemas con la seguridad de los datos.
 Problemas con la integridad de los datos.

Datos

En el mundo real En el mundo de los Datos

Representaciones de sucesos y Registros y datos de
objetos que representan algún tipo eventos.
de entidad existente y sobre los
atributos.

En ambos escenarios se puede incluso distinguir una tercera faceta:

aquella que comprende las definiciones de las entidades externas, o bien las
definiciones de los registros y de los datos.

Base de Datos
"Colección de datos correspondientes a las diferentes perspectivas de un sistema de
información (de una empresa o institución), existentes en algún soporte de tipo
físico (normalmente de acceso directo), agrupados en una organización integrada y
centralizada en la que figuran no sólo los datos en sí, sino también las relaciones
existentes entre ellos, y de forma que se minimiza la redundancia y se maximiza la
independencia de los datos de las aplicaciones que los requieren."
(GUILERA, 1993: 377)

"Una base de datos es una colección de datos estructurados según un modelo que
refleje las relaciones y restricciones existentes en el mundo real. Los datos, que han
de ser compartidos por diferentes usuarios y aplicaciones, deben mantenerse
independientes de éstas, y su definición y descripción han de ser únicas estando
almacenadas junto a los mismos. Por último, los tratamientos que sufran estos datos
tendrán que conservar la integridad y seguridad de éstos."
(MOTA, CELMA y CASAMAYOR, 1994: 9)

Sistemas Gestores de Bases de
Datos
El SGBD es una aplicación que permite a los usuarios definir, crear y
mantener la BD y proporciona un acceso controlado a la misma
 Sus objetivos son:
• Independencia de los datos: las aplicaciones no deben verse afectadas por
cambios en la estructura de los datos.
• Integridad de los datos: los datos deben cumplir ciertas restricciones que
aseguren
su correcta introducción, modificación y borrado.
• Seguridad: establecer diferentes niveles de acceso a los datos a diferentes tipos de
usuarios.
 Debe proporcionar los siguientes servicios:
• Creación y definición de las bases de datos.
• Manipulación de los datos.
• Acceso controlado a los datos mediante mecanismos de seguridad.
• Mantener integridad y consistencia de los datos.
• Acceso compartido a las bases de datos.
• Mecanismos de copias de respaldo y recuperaciñon de los datos.

Componentes de un SGBD

 Lenguajes
• Lenguaje de definición de datos (DDL)
• Lenguaje de manipulación de datos (DML)
 Diccionario de datos
• Lugar donde se deposita información sobre todos
los objetos que forman la base de datos (estructura
lógica y física de los datos, definiciones de todos los
objetos de la base de datos)


 Seguridad e integridad de los datos
• Garantizar la protección de los datos contra accesos
no autorizados
• Ofrecer mecanismos para implantar restricciones de
integridad
• Propocionar herramientas y mecanismos para la
planificación y realización de copias de seguridad
• Recuperar la base de datos llevándola a un estado
consistente
• Asegurar el acceso recurrente

 Usuarios
• De la categoria DBA (administradores)
• De tipo RESOURCE, que pueden crear sus propios
objetos y tener acceso a los objetos sobre los que se
les ha consedido permiso
• De tipo CONNECT, que solamente pueden utilizar
los objetos a los que se les ha concedido permiso

Todos los SGBD proporcionan una serie de herramientas de
administración y permiten a los administradores la gestión de
las bases de datos y gestión de usuarios y permisos entre otros.

Arquitectura de los SGBD
 El comité ANSI-SPARC propuso una arquitectura de tres
Niveles:
1. Nivel interno: es el más bajo de abstracción, y define cómo
se almacenan los datos en el soporte físico, así como los
métodos de acceso.
2. Nivel conceptual: es el nivel medio de abstracción. Se trata de
la representación de los datos realizada por la organización,
que recoge las vistas parciales de los requerimientos de los
diferentes usuarios y las aplicaciones posibles. Se configura
como visión organizativa total, e incluye la definición de
datos y las relaciones entre ellos.
3. Nivel externo: es el nivel de mayor abstracción. A este nivel
corresponden las diferentes vistas parciales que tienen de la
base de datos los diferentes usuarios. En cierto modo, es la
parte del modelo conceptual a la que tienen acceso.

Modelos de Datos
La entidad existente en el mundo real es objeto de un doble tratamiento,
desde el momento en que convierte en objeto de la base de datos.

Tratamiento de datos de una entidad

Nivel Lógico Nivel Físico

Trabaja en los aspectos referidos Lo trabajado en el nivel logico se va a
a la identificación de las plasmar en la organización, acceso
características de la entidad, y almacenamiento de los datos
su descripción y organización. en un soporte físico.

Modelos de Datos
Concepto
• Se denomina modelo:
"...al instrumento que se aplica a una parcela del mundo real
(universo del discurso) para obtener una estructura de datos a la
que denominamos esquema. Esta distinción entre el modelo
(instrumento) y el esquema (resultado de aplicar el instrumento) es
importante... Es importante también distinguir entre mundo real
y universo del discurso, ya que este último es la visión que del
mundo real tiene el diseñador... podemos definir un modelo de
datos como un conjunto de conceptos, reglas y convenciones que nos
permiten describir los datos del universo del discurso."
(MIGUEL y PIATTINI, 1993: 162)

Modelos de Datos
Objetivos

• 1. Formalización: definir formalmente las estructuras
permitidas y las restricciones a fin de representar los
datos de un SI (condición).

• 2. Diseño: el modelo resultante es un elemento básico
para el desarrollo de la metodología de diseño de la
base de datos.

Modelos de Datos
Tipos
Es el enfoque utilizado para la representación de las
entidades y sus características dentro de la base de
datos.

– 1. Modelos lógicos basados en objetos

– 2. Modelos lógicos basados en registros

– 3. Modelos físicos de datos: muy poco usados, son el modelo
unificador y el de memoria de elementos. Algunos autores definen estos
modelos como "modelos de datos primitivos"

Modelos Lógicos basados en
Objetos
El modelo El modelo
Entidad-Relación (E-R) Orientado a Objetos

Se basa en una
También se basa en objetos,
percepción
que contienen valores y métodos,
del mundo compuesta
entendidos como órdenes que
por objetos,
actúan sobre los valores,
llamados Entidades,
Entidades
en niveles
y relaciones entre ellos.
de anidamiento.
Las entidades
Los objetos se agrupan en clases,
se diferencian
relacionándose mediante
unas de otras a
el envío de mensajes.
través de atributos

Modelos Lógicos basados en
Resgistros
Se usan para especificar la estructura lógica global de la BD, estructurada en registros de formato fijo
de varios tipos
Relacional De Red Jerárquico

Representa
los datos Está formado
y sus relaciones por colecciones de Es similar al
mediante tablas registros, de red,
bidimensionales, relacionados pero los registros
que contienen mediante se organizan
datos punteros o ligas como colecciones
tomados de los en grafos de árboles
dominios arbitrarios
correspondientes

Modelos de Datos
Los diferentes modelos de datos comparten, aunque con diferentes nombres y
notaciones, unos elementos comunes, componentes básicos de la
representación de la realidad que realizan. Estos componentes se identifican
gracias a la clasificación.

Pueden identificarse Conceptos estáticos y Conceptos dinámicos.

Conceptos Conceptos
Estáticos Dinámicos

1. Objeto 1. Operación

2. Relación 2. Transacción

3. Restricción estática 3. Restricción dinámica

4. Objeto compuesto
5. Generalización

Modelos de Datos
• Objeto: cualquier entidad con existencia independiente sobre el
que almacenan datos. Puede ser Simle o Compuesto.
2. Relación: asociación entre objetos.
3. Restricción estática: propiedad estática del mundo que
Conceptos sólo se da en la base de datos; suele corresponder a valores
Estáticos u ocurrencias, y puede ser sobre atributos, entidades y
relaciones.
4. Objeto compuesto: nuevos objetos dentro de la base de
datos, que parten de otros existentes, mediante diferentes
mecanismos.
5. Generalización: las características de diferentes entidades pueden
resultar comunes entre ellas.
1. Operación: acción básica sobre objetos o relaciones (crear,
Conceptos modificar, eliminar...).
2. Transacción: operaciones que deben ejecutarse en su conjunto.
Dinámicos 3. Restricción dinámica: propiedades del mundo real que
restringen la evolución en el tiempo de la base de datos.

Creación de Bases de
Datos
Construcción del Modelo y del Esquema Conceptual
Análisis y descripción de la realidad, no con datos, y suele contener listas
1- Esquema conceptual de tipos de entidades, de las relaciones existentes entre esas entidades y de
las restricciones de integridad que se aplican sobre ellas

Identificación de los datos  análisis de datos (definición y clasificación,
2- Esquema de la BD Dicc. De Datos)  Especificación de los paquetes de E/S.

Asegura la integración de toda la información contenida en el sistema.,
reuniendo información sobre los datos almacenados, sus descripciones,
3- Diccionario de significados, restricciones, usos, etc., y los directorios de datos,
Recursos de Información subsistemas del sistema de gestión, encargados de describir dónde y cómo
se almacenan los datos

4- Tratamiento de Datos Representación gráfica orientada a la obtención de las estructuras de datos
de forma metódica y sencilla, agrupando esos datos en entidades
identificables e individualizables, y será reflejo del sistema de información
en estudio.

Diagrama Entidad/Relación
La definición del modelo conceptual con la técnica propuesta por Chen propone una
secuencia de fases para la obtención del modelo:
• Identificar las entidades dentro del sistema: para ello, debe conocerse el
funcionamiento del sistema en estudio, a través de estudios de usuarios, de
necesidades de información, de tipos de información, etc.
• Determinar las claves o identificadores de entidades: señalar aquellos atributos que
identifiquen inequívocamente cada ocurrencia de la entidad, y que no puedan
ofrecer valores nulos.
• Establecer las relaciones entre las entidades: describiendo el grado de las mismas:
estudiar las asociaciones entre las entidades, para definir su importancia dentro del
contexto del sistema.
• Dibujar el modelo de datos: representar gráficamente el modelo obtenido.
• Identificar y describir los atributos de cada entidad: señalar aquellas propiedades de
la entidad de interés para el sistema.
• Verificaciones: eliminación de las relaciones redundantes y que puedan ser
obtenidas a través de combinar otras asociaciones
• Normalización: reducir las inconsistencias y redundancias de los datos, facilitar el
mantenimiento y evitar las anomalías en las manipulaciones de datos.

Diagrama Entidad/Relación
Ejemplo de un modelo obtenido

Los SGBD
Para plasmar los tres niveles en el enfoque o modelo de datos
seleccionado, es necesaria una aplicación que actúe de interfaz entre el
usuario, los modelos y el sistema físico.

Esta es la función que desempeñan los SGBD, y que pueden definirse
como un paquete generalizado de software, que se ejecuta en un sistema
computacional anfitrión, centralizando los accesos a los datos y actuando
de interfaz entre los datos físicos y el usuario.

Las principales funciones que debe cumplir un SGBD se relacionan con la
creación y mantenimiento de la base de datos, el control de accesos, la
manipulación de datos de acuerdo con las necesidades del usuario, el
cumplimiento de las normas de tratamiento de datos, evitar redundancias
e inconsistencias y mantener la integridad.

TRABAJO EN GRUPO

Propuesta de un método estándar
de diseño. Aplicación Práctica

Ejercicio Nº 1
1- A partir del siguiente enunciado se desea realizar el modelo E/R:
“Se desea informatizar la gestión de una empresa de transportes que reparte paquetes
por toda España. Los encargados de llevar los paquetes son los camioneros, de los que
se quiere guardar el dni, nombre, teléfono, dirección, salario y población en la que vive.
De los paquetes transportados interesa conocer el código de paquete, descripción,
destinatario y dirección del destinatario. Un camionero distribuye muchos paquetes, y un
paquete sólo puede ser distribuido por un camionero.
De las provincias a las que llegan los paquetes interesa guardar el código de provincia y el
nombre. Un paquete sólo puede llegar a una provincia. Sin embargo, a una provincia
pueden llegar varios paquetes.
De los camiones que llevan los camioneros, interesa conocer la matrícula, modelo, tipo y
potencia. Un camionero puede conducir diferentes camiones en fechas diferentes, y un
camión puede ser conducido por varios camioneros”.

Solución :
1- Identificación de las Entidades: CAMIONEROS – PAQUETE – PROVINCIAS – CAMION
2- Definición de los atributos de cada entidad: CAMIONEROS: DNI, Nombre, Teléfono,
Dirección, Salario y Población. PAQUETE: Código, Descripción, Destinatario y Dirección
Destinatario. PROVINCIAS: Código y Nombre. CAMION: Matrícula, Modelo, Tipo y Potencia.
3- Definición de Campos Claves: CAMIONEROS DNI, PAQUETE  Código, PROVINCIAS
 Código, CAMION  Matrícula.

4- Relaciones o Dependencias funcionales: Un camionero distribuye muchos paquetes , y un
paquete sólo puede ser distribuido por un camionero = N:1. Un paquete sólo puede llegar a una
provincia y a una provincia pueden llegar varios paquetes = 1:N. Un camionero puede conducir
diferentes camiones en fechas diferentes , y un camión puede ser conducido por varios camioneros
= N:M

5- Representación Gráfica:

DEPEN
ENTIDAD DENCIA
FUNCIO
NAL

Relaciones:
ATRIBUTO 1:1  A un registro de una entidad le corresponde un unico
registro de la entidad relacionada
1:N  A un registro de una entidad le corresponden varios
Flujo de Datos
registros de la entidad relacionada
N:M  A varios registros de una entidad le corresponden varios
registros de la entidad relacionada

Dni (PK) N:M
Nombre Matrícula (PK)
Tel CAMIONERO
(0,n)
Conduce
(0,m)
CAMIÓN Modelo
Dirección Tipo
Salario Potencia
Población
(0,1)

1:N Distribuye

(1,N)

Código (PK) 1:N
Descripción (0,n) (1,1)
Destinatario Llegan PROVINCIA Código (PK)
PAQUETE
DirDestin Nombre

Ejercicio Nº 2
A partir del siguiente enunciado diseñar el modelo entidad-relación.
“Se desea diseñar la base de datos de un Instituto. En la base de datos se desea guardar los datos de
los profesores del Instituto (DNI, nombre, dirección y teléfono). Los profesores imparten módulos,
y cada módulo tiene un código y un nombre. Cada alumno está matriculado en uno o varios
módulos. De cada alumno se desea guardar el nº de expediente, nombre, apellidos y fecha de
nacimiento. Los profesores pueden impartir varios módulos, pero un módulo sólo puede ser
impartido por un profesor. Cada curso tiene un grupo de alumnos, uno de los cuales es el delegado
del grupo”.

Ejercicio Nº 3
A partir del siguiente supuesto diseñar el modelo entidad-relación:
“Se desea diseñar una base de datos para almacenar y gestionar la información empleada por una empresa
dedicada a la venta de automóviles, teniendo en cuenta los siguientes aspectos:
La empresa dispone de una serie de coches para su venta. Se necesita conocer la matrícula, marca y modelo, el
color y el precio de venta de cada coche.
Los datos que interesa conocer de cada cliente son el Código , nombre, dirección, ciudad y número de teléfono,
además, los clientes se diferencian por un código interno de la empresa que se incrementa automáticamente
cuando un cliente se da de alta en ella. Un cliente puede comprar tantos coches como desee a la empresa. Un
coche determinado solo puede ser comprado por un único cliente.
El concesionario también se encarga de llevar a cabo las revisiones que se realizan a cada coche. Cada revisión
tiene asociado un código que se incrementa automáticamente por cada revisión que se haga. De cada revisión se
desea saber si se ha hecho cambio de filtro, si se ha hecho cambio de aceite, si se ha hecho cambio de frenos u
otros. Los coches pueden pasar varias revisiones en el concesionario”.

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