Sistemas bases datos 2013

DR. MARIO E. CHUQUITARCO P.; MSc.
AÑO LECTIVO 2012 - 2013
25/03/2013 ©®Dr. Mario Chuquitarco; MSc. 1

 La empresa
 El organigrama
 Flujos de datos
 Los niveles organizacionales
 La toma de datos

 La entrevista
 Las encuestas
 La observación in situ
 Análisis de la documentación

 Conjunto de componentes que se
interrelacionan entre si para lograr un
objetivo común.

 Conjunto de componentes, a menudo
abstractos, que se interrelacionan
entre si para la administración
eficiente de los datos de una
institución.

 Análisis
 Diseño
 Implementación
 Mantenimiento

 Conjunto de datos interrelacionados.
 Sistema de administración de base de
datos.
 Conjunto de datos interrelacionados y
un conjunto de programas para
acceder a estos datos.

 Administrar eficientemente grandes
bloques de información.
 Mantener la seguridad de los datos.
 Garantizar la confiabilidad de los
datos.
 Proporcionar acceso consecuente con
muchos usuarios.

 Los usuarios
 Los datos
 El Software de procesamiento
 El Software de base
 El Hardware

 La abstracción
 El modelamiento

 Proceso de esconder ciertos detalles
de cómo se almacenan y mantienen
los datos.

 Conjunto de herramientas conceptuales
para describir datos, relaciones entre
ellos, semántica asociada y restricciones
de consistencia.
 Entidad – Relación
 Relacional
 Jerárquico
 De Objetos

 El modelo real consiste en un
conjunto de objetos básicos llamados
entidades y relaciones entre esos
objetos.

 Objeto que existe y es distinguible de
otros objetos por sus atributos.
 Conjunto de entidades: Agrupación de
objetos del mismo tipo.

 Características de un objeto. Los
valores de un atributo permiten
diferenciar un objeto de otro.
 Dominio: Conjunto de valores de un
atributo.
 Relación: Asociación entre varias
entidades.

 Expresan el número de entidades con
las que puede asociarse otra entidad.
 Una a una
 Una a muchos
 Muchos a muchos

 Super Claves: Conjunto de uno o mas
valores de atributos que permiten
distinguir en forma clara y precisa una
entidad de otra.
 Clave Candidata: Super clave con un
mínimo de atributos.
 Clave Primaria: Clave Candidata elegida
por el diseñador de la Base de Datos para
diferenciar una entidad de otra dentro de
un conjunto de entidades.

 CONVENCIONES:
 Rectángulos: Representan conjuntos de Entidades.
 Elipses: Representan atributos.
 Rombos: Representan conjuntos de relaciones.
 Conectores: Enlazan atributos a conjuntos de
entidades y relaciones.
 Flechas: Indican la cardinalidad de mapeo.

 Cada bloque del diagrama debe llevar un nombre.
 Debe marcarse la clave primaria de cada entidad.
 Debe expresarse con alguna notación la
cardinalidad de mapeo.
 Las relaciones m:n pueden tener atributos
explícitos.
 En algunas ocasiones será necesario marcar roles.

 ESQUEMA: Definición formal de un
conjunto de entidades o relaciones.
 INSTANCIA: Conjunto de valores de
atributos de una entidad o relación.
Usualmente se representa en forma
tabular donde las filas representan
entidades y las columnas atributos.

 La granularidad de los datos depende del
tipo de consultas que se vayan a realizar a
la base de datos.

 Una base de datos relacional consiste en
una colección de tablas, a cada uno de los
cuales se le asigna un nombre único.
 Cada fila representa una relación
matemática entre un conjunto de valores.
 Esquemas: Definiciones formales de una
relación.

 Motor de la base de datos.
 Software para interfaces.
 Sistema de Comunicaciones.
 Sistema Operativo.

 Centralizada.
 Cliente / Servidor.
 Distribuida.
 Intranet.
 Internet.

prestatario préstamocliente
dni calle_cliente
ciudad_clientenombre_cliente
importenumero_prestamo
m n

Clientes Pedidos Productos
Código _ cliente
Nombre
Teléfono
Dirección
Código _ pedido Código _ producto
Código _ producto
Código _ cliente
Fecha
Producto
Precio
Existencias

 1. Indique con ejemplos el origen de la información para proceder a realizar las
bases de datos.
 2. Describa con ejemplos de donde se toman los datos para diseñar sistemas de
bases de datos.
 3. Defina con sus palabras que es sistema.
 4. Defina con sus palabras que es sistema de información en las organizaciones.
 5. Grafique el ciclo de vida de sistema de información, sabiendo que todos trabajan
de manera secuencial.
 6. Que entiende sobre sistema de administración de bases de datos.
 7. Anote dos objetivos de un sistema de gestión de base de datos.
 8. Una de las técnicas para la construcción de una base de datos es la
ABSTRACCION, en que consiste.
 9. Enumere los modelos de datos que usted conoce.
 10. Indique el concepto de clave primaria.
 11. Indique las convenciones para graficar el modelo E – R.
 12. Explique sobre el modelo relacional.
 13. Enumere el software para el manejo de las bases de datos.
 14. Grafique un ejemplo del diagrama E – R.
 15. Grafica un ejemplo del diagrama Relacional.

 La información y los datos son conceptos diferentes. La
información es entendida por una persona. Los datos son
patrones almacenados en un medio pasivo como un disco
de la computadora. El propósito de un sistema de base de
datos es tender un puente sobre el espacio entre la
información y los datos.
 Una base de datos es un modelo de un sistema verdadero
del mundo. El contenido (a veces llamado la extensión) de
una base de datos representa el estado que está siendo
modelado. Los cambios en la base de datos representan
los acontecimientos que ocurren en el ambiente que
cambian el estado de lo que está siendo modelado.

 Un sistema de archivos es conocido como aquel conjunto de
programas que brindan servicio a usuarios finales. Los
programas definen y manejan sus propios datos. Así es que
los sistemas de archivos aparecieron al tratar de informatizar
el manejo de los clásicos archivadores manuales con la
finalidad de proporcionar un acceso mucho más eficiente a
los datos.
 Habrá una gran cantidad de datos que se repetirán en todos
los archivos de los departamentos, lo que siempre ocurre en
cualquier sistema de archivos. Por estas razones, los sistemas
de archivos mostrarán una serie de desventajas: selección de
información permanente con programas diferentes, datos
relacionados, incompatibilidad de los formatos de archivos,
aislamiento y división de los datos, repetición de los datos.

 De una manera general puede definirse a un sistema de
gestión de base de datos, los cuales son conocidos como
DBMS (Data Base Management System) o SGBD (Sistema de
Gestión de Base de Datos), como un software que permite la
administración de los datos de una comunidad de usuarios.
Sin embargo, está en la palabra “administración” donde la
definición ha ido creciendo a lo largo de los años.
 Los SGBD presentan las siguientes características y funciones
relacionadas: Escalabilidad, Rendimiento, Portabilidad,
Universalidad, Disponibilidad, Confiabilidad.

 Se puede decir que existen cuatro grupos de personas que
participan del entorno de una base de datos y son: el
administrador de base de datos, los diseñadores de base de
datos, los programadores de las aplicaciones y los usuarios
finales.

 Los antecesores de los sistemas de bases de datos han sido
los sistemas de archivos.
 Antes de 1960 existían archivos elementales que cumplían
las siguientes características: organización secuencial;
acceso secuencial simple; estructura lógica igual a la
estructura física; procesos por lote, sin acceso en tiempo
real; software: operaciones de Entrada / Salida; las
aplicaciones tienen incorporadas las estructuras de datos;
si cambia la estructura o el medio, las aplicaciones deben
cambiar; diseños de estructuras de datos en base a la
aplicación; alto nivel de redundancia de datos.
 Proyecto Apolo para mandar al hombre a la luna 1969 NAA
(North American Aviation) hubo la necesidad de
desarrollar un software denominado GUAM (General
Update Access Method)  ensamblar piezas.

 Estructura de un árbol o estructura jerárquica.
 1975 IBM se unió con NAA para desarrollar por completo
GUAM; se conoció como IMS a un manejo de jerarquía de
registros.
 1960-1969 tenían las siguientes características: Acceso
secuencial; estructura lógica distinguible de la estructura
física; procesos en lote, en línea y en tiempo real, software:
método de acceso con mecanismos de direccionamiento
(sin administración); las aplicaciones tienen incorporadas
las estructuras de datos; si cambia la estructura las
aplicaciones deben cambiar; Si cambia el medio de
almacenamiento no es necesario cambiar la aplicación;
diseños de estructuras de datos en base a las aplicaciones
(más de una), redundancia de datos.

 1965 se desarrolló el IDS (Integrated Data Store) que
pertenecía a General Eléctric (Charles Bachmann) también
conocido como sistema de red, para imponer el estándar
CODASYL (Conference on Data Systems Languages)
encabezado por EEUU y varios representantes del mundo
empresarial, se formó un grupo denominado DBTG (Data
Base Task Group), que tenía el objetivo de definir unas
especificaciones estándar que permitiesen la creación de
bases de datos y también el manejo de los datos.
 1971 DBTG presenta el informe final denominado sistema
de red o sistemas CODASYL o DBTG.
 Los sistemas jerárquico y de red constituyen la PRIMERA
GENERACIÓN de los SGBD.

 1970-1979, la administración de bases de datos cumplía las
siguientes características: acceso a nivel registro o campo;
acceso por múltiples llaves (acceso a mismos datos de
múltiples maneras); estructura física independiente de
aplicaciones (puede cambiar para mejorar el rendimiento del
sistema); procesos en lote, en línea y en tiempo real;
software: provee medios para disminuir redundancia de
datos.
 1970, 1978, 1981 Codd de los laboratorios de investigación de
IBM publica el modelo relacional. Dos grandes desarrollos: 1)
lenguaje de consulta conocido como SQL, que se ha
convertido en el lenguaje estándar de los sistemas
relacionales; 2) producción de varios SGBD relacionales que
llegaron durante los años ochenta, como son conocidos DB2
y SQL/DS de IBM, y ORACLE de ORACLE Corporation.
SEGUNDA GENERACIÓN. RM/T; RM/V2 1990.

 1976, CHEN presentó el modelo ENTIDAD-RELACIÓN, que es
conocido como la técnica más utilizada en el diseño de bases
de datos.TERCERA GENERACIÓN.
 MODELO DE DATOS: el orientado a objetos y el modelo
relacional extendido.

 VENTAJAS POR LA INTEGRACIÓN DE DATOS: mayor
control en cuanto a la redundancia de datos; una excelente
capacidad para almacenar datos consistentes; hay más
información de la misma cantidad de datos; datos
compartidos; mantenimiento de estándares.
 VENTAJAS POR LA EXISTENCIA DEL SGBD: se mejora la
accesibilidad a los datos; se mejora la seguridad; se mejora la
productividad; se mejora y hace más eficiente la integridad
de datos; se mejora los servicios de copias de seguridad y de
recuperación ante fallos; se mejora el mantenimiento debido
a la independencia de datos; un aumento de la concurrencia.

 Aumenta la complejidad; tamaño; prestaciones; vulnerables
a los fallos; costo económico del SGBD; costo del
equipamiento adicional; costo de la conversión.

 BASE DE DATOS: La expresión base de datos fue utilizada por
primera vez en los años sesenta, para definir un conjunto de datos
relacionados entre si, y que están estructurados de forma tal que
puede accederse a ellos automáticamente e independientemente de
los programas que los gestionan. Dicha independencia se refiere a la
posibilidad de modificar la estructura de los datos sin necesidad de
modificar los programas que los manipulan, evitando así los
problemas de actualización de datos previamente existentes.
 TABLAS: Las bases de datos están conformadas por bloques de
información (que pueden ser uno o más) denominados tablas con
características en común. Una tabla es un conjunto de información
del mismo tipo. Por ejemplo, en una base de datos de una tienda de
autos usados, una tabla estará constituida por la información relativa
a todos los autos, otra tabla contendrá información de los
compradores, etc.

 REGISTROS: Una tabla, a su vez está conformada por registros. Se
denomina registro a la unidad elemental de información de una
tabla. En la tabla de autos, un registro estará constituido por la
información correspondiente a cada auto, con su placa, año, marca,
etc.
 ATRIBUTOS: Un registro está formado por elementos llamados
atributos o campos. Un atributo o campo es cada una de las
informaciones que interesa almacenar en cada registro, y por eso es
la unidad elemental de información del registro. En el ejemplo
anterior, un campo seria nombres del alumno, otros campos serían
los apellidos del alumno, etc.
 LLAVE PRIMARIA: Una tabla debe tener una Llave Primaria la cual
también es denominada Atributo Identificatorio. Este atributo viene
a ser el que identifica un registro en la tabla de manera única y puede
estar compuesto de varios atributos en algunos casos.

 LLAVE FORÁNEA O AJENA: A su vez un atributo puede ser una Llave
Foránea o Ajena. Estos atributos son aquellos que vienen a ser Llaves
Primarias de otra tabla y que al llegar por medio de una relación
pueden pasar a ser parte de la llave primaria de ésta o sólo un
atributo. Con la aparición de los llamados programas de usuario es
posible hacer la gestión de tablas sin tener que realizar programas
que procesen estos datos.
 DATO: Conjunto de caracteres con algún significado, pueden ser
numéricos, alfabéticos o alfanuméricos.
 INFORMACIÓN: Es un conjunto ordenado de datos los cuales son
manejados según la necesidad del usuario, para que un conjunto de
datos pueda ser procesado eficientemente y pueda dar lugar a
información, primero se debe guardar lógicamente en archivos.
 ARCHIVOS: Un archivo es un colección de registros almacenados que
siguen una estructura homogénea.

 SISTEMA MANEJADOR DE BASE DE DATOS (DBMS): Un DBMS es
simplemente una colección de numerosas rutinas de software
interrelacionadas, donde cada una es responsable de una tarea
específica.
 La finalidad principal de un sistema manejador base de datos es
proporcionar un contorno que sea a la vez conveniente y eficiente
para poder ser utilizado al extraer, almacenar y manipular la
información de la base de datos. Así, todas las peticiones de acceso a
la base, serán manejadas centralizadamente por medio de DBMS,
haciendo que este paquete funcione como interfase entre los
usuarios y la base de datos.
 ESQUEMA DE BASE DE DATOS: El esquema de la estructura que
forma la base de datos, se especifica con un conjunto de definiciones
que se expresan mediante un lenguaje especial llamado lenguaje de
definición de datos.

 DBA es aquel usuario, persona o equipo de personas conformado pro
profesionales responsables del control y manejo total del sistema de
base de datos, que generalmente tienen experiencia en sistemas de
gestión de bases de datos, en diseño de bases de datos, sistemas
operativos, comunicación de datos, equipos y programación de
bases de datos. Basado en esto los sistemas de base de datos se
deben diseñar para manejar grandes cantidades de información.
 El manejo de los datos involucra tanto la definición de la estructura
para el almacenamiento de la información tanto como la provisión
de mecanismos para el manejo de la información, así como un
sistema de base de datos debe de tener implementados mecanismos
de seguridad que garanticen en su totalidad la integridad de la
información, aún en caídas del sistema o en intentos de accesos no
autorizados.
 Entre las funciones principales de un sistema de base de datos está
proporcionar a los usuarios una visión abstracta de los datos, para lo
que se esconden ciertos detalles de cómo almacenan y mantienen
esos datos.

 Un sistema de base de datos tendrá entre sus principales funciones
disminuir lo siguiente: los problemas de seguridad, el aislamiento de
los datos, los problemas de integridad, la redundancia e
inconsistencia de datos, los problemas de acceso concurrente, el
difícil acceso a los datos.


 Para entender las posibles estructuras de una base de datos, hay que
comprender primero que los sistemas de gestión de base de datos
organizan y estructuran los datos de tal forma que pueden ser
manipulados por los usuarios y programas de aplicación. Las
estructuras de los datos y las técnicas de acceso proporcionadas por
un SGBD particular se llaman modelo de datos, y determina la
característica de un SGBD, y las aplicaciones para las que está
particularmente bien conformado. Hay un tipo de lenguaje estándar
normalizado llamado SQL (Structured Query Language) que sirve
para trabajar con bases de datos. SQL es un lenguaje de base de
datos usado para bases de datos relacionales y que por lo tanto
utiliza el modelo de datos relacional.


 Este modelo es conocido también como Sistema de Gestión de
archivos. Antes del uso popular de los SGBD, todos los datos están
permanentemente almacenados en un sistema informático, tales
como la nómina y los registros de contabilidad, se almacenaban en
archivos individuales.


 Una base de datos jerárquica consiste en una colección de registros que se
conectan entre si por medio de enlaces. Cada registro es una colección de
campos (atributos), que contienen un solo valor cada uno de ellos. Un
enlace es una asociación o unión entre dos registros exclusivamente.
 El contenido de un registro específico puede repetirse en varios sitios en el
mismo árbol o en varios árboles).
 La repetición de los registros tiene dos ventajas principales: puede
producirse una inconsistencia de datos, el desperdicio de espacio.
 Las bases de datos de organización jerárquica es el primer tipo de
estructura de bases de datos que se utilizó. Se basa en el establecimiento
de jerárquicas o niveles entre los campos de los registros y en el criterio de
que los campos de mayor jerarquía sean los más genéricos. Tienen una
estructura arborescente, donde los nodos del mismo nivel corresponden a
los campos y cada rama a un registro. Para llegar a un campo que se
encuentra en un determinado nivel, es necesario localizarlo partiendo del
nivel superior y descendiendo por las ramas hasta llegar al mismo.



 Diagrama:

 Continuando con el ejemplo de la base de datos de una tienda de autos
usados, podemos situar en el nivel superior el código de sucursal y su
nombre. El campo maestro será el nombre de la sucursal. En el segundo
nivel de la jerarquía se incluyen las tablas de vendedores asociados a cada
sucursal; en el tercer nivel tendríamos las tablas correspondientes a los
vendedores y sus respectivas placas de los autos vendidos y en el último
nivel la placa del auto, el año de fabricación, la marca y el modelo.
CODIGO SUCURSAL
1 QUITO
2 GUAYAQUIL
3 CUENCA
SUCURSAL VENDEDOR
QUITO CARLOSALCANTARA
QUITO JORGE GARDENIAS

VENDEDOR PLACA
CARLOSALCANTARA GO-1594
CARLOSALCANTARA FG-7070
PLACA AÑO MARCA MODELO PRECIO
GO-1594 2002 FORD TAURUS $7.800,89
FG-7070 2007 TOYOTA SIENNA $12.620,65

 Una base de datos en red se compone por una colección de registros que se
conectan entre si por medio de ligas.
 Un registro equivale a una entidad y un campo a un atributo del modelo
entidad relación. Los campos contienen exclusivamente valores atómicos.
Una liga es una relación que se establece solamente entre dos registros; es
decir; debe utilizarse una liga para cada relación entre una pareja de
registros.
 La organización en red corresponde a una estructura de grafo, donde
existe más de una conexión entre nodos de diversos niveles, de forma que
se puede recorrer por distintos caminos sin necesidad de ir a la raíz, con lo
cual la búsqueda es más flexible.
 Al crear conexiones entre nodos de igual nivel, el acceso a campos de
determinado nivel se logra más rápido.
 Por ejemplo, en el caso de la base de datos de la tienda de autos, se
podrían listar las placas de los autos vendidos a partir de una placa dada sin
ir cada vez a los vendedores.
 Una desventaja de esta estructura es la necesidad de utilizar mucha más
cantidad de memoria al tener que almacenar en cada nodo las posiciones
de los campos siguientes mediante punteros.

 ESQUEMA:

 En este tipo de base de datos se suprimen las jerarquías
entre campos, pudiéndose utilizar cualquiera de ellos como
clave de acceso.
 La teoría relacional se basa en el concepto matemático de
relación. Su autor es E. F. Codd quién ha desarrollado una
sólida fundamentación teórica. Aunque dicha teoría
requiere para su completa implantación que el acceso a la
memoria sea por contenido y no por dirección, como
ocurre en los actuales ordenadores, puede adecuarse y de
hecho se está implantando y desarrollando en la mayoría
de los equipos.
 Ventajas en la utilización de Bases de Datos relacionales:

 Actúan sobre las tablas en su conjunto, en lugar de hacerlo
sobre los registros como en otros sistemas.
 Se pueden realizar consultas complejas que utilizan varias
tablas de forma simple.
 Son fáciles de utilizar pues la organización física de los
datos es independiente de su tratamiento lógico.
 La estructura relacional tiene estructura de matriz o tabla
bidimensional, donde las filas son los registros y las
columnas los campos como se muestra en la figura.

 ESQUEMA:
CAMPOS
R
E
G
I
S
T
R
O
S

 El esquema de la figura que se muestra a continuación es
un ejemplo de la base de datos de la tienda de autos
acoplados al modelo relacional.
 Del ejemplo, se puede notar que el modelo de bases de
datos relacionales es el más intuitivo y práctico de utilizar.
 Se trabajan en las columnas los atributos y en las filas los
registros y en las filas los registros, de tal manera que la
manipulación de la información se hace más simple que
con otros modelos de bases de datos.

 ESQUEMA:
CODIGO SUCURSAL VENDEDOR PLACA AÑO MARCA MODELO PRECIO
1 QUITO C. ALC. GO-1594 2002 FORD TAUR $7.800
1 QUITO C. ALC. FG-7070 2007 TOYOTA SIENN $5.620
2 GUAYAQUIL P. DIAZ PQ-8956 2000 CHEVR AVEO $3.700
2 GUAYAQUIL P. DIAZ JK-7845 2006 MERCE STYL $9.900
3 CUENCA S. PEREZ JE-4123 2009 HYUND STAR $5.780
3 CUENCA S. PEREZ TE-8745 2010 TOYOTA TUNDR $8.700

 CARACTERÍSTICAS DE LAS BASES DE DATOS RELACIONALES:
 Deben satisfacer las siguientes condiciones:
 1. Todos los registros de la tabla deben tener el mismo número de
campos, aunque alguno de ellos esté vacío, deben ser registros de
longitud fija.
 2. Cada campo tiene un nombre o etiqueta que hay que definir
previamente a su utilización. No obstante, una vez creado se podrá
ampliar o disminuir el número de campos mediante el SGBD.
 3. La base de datos estará formada por muchas tablas, una por cada
tipo de registro. En el ejemplo de la universidad se podría definir
otras tablas.
 4. Dentro de una tabla cada nombre de campo debe ser distinto, por
ejemplo en la Sucursal podría haber Nombre 1, Nombre2, pero no
puede haber dos campos llamados Nombre pues al referirse al
campo Nombre con el SGBD no se sabría cual utilizar.

 5. Los registros de una misma tabla tienen que diferenciarse, al
menos en el contenido de alguno de sus campos, no puede haber dos
registros idénticos.
 6. Los registros de una tabla pueden estar dispuestos en cualquier
orden.
 7. El contenido de cada campo está delimitado por un rango de
valores posibles. En el ejemplo de campo AÑO no puede ponerse
VEINTE ni cualquier otro carácter alfabético, e incluso ningún año
mayor que 2012, por no estar dentro del rango definido por los
posibles.
 8. Permite la creación de nuevas tablas a partir de las ya existentes,
relacionando campos de distintas tablas anteriores. Esta condición
es la esencia de las bases de datos relacionales, formando lo que se
llama un archivo virtual.

 FORMAS RELACIONALES BÁSICAS. Toda base de datos estará
constituida por varias tablas con las que se puede efectuar tres
operaciones fundamentales que permiten la creación de nuevas
tablas a partir de las existentes. Dichas formas relacionales son la
SELECCIÓN, PROYECCIÓN y la CONCATENACIÓN.
 SELECCIÓN: Es la obtención de una nueva tabla


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