190532582 sistemas de gestion de bases de datos
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SISTEMAS DE GESTION DE
BASES DE DATOSAndrés Henao Rosero
Universidad Tecnológica de Pereira
8/16/2019 190532582 Sistemas de Gestion de Bases de Datos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 2
Un poco de historia …
Sistemas de archivos:Sistemas de archivos:
Surgieron a raíz de la necesidad dealmacenamiento de la información para sucorrespondiente reutilización (persistenciapersistencia)
Desventajas:Desventajas: Redundancia e inconsistencia de los datos
Los archivos están separados unos de otros
(no se pueden “combinar” fácilmente)
Alto costo para la propagación de cambios
Inconsistencia debido a actualizacionessimultáneas
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 3
Un poco de historia …
Sistemas de archivos:Sistemas de archivos:
Desventajas: (ContinuaciDesventajas: (Continuacióón)n)
Dificultad en el acceso de datos
Aislamiento de Datos
Problemas de Integridad Problemas de Atomicidad
Problemas de seguridad
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 4
ProcesamientoProcesamientodede
ClientesClientes
Archivode
Clientes
ProcesamientoProcesamiento
dede
PrPrééstamosstamos
Archivo
de
Préstamos
UsuarioUsuario del
Archivo de Clientes
UsuarioUsuario delArchivo de Préstamos
Por cada préstamo se guarda la información
del cliente correspondiente: Redundancia
Un poco de historia …Un poco de historia …
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 5
Un poco de historia …¿Por qué surgieron los sistemas de Bases de
Datos? Necesidad de solucionar las debilidades de
los sistemas de archivos
Capacidades: Manejo de persistenciapersistencia
Soporte por lo menos de un modelo de datosmodelo de datos
Soporte de un lenguaje de alto nivellenguaje de alto nivel que permitamanipular y definir la estructura de la información
Control de accesoControl de acceso
Evitar inconsistenciasEvitar inconsistencias al compartircompartir la información
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 7
Definición
Una base de datos es un conjuntoestructurado de datos coherentes
Colección disponible deinformación
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 8
Definición
Una base de datos es un conjuntoestructurado de datos coherentes
Colección organizada ensubconjuntos, en función de
ligas y de relaciones entre lasdiferentes informaciones(estructura lógica)
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 9
Definición
Una base de datos es un conjuntoestructurado de datos coherentes
No hay contradicción entre losdatos ligados, no hay pérdida deinformación, aun sabiendo que
hay una utilización compartidade los datos entre variosusuarios
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 10
Definición
Un Sistema de Gestión de Bases deDatos (SGBD) es un software quepermite manipular las bases dedatos
•Construir
•Utilizar•Mantener•Reorganizar
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 11
Aplicaciones de los Sistemas deBases de Datos
Banca
Líneas Aéreas Universidades
Transacciones de Tarjeta de Crédito
Telecomunicaciones Finanzas
Ventas
Producción Recursos Humanos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 12
Sistema de Gestión de Bases deDatos
Propiedades fundamentales Independencia de los datos (OJO es muy importante) Acceso eficiente a los datos Integridad y seguridad de los datos Administración de los datos Acceso concurrente y recuperación en caso de « crash »
Los SGBD deben cumplir con las propiedades ACID para lastransacciones:
Atomicity (Atomicidad: las transacciones son atómicas)
Consistency (Consistencia: una transacción transforma un estado
consistente de la BD en otro)Isolation (Aislamiento: las transacciones están aisladas entre si)
Durability (Durabilidad: después que una transacción ha sido
confirmada ella persiste)
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 13
Algunas definiciones
Esquema de una Base de DatosEsquema de una Base de Datos: Cuando una
base de Datos es diseñada interesa definir unaestructura para ésta.
Esta estructura permanece “estática” durante ungran período de tiempo, aunque puede sufrir
modificaciones ocasionales
InstanciaInstancia: Es la información que en un determinadoinstante del tiempo posee la base de datos y que
cambia permanentemente (excepto en algunos tiposde bases de BD particulares)
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 14
Usuario final: El que interactúa con labase de datos, por lo general a través deaplicaciones e interfaces
Usuario especialista: El que diseña yprograma aplicaciones para usuariosfinales.
DBA (Database Administrator): El que
administra la base de datos. ¿Qué hace?
Algunas definiciones
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 15
Funciones y componentes principales de un SGBD
DDL: lenguaje de definición de datosDML: lenguaje de manipulación de datos
Fuente: “Introducción a lossistemas de bases de
datos” C.J. Date
ProcesadorDDL
Procesador
DML
ProcesadorLenguaje
Consulta
Esquemasexternos
Datos
yMetadatos
Base de datos
PeticionesDML planeadas
Peticionescompiladas
Peticionesoptimizadas
Optimizador
PeticionesDML No planeadas
Esquemas ytransformaciones
Manejador de transacciones
Manejador de almacenamiento
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 17
Componentes funcionales de unSGBD
Manejador de almacenamiento tiene dos
componentes:-Manejador de archivosanejador de archivos recuperadesde disco los bloques que contienen la
información solicitada por una transacción.-Manejador de bufferanejador de buffer mantiene enmemoria principal la información mmááss
usadausada y decide cuando llevar a disco algunode sus bloques.
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 18
SGBD - Funciones
Soporta DML: Lenguaje para actualización,
almacenamiento y recuperación de datos Ofrece optimización en la búsqueda de
la información
Soporta DDL : Lenguaje para definir losdatos
Metadatos (DD): Catálogo
autodescriptivo, información sobre losobjetos existentes en el sistema Datos sobre los datos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 19
Ventajas de un SGBD
1. Reutilización de datos y programas
2. Control de redundancia
3. Estandarización ¿En qué sentido?
4. Consistencia (No hay redundancia)5. Es posible equilibrar las cargas de los
requerimientos (establecer
prioridades)
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 20
Ventajas de un SGBD
6. Integridad (Se cumplen las reglas
establecidas ¿Por quién?)7. Seguridad
8. Rapidez de desarrollo
9. Mantenimiento y reingeniería: cambiosen la estructura de datos sin cambiar
los programas que los usan (hastacierto punto)
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 21
Desventajas de un SGBD
1. Tamaño
2. Susceptibilidad a fallas (Discutible)
3. Complejidad en la recuperación a
fallas (Discutible)4. Puede llegar a trabajar en forma
“lenta” debido a la cantidad de
verificaciones que debe hacer
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 22
Niveles de abstracción eindependencia de los datos
Nivel interno
gestión de acceso
Nivel conceptualintegridad-coherencia
Nivel externeconfidencialidad
Esquema físico
Esquema lógico, resultado de
un proceso de modelamiento
Vista usuario 1
Vista usuario 2
Vista usuario n
n esquemasexternos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 23
Nivel de Visión
Externo
El más cercano a los usuarios finales
Percepción de la base de datos por
parte de los usuarios finales Tantas visiones como tipos de
usuarios
Cada visión de usuario final se puedecaracterizar como un subesquema
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 24
Nivel de Visión
Cada visión puede proporcionar diferente
representaciones de los mismos datos
VisiVisióón Vendedorn Vendedor
Fechas con formato:(dd-mm-yy)
Visión Contador
Fechas con formato:
(yyyy-dd-mm)BD
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 25
Nivel de Visión
Algunas visiones de usuario pueden
incluir: Datos AgrupadosAgrupados: Totales por Dpto.
Datos DerivadosDerivados:Sueldo total = básico + comisión
Datos CalculadosCalculados:
Edad de una persona (inferida a partirde su fecha de Nacimiento)
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 26
Nivel de Visión
Los conceptos de dato derivado y
calculado podrían usarseindistintamente para significar, engeneral, que un dato se genera apartir de otro(s)
Pueden haber a su vez datos
agregados derivados, datosagregados calculados etc.
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 27
Nivel Conceptual
Mediador entre los otros 2 niveles
Interesante para el usuario especialista Se ocupa de los datos almacenados en la
base de datos física y las relaciones entre
ellos Descripción semántica de los datos que
conforman la base de datos
Soporta a cada visión de usuario externa
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 28
Nivel Conceptual
Es una visión completa de todos los
requerimientos y elementos de interéspara la organización
Debe incluir restricciones sobre los datos
La descripción del nivel conceptual no debetener detalles dependientes delalmacenamiento*
Tiene asociado un lenguaje de alto nivel
* Sin embargo en algunos SGBD esto no se logra expresar deesta manera…
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 29
Nivel Físico
Interno
Más cercano a la máquina Interesa al Administrador y al usuario
Especialista
Esquema físico: Descripción y tipos dedatos: tamaño y precisión, tipos de índicesy de estructuras de almacenamiento
concretas que se manejan, de acuerdo conun SGBD particular
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 30
Nivel Físico
Describe cómo los datos son
almacenados en términos deestructuras de datos particulares
Se encarga de:
- Reservar espacio para datos eíndices
- Compresión de datos
- Técnicas de encriptamiento dedatos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 31
Independencia de los datos
Es uno de los objetivos de la arquitectura
ANSI/SPARC Permite modificar la definición de un nivel
sin afectarafectar (en lo posible) el nivelinmediatamente superior
Sin independencia de datos se requeriríamucho esfuerzo para cambiar lasaplicaciones de tal forma que se adaptasen
a la nueva estructura de la base de datos. Hay dos tipos: física y lógica
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 32
Independencia de los datos
Física: inmunidad que tienen los
usuarios y las aplicaciones ante loscambios en la forma de almacenarfísicamente los datos.
Conceptual: inmunidad que poseenlos usuarios y las aplicaciones ante
los cambios en la estructura lógica dela base de datos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 34
Independencia Lógica
Se presenta entre el nivel de visión y
el nivel conceptual Significa que un cambio en el nivel
conceptual no debe conllevar a uncambio en el nivel de visión
Es más difícil de lograr. ¿Por qué?
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 35
Independencia Lógica
Algunos de los posibles cambios en el
nivel conceptual: Adición de nuevos elementos
(atributos, entidades etc.)
Eliminación de elementos Puedeafectar a los subesquemas externos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 36
Tendencias de los SGBD Sistemas para el soporte para toma de decisiones (Data
Warehouse) y/o con capacidades deductivas y bases de
datos temporales
Manejar información multimedial: Imágenes, audio,videos
Bases de datos orientadas a objetos y objeto-relacionales
Manejar información georeferenciada: Sistemas deInformación Geográficos (SIG)
Manejo de información documental: Motores debúsqueda, sistemas para el manejo de documentos.
Bases de datos nativas para XML
Introducción a las bases de datos
8/16/2019 190532582 Sistemas de Gestion de Bases de Datos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 37
Introducción a las bases de datosrelacionales : Representación tabular de losdatos
BolivarCundinamarca
Antioquia
dpto
CartagenaBogotá
Medellín
codCiudad
Rafael Nuñez30El Dorado20
José María Córdova10
nombrecodigo
BolivarCundinamarca
Antioquia
dpto
CartagenaBogotá
Medellín
codCiudad
Rafael Nuñez30El Dorado20
José María Córdova10
nombrecodigoAeropuertos
Nombre de la tabla / relaciónNombre de la tabla / relación
Atributos o nombres de columnas o campos
Tupla / fila
Introducción a las bases de datos
8/16/2019 190532582 Sistemas de Gestion de Bases de Datos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 38
Introducción a las bases de datosrelacionales : Representación tabular delos datos
Bolivar
CundinamarcaAntioquia
dpto
CTG
BOGMDE
codCiudad
Rafael Nuñez30
El Dorado20José María Córdova10
nombrecodigo
Bolivar
CundinamarcaAntioquia
dpto
CTG
BOGMDE
codCiudad
Rafael Nuñez30
El Dorado20José María Córdova10
nombrecodigo
Aeropuertos
20301020
3010
destinoorigen
20301020
3010
destinoorigen
conexiones
Información explícita:El aeropuerto José Maria Córdova esta en el departamento de
Antioquia
Información implícita:Se puede ir en avión del departamento de Antioquia al departamentode Bolivar
Tabla Aeropuertoo el esquema instanciadode la relación aeropuerto
Tabla Conexióno el esquema instanciado
de la relación Conexión
Introducción a las bases de datos
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Bases de datos I Andres Henao Rosero - UTP 39
Introducción a las bases de datosrelacionales : Representación tabular delos datos
Bolivar
CundinamarcaAntioquia
dpto
CTG
BOGMDE
codCiudad
Rafael Nuñez30
El Dorado20José María Córdova10
nombrecodigo
Bolivar
CundinamarcaAntioquia
dpto
CTG
BOGMDE
codCiudad
Rafael Nuñez30
El Dorado20José María Córdova10
nombrecodigo
Aeropuertos
20301020
3010
destinoorigen
20301020
3010
destinoorigen
conexiones
Información explícita:El aeropuerto José Maria Córdova esta en el departamento de
Antioquia
Información implícita:Se puede ir en avión del departamento de Antioquia al departamentode Bolivar
Esquema
Esquema
Instancias(datos)
Instancias(datos)
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