Base de Datos Relacionales

1. Base de Datos Relacionales DANIEL RODRIGUEZ VALDES 680191 NayeliLedezma Xavier A. Rojas 718410

2. Definición de Base de Datos • Una base de datos (BD) es un conjunto de datos interrelacionados almacenados en conjunto, sin redundancias innecesarias, de forma independiente de los programas que acceden a ellos.

3. Base de Datos Relacional • Base de datos que cumple con el modelo relacional. • Permiten establecer interconexiones (relaciones) entre los datos (que están guardados en tablas), y a través de dichas conexiones relacionar los datos de ambas tablas, de ahí proviene su nombre: "Modelo Relacional".

4. Base de Datos Relacional • Las tablas se representan gráficamente como una estructura rectangular formada por filas y columnas. • Cada columna almacena información sobre una propiedad determinada de la tabla (atributo). • Cada fila posee una ocurrencia o ejemplar de la instancia o relación representada por la tabla (a las filas se las llama también tuplas).

5. Representación de una Tabla

6. Características • Una base de datos relacional se compone de varias tablas o relaciones. • No pueden existir dos tablas con el mismo nombre. • Cada tabla es a su vez un conjunto de registros (filas y columnas). • La relación entre una tabla padre y un hijo se lleva a cabo por medio de las llaves primarias y foráneas.

7. Terminología Relacional • Tupla: Cada fila de la tabla (cada ejemplar que la tabla representa) • €Atributo: Cada columna de la tabla • €Grado: Número de atributos de la tabla • Cardinalidad: Número de tuplas de una tabla • €Dominio: Conjunto válido de valores representables por un atributo

8. Tipos de Tablas • Persistentes. Sólo pueden ser borradas por los usuarios: • Base: Independientes, se crean indicando su estructura y sus ejemplares. • Vistas. Son tablas que sólo almacenan una definición de consulta, resultado de la cual se produce una tabla cuyos datos proceden de las bases o de otras vistas e instantáneas.”

9. Tipos de Tablas • Instantáneas. Son vistas (creadas de la misma forma) que sí almacenan los datos que muestra, además de la consulta que dio lugar a esa vista.€ • Temporales. Son tablas que se eliminan automáticamente por el sistema.

10. Llaves • Candidatas • Primarias • Alternas • Foráneas

11. Llaves Candidatas • Es un estado previo de las llaves primaria, alterna o foránea. • No existen en la BD. • Son un conjunto de atributos que pueden reconocer de forma única a una fila.

12. Llave Primaria • Uno o mas atributos que pueden identificar de manera única a una fila. Tipos • Simple (una columna) • Compuesta (2 o mas columnas) Recomendaciones • Preferentemente valores numéricos • Preferentemente usar una sola columna

13. Llaves Alternas • Son el resto de llaves candidatas que no son primaria. • Pueden retornar mas de una fila • NoLlavesAlternas = NoLlavesCandidatas -1

14. Ejemplo • Llaves Candidatas: IdEmpleado, Nombre, Apellido, FechaNacimiento • Llave Primaria: IdEmpleado • LlavesAlternas: Nombre, Apellido, FechaNacimiento

15. Llaves Foráneas • Valor de una columna contenido en una tabla “hija” y que sirve para “referenciar” a un elemento de la tabla “padre”. Nota: • Normalmente no son únicas. • Pueden tener valores nulos.

16. Restricciones • Se trata de unas condiciones de obligado cumplimiento por los datos de la base de datos. Las hay de varios tipos. • Inherentes • Semánticas

17. Restricciones Inherentes • Son aquellas que no son determinadas por los usuarios, sino que son definidas por el hecho de que la base de datos sea relacional. Por ejemplo: • No puede haber dos tuplas iguales • El orden de las tuplas no importa • El orden de los atributos no importa • Cada atributo sólo puede tomar un valor en el dominio en el que está inscrito

18. Restricciones Semánticas • El modelo relacional permite a los usuarios incorporar restricciones personales a los datos. Las principales son: • Clave primaria. Hace que los atributos marcados como clave primaria no puedan repetir valores. • Unicidad. Impide que los valores de los atributos marcados de esa forma, puedan repetirse.

19. Restricciones Semánticas • Obligatoriedad. Prohíbe que el atributo marcado de esta forma no tenga ningún valor. • Integridad referencial. Prohíbe colocar valores en una clave externa que no estén reflejados en la tabla donde ese atributo es clave primaria. • Regla de validación. Condición que debe de cumplir un dato concreto para que sea actualizado.

20. Estructura • La base de datos se organiza en dos marcadas secciones; el esquema y los datos (o instancia). • El esquema es la definición de la estructura de la base de datos, principalmente: • El nombre de cada tabla • El nombre de cada columna • El tipo de dato de cada columna • La tabla a la que pertenece cada columna

21. Estructura • Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización, el resultado de dicho proceso es un esquema que permite que la base de datos sea usada de manera óptima. • Los datos o instancia es el contenido de la base de datos en un momento dado. Es en sí, el contenido de todos los registros.

22. Base de Datos Relacionales • Tema 4 Manipulación de la información • Tema 5 Manejadores de base de datos relacionales

23. Manipulación de la información • Para manipular la información utilizamos un lenguaje relacional, actualmente se cuenta con dos lenguajes formales  • el álgebra relacional • el cálculo relacional

24. Álgebra relacional • El álgebra relacional es un conjunto de operaciones que describen paso a paso cómo computar una respuesta sobre las relaciones, tal y como éstas son definidas en el modelo relacional. Denominada de tipo procedimental

25. PROYECCIÓN • Permite extraer columna de una relación, dando como resultado un subconjunto vertical de atributos de la relación, señalada con la letra griega pi mayúscula (¶) Como subíndice de ¶ se coloca una lista de todos los atributos que se desea aparezcan en el resultado. La relación argumento se escribe después de¶ entre paréntesis.

26. ¶  Clave (Empleados)

27. Selección • El operador de selección opta por tuplas que satisfagan cierto predicado, se utiliza la letra griega sigmaminúscula (σ) para señalar la selección. El predicado aparece como subíndice de σ. La Relación que constituye el argumento se da entre paréntesis después de la σ.

28. ¶  nombre σ nombre='Mónica Comes Pérez' (Empleados)

29. (X) PRODUCTO CARTESIANO • El producto cartesiano de dos conjuntos A x B es el conjunto de todos los pares ordenados que se pueden formar con un elemento perteneciente al conjunto A y un elemento del conjunto B. • Los elementos de A x B son pares ordenados. Cada par que se forma con un elemento del conjunto A y uno del conjunto B, en ese orden y recibe el nombre de par ordenado. Sus elementos se colocan entre paréntesis, separados por coma.

30. Cálculo relacional • El Cálculo relacional es un lenguaje de consulta que describe la respuesta deseada sobre una Base de datos sin especificar como obtenerla

31. El álgebra relacional permite describir la forma de realizar una consulta, en cambio, el cálculo relacional sólo indica lo que se desea devolver. • El lenguaje más común para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL (Structured Query Language), un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales integradas.

32. En el modelo relacional  los atributos deben estar explícitamente relacionados a un nombre en todas las operaciones, en cambio, el estándar SQL permite usar columnas sin nombre en conjuntos de resultados, como el asterisco taquigráfico (*) como notación de consultas. • Al contrario del modelo relacional, el estándar SQL requiere que las columnas tengan un orden definido, lo cual es fácil de implementar en una computadora, ya que la memoria es lineal.

33. Es de notar, sin embargo, que en SQL el orden de las columnas y los registros devueltos en cierto conjunto de resultado nunca está garantizado, a no ser que explícitamente sea especificado por el usuario.

34. Manejadores de base de datos relacionales • Con la popularización de la informática, la aparición de aplicaciones específicas también trajo con ella la disponibilidad de herramientas de gestión de datos que dieron lugar a los denominados Sistemas de Gestión de Bases de Datos, identificados por sus siglas SGBD o por su acrónimo en ingles DBMS (DataBase Management Systems).

35. Existe software exclusivamente dedicado a tratar con bases de datos relacionales. • Entre los gestores o manejadores actuales más populares encontramos: MySQL, PostgreSQL, Oracle, DB2,INFORMIX, Interbase, FireBird, Sybase y Microsoft SQL Server.

36. Ventajas • El modelo relacional es eficiente en la organización y manejo de grandes colecciones de datos. Permite restricciones de seguridad, distinguiendo distintos perfiles de usuarios (operador, administrador, Gerente) y asignándole a cada uno de ellos distintos tipos de permisos (sólo lectura, lectura y escritura pero sólo de ciertas tablas, etc.) • Posibilitan múltiples vistas de una misma base según los requerimientos de información del sistema. • Posibilitan las bases de datos distribuidas: bases divididas en partes que residen en lugares geográficamente distantes, pero que están fuertemente vinculadas funcionando como una base de datos • Reducen los datos duplicados y redundantes evitando inconsistencias. • Mantienen la integridad y calidad del sistema, ya que los datos están separados de las aplicaciones. Toda lectura o escritura debe pasar por el DBMS. • Permiten el acceso de varios usuarios en el mismo momento. • No requieren conocimientos de programación para acceder a los datos.

37. Desventajas • Costo. Una de las desventajas de creación y mantenimiento del sistema. Con el fin de establecer una base de datos relacional, por lo general, se necesita comprar un software especial. • Limites estructurados. Algunas bases de datos relacionales tienen límites en cuanto a la longitud de los campos. Al diseñar la base de datos, debes especificar la cantidad de datos que pueden caber en un campo. Algunos de los nombres o las consultas de búsqueda son más cortos que el actual, y esto puede conducir a la pérdida de datos • Bases de datos aisladas. Algunas bases de datos relacionales tienen límites en cuanto a la longitud de los campos. Al diseñar la base de datos, debes especificar la cantidad de datos que pueden caber en un campo. Algunos de los nombres o las consultas de búsqueda son más cortos que el actual, y esto puede conducir a la pérdida de datos • Manejo de Gráficos. Presentan deficiencias con datos gráficos, multimedia, CAD y sistemas de información geográfica

38. Pasos de Diseño para una Base de Datos Relacional

39. Diseño Conceptual • Esquema conceptual Descripción de alto nivel del contenido de información de la base de datos, independiente del SGBD que se vaya a utilizar • Modelo conceptual Lenguaje que se utiliza para describir esquemas conceptuales • Propósito Obtener un esquema completo que lo exprese todo

40. Diseño Lógico • Esquema lógico Descripción de la estructura de la base de datos según el modelo del SGBD que se vaya a utilizar. • Modelo lógico Descripción de la estructura de la base de datos según el modelo del SGBD que se vaya a utilizar. • Propósito Obtener una representación que use de la manera más eficiente los recursos disponibles en el modelo lógico para estructurar datos y modelar restricciones

41. Diseño Físico • Esquema Físico Obtener una representación que use de la manera más eficiente los recursos disponibles en el modelo lógico para estructurar datos y modelar restricciones • Se expresa haciendo uso del lenguaje de definición de datos del SGBD. Por ejemplo en SQL las sentencias que se utilizan son las siguientes: CREATE DATABASE CREATE TABLE CREATE SCHEMA CREATE VIEW CREATE SNAPSHOT CREATE INDEX CREATE CLUSTER