Diseño de base de datos

1. Diseño de base de datos Tema 1 : Introducción a las bases de datos

2. Introducción a las bases de datos ¿Qué es una Base de Datos? Ejemplos de Base de Datos? ¿Se puede considerar una Hoja de Cálculo de Excel una Base de Datos? 2

3. Introducción a las bases de datos 1. Introducción • Un sistema gestor de bases de datos (SGBD) es considerado: Sistema computarizado para guardar registros, un armario electrónico para archivar, a los que se le puede aplicar las siguientes operaciones: • Agregar nuevos archivos. • Insertar datos. • Recuperar datos. • Modificar datos. • Eliminar datos. • Eliminar archivos. 3

4. Introducción a las bases de datos 2. ¿Qué es SGBD? Es un sistema computarizado cuya finalidad es almacenar información y permitir a los usuarios recuperar y actualizar esa información con base en peticiones. Comprende 4 elementos: datos, hardware, software y usuarios. 4

5. Introducción a las bases de datos 2.1 Datos Están almacenados de acuerdo a la estructura del sistema y van a ser procesados para convertirse en información: Integrada: La BD puede considerarse como una unificación de varios ficheros de datos y en el que se ha eliminado la redundancia de datos. Compartida: Los datos pueden compartirse entre varios usuarios distintos. Es posible que varios de estos usuarios accedan al mismo tiempo al mismo elemento de información (acceso concurrente). 5

6. Introducción a las bases de datos 2.2 Hardware • Función: Apoyar la ejecución del software del sistema de base de datos. • Los componentes Hardware del sistemas constan de: • Almacenamiento secundario (discos duros). • Procesadores de Hardware. • Memoria principal. 6

7. Introducción a las bases de datos 2.3 Software • El sistema gestor de base de datos (SGBD), se ubica entre los datos y el usuario, encargado de manejar las solicitudes de acceso a los datos. • Interfaz entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la utilizan. • Compuesto por: • Lenguaje de definición de datos (LDD): Define la estructura de la base de datos: • Lenguaje de manipulación de datos (LMD): Tiene como función trabajar sobre los datos de la base de datos para obtener la información pertinente o modificar la base de Datos 7

8. Introducción a las bases de datos 2.4 Usuario • Existen 3 grandes clases de usuarios: • El programador de aplicaciones, Responsable de escribir el programa que interactué con la base de datos (COBOL, C++, Java o lenguajes de alto nivel). • Usuarios finales, A quienes se le brinda servicios de la base de datos (obtención de datos, guardado de datos, etc). • Administrador de la base de datos, Rresponsabledel control y manejo del SGBD. 8

9. Introducción a las bases de datos 3. ¿Qué es una BD? Colección o depósito de datos integrados con redundancia controlada y con una estructura que refleje las interrelaciones 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, únicas para cada tipo de datos, han de estar almacenadas junto con los mismos. 9

10. Introducción a las bases de datos 4. ¿Porqué utilizar BD? • Compactación, no hay necesidad de archivos en papel voluminosos. • Velocidad, la máquina puede recuperar y actualizar datos más rápidamente que un humano. • Centralización de la información, la información se comparte y se trabaja de forma compartida. • Menos trabajo laborioso, se puede eliminar gran parte del trabajo de llevar los archivos a mano. • Actualidad, en el momento que la necesitemos, tendremos a nuestra disposición información precisa y actualizada. 10

11. Introducción a las bases de datos 5. Característica deseables • Versatilidad para representar la información: Ofrecer diferentes visiones de la información que se almacena en la BD. • Desempeño: Debe dar respuesta en un tiempo adecuado, permitiendo el acceso simultáneo al mismo o diferente datos. • Redundancia mínima de datos. • Capacidad de acceso: Debe responder en tiempo adecuado a consultas previstas e imprevistas. • Simplicidad: Cambios en los requerimientos no deben suponer grandes cambios en el modelo de datos. 11

12. Introducción a las bases de datos 5. Característica deseables • Seguridad: Capacidad para proteger los datos contra pérdidas totales y/o parciales, • Contra destrucción causada por el entorno (fuego, inundación, ...) • Contra destrucción causada por fallos del sistema. • Contra accesos no autorizados a la Base de Datos. • Contra accesos indebidos a los datos. • Integridad: Que los datos sean correctos y se correspondan a los requerimientos del dominio. • Integridad frente a fallos HW o SW o de acceso concurrente. • Integridad asegurando que los datos se ajustan a los requerimientos del problema. 12

13. Introducción a las bases de datos 6. SBD vs Sistema de archivo • Sistemas de archivo, estructuran la información guardada en una unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro) de una computadora, esto dio paso a los Sistemas de base de datos(SBD). Este sistema tenia los siguientes inconvenientes: • Redundancia de los datos. • Inconsistencia de datos. • Dificultad de acceso: Al querer obtener una información en concreto, podría ser muy difícil encontrarla. Cuentas1.txt Cuentas1.txt Cuentas2.xls Cuentas2.xls Cuenta: C10; Dueño: José Cuenta: C10; Dueño: Pedro Numero: C10, Cliente: José Cuenta: C10; Dueño: José 13

14. Introducción a las bases de datos 6. SBD vs Sistema de archivo • Aislamiento de los datos: la independencia provoca que los datos no sea posible accederlos por todos los programas. • Problemas de integridad. • Problemas de atomicidad: Un conjunto de operaciones (Una Transacción) que se deben de efectuar en la base de datos de manera completa, lo cual no siempre se produce debido a la ocurrencia de fallos. • Anomalías en el acceso concurrente: El problema radica en tratar acceder por distintos usuarios (programas) a los mismos archivos. • Problemas de seguridad: En un sistema de archivo no se podría restringir el acceso a una porción de todo un archivo. Saldo Cuentas 14

15. Introducción a las bases de datos Vista N Vista 1 Vista 2 Vista 7. Visión de los datos Este proceso se realiza a través de varios niveles de abstracción: Nivel Lógico (Esquema Conceptual) Nivel Físico (Esquema interno) 15

16. Introducción a las bases de datos Vista 7. Visión de los datos Se refiere al almacenamiento físico en el se describe cómo se almacenan realmente los datos en memorias secundarias, en qué archivos, su nombre y dirección. También estarán los registros, longitud, campos, índices y las rutas de acceso a esos archivos. Nivel Lógico Nivel Físico 16

17. Introducción a las bases de datos Vista 7. Visión de los datos En el se describen cuáles son los datos reales almacenados en la Base de Datos y que relaciones existen entre ellas. Este nivel lo definen los administradores de la Base de Datos que son los que deciden que información se guarda en la BD.(entidades, atributos, asociaciones, restricciones) Nivel Lógico Nivel Físico 17

18. Introducción a las bases de datos Vista 7. Visión de los datos • Es el nivel más cercano al usuario y representa la percepción individual de cada usuario. • Se puede omitir una o más entidades del sistema. • Se pueden omitir uno o más atributos de una entidad. • Se pueden omitir una o más relaciones entre los datos. • Se pueden cambiar el orden de los atributos. Nivel Lógico Nivel Físico 18

19. Introducción a las bases de datos 7. Visión de los datos Vista VISTA 1 VISTA 2 BASE DE DATOS 19

20. Introducción a las bases de datos 7. Visión de los datos Lógica struct deposito { charnum_cuenta[10]; charnom_sucursal[22]; double saldo; }; 20

21. Introducción a las bases de datos 7. Visión de los datos Físico struct deposito { charnum_cuenta[10]; //10 bytes charnom_sucursal[22]; //22 bytes double saldo; //8 bytes }; //40 bytes en total la estructura 21

22. Introducción a las bases de datos 8.1 Modelo relacional En este modelo los datos y las relaciones entre ellos son representados por un solo objeto denominado Tabla donde cada tabla está compuesta por Columnas y filas. Cliente Cuenta Cuenta_Cliente 22

23. Introducción a las bases de datos 8.2 Modelo E - R El modelo entidad relación (E–R), está basado en una percepción del mundo real que consta de: Una colección de objetos básicos denominados Entidades y de Relaciones entre estos objetos. Componentes básicos: Rectángulo: representan conjuntos de entidades. Elipses: representan atributo. Rombos: representan conjuntos de relaciones. Líneas: unen los demás elementos. 23

24. Introducción a las bases de datos 8.2 Modelo E - R 24