BASE DE DATOS INTRODUCCION

Docente:

Ing. Francisco Rodríguez

Base de Datos

BASE BASE DATOSDATOS

ResultadosResultadosResultadosResultados

RequerimientosRequerimientosRequerimientosRequerimientosInternetInternet

Universidad Nacional de TrujilloIngeniería Industrial

Agenda

1. Importancia del recurso dato en las Organizaciones

2. Conceptos Generales de Base de Datos y Sistemas de Información

3. Evolución de la Tecnología de BD4. De los Ficheros a las Base de Datos5. Definición de Base de Datos6. SGBD7. Arquitectura de 3 niveles

Tema 1: Introducción a Base de DatosTema 1: Introducción a Base de Datos

1.- Importancia del recurso dato en los Negocios

Sociedad de la Información: Antecedentes:En el estudio del desarrollo y evolución de las sociedades existen 3 periodos:

SOCIEDAD AGRICOLA MATERIA PRIMA

SOCIEDAD INDUSTRIAL

ELCAPITAL ( $ )

SOCIEDAD del

CONOC.

LA

INFORMACION


Cualquier Negocio necesita disponer de una gran cantidad de datos acerca de su funcionamiento (datos de operación)La información de la empresa es un activo y quienes trabajan en una empresa necesitan un acceso fácil y rápido a la información correcta, para deslumbrar a sus clientes, acrecentar sus ingresos e incrementar su participación en el mercado.


“ La información es un recurso estratégico y decisivo para lograr ventaja competitiva ”. (Peter Druker)

“ En la era de la Información, las estrategias del negocio se apoyan en las tecnologías de información ”. (Michael Porter)

“ Las TI, están copando todos los campos de acción y niveles del negocio y ninguna Empresa puede escapar a sus efectos. ” (Los expertos de Negocios).

Importancia Estratégica de los Sistemas de Información.

S.I. considerados estratégicos para la empresa.

Por qué ?


SI. considerados estratégicos para la empresa.

• Afectan de manera directa como deciden los administradores.

• Como planifican los directivos.• Qué productos y servicios se

producen y como se producen.

Importancia Estratégica de los Sistemas de Información.


NIVELES DE GESTIÓN DE LAS ORGANIZACIONESNIVELES DE GESTIÓN DE LAS ORGANIZACIONES

Órdenes y Planes

Información

NIVEL ESTRATÉGICO

- Elaboración de planes

- Objetivos generales

Alto

NIVEL TÁCTICO

- Control de gestión

- Objetivos específicos

Medio

NIVEL OPERACIONAL

- Tareas administrativasBajo


1.- importancia del recurso dato en los negocios

Los datos son utilizados en los negocios con el fin de incrementar las ganancias y vencer a la competencia (recurso fundamental de las organizaciones).La empresa que aprende a utilizar sus datos son mejores; están verdaderamente en posición de construir planes, ejecutarlos y afinarlos para una ventaja competitiva.

N ive les d e G es tion en las O rg an izac ion es

N IV E L O P E R A C IO N A L-Tareas A d m in is tra tivas

N IV E L TA C TIC O-C on tro l d e G es tion

-O b je tivos E sp ec ificos

N IV E L E S TR A TE G IC O-E lab orac ion d e P lan es- O b je tivos G en era les

NIVELES DE GESTION EN LAS ORGANIZACIONES

CUALIDADES DE LA INFORMACIÓNCUALIDADES DE LA INFORMACIÓN

INFORMACIÓN RECURSO FUNDAMENTAL

Precisión : Porcentaje de información correcta sobre la información total del sistema

Oportunidad: Tiempo transcurrido desde la entrada de datos hasta la salida de información al usuario.

Compleción : Ha de ser completa para poder cumplir con sus fines.

Significativa: Debe poseer el máximo contenido semántico posible.

Seguridad : Tanto frente a deterioros como a accesos no autorizados.

1.- importancia del recurso dato en los negocios

2. CONCEPTOS GENERALES

Un sistema puede definirse como un conjunto de

cosas que ordenadamente relacionadas entre sí

contribuyen a un determinado objetivo.

CONCEPTO DE SISTEMA

Los Sistemas pueden ser naturales o artificiales, si son debidos al hombre.

Un sistema de información es un sistema artificial


Controla su actuación en función de cómo las salidas controlan los objetivos marcados. Se adecua dinámicamente a las condiciones del entorno. El control del sistema se puede realizar mediante mecanismos internos (sistemas autorregulados), del entorno o por ambos.

SISTEMA DINAMICO



2. CONCEPTOS GENERALES.

• Un Sistema de Información toma datos del entorno y devuelve como resultado la información que la organización requiere para su gestión y toma de decisiones.

• La organización debe marcar objetivos y directrices que permitan regular al SI.

• Se denomina Sistema Objeto a la parte de la organización de la cual se nutre el SI y a la cual revierten sus resultados.

• Los SI son sistemas eminentemente dinámicos.


DEFINICIONES DE SISTEMAS DE INFORMACION

“Sistemas de Información son sistemas que suministran información”, Langefors

(1977).

• “Un Sistema de Información puede ser definido como una colección de personas, procedimientos y equipos diseñados, construidos, operados y mantenidos para recoger, registrar, procesar, almacenar, recuperar y

visualizar información”, Teichroew (1976).


DEF. DE SISTEMAS DE INFORMACION (CONT)

“Un SI es un conjunto de elementos, ordenadamente relacionados entre sí de acuerdo con unas ciertas reglas, que aporta al sistema objeto (es decir a la

organización a la cual sirve y que le marca las directrices de funcionamiento) la información

necesaria para el cumplimiento de sus fines, para lo cual tendrá que recoger, procesar y almacenar datos, procedentes tanto de la misma organización como de

fuentes externas, facilitando la recuperación, elaboración y presentación de los mismos”, de Miguel

y Piattini (1999).


COMPONENTES DE UN SISTEMA DE COMPONENTES DE UN SISTEMA DE INFORMACIONINFORMACION

SISTEMA

DE

INFORMACIÓN

Usuarios

Informáticos

No informáticos

AdministradorÁrea de datos

Área informática

Soporte Lógico-software-

Sistema OperativoGestión de datos –SGBD-Control de la comunicacionesTratamientos específicos

Contenido-Datos-

ReferencialFactual Estructurados

No estructurados

Equipo Físico-hardware-

Unidad Central de Proceso

Equipos periféricos



Primera Etapa:A) Datos integrados a los programas de computadoras.No existe estructura lógica ni física de los datos.La definición de los datos se integra a los programas.Solo se pueden analizar partes muy pequeñas del mundo real.Se manejaban archivos subordinados a los programas.

B) Archivos Secuenciales y PlanosDistribución a nivel conceptual entre la estructura física y lógica.La estructura física y lógica son equivalentesSiguen representándose porciones parciales del mundo real pero estos se orientan a la gestión de la empresa.El soporte Input/Output sigue siendo la cinta.

3.- Evolución de la Tecnología de BD

3. Evolución de la Tecnología de BD (Cont..)

Segunda Etapa:Metodo de Acceso a Archivos (1960-1970)

El procesamiento se hace por lotes, en linea o en tiempo real.Se distingue la organización fisica de la logica pero las relaciones entre ellas son muy sencillasSe pueden cambiar las unidades de almacenamiento sin necesidad de modificar los programas de aplicaciónLa estructura de datos son de tipo secuencial.

No hay recuperación por claves múltiples.Se incluyen ciertos recursos de seguridad pero no tan viablesHay una tendencia al diseño y optimización de los datos principalmente para una aplicaciónExiste todavia mucha redundancia en los datosEl software aporta métodos de acceso pero no administración de datos.


Tercera Etapa: Primeras BD (70-80)

De las mismas BD físicas se derivan múltiples BD lógicas.Se puede tener acceso a los mismos datos de distintos modos según los requisitos de la aplicación.El software provee medios para reducir la redundancia.Las distintas aplicaciones comparten los mismos elementos de datos.El almacenamiento físico es independiente de los programas de aplicación.Es posible recuperar por claves múltiples.Se utiliza formas de organizar los datos muy complejos si que ellos se refleje en los programas de aplicación.


Cuarta Etapa:Cuarta Etapa:Requisitos Actuales de los Sistemas de BDEl software procura la independencia lógica y física de los datos.Los datos pueden evolucionar sin incurrir en costos de mantenimientos excesivos.Se proveen medios para que un DBA actue como controlador y custodio de los datos y asegure la mejor organización de estos.Se proveen procedimientos eficaces para control de la seguridad e integridad.Algunos sistemas usan archivos compartidos para una rápida exploración a la BD.

4.- De los Sistemas Tradicionales de Ficheros a Base de Datos

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

f1

f2

f3

f4

f5

f6

T1

T2

T3

T5

T4

R1

R2

R3

R4

R5

DATOS FICHEROS TRATAMIENTOS RESULTADOS

SISTEMAS ORIENTADOS AL PROCESO

Proliferación de ficheros; uno para cada aplicaciónLos datos se almacenan varias veces, de tal forma que se

encuentran repetidos en los distintos archivosRedundancia, uso inadecuado de los recursos, como

resultado de ellos se origina divergencia en los resultados.Se dice orientados al proceso por que se pone énfasis en los

tratamientos que reciben los datos. Las aplicaciones se analizan e implantan con entera independencia, los datos no se suelen transferir entre ellas, al contrario estos se duplican siempre que los trabajos los necesiten.

INCOVENIENTES DE LOS SISTEMAS ORIENTADOS A PROCESOS

1. Ocupación inútil de memoria secundaria

2. Aumento en los tiempos de proceso

3. Inconsistencias

4. Dependencia de los datos respecto al soporte físico (falta de flexibilidad frente a cambios)

5. No son apropiados para sistemas de ayuda a la toma de decisiones

Surge un nuevo enfoque, el de una Base de Datos, donde los datos se almacenen una sola vez, con independencia de los tratamientos

Facturas

......

900

1250

Precio

.......

Pintura

Azulejos

Producto

....................

Misiones 1456

Fernando Martínez

1226

Rincón 1224

Joaquín García 1225

Dom. Nombre Num

Ejemplo Archivos Tradicionales

.....................................

[email protected] 9157878Rincón 876Fernando Martínez

1226

[email protected]

4182569Guaná 1202

Juan García 1225

E-mailTelefono Dirección Nombre Num

Clientes

Se cuenta con dos archivos Clientes y Facturas. El primer archivo tiene los datos básicos de los clientes, mientras que en el segundo se almacenan las ventas realizadas. Al emitir cada factura se ingresan nuevamente los datos num, nombre, domicilio.

Desventajas:

-Se duplican esfuerzos

-Se presentan redundancias de datos (datos repetidos innecesaramente)

-Se pueden producir contradicciones entre los datos, si por ejemplo se ingresan nombres diferentes para un mismo cliente.

Sistemas Orientado a los DatosSistemas Orientado a los Datos

MODELAMIENTOINTEGRAL

ESQUEMA B.D.Y DEPURACION

ACTUALIZACION

D1

D2

D3

D4

D5

RECUPERACIÓN

PROCESAMIENTO

R1

R2

R3

BD

SISTEMAS ORIENTADOS A LOS DATOS

La necesidad de una gestión mas racional del conjunto de datos, surge un nuevo enfoque que se apoya sobre una Base de Datos.

Los datos son recogidos y almacenados una sola vez con independencia de los tratamientos.

Los datos se organizan y se mantienen en un conjunto estructurado que no esta diseñado para una aplicación concreta, sino por el contrario tiende a satisfacer las necesidades de información de toda la organización.

Mejoran la calidad de las prestaciones de los Sistemas Informáticos y aumentan su rendimiento, presentan una multitud de ventajas frente a los sistemas Orientados a los procesos.

VENTAJAS DE LAS BASES DE DATOS

REFERIDAS A:

A) LOS DATOS:

- Independencia de éstos respecto de los tratamientos y viceversa

- Mejor disponibilidad de los mismos

- Mayor eficiencia en la recogida, codificación y entrada en el sistema

VENTAJAS DE LAS BASE DE DATOS (Cont..)

B) LOS RESULTADOS

- Mayor coherencia

- Mayor valor informativo

-Mejor y mas normalizada documentación

C) LOS USUARIOS

- Acceso más rápido y sencillo de los usuarios finales

- Más facilidades para compartir los datos por el conjunto de los usuarios

- Mayor flexibilidad para atender a demandas cambiantes

5. DEFINICION DE BASE DE DATOS

“Colección o depósito de datos integrados, almacenados en soporte secundario (no volatil) y con redundancia controlada. Los datos, que han de ser compartidos por diferentes usuarios y aplicaciones, deben mantenerse independientes de ellos, y su definición (estructura de la base de datos) única y almacenada junto con los datos, se ha de apoyar en un modelo de datos, el cual ha de permitir captar las interrelaciones y restricciones existentes en el mundo real. Los procedimientos de actualización y recuperación, comunes y bien determinados, facilitarán la seguridad del conjunto de los datos”, de Miguel y Piattini (1999).

5. DEFINICION DE BASE DE DATOS

6. SISTEMA DE GESTION DE BASE DE DATOS

Un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) es un software que permite manipular las bases de datos

•Construir•Utilizar •Mantener •Reorganizar

6. Sistema de Gestión de Bases de Datos

Propiedades fundamentales

Independencia de los datos (OJO es muy importante)Acceso eficiente a los datosIntegridad y seguridad de los datosAdministración de los datos Acceso concurrente y recuperación en caso de « crash »

Algunas definiciones

Esquema de una Base de DatosEsquema de una Base de Datos: Cuando una base de Datos es diseñada interesa definir una estructura para ésta. Esta estructura permanece “estática” durante un gran período de tiempo, aunque puede sufrir modificaciones ocasionales

InstanciaInstancia: Es la información que en un determinado instante del tiempo posee la base de datos y que cambia permanentemente (excepto en algunos tipos de bases de BD particulares)

Usuario final: El que interactúa con la base de datos, por lo general a través de aplicaciones e interfaces

Usuario especialista: El que diseña y programa aplicaciones para usuarios finales.

DBA (Database Administrator): El que administra la base de datos. ¿Qué hace?

Algunas definiciones

Funciones y componentes principales de un SGBD

DDL: lenguaje de definición de datosDML: lenguaje de manipulación de datos

Fuente: “Introducción a los sistemas de bases de datos” C.J. Date

Procesador DDL

Procesador DML

Procesador Lenguaje Consulta

Esquemasexternos

Datosy

Metadatos

Base de datos

PeticionesDML planeadas

Peticionescompiladas

Peticionesoptimizadas

Optimizador

PeticionesDML No planeadas

Esquemas ytransformaciones

Manejador de transacciones

Manejador de almacenamiento

Ventajas de un SGBD

Reutilización de datos y programas Control de redundanciaEstandarización Consistencia (No hay redundancia) Es posible equilibrar las cargas de los requerimientos (establecer prioridades)

Ventajas de un SGBD

Integridad (Se cumplen las reglas establecidas SeguridadRapidez de desarrolloMantenimiento y reingeniería: cambios en la estructura de datos sin cambiar los programas que los usan (hasta cierto punto)

Sistema De Gestión De Base De Datos - Libres

PostgreSQL (http://www.posgresql.org Postgresql) Licencia BSD MySQL Licencia Dual, depende el uso. FireBird basada en la versión 6 de Interbase, Initial Developer's PUBLIC LICENSE Version 1.0. DB2 Express-C (http://www.ibm.com/ar/businesscenter/catalogo/db2_express-c.phtml) Apache Derby (http://db.apache.org/derby/) Microsoft SQL Server Compact Edition Sybase ASE Express Edition para Linux (Edición gratuita para Linux

Sistema De Gestión De Base De Datos - Comerciales

dBase FileMaker Fox Pro IBM DB2 Universal Database (DB2 UDB) IBM InformixInterbase de CodeGear, filial de Borland Microsoft Access Microsoft SQL Server NexusDBOracle Paradox Progress (DBMS) Sybase ASE Sybase ASA Sybase IQ

7. Niveles de abstracción e independencia de los

datos

ESTRUCTURA LOGICA DE USUARIO

Esquema externo

ESTRUCTURA LOGICA GLOBAL

Esquema conceptual

ESTRUCTURA FÍSICA

Esquema INTERNO

Las tres estructuras de los sistemas Las tres estructuras de los sistemas de base de datos de base de datos

Independencia de datosIndependencia de datos

Tradicional : Los requerimientos de la aplicación

determinan la forma de organizar y acceder a los datos, la aplicación depende de los datos (datos subordinados).

Ello implica que si se modifica la estructura de los datos se tiene que redefinir o modificar los programas.

Se define como “la inmunidad de las aplicaciones ante cambios tanto en las estructuras lógicas como en las de almacenamiento y en la técnica de acceso a los datos”(C.J.Date).

O sea, las aplicaciones no dependen de la estructura o técnica de acceso de los datos.

Para lograr este objetivo se concibe un sistema de base de datos como una arquitectura de tres niveles.


Tendencia :

• En las bases de datos orientadas a objeto se definen las operaciones sobre datos como parte de la definición de una Clase: Encapsulamiento.

• Importa la Independencia de Clases, que de datos.

• La operación o función se define en dos partes :

Interfaz (o signatura) su nombre y los tipos de datos de sus argumentos.Implementación (método) de la operación, se especifica aparte y puede modificar sin afectar la interfaz (oculto).


Arquitectura de tres niveles Arquitectura de tres niveles Ansi/SparcAnsi/Sparc

• Instituto Nacional Americano de Normas / Comité de Planificación y Requerimientos de Sistemas.

• Compuesto de tres niveles, cada uno con su respectivo esquema :• Externo : Vistas VDL.• Conceptual : Esq. Conceptual DDL.• Interno : Esq. Interno SDL.

Niveles de abstracción (ANSI/SPARC)

Nivel interno gestión de acceso

Nivel conceptual integridad-coherencia

Nivel externo confidencialidad

Esquema físico

Esquema lógico, resultado de un proceso

de modelamiento

Vista usuario 1

Vista usuario 2

Vista usuario n

n esquemas externos

Arquitectura de tres nivelesArquitectura de tres niveles

Vista 1 Vista 2

Esquema Conceptual

Esquema Interno

Niveles: Externo

Conceptual

Interno

B.D. Almacenada

Correspondenciao

Transformación

Visiones Individualesde Usuarios

Visión de la comunidadde Usuarios

Visión Física

Nivel InternoNivel Interno : Más cercano al almacenamiento físico, o sea se ocupa de cómo se almacenan físicamente los datos.

Nivel ConceptualNivel Conceptual : Es el nivel intermedio entre los otros dos y presenta una vista global o comunitaria de los datos.

Nivel ExternoNivel Externo : Más cercano a los usuarios, se ocupa de como los usuarios perciben los datos (vistas individuales).


El Esquema Interno describe la estructura física de almacenamiento de la base de datos.

El Esquema Conceptual describe la estructura de toda la base de datos para una comunidad de usuarios. Describe entidades, atributos, vínculos, restricciones, operaciones , etc.

Esquema externo o vista de usuario describe la parte de la base de datos que interesa a un grupo de usuarios y oculta a ese grupo el resto.


Características de la arquitectura de tres Características de la arquitectura de tres nivelesniveles

El objetivo de la arquitectura de tres niveles es la separación entre las aplicaciones de usuario y la base de datos física.Los tres esquemas (que corresponden a los tres niveles) son sólo una forma de descripción de los datos. Los únicos datos que existen están en el nivel físico.

• Aunque algunos SGBD(Sistemas de Gestión de Base de Datos) se basan en la arquitectura de tres niveles no es fácil distinguir en ellos estos tres niveles.

Transformación de solicitudes entre Transformación de solicitudes entre esquemasesquemas

En un SGBD los usuarios hacen referencia sólo a su esquema externo de base de datos, por lo que el SGBD debe transformar una solicitud expresada en “esquema externo” a “esquema conceptual” y posteriormente a “esquema interno” que actuará sobre los datos almacenados.

El proceso de transformar solicitudes de un esquema a otro se conoce como correspondencia o mapping. (Basado en Sist. de Base de Datos, Elmasri/Navathe)

“ Listado de alumnos por AsignaturaAsignaturas de un Alumno ” NIVEL EXTERNO

Alumno AsignaturaCursa

Rut_al Cod_AsiRut_alCod_Asi

NIVEL CONCEPTUAL

Rut_al N7Dig_V C1Nom_Al C24…..…...

Rut_al N7Cod_Asi N6Sec N1

Cod_Asi N6Nom_As C16Num_Cr N2…..…...

NIVEL INTERNO

Arquitectura de tres niveles Arquitectura de tres niveles (Ejemplo)(Ejemplo)

Alumno AsignaturaCursa

Rut_al N7Dig_V C1Nom_Al C24…..

Rut_al N7Cod_Asi N6Sec N1

Cod_Asi N6Nom_As C16Num_Cr N2…..

Select Rut_al,Nom_al,Nom_asFrom Alumno,Cursa,AsignaturaWhere Alumno.Rut_al = Curso.Rut_al and Cursa.Cod_asi = Asignatura.Cod_asi

Arquitectura de tres niveles Arquitectura de tres niveles (Ejemplo)(Ejemplo)

FIN

BASE DE DATOS INTRODUCCION

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