Clase 01

FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS

SESIÓN 01

Mg. Orleans Moisés Gálvez Tapia

DEFINICIÓN DE BASE DE DATOS

“Base de Datos es un conjunto de datos

relacionados entre sí y que tienen un significado implícito”.

Ramez Elmasri y Shamkant B. Navathe

La definición presentada anteriormente hace referencia a dos elementos para que un conjunto de datos constituya una Base de Datos:

1) Relaciones entre datos, tema que se trata en las próximas transparencias.

2) Significado implícito de los datos que se atribuye dependiendo del contexto en que se utilizan los mismos.

Por ejemplo, el dato fecha en una base de datos de ventas puede referirse a la fecha de emisión de las facturas, mientras que si la base de datos es de música quizás corresponda a la fecha en que se grabó un tema musical.

“Datos son hechos conocidos que pueden registrarse y que tienen un significado implícito”.

Ramez Elmasri y Shamkant B. Navathe

Ejemplo: Pueden constituir datos los nombres, números telefónicos y direcciones de personas que conocemos.

TABLAS DE BASES DE DATOS

Un SGBD o DBMS (Data Base Management System por sus siglas en ingles), es un conjunto de programas (realmente un sistema de

software) de propósito general que facilita el proceso de definición, construcción y manipulación de una o más bases de datos para

usos diversos. Manipulación: permite

actualizar y consultar información, así como compartirla entre múltiples aplicaciones y usuarios.

Definición: especifica los tipos y estructuras de datos y la restricción de los mismos (controla el acceso).

Construcción: permite el almacenamiento de datos en uno o varios dispositivos de almacenamiento (arreglos de discos raid).

SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS

En el esquema se observa que los usuarios interactúan con una aplicación (por ej. un sistema integrado de gestión o un paquete contable) que utiliza un SGBD para procesar las consultas, el cual accede a los metadatos y a la base de datos correspondiente.

… SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS

Por ejemplo, en la Figura está representada una situación en la que el administrador de la base de datos ha decidido que, por motivos de eficacia, era necesario cambiar el disco en el que se habían memorizado algunos datos, repartiéndolos, además, en más discos para permitir accesos paralelos a subconjuntos de datos independientes.

Desde el punto de vista del usuario, no ha cambiado absolutamente nada y

probablemente ni siquiera conoce el cambio que se ha producido.

Una base de datos es una colección de datos que es gestionada y organizada por un software específico, el DBMS (DataBase Management System, Sistema de Gestión de DataBase). Un DBMS es sustancialmente un software que se coloca entre el usuario y los datos como tales. Gracias a este estrato intermedio el usuario y las aplicaciones no acceden a los datos tal y como se memorizan efectivamente, es decir a su representación física, sino que se ve sólo una representación lógica.

… SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS

…SISTEMAS DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS

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ELEMENTOS DEL MODELO

Rectángulo: Representa entidades básicas

Doble Rectángulo : Representa entidades débiles que

no tienen llaves primarias

Diamante: identificador de relaciones

Elipse :

Continuo: Atributos de la entidad, si esta subrayado es llave primaria

Elipses dobles: son atributos multivalor

Elipses punteadas: son atributos derivados

Línea: Ligas ó relaciones

CARDINALIDAD: OBLIGATORIA Y OPCIONAL

Uno a uno obligatorio: un empleado en Una empresa

tiene uno y solo un puesto, un Puesto pertenece a un solo

empleado.

Uno a muchos opcional: un profesor en la Fac. de

Ingeniería puede dar 0 o varias clases y una clase está dada

por uno y solo un profesor.

Muchos a muchos obligatorio: una materia puede

pertenecer a una o varias carreras, una carrera está

formada por varias materias.

Uno a uno opcional: Un paciente puede estar asignado a

un cuarto o a ninguno. En un cuarto puede haber cero o

un paciente

EJEMPLO: UNO A UNO

Cuando se decide ingresar a un paciente a un hospital se le asigna un cuarto y en un

cuarto puede estar un paciente o ninguno (suponiendo un hospital privado).

paciente cuarto

n_paciente

i_paciente#

a_paciente

i_cuarto#

i_cuarto# i_piso

q_costo

d_ingreso

EJEMPLO: UNO A MUCHOS

El titular de una cuenta de cheques puede tener cualquier número de tarjetas, pero cada

tarjeta pertenece a una sola persona, las entidades son cliente y tarjeta

cliente tarjeta

n_cliente

i_cliente#

a_cliente

i_tarjeta# i_password

q_limite d_apertura i_cliente#

EJEMPLO: MUCHOS A MUCHOS

En un proyecto de investigación puede haber cualquier número de médicos, un médico

puede participar en cero o varios proyectos.

medico proyecto

n_medico

i_medico#

a_medico

i_especial

i_proyecto# n_proyecto

t_resumen

a_telefono

ROMPIENDO EL MUCHOS A MUCHOS

(más adelante … en el MODELO RELACIONAL)

En el diseño de una base de datos no se permiten relaciones “muchos a muchos”, cuando se

tiene esto se crea una “relación” entre ambas cuya llave primaria será una llave compuesta

por las llaves primarias de las entidades que está uniendo

medico proyecto

n_medico i_medico#

a_medico

i_especial

i_proyecto# n_proyecto

t_resumen

a_telefono

medico- proyecto

i_medico# i_proyecto#

RELACIONES Y LLAVES PRIMARIAS VS CARDINALIDAD

cardinalidad Relación entre entidades Llave foránea

Uno a uno No es necesario crear una relación entre las entidades

Se crea una llave foránea en una de las entidades relacionadas que corresponde a la llave primaria en la otra

Uno a muchos No es necesario crear una relación entre las entidades

Se crea una llave foránea del lado de la entidad “muchos” que corresponde a la llave primaria del lado “uno”

Muchos a muchos

Se crea una relación con llave primaria compuesta formada por las llaves primarias de las entidades que une la relación

En las entidades no hay llave foránea.

MODELO ENTIDAD RELACIÓN

EJERCICIOS

A partir del siguiente enunciado se desea realiza el modelo entidad-relación:

“Una empresa vende productos a varios clientes. Se necesita conocer los datos personales de los clientes (nombre, apellidos, dni, dirección y fecha de nacimiento). Cada producto tiene un nombre y un código, así como un precio unitario. Un cliente puede comprar varios productos a la empresa, y un mismo producto puede ser comprado por varios clientes.

Los productos son suministrados por diferentes proveedores. Se debe tener en cuenta que un producto sólo puede ser suministrado por un proveedor, y que un proveedor puede suministrar diferentes productos. De cada proveedor se desea conocer el NIF, nombre y dirección”.

EJEMPLO 01

sustantivos verbos

EXPLICACION:

El cliente puede comprar desde uno a varios productos, pero los productos pueden ser comprados por 1 a varios clientes siempre y cuando estén en existencia.

…EJEMPLO1: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION


Se desea informatizar la gestión de una empresa de transportes que reparte paquetes por toda España. Los encargados de llevar los paquetes son los camioneros, de los que se quiere guardar el RFC, nombre, teléfono, dirección, salario y población en la que vive. De los paquetes transportados interesa conocer el código de paquete, descripción, destinatario y dirección del destinatario. Un camionero distribuye muchos paquetes, y un paquete sólo puede ser distribuido por un camionero.

De las ciudades a las que llegan los paquetes interesa guardar el código de ciudad y el nombre. Un paquete sólo puede llegar a una ciudad. Sin embargo, a una ciudad pueden llegar varios paquetes.

De los camiones que llevan los camioneros, interesa conocer la matrícula, modelo, tipo y potencia. Un camionero puede conducir diferentes camiones en fechas diferentes, y un camión puede ser conducido por varios camioneros.

EJEMPLO 02

…Ejemplo2: Lista de verbos y sustantivos de acuerdo al problema:

sustantivos verbos

…Ejemplo 2: DIAGRAMA DEL MODELO ENTIDAD/RELACION

SIGNIFICADO

Rectángulo: Entidades

Rombo: Relaciones

Ovalo: Atributos

Palabra subrayada: índice


EXPLICACION *El camionero conduce un autobús o diferentes camiones pero en diferentes fechas, a su vez el camión solo puede ser conducido por un solo camionero. * El camión es distribuidor de uno a un sin fin de paquetes, en cambio un paquete puede ser distribuido solo por un camionero. * Un paquete esta destinado a una sola ciudad en especifico, pero a una ciudad pueden estar destinados de uno a múltiples paquetes.


“En la biblioteca del centro se manejan fichas de autores y libros. En la ficha de cada autor se tiene el código de autor y el nombre. De cada libro se guarda el código, título, ISBN, editorial y número de página. Un autor puede escribir varios libros, y un libro puede ser escrito por varios autores. Un libro está formado por ejemplares. Cada ejemplar tiene un código y una localización. Un libro tiene muchos ejemplares y un ejemplar pertenece sólo a un libro.

Los usuarios de la biblioteca del centro también disponen de ficha en la biblioteca y sacan ejemplares de ella. De cada usuario se guarda el código, nombre, dirección y teléfono. Los ejemplares son prestados a los usuarios. Un usuario puede tomar prestados varios ejemplares, y un ejemplar puede ser prestado a varios usuarios. De cada préstamo interesa guardar la fecha de préstamo y la fecha de devolución”.

Una vez analizado el texto se realiza la captura de todos los sustantivos y verbos que se encuentran en la descripción del problema.

EJEMPLO 03

…Ejemplo 3: Lista de verbos y sustantivos de acuerdo al problema:

sustantivos verbos


SIGNIFICADO

El diagrama no muestra que un autor puede escribir muchos libros y que a su vez un libro puede llegar a ser escrito por muchos autores.

Un libro es tiene muchos ejemplares en cambio un ejemplar solo puede ser de un libro.

Un usuario puede pedir prestado muchos libros, y un libro pues ser sacado por muchos usuarios en distinto tiempo.

CONCEPTOS BÁSICOS DE BASES DE DATOS

TEORÍA

Que es una base de datos

Es un conjunto de datos pertenecientes

a un mismo contexto y almacenados

sistemáticamente para su posterior

uso. En este sentido una biblioteca

seria una base de tatos, más en la

actualidad debido a la informática y la

electrónica, la mayoría de las bases de

datos están en formato digital lo cual

agiliza y facilita el almacenar datos.

Para esto también existen unos

programas denominados como Sistemas

gestores de bases de datos.

Sistemas de Gestión de Base deDatos

Los sistemas de gestión de base de datos (SGBD); (en inglés:

DataBase Management System, abreviado DBMS) son un

tipo de software muy específico, dedicado a servir de interfaz

entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la

utilizan.

Propósito El propósito general de los sistemas de gestión de

base de datos es el de manejar de manera clara, sencilla y

ordenada un conjunto de datos que posteriormente se

convertirán en información relevante para una

organización.sev

Componentes Principales de una Base de Datos

Datos. Los datos son la Base de Datos propiamente dicha.

Hardware. El hardware se refiere a los dispositivos de almacenamiento en donde reside

la base de datos, así como a los dispositivos periféricos (unidad de control, canales de

comunicación, etc.) necesarios para su uso.

Software. Está constituido por un conjunto de programas que se conoce como Sistema

Manejador de Base de Datos (DMBS: Data Base Management System). Este sistema

maneja todas las solicitudes formuladas por los usuarios a la base de datos.

Usuarios. Existen tres clases de usuarios relacionados con una Base de Datos:

1. El programador de aplicaciones, quien crea programas de aplicación que utilizan la

base de datos.

2. El usuario final, quien accesa la Base de Datos por medio de un lenguaje de

consulta o de programas de aplicación.

3. El administrador de la Base de Datos (DBA: Data Base Administrator), quien se

encarga del control general del Sistema de Base de Datos.

Componentes Estructurales de una Base de Datos

La estructura fundamental de una Base de Datos

es una ``tabla'', la cual organiza la información en

filas y columnas relacionándose entre sí para que

su acceso sea más fácil.

Las filas dentro de una tabla son conocidas como

``registros'', los cuales son unidades de

almacenamiento dentro de una tabla. Las

columnas son llamadas ``campos'', que es cualquier

elemento indivisible contenido en un registro.

Existe la posibilidad de que la información de los

registros se repita, por lo que es necesario asignar

o adicionar una clave conocida como campo clave,

dicha clave identificará a cada registro como

único.

Para ilustrar de alguna forma cómo se representa

una tabla incluyendo el campo clave se puede ver

en la figura

Elementos de una Base de Datos

Esencialmente, existen dos tipos de bases de datos:

-Flot-file: tipo Excel, en donde todos los datos relacionados entre ellos se

sitúan en una única tabla con el consiguiente problema que cada noticia

común a diversos informes debe repetirse para cada uno de ellos.

-Vínculos: como Access, en donde se utilizan varias tablas vinculadas entre

ellas

Vínculos.- Un vínculo permite introducir información de una tabla en el

informe de otra a través de un identificador (Id). Las ventajas que ofrece

una base de datos vinculada son diferentes:

-Ahorro de tiempo, ya que los mismos datos se introducen una sola vez

-Ahorro de espacio, ya que la base de datos tiene dimensiones más reducidas

-Reducción de errores determinados por la introducción de datos

Tipos de Bases de Datos

Específicamente existen dos tipos de bases de datos

los cuales son:

Las Bases de Datos Analíticas

Las Bases de Datos Operacionales

Sin embargo algunos modelos de bases de datos

tambien se consideran entre esta cateria.

Base de Datos Analítica

Estas son bases de datos de sólo lectura,

utilizadas primordialmente para almacenar

datos históricos que posteriormente se pueden

utilizar para estudiar el comportamiento de un

conjunto de datos a través del tiempo, realizar

proyecciones y tomar decisiones.

Base de Datos Operacional

Estas son bases de datos más dinámicas, orientadas a almacenar

información que es modificada con el tiempo, permitiendo operaciones como

actualización y adición de datos, además de las operaciones fundamentales

de consulta.

Además de la clasificación por la función de las bases de datos, éstas

también se pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administración de

datos.

Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como

contenedor de datos (algo en donde se guarda la información), así como de

las metodologías para almacenar y recuperar información de esos

contenedores. Los modelos de datos no son cosas físicas; son abstracciones

que permiten la implementación de un sistema eficiente de base de datos,

por lo general se refieren a algoritmos, y conceptos matemáticos.

Modelos de Bases de Datos

Entre estos modelos tenemos

Bases de datos jerárquicas

Bases de datos de red

Bases de datos relacionadas

Bases de datos orientadas a objetos

Etc..

Bases de Datos Jerárquicas

Estas son bases de datos que, como su nombre lo indican, almacenan su

información en una estructura jerárquica. En este modelo los datos se

organizan en una forma similar a un árbol (visto al revés), en donde un nodo

padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres se le

conoce como raíz, y a los nodos que no tienen hijos se les conoce como hojas.

Una de las principales limitaciones de este modelo, es su incapacidad de

representar eficientemente la redundancia de datos. . Así, el modelo jerárquico

puede representar dos tipos de relaciones entre los datos: relaciones de uno a

uno y relaciones de uno a muchos.

En el primer tipo se dice que existe una relación de uno a uno si el padre de la

estructura de información tiene un solo hijo y viceversa, si el hijo tiene

solamente un padre. En el segundo tipo se dice que la relación es de uno a

muchos si el padre tiene más de un hijo, aunque cada hijo tenga un solo padre.

Inconveniente del modelo

jerárquico

Ejemplo:

Consideremos una empresa que requiere

controlar a los vendedores y las ventas que

ellos realizan; de este problema determinamos

que los objetos o entidades principales a

estudiar son el empleado (vendedor) y el

artículo (que es el producto en venta), y las

características que los identifican son:

Empleado: Artículo:

Nombre Descripción

Puesto Costo

Salario Clave

R.F.C.

La relación entre ambas entidades la podemos

establecer como Venta

Relación maestro-alumno, donde un

maestro tiene varios alumnos, pero un

alumno también tiene varios

maestros, uno para cada clase. En

este caso, si la información estuviera

representada en forma jerárquica

donde el padre es el maestro y el

alumno es el hijo, la información del

alumno tendrá que duplicarse para

cada uno de los maestros.

Otra dificultad que presenta el

modelo jerárquico de representación

de datos es respecto a las bajas. En

este caso, si se desea dar de baja a un

padre, esto necesariamente implicará

dar de baja a todos y cada uno de los

hijos que dependen de este padre.

Bases de Datos de Red

Este es un modelo ligeramente distinto del jerárquico, en donde su diferencia

fundamental es la modificación del concepto de un nodo, permitiendo que un

mismo nodo tenga varios padres (algo no permitido en el modelo jerárquico).

Fue una gran mejora con respecto al modelo jerárquico, ya que ofrecía una

solución eficiente al problema de redundancia de datos, pero aun así, la

dificultad que significa administrar la información en una base de datos de

red, ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por

programadores más que por usuarios finales.

El modelo de red evita redundancia en la información, a través de la

incorporación de un tipo de registro denominado el conector, que en este caso

pueden ser las calificaciones que obtuvieron los alumnos de cada profesor.

La dificultad surge al manejar las conexiones o ligas entre los registros y sus

correspondientes registros conectores.

Bases de Datos Relacionadas

Este es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas

reales y administrar datos dinámicamente. Cuando fue creado a finales

de los años sesenta, no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma

en los modelos de base de datos. Su idea fundamental se basa en el

concepto de "tablas", que a su vez se componen de registros (las filas de

una tabla) y campos (las columnas de una tabla)

En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no

tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de

red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y

de utilizar para un usuario casual de la base de datos. La información

puede ser recuperada o almacenada por medio de "consultas" que ofrecen

una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.

Access

Microsoft Access es un programa Sistema de gestión

de base de datos relacional creado y modificado por

Microsoft para uso personal de pequeñas

organizaciones. Es un componente de la suite

Microsoft Office aunque no se incluye en el paquete

"básico". Una posibilidad adicional es la de crear

ficheros con bases de datos que pueden ser consultados

por otros programas. Dentro de un sistema de

información entraría dentro de la categoría de Gestión

y no en la de Ofimática como algunos creen.

Generalidades de Access

Es un software de gran difusión entre pequeñas empresas (PYMES) cuyas

bases de datos no requieren de excesiva potencia, ya que se integra

perfectamente con el resto de aplicaciones de Microsoft y permite crear

pequeñas aplicaciones con unos pocos conocimientos del Programa.

Microsoft Access permite crear formularios para insertar y modificar datos

fácilmente. También tiene un entorno gráfico para ver las relaciones entra

las diferentes tablas de la base de datos.

Tiene un sistema de seguridad de cifrado bastante primitivo y puede ser la

respuesta a proyectos de programación de pequeños y medianos tamaños.

Inconvenientes de Access

Para bases de datos de gran calibre (en cuanto a volumen de

datos o de usuarios) es recomendable usar otros sistemas como

MySQL o Microsoft SQL Server, y código VBA (Visual

Basic para Aplicaciones).

Entre sus mayores inconvenientes figuran que no es

multiplataforma, pues sólo está disponible para sistemas

operativos de Microsoft, Su uso es inadecuado para grandes

proyectos de software que requieren tiempos de respuesta

críticos

MySQL

MySQL es un sistema de gestión de base de datos relacional,

multihilo y multiusuario con más de seis millones de

instalaciones.[1] MySQL AB —desde enero de 2008 una

subsidiaria de Sun Microsystems y ésta a su vez de Oracle

Corporation desde abril de 2009— desarrolla MySQL como

software libre en un esquema de licenciamiento dual.

Por un lado se ofrece bajo la GNU GPL para cualquier uso

compatible con esta licencia, pero para aquellas empresas que

quieran incorporarlo en productos privativos deben comprar a

la empresa una licencia específica que les permita este uso.

Está desarrollado en su mayor parte en ANSI C.

Al contrario de proyectos como Apache, donde el software es

desarrollado por una comunidad pública y el copyright del

código está en poder del autor individual, MySQL es

propietario y está patrocinado por una empresa privada, que

posee el copyright de la mayor parte del código.

Esto es lo que posibilita el esquema de licenciamiento

anteriormente mencionado. Además de la venta de licencias

privativas, la compañía ofrece soporte y servicios. Para sus

operaciones contratan trabajadores alrededor del mundo que

colaboran vía Internet. MySQL AB fue fundado por David

Axmark, Allan Larsson y Michael Widenius.

Aplicaciones de MySQL

MySQL es muy utilizado en aplicaciones web, como Drupal o phpBB,

en plataformas (Linux/Windows-Apache-MySQL-PHP/Perl/Python),

y por herramientas de seguimiento de errores como Bugzilla. Su

popularidad como aplicación web está muy ligada a PHP, que a menudo

aparece en combinación con MySQL. MySQL es una base de datos muy

rápida en la lectura cuando utiliza el motor no transaccional MyISAM,

pero puede provocar problemas de integridad en entornos de alta

concurrencia en la modificación. En aplicaciones web hay baja

concurrencia en la modificación de datos y en cambio el entorno es

intensivo en lectura de datos, lo que hace a MySQL ideal para este tipo

de aplicaciones.

Características adicionales

* Usa GNU Automake, Autoconf, y

Libtool para portabilidad

* Uso de multihilos mediante hilos

del kernel.

* Usa tablas en disco b-tree para

búsquedas rápidas con compresión

de índice

* Tablas hash en memoria

temporales

* El código MySQL se prueba con

Purify (un detector de memoria

perdida comercial) así como con

Valgrind, una herramienta GPL

.

* Completo soporte para operadores y

funciones en cláusulas select y

where.

* Completo soporte para cláusulas

group by y order by, soporte de

funciones de agrupación

* Seguridad: ofrece un sistema de

contraseñas y privilegios seguro

mediante verificación basada en el

host y el tráfico de contraseñas está

cifrado al conectarse a un servidor.

* Soporta gran cantidad de datos.

MySQL Server tiene bases de datos

de hasta 50 millones de registros.

* Se permiten hasta 64 índices por

tabla (32 antes de MySQL 4.1.2).

Cada índice puede consistir desde 1

hasta 16 columnas o partes de

columnas. El máximo ancho de

límite son 1000 bytes (500 antes de

MySQL 4.1.2).

* Los clientes se conectan al servidor

MySQL usando sockets TCP/IP en

cualquier plataforma. En sistemas

Windows se pueden conectar

usando named pipes y en sistemas

Unix usando ficheros socket Unix.

* En MySQL 5.0, los clientes y

servidores Windows se pueden

conectar usando memoria

compartida.

* MySQL contiene su propio

paquete de pruebas de rendimiento

proporcionado con el código fuente

de la distribución de MySQL

SQL

El Lenguaje de consulta estructurado (SQL [/esekuˈele/ en

español, /ɛskjuːˈɛl / o /ˈsiːkwəl/, en inglés] Structured Query Language) es un lenguaje declarativo de acceso a bases de

datos relacionales que permite especificar diversos tipos de

operaciones en éstas. Una de sus características es el manejo

del álgebra y el cálculo relacional permitiendo efectuar

consultas con el fin de recuperar -de una forma sencilla-

información de interés de una base de datos, así como también

hacer cambios sobre ella. Es un lenguaje de cuarta generación

(4GL).

Generalidades de SQL

El SQL es un lenguaje de acceso a bases de datos que explota

la flexibilidad y potencia de los sistemas relacionales

permitiendo gran variedad de operaciones en éstos últimos.

Es un lenguaje declarativo de "alto nivel" o "de no

procedimiento", que gracias a su fuerte base teórica y su

orientación al manejo de conjuntos de registros, y no a

registros individuales, permite una alta productividad en

codificación y la orientación a objetos. De esta forma una sola

sentencia puede equivaler a uno o más programas que utilizas

en un lenguaje de bajo nivel orientado a registro.

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