UNIDAD 2

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 Diseño de Bases de Datos y el Modelo E-R

2.1 El Proceso de Diseño

El diseño de bases de datos es el proceso por el que se determina la organización de una base de datos, incluidos su estructura, contenido y las aplicaciones que se han de desarrollar. Se ha progresado mucho en el diseño de bases de datos y éste se considera ahora una disciplina estable, con métodos y técnicas propios. Debido a la creciente aceptación por parte de la industria y el gobierno en el plano comercial, y a una variedad de aplicaciones científicas y técnicas, el diseño de bases de datos desempeña un papel central en el empleo de los recursos de información en la mayoría de las organizaciones.

Es importante tener en cuenta que Los términos "base de datos" y "tabla" no son sinónimos. El término base de datos se refiere a una base de datos relacional que almacena información sobre una o más tablas.

La clave para obtener un diseño de base de datos eficaz radica en comprender exactamente qué información se desea almacenar y la forma en que un sistema de administración de bases de datos relacionales, almacena los datos. Para ofrecer información de forma eficiente y precisa, debe tener almacenados los datos sobre distintos temas en tablas separadas. Al organizar los datos de forma apropiada, proporciona flexibilidad a la base de datos y tiene la posibilidad de combinar y presentar información de muchas formas diferentes.

El proceso de diseño consta de:

Determinar la finalidad de la base de datos: Ayuda a estar preparado para los demás pasos.

Buscar y organizar la información necesaria: Reunir todos los tipos de información que desee registrar

Dividir la información en tablas: Divida los elementos en entidades o temas principales

Convertir los elementos de información en columnas: Decidir qué información desea almacenar en cada tabla. Cada elemento se convertirá en un campo y se mostrará como una columna en la tabla.

No incluir datos calculados.

Almacene la información en sus partes lógicas más pequeñas

Especificar claves principales:. La clave principal es una columna que se utiliza

para identificar inequívocamente cada fila, como Id de producto o Id de pedido.

Definir relaciones entre las tablas: Examine cada tabla y decida cómo se relacionan los datos de una tabla con las demás tablas.

Ajustar el diseño: Analice el diseño para detectar errores.

Aplicar las reglas de normalización: Esto es para comprobar si las tablas están estructuradas correctamente.

2.2 Modelo Entidad – Relación

1.Un modelo de datos es una colección de herramientas conceptuales para la descripción de datos, relaciones entre datos, semántica de los datos y restricciones de consistencia. Podemos citar dos modelos de datos —el modelo entidad-relación y el modelo relacional.

El modelo entidad-relación (E-R) es un modelo de datos de alto nivel. Está basado en una percepción de un mundo real que consiste en una colección de objetos básicos, denominados entidades, y de relaciones entre estos objetos.

El modelo relacional es un modelo de menor nivel. Usa una colección de tablas para representar tanto los datos como las relaciones entre los datos. Su simplicidad conceptual ha conducido a su adopción general; actualmente, una vasta mayoría de productos de bases de datos se basan en el modelo relacional. Los diseñadores formulan generalmente el diseño del esquema de la base de datos modelando primero los datos en alto nivel, usando el modelo E-R, y después traduciéndolo al modelo relacional.

Otro modelo de datos es el orientado a objetos, por ejemplo, extiende la representación de entidades añadiendo nociones de encapsulación, métodos (funciones) e identidad de objeto. El modelo de datos relacional orientado a objetos combina características del modelo de datos orientado a objetos y del modelo de datos relacional.

Se desarrolló para facilitar el diseño de bases de datos permitiendo la especificación de un esquema de la empresa que representa la estructura lógica completa de una base de datos. El modelo de datos E-R es uno de los diferentes modelos de datos semánticos; el aspecto semántico del modelo yace en la representación del significado de los datos. El modelo E-R es extremadamente útil para hacer corresponder los significados e interacciones de las empresas del mundo real con un esquema conceptual. Debido a esta utilidad, muchas herramientas de diseño de bases de datos se basan en los conceptos del modelo E-R.

Hay tres nociones básicas que emplea el modelo de datos E-R: conjuntos de entidades, conjuntos de relaciones y atributos.

Una entidad es una «cosa» u «objeto» en el mundo real que es distinguible de todos los demás objetos. Por ejemplo, cada persona en un desarrollo es una entidad. Una entidad tiene un conjunto de propiedades, y los valores para algún conjunto de propiedades pueden identificar una entidad de forma unívoca. Por ejemplo, el D.N.I. 67.789.901 identifica unívocamente una persona particular en la empresa. Análogamente, se puede pensar en los préstamos bancarios como entidades, y un número de préstamo P-15 en la sucursal de Castellana identifica unívocamente una entidad de réstamo. Una entidad puede ser concreta, como una persona o un libro, o puede ser abstracta, como un préstamo, unas vacaciones o un concepto.

Un conjunto de entidades es un conjunto de entidades del mismo tipo que comparten las mismas propiedades, o atributos.

El conjunto de todas las personas que son clientes en un banco dado, por ejemplo, se pueden definir como el conjunto de entidades cliente.

Las entidades individuales que constituyen un conjunto se llaman la extensión del conjunto de entidades. Así, todos los clientes de un banco son la extensión del conjunto de entidades cliente.

Una entidad se representa mediante un conjunto de atributos. Los atributos describen propiedades que posee cada miembro de un conjunto de entidades. La designación de un atributo para un conjunto de entidades expresa que la base de datos almacena información similar concerniente a cada entidad del conjunto de entidades; sin embargo, cada entidad puede tener su propio valor para cada atributo. Posibles atributos del conjunto de entidades cliente son id-cliente, nombre-cliente, calle-cliente y ciudad-cliente. En la vida real, habría más atributos, tales como el número de la calle, el número del portal, la provincia, el código postal, y la comunidad autónoma, pero no se incluyen en el ejemplo simple. Posibles atributos del conjunto de entidades préstamo son número-préstamo e importe.

Para cada atributo hay un conjunto de valores permitidos, llamados el dominio, o el conjunto de valores, de ese atributo. El dominio del atributo nombrecliente podría ser el conjunto de todas las cadenas de texto de una cierta longitud. Análogamente, el dominio del atributo número-préstamo podría ser el conjunto de todas las cadenas de la forma «P-n», donde n es un entero positivo.

Ejemplo:
Entidad: Empleado
Nombre de atributo: Código
• Descripción: Código único por empleado
asignado por la empresa
• Función: Identificación (+Definición)
• Dominio: Números positivos de dos cifras

Atributos monovalorados y multivalorados. Los atributos que se han especificado en los ejemplos tienen todos un valor sólo para una entidad concreta. Por ejemplo, el atributo número-préstamo para una entidad préstamo específico, referencia a un único número de préstamo. Tales atributos se llaman monovalorados. Puede haber ocasiones en las que un atributo tiene un conjunto de valores para una entidad específica. Considérese un conjunto de entidades empleado con el atributo número-teléfono. Cualquier empleado particular puede tener cero, uno o más números de teléfono. Este tipo de atributo se llama multivalorado. En ellos, se pueden colocar apropiadamente límites inferior y superior en el número de valores en el atributo multivalorado.

Como otro ejemplo, un atributo nombresubordinado del conjunto de entidades empleado sería multivalorado, ya que un empleado en concreto podría tener cero, uno o más subordinados.

Cuando sea apropiado se pueden establecer límites superior e inferior en el número de valores de un atributo multivalorado. Por ejemplo, un banco puede limitar el número de números de teléfono
almacenados para un único cliente a dos. Colocando límites en este caso, se expresa que el atributo número-teléfono del conjunto de entidades cliente puede tener entre cero y dos valores.

Considérese que el conjunto de entidades empleado tiene un atributo edad, que indica la edad del cliente. Si el conjunto de entidades cliente tiene también un atributo fechade-nacimiento, se puede calcular edad a partir de fecha-de-nacimiento y de la fecha actual. Así, edad es un atributo derivado.

Un atributo toma un valor nulo cuando una entidad no tiene un valor para un atributo. El valor nulo también puede indicar «no aplicable», es decir, que el valor no existe para la entidad. Por ejemplo, una persona puede no tener segundo nombre de pila. Nulo puede también designar que el valor de un atributo es desconocido. Un valor desconocido puede ser, bien perdido (el valor existe pero no se tiene esa información) o desconocido (no se conoce si el valor existe realmente o no).

Por ejemplo, si el valor nombre para un cliente particular es nulo, se asume que el valor es perdido, ya que cada cliente debe tener un nombre. Un valor nulo para el atributo piso podría significar que la dirección no incluye un piso (no aplicable), que existe piso pero no se conoce cuál es (perdido), o que no se sabe si el piso forma parte o no de la dirección del cliente (desconocido).

Una relación es una asociación entre diferentes entidades. Por ejemplo, se puede definir una relación que asocie al cliente López con el préstamo P-15. Esta relación especifica que López es un cliente con el préstamo número P-15. Un conjunto de relaciones es un conjunto de relaciones del mismo tipo. Formalmente es una relación matemática con n > = 2 de conjuntos de entidades (posiblemente no distintos). Si E1, E2,…,En son conjuntos de entidades, entonces un conjunto de relaciones R es un subconjunto de:

{(e1, e2,…,en) | e1 ∈ E1, e2 ∈ E2,…,en ∈ En}

donde (e1,e2,…en) es una relación.

Considérense las dos entidades cliente y préstamo. Se define el conjunto de relaciones prestatario para denotar la asociación entre clientes y préstamos bancarios que los clientes tengan. Esta asociación se describe en la siguiente figura:

La función que desempeña una entidad en una relación se llama papel de la entidad. Debido a que los conjuntos de entidades que participan en un conjunto de relaciones son generalmente distintos, los papeles están implícitos y no se especifican normalmente. Sin embargo, son útiles cuando el significado de una relación necesita aclaración. Tal es el caso cuando los conjuntos de entidades de una relación no son distintos; es decir, el mismo conjunto de entidades participa en una relación más de una vez con diferentes papeles. En este tipo de conjunto de relaciones, que se llama algunas veces conjunto de relaciones recursivo, es necesario hacer explícitos los papeles para especificar cómo participa una entidad en un ejemplar de relación. Por ejemplo, considérese una conjunto de entidades empleado que almacena información acerca de todos los empleados del banco. Se puede tener un conjunto de relaciones trabaja-para que se modela mediante pares ordenados de entidades empleado. El primer empleado de un par toma el papel de trabajador, mientras el segundo toma el papel de jefe. De esta manera, todas las relaciones
trabaja-para son pares (trabajador, jefe); los pares (jefe, trabajador) están excluidos.

El número de conjuntos de entidades que participan en un conjunto de relaciones es también el grado del conjunto de relaciones. Un conjunto de relaciones binario tiene grado 2; un conjunto de relaciones ternario tiene grado 3.

Otro ejemplo:

Una relación tiene sentido al expresar las entidades que relaciona. En el ejemplo anterior, un huesped(entidad), se aloja(relación) en una habitacion(entidad).

Dados los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped", todas las relaciones de la forma habitación-huésped, permiten obtener la información de los huéspedes y sus respectivas habitaciones.

La dependencia o asociación entre los conjuntos de entidades es llamada participación. En el ejemplo anterior los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped" participan en el conjunto de relaciones habitación-huésped.

2.3 Restricciones

Una restricción es una condición que obliga el cumplimiento de ciertas condiciones en la base de datos. A veces algunas restricciones no son creadas por los usuarios sino por el hecho de que la base de datos sea relacional y estas restricciones proveen un método de implementar reglas en la base de datos además juegan el rol de organizar mejor los datos.

La correspondencia de cardinalidades, o razón de cardinalidad, expresa el número de entidades a las que otra entidad puede estar asociada vía un conjunto de relaciones. Y estas son:

Uno a uno. Una entidad en A se asocia con asolo una entidad en B, y una entidad en B se asocia solo una entidad en A.

Uno a varios. Una entidad en A se asocia con cualquier número de entidades en B. Una entidad en B, sin embargo, se puede asociar con solo una entidad en A

Varios a uno. Una entidad en A se asocia solo una entidad en B. Una entidad en B, sin embargo, se puede asociar con cualquier número de entidades en A

Varios a varios. Una entidad en A se asocia con cualquier número de entidades en B, y una entidad en B se asocia con cualquier número de entidades en A.

Restricciones Parciales: La participación de un conjunto de entidades E en un conjunto de relaciones R se dice que es total si cada entidad en E participa al menos en una relación en R. Si sólo algunas entidades en E participan en relaciones en R, la participación del conjunto de entidades E en la relación R se llama parcial.

2.5 Diseño con Diagramas E-R

La estructura lógica de una Base de Datos se puede representar gráficamente a través de un diagrama, el cual llamaremos Diagrama E-R. Estos diagramas se apoyan de diferentes símbolos los cuales tienen un significado particular. Los diagramas se usan para que la información se presente de forma clara y sencilla. Los componentes principales son entidad o conjuntos de entidades, relación o conjunto de relaciones, atributos y estos pueden clasificarse en:

Simples o atómicos: Son aquellos que no contienen otros atributos

Compuestos: Son los que incluyen otros atributos simples.. Ejemplo: dirección (Se puede dividir en calle, número, ciudad).

Mono valorado o Univalorados: Atributo que toma un solo valor, para una entidad en particular.

Multivalorados: Atributo que para una misma entidad puede tomar muchos valores.

Derivados o calculados: Son aquellos atributos cuyos valores se pueden conseguir con operaciones sobre valores de otros atributos.

Nulos: Son aquellos atributos para los cuales en algún momento no existe o no se conoce su valor. 

El Diagrama Entidad – Relación es la representación gráfica del Modelo Entidad-Relación y permite ilustrar la estructura de la base de datos del negocio modelado.

Está compuesto por los siguientes elementos.

Rectángulos: representan conjuntos de entidades.

Elipses: representan atributos.

 Rombos: representan relaciones.

Líneas: unen atributos a conjuntos de entidades y conjuntos de entidades a conjuntos de relaciones.

Elipses dobles: representan atributos multivalorados.

Elipses discontinuas: que denotan atributos derivados.

Líneas dobles: indican participación total de una entidad en un conjunto de relaciones.

Rectángulos dobles: representan conjuntos de entidades débiles.

2.6 Conjunto de entidades débiles

Las entidades que hemos considerado hasta ahora tienen un conjunto de atributos que forman su claves primarias y que permiten identificarlas completamente. Estas entidades se denominan, de forma más específica, entidades fuertes. En este subapartado consideraremos otro tipo de entidades que denominaremos entidades débiles.

Una entidad débil es una entidad cuyos atributos no la identifican completamente, sino que sólo la identifican de forma parcial. Esta entidad debe participar en una interrelación que ayuda a identificarla.

Una entidad débil se representa con un rectángulo doble, y la interrelación que ayuda a identificarla se representa con una doble línea.

Para que un conjunto de entidades débiles tenga sentido, debe estar asociada con otro conjunto de entidades, denominado el conjunto de entidades identificadoras o propietarias. Cada entidad débil debe estar asociada con una entidad identificadora; es decir, se dice que el conjunto de entidades débiles depende existencialmente del conjunto de entidades identificadoras. Se dice que el conjunto de entidades identificadoras es propietaria del conjunto de entidades débiles que identifica. La relación que asocia el conjunto de entidades débiles con el conjunto de entidades identificadoras se denomina relación identificadora. La relación identificadora es varios a uno del conjunto de entidades débiles al conjunto de entidades identificadoras y la participación del conjunto de entidades débiles en la relación es total.

Ejemplo: Consideremos las entidades edificio y despacho de la figura siguiente. Supongamos que puede haber despachos con el mismo número en edificios diferentes. Entonces, su número no identifica completamente un despacho. Para identificar completamente un despacho, es necesario tener en cuenta en qué edificio está situado. De hecho, podemos identificar un despacho mediante la interrelación situación, que lo asocia a un único edificio. El nombre del edificio donde está situado junto con el número de despacho lo identifican completamente.

La interrelación situación nos ha permitido completar la identificación de los despachos. Para toda entidad débil, siempre debe haber una única interrelación que permita completar su identificación. Esta interrelación debe ser binaria con conectividad 1:N, y la entidad débil debe estar en el lado N. De este modo, una ocurrencia de la entidad débil está asociada con una sola ocurrencia de la entidad del lado 1, y será posible completar su identificación de forma única. Además, la entidad del lado 1 debe ser obligatoria en la interrelación porque, si no fuese así, alguna ocurrencia de la entidad débil podría no estar interrelacionada con ninguna de sus ocurrencias y no se podría identificar completamente. 

Veamos y anilicemos el siguiente ejemplo:

El discriminante de un conjunto de entidades débiles es un conjunto de atributos que permite que sea distinguido. Por ejemplo, el discriminante del conjunto de entidades débiles pago es el atributo número-pago, ya que, para cada préstamo, un número de pago identifica de forma única cada pago para ese préstamo. El discriminante de un conjunto de entidades débiles se denomina la clave parcial del conjunto de entidades. La clave primaria de un conjunto de entidades débiles se forma con la clave primaria del conjunto de entidades identificadoras, más el discriminante del conjunto de entidades débiles. En el caso del conjunto de entidades pago, su clave primaria es {número-préstamo, número-pago}, donde número-préstamo es la clave primaria del conjunto de entidades identificadoras, es decir, préstamo, y número-pago distingue las entidades pago dentro del mismo préstamo.

Observe el siguiente modelo E-R y analicelo: 
  

2.7 Modelo E-R extendido 

En algunos casos, hay ocurrencias de una entidad que tienen características propias específicas que nos interesa modelizar. Por ejemplo, puede ocurrir que se quiera tener constancia de qué coche de la empresa tienen asignado los empleados que son directivos; también que, de los empleados técnicos, interese tener una interrelación con una entidad proyecto que indique en qué proyectos trabajan y se desee registrar su titulación. Finalmente, que convenga conocer la antigüedad de los empleados administrativos. Asímismo, habrá algunas características comunes a todos los empleados: todos se identifican por un DNI, tienen un nombre, un apellido, una dirección y un número de teléfono.

La generalización/especialización permite reflejar el hecho de que hay una entidad general, que denominamos entidad superclase, que se puede especializar en entidades subclase:

a) La entidad superclase nos permite modelizar las características comunes de la entidad vista de una forma genérica.
 

b) Las entidades subclase nos permiten modelizar las características propias de sus especializaciones.

Es necesario que se cumpla que toda ocurrencia de una entidad subclase sea también una ocurrencia de su entidad superclase.

Denotamos la generalización/especialización con una flecha que parte de las entidades subclase y que se dirige a la entidad superclase.

Ejemplo de entidades superclase y subclase

En la figura siguiente están representadas la entidad superclase, que corresponde al empleado del ejemplo anterior, y las entidades subclase, que corresponden al directivo, al técnico y al administrativo del mismo ejemplo.

En la generalización/especialización, las características (atributos o interrelaciones) de la entidad superclase se propagan hacia las entidades subclase. Es lo que se denomina herencia de propiedades.

En el diseño de una generalización/especialización, se puede seguir uno de los dos procesos siguientes:

1)  Puede ocurrir que el diseñador primero identifique la necesidad de la entidad superclase y, posteriormente, reconozca las características específicas que hacen necesarias las entidades subclase. En estos casos se dice que ha seguido un proceso de especialización.

2)  La alternativa es que el diseñador modelice en primer lugar las entidades subclase y, después, se dé cuenta de sus características comunes e identifique la en- tidad superclase. Entonces se dice que ha seguido un proceso de generalización.

La generalización/especialización puede ser de dos tipos:

a)  Disjunta. En este caso no puede suceder que una misma ocurrencia apa rezca en dos entidades subclase diferentes. Se denota gráficamente con la etiqueta D.

b)  Solapada. En este caso no tiene lugar la restricción anterior. Se denota gráficamente con la etiqueta S.

Además, una generalización/especialización también puede ser:

1)  Total. En este caso, toda ocurrencia de la entidad superclase debe pertenecer a alguna de las entidades subclase. Esto se denota con la etiqueta T.

2)  Parcial. En este caso no es necesario que se cumpla la condición anterior. Se denota con la etiqueta P.

La generalización/especialización de los empleados es total porque suponemos que todo empleado debe ser directivo, técnico o administrativo. Se denota con la etiqueta T. 

Notaciones usadas en el Modelo E-R

Notaciones del Modelo E-R alternativas

unidad 1

Hola en este blog aprenderemos sobre los "fundamentos de las bases de datos" ;)

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1.1 Objetivo de las Bases de Datos

Las bases de datos constituyen una parte integrante y fundamental del sistema de información y tienen su razón de ser en la misma existencia de esté.

 Las necesidades de información de nuestra sociedad actual se dejan sentir de forma cada vez más imperiosa. El problema de la información está estrechamente relacionado con el desarrollo económico y social. La investigación, la planificación y la toma de decisiones exigen una información precisa, oportuna, completa, coherente y adaptada a las necesidades específicas de cada usuario y de cada circunstancia. 

La información es vital para el desarrollo de los pueblos. Una primera acepción esta relacionada con la investigación, y considera la información como elemento escencial y como elemento de E/S en toda actividad del campo de la investigación. Otra acepción la considera como CONOCIMIENTO TRANSMISIBLE lo cual beneficia a grupos de individuos en diversas actividades tales como: socioculturales, medicina, educación, medios de comunicación, entre muchos mas.

También se considera a la información como un recurso fundamental, un bien en el sentido ecnómico del término, que ha de ser usado en alguna actividad del ser humano, por lo tanto es escencial para la productividad e igualdad de oportunidades. 

Las cualidades que debe poseer la información, y que hacen de ella un recurso fundamental de las organizaciones y de los individuos, son básicamente:

* Precisión

* Oportunidad

* Compleción

* Significado

* Integridad 

Cualidades de la Información: 

Precision	Oportunidad	Compleción	Significado	Integridad
Se refiere al porcentaje de información correcta sobre la información total del sistema (BD)  El sistema podrá señalar ciertos errores o incompatibilidades en los datos para tener coherencia.	Se refiere al tiempo transcurrido desde el momento en que se produjo el hecho que originó el dato hasta el momento en el que la información se pone a disposición del usuario.	Significa que la información debe ser completa para cumplir con sus objetivos, ya que de esto depende la toma de decisiones.	Debe contener el máximo contenido semántico para que la información sea relamente verdadera.  Debe ser comprensible e interesante, lo que supone no proporcionar a los usuarios un volúmen grande de información que no pueda ser asimilada.	La información contenida en el sistema debe ser coherente y consistente con las reglas semánticas propias del mundo real al que ha de representar.

1.2 Áreas de aplicación de los Sistemas de Bases de Datos 

1.Banca: información de clientes, cuentas, transacciones, préstamos, etc. 

2.Líneas aéreas: Clientes, horarios, vuelos, destinos, etc. (1ras bases distribuidas geográficamente)

3.Universidades: Estudiantes, carreras, horarios, materias, etc.

4.Transacciones de tarjeta de crédito: para comprar con tarjetas de crédito y la generación de los extractos mensuales.

5.Telecomunicaciones: para guardar registros de llamadas realizadas, generar facturas mensuales, mantener el saldo de las tarjetas, telefónicas de prepago y almacenar información sobre las redes.

6. Medicina: Registro de enfermedades, datos biológicos, etc.

En realidad su uso es muy amplio y se puede tener en cualquier sistema.

Despues de analizar todo lo anterior, veamos una definición de Base de Datos:

"Deposito de datos integrados, almacenados en soporte secundario 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 BD) única y alamcenada 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, comúnes y bien determinados, facilitarán la seguridad del conjunto de los datos." 

1.3 Modelos de Datos 

Existen modelos de datos que tienen herramientas para relacionar unos datos con otros de la misma forma que ocurre en el mundo real. Dentro de los modelos existentes hoy en día podemos hacer dos clasificaciones:

       Modelos de diseño: Predomina el modelo “Entidad/relación”.

Primero apareció el modelo jerárquico o de tipo árbol.

Posteriormente se evolucionó hacia el modelo de red en el que se usan registros unidos por enlaces.

Actualmente el modelo más usado es el modelo relacional basado en tablas sin olvidar el Modelo Orientado a objetos.

Tambien podemos verlo de la siguiente forma:

Los Modelos Conceptuales: Los modelos conceptuales se utilizan para representar la realidad a un alto nivel de abstracción. Mediante los modelos conceptuales se puede construir una descripción de la realidad fácil de entender.

Los Modelos Lógicos: En los modelos lógicos, las descripciones de los datos tienen una correspondencia sencilla con la estructura física de la base de datos.

1.4 Arquitectura del Sistema Gestor de Bases de Datos

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

Objetivos de un SGBD

Los SGBD se diseñan para gestionar grandes cantidades de información.

La gestión de los datos implica tanto la definición de estructuras para almacenar la información como la provisión de mecanismos para la manipulación de la información.

Los SGBD deben proporcionar la fiabilidad de la información almacenada, a pesar de las caídas del sistema o los intentos de acceso sin autorización.

Si los datos van a ser compartidos entre diversos usuarios, el sistema debe evitar posibles resultados  anómalos.

Componentes de un SMBD

–DDL (data definition languaje): especifica el esquema de BD. Resultado: Diccionario de datos

–DML (data manipulation languaje):

Recuperación de información

Agregar información

Quitar información

Modificar información

DML --> Características:

–Procedimentales (SQL): requieren que el usuario especifique qué datos se muestran y cómo obtener esos datos  

–No Procedimentales (QBE): requieren que el usuario especifique qué datos se muestran y sin especificar cómo obtener esos datos

Entonces:
–La definición de una BD consiste en especificar los tipos de datos, las estructuras y restricciones de los mismos.

–La construcción de la BD es el proceso de almacenar datos concretos en algún dispositivo de almacenamiento bajo la gestión del DBMS.

–La manipulación de BD incluye funciones tales como consultar la BD para recuperar datos específicos, actualizar los datos existentes, reflejar cambios producidos, etc.

  

Aplicaciones de los SGBD

BANCA: Para información de los clientes, cuentas y préstamos, y transacciones.

LÍNEAS AÉREAS: Para reservas e información de planificación.

UNIVERSIDADES: Para información de los estudiantes, matriculas de las asignaturas y cursos.

TRANSACCIONES DE TARJETAS DE CRÉDITO: Para compras con TC y generación mensual de extractos.

RECURSOS HUMANOS: para información sobre los empleados, salarios, impuestos y beneficios, y para la generación de nominas.

TELECOMUNICACIONES: Para guardar un registro de las llamadas realizadas, generación mensual de facturas, manteniendo el saldo de las tarjetas telefónicas prepago y para almacenar información sobre redes de comunicaciones.

FINANZAS: Para almacenar información sobre grandes empresas, ventas y compras de documentos formales financieros, como bolsa y bonos.

VENTAS: Para información de clientes productos y compras.

PRODUCCIÓN: Para la gestión de la cadena de producción y para el seguimiento de la producción de elementos  en las factorías, inventarios de elementos en almacenes y pedidos de elementos. 

Los SGBD deben cumplir con las propiedades ACID para las transacciones:

  Atomicity (Atomicidad: las transacciones son atómicas, por ej. el cargo y abono, o existen los dos o ninguno)

  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) 

Arquitectura del SGBD

1.5 Niveles de abstracción de una Base de Datos

Se puede observar en los SI la existencia de dos estructuras distintas, la lógica (vista del usuario) y la física (forma en que se encuentran los datos en el almacenamiento). Pero hay otro nivel de abstracción denominado: conceptual o lógico global.

Esta estructura intermedia pretende una representación global de los datos que se interponga entre las estructuras lógica y física de la arquitectura de dos niveles, siendo independiente, tanto del equipo como de cada usuario en particular.

–Visión: ve solo los datos de interes (muchas vistas para la misma BD) a través de programas de aplicación.

 –Conceptual: qué datos se almacenan en la BD y qué relaciones existen entre ellos

–Físico: describe cómo se almacenan realmente los datos (archivos y hardware)

1.6 Tipos de usuarios 

Los distintos tipos de usuarios de una base de datos pueden clasificarse en:

·                     Usuarios informáticos

·                     Usuarios finales.

1.- Usuarios Informáticos

Tienen a su cargo la tarea de de creación y mantenimiento de la base de datos, asi como la realización de los procedimientos y programas que necesiten los usuarios finales. Entre estos se pueden distinguir:

Diseñadores: Responsables de identificar los datos que han de estar contenidos en la BD.

Diseñadores lógicos: Capaces de determinar que datos debe contener la BD y conseguir plasmar el punto de vista del conjunto de usuarios en las estructuras lógicas más adecuadas.

Diseñadores físicos: Su objetivo es transformar la estrucutras lógicas en estructuras físicas que proporcionen la mayor eficiencia de cara a la máquina.

Administradores: El uso compartido de recursos, propio de una BD, obliga a la existencia de un administrador, cuya misión es la vigilancia y gestión de los datos. El principal recurso en una BD son los datos, y el administrador debe estar al pendiente para que estos no se destruyan ni se contaminen, perdiendo su confidencialidad, disponibilidad e integridad.

Analistas y programadores: Tienen a su cargo el análisis y la programación de las tareas que no pueden ser llevadas a cabo por los usuarios finales. Para ello han de desarrollar distintos procedimientos y programas que ponen a disposición de los usuarios finales a fin de facilitarles su trabajo.

2.- Usuarios finales

Son aquellos que tienen que acceder a los datos porque los necesitan para llevar a cabo su actividad.

1.7 Tipos de lenguajes 

Las distintas funciones que ha de cumplir un SGBD hacen necesario disponer de diferentes tipos de lenguajes y procedimientos que permitan la comunicación con la base de datos; unos están orientados hacia la función (definición o manipulación), y otros dirigidos a diferentes tipos de usuarios o de aplicaciones.

Los usuarios informáticos suelen usar el lenguaje habitual (lenguaje anfitrión), desde luego éste deberá permitir hacer llamadas a la BD. El conjunto de sentencias de manipulación del SGBD que pueden ser llamadas desde un lenguaje de programación, permitiendo así el acceso a la BD, se suele denominar SUBLENGUAJE DE DATOS, y también LENGUAJE HUESPED O EMBEBIDO.

Ejemplos de lenguajes anfitrión para la manipulación de datos son: COBOL, PASCAL, JAVA, C, PHP, etc.

El administrador de la BD ha de disponer de instrumentos que le permitan describir los datos con facilidad y precisión, especificando sus distintas estrcuturas; es lo que se denomina lenguaje de definición de datos. Estos lenguajes de definición de datos son autocontenidos y no tienen la necesidad de apoyarse en ningún otro lenguaje de programación.

Los lenguajes para manipulación de datos deben dar a los usaurios la posibilidad de referirse a determinados conjuntos de datos, que cumplan ciertas condiciones (criterio de selcción), como que un atributo tenga un determinado valor, o que un conjunto de atributos y valores satisfagan cierta expresión lógica. Además del criterio de selcción, es preciso indicar la estructura externa que se desea actualizar o recuperar.

Por ejemplo un lenguaje autocontenido es el -SQL-. También puede ser llamado desde un programa en PHP, por lo cual en ese instante actúa como Huesped.