Unidad i esp parte 1

Copyright © 2007 Ramez Elmasri and Shamkant B. Navathe
Chapter 1
Introducción : Base de Datos y
Usuarios de Base de Datos

Esquema
 Tipos de Base de Datos y Aplicaciones
 Definiciones Básicas
 Funcionalidad Típica DBMS
 Ejemplo de una Base de Datos(UNIVERSITY)
 Principales Características de el Enfoque de
Base de Datos
 Usuario de Base de Datos
 Ventajas de usar el enfoque de Base de Datos
 Cuando NO se utiliza una Base de Datos

Tipos de Base de Datos y
Aplicaciones
 Aplicaciones Tradicionales:
 Base de Datos númerica y textual
 Más recientes aplicaciones:
 Multimedia Databases
 Geographic Information Systems (GIS)
 Data Warehouses
 Base de Datos Activas y Tiempo Real
 Otras muchas aplicaciones
 Un número de recientes aplicaciones son descritas en
libro (por ejemplo, Capitulos 24,26,28,29,30)

Definiciones Básicas
 Base de Datos:
 Una colección de datos relacionados.
 Dato:
 Hechos conocidos que pueden ser registrados y tienen un
significado implicito.
 Mini-mundo:
 Alguna parte del mundo real el cual los datos son almacenados
en una base de datos. Por ejemplo: calificaciones y
transcripciones de los estudiantes en la universidad
 Database Management System (DBMS):
 Un software paquete/ sistema que facilita la creación y
mantenimiento de una base de datos computarizada.
 Sistema de Base de Datos:
 El DBMS software unido con los datos. Algunas veces, las
aplicaciones son incluidas.

Entorno de Sistema de Base de Datos
Simplificado

Funcionalidad Típicas de un DBMS
 Define una particular base de datos en términos de sus
tipos de datos, estructuras y restricciones.
 Construcción o Recuperación el contenido inicial de base
de datos sobre un medio secundario de almacenamiento
 Manipulacion de Base de Datos:
 Recuperación: Consulta, Generación de Reportes.
 Modificación: Inserción , borrado y actualizacion de su
contenido.
 Acceso a la base de datos atraves de Aplicaciones Web
 Procesamiento y Compartimiento por un conjunto de
usuarios concurrentes y aplicaciones de programas , a su
vez , guardando todos los datos validados y consistentes

Funcionalidad Típica de un DBMS
 Otras características:
 Medidas de Protección o Seguridad para prevenir
accesos desautorizados.
 "Activo" proceso para tomar acciones internas en
los datos.
 Presentación y Visualización de los datos.
 Mantenimiento a la base de datos y programas
asociados sobre el tiempo de vida de las
aplicaciones de base de datos.

Ejemplo de Una Base de Datos(con
un Modelo Conceptual de Datos)
 Mini- mundo por ejemplo:
 Parte de un entorno de UNIVERSITY.
 Algunas entidades de mini-mundo :
 STUDENTs
 COURSEs
 SECTIONs (de COURSEs)
 (academic) DEPARTMENTs
 INSTRUCTORs

Ejemplo de Una Base de Datos(con
un Modelo Conceptual de Datos)
 Algunas relaciones:
 SECTIONs son de especificos COURSEs
 STUDENTs toman SECTIONs
 COURSEs tienen prerequisitos COURSEs
 INSTRUCTORs enseña en SECTIONs
 COURSEs son ofrecidos por DEPARTMENTs
 STUDENTs pertenecen a DEPARTMENTs
 Nota: Módelo Entidad- Relación (ver Capitulos 3, 4)

Ejemplo de una Base de Datos

Principales Características del
Enfoque de Base de Datos
 Auto-descripción de la naturaleza de un sistema de base
de datos :
 Un catalogo DBMS almacena la descripción de una
particular base de datos ( ej. Estructura de datos, tipos, y
constraints ( restricciones))
 La descripción es llamada meta-data.
 Esto permite el software DBMS para trabajar con las
diferentes aplicaciones de base de datos.
 Aislamientos entre programa y datos:
 Llamado independencia de programa- dato.
 Permite cambiar las estructuras de datos y
organización de almacenamiento sin tener que
cambiar los programas de acceso DBMS.

Ejemplo de un catálogo de base de datos
simplificado

 Abstracción de Dato:
 Un modelo de dato es utilizado para ocultar
detalles de almacenamiento y presenta a los
usuarios con una vista conceptual de la base de
datos.
 Programas se refieren a la construccion del
modelo de datos en vez de los detalles de
almacenamiento de datos.
 Soporte de multiples vistas de datos:
 Cada usuario puede ver una diferente vista de
base de datos el cual describe únicamente los
datos de intéres hacia el usuario..

 El intercambio de datos y el procesamiento de
transacciones multi-usuario :
 Permitir que un conjunto de usuarios al mismo
tiempo(Concurrencia) para recuperar desde y para
actualizar la base de datos.
 Control de concurrencia en el DBMS garantiza que
cada transacción se ejecuta o aborta correctamente.
 Subsistema de recuperación garantiza que cada
transacción completada tiene su efecto permanente
registrados en la base de datos
 OLTP (Online Transaction Processing) es una parte
importante de las aplicaciones de base de datos. Esto
permite que cientos de transacciones simultáneas se
ejecutan por cada segundo.

Usuario de Base de Datos
 Usuarios pueden dividirse en:
 Los que realmente utilizan y controlan el contenido
de bases de datos, y los que diseñan, desarrollan
y mantienen aplicaciones de base de datos
(llamados "actores en la escena"), y
 Aquellos que diseñan y desarrollan el software
DBMS y herramientas relacionadas, y los sistemas
informáticos de los operadores (llamado "Los
trabajadores Detrás de la Escena").

Usuarios de Base de Datos
 Actores sobre la escena:
 Administrador de base de datos:
 Responsable de autorizar el acceso a la base de
datos, de coordinar y controlar su uso, la
adquisición de recursos de software y hardware, el
control de su uso y eficacia del seguimiento de las
operaciones.
 Diseñador de BD:
 Responsable de definir el contenido, la estructura,
las limitaciones, y las funciones o las operaciones
contra la base de datos. Deben comunicarse con
los usuarios finales y comprender sus necesidades
 .

Categorias de Usuarios Finales
 Actores sobre la escena
 Usuarios Finales: Ellos usan los datos para las
consultas, informes y algunos de ellos actualizan
el contenido de bases de datos. Los usuarios
finales pueden clasificarse en :
 Casual: Base de datos de acceso de vez en cuando
cuando es necesario.
Ingenuo o paramétrico: conforman una gran parte
de la población para el usuario final.
 Ellos usan las funciones que previamente definidas en la
forma de "operaciones en conserva" contra la base de
datos.
 Ejemplos de ello son los cajeros de banco o
empleados de reserva que hacen esta actividad
durante una jornada completa de operaciones.

Categorias de Usuarios Finales
 Sofisticados:
 Estos incluyen los analistas de negocios, científicos,
ingenieros, otros completamente familiarizados con las
capacidades del sistema.
Muchas herramientas de uso en forma de paquetes de
software que trabajan en estrecha colaboración con la
base de datos almacenados.
 Stand-alone:
 Sobre todo mantener bases de datos personales mediante
el uso de aplicaciones empaquetadas.
Un ejemplo es un usuario del programa fiscal que crea su
propia base de datos interna.
Otro ejemplo es un usuario que mantiene una libreta de
direcciones

Ventajas del uso del enfoque de
base de datos.
 Control de redundancia sobre almacenamiento
de datos y esfuerzos en desarrollo y
mantenimiento.
 Compartir datos entre multiples usuarios.
 Restricción de acceso a datos no autorizados.
 Proveer persistencia de almacenamiento para
programas Objetos.
 En DBMSs orientado a objetos (Ver caps 20-22)
 Provee estructuras de almacenamietno (ej.
Indices) para procesamiento eficiente de
consultas.

Ventajas del uso del enfoque de
base de datos.
 Provee servicios de copias de seguridad y
recuperación.
 Provee multiples interfaces a diferentes clases de
usuarios .
 Representa complejas relaciones entre datos.
 Obliga las restricciones de integridad en la base
de datos.
 Crea inferencias y acciones para datos
almacenados utilizando reglas activas y
deductivas.

Adicionales Implicaciones al uso del
 Potencial para forzar estándares:
 Esto es muy crucial para el éxito de aplicaciones
de base de datos en grandes organizaciones.
Estándares referido a los nombres de los datos ,
formato de despliegue, pantallas, estructura de
reportes, meta data( descripción de los datos) ,
plantillas de las paginas Web, etc.
 Reducir el tiempo de desarrollo de aplicación:
 Tiempo Incremental al adicionar cada nueva
aplicación es reducida.

Adicionales Implicaciones al uso del
 Flexibilidad al cambio en las estructuras de
datos. :
 Estructura de base de datos puede evolucionar a
medida que los nuevos requisitos se definen.
 Disponibilidad de información concurrente:
 Extremadamente importante para transaciones de
sistemas on-line tales como : aerolíneas, hoteles ,
reservaciones de automóviles.
 Economía de escala:
 Despilfarro de recursos y personal se puede evitar
mediante la consolidación de datos y aplicaciones
en todos los departamentos.

Evolución Histórica de la Tecnología
de Base de Datos
 Las primeras aplicaciones de base de datos :
 Los modelos jerárquicos y de redes se introdujeron en
1960 y dominó a mediados de los años setenta.
 La mayor parte de la transformación de base de datos
en todo el mundo se sigue produciendo con estos
modelos, en particular, el modelo jerárquico.
 Sistemas Basado en Modelo Relacional:
 Modelo relacional fue introducido originalmente en
1970, fue investigado y experimentado en gran medida
dentro de IBM Research y varias universidades.
Los productos relacionales DBMS surgieron en la
década de 1980.

de Base de Datos
 Orientado a Objetos y Aplicaciones emergentes:
 Sistemas Gestión de Base de Datos Orientada a
objetos (OODBMS) se introdujeron en finales de 1980
y principios de 1990 para atender a la necesidad del
tratamiento de datos complejos en CAD y otras
aplicaciones.
 Muchos DBMS relacionales han incorporado los
conceptos objeto de base de datos, dando lugar a una
nueva categoría llamada DBMS objeto - relacional
(ORDBMSs)
 Sistemas relacionales extendido agrega capacidades
adicionales (por ejemplo, para datos multimedia, XML
y otros tipos de datos).

de Base de Datos
 Datos sobre la Web y Aplicaciones de E-commerce :
 Web contiene los datos en HTML (lenguaje de
marcado de hipertexto), con enlaces entre
páginas.
 Esto ha dado lugar a un nuevo conjunto de
aplicaciones y el comercio electrónico está utilizando
los nuevos estándares como XML (eXtended Markup
Language). (véase el cap. 27).
 Lenguajes de secuencias de comandos de
programación tales como PHP y JavaScript permiten
la generación de páginas web dinámicas que son en
parte generados a partir de una base de datos (véase
el cap. 26).
 También permite actualizaciones de base de datos a
través de páginas Web

Ampliación de las capacidades de
base de datos
 Nueva funcionalidad esta siendo adicionada a DBMS en la siguientes
areas :
 Aplicaciones Científicas
XML (eXtensible Markup Language)
Gestión y Almacenamiento de la imagen
Gestión de datos de Audio y Video
Almacenamiento de Datos y Minería de Datos
Gestión de Datos Espaciales
Series de Tiempo y Manejo de Datos Históricos
 Lo anterior da lugar a una nueva investigación y desarrollo en la
incorporación de nuevos tipos de datos, estructuras complejas de
datos, las nuevas operaciones y sistemas de almacenamiento e
indexación en los sistemas de base de datos.

Cuando no usar DBMS
 Principales inhibidores (costos) de utilizar un DBMS :
 Alta inversión inicial y la posible necesidad de hardware
adicional.
 Gastos generales para la generalidad, proporcionar
seguridad, control de concurrencia, recuperación, y las
funciones de la integridad
 Cuando un DBMS puede ser innecesario :
 Si la base de datos y aplicaciones son simples, bien
definidas, y no espera que cambie.
 Si existen requisitos estrictos de tiempo real que no puede
ser alcanzado por el DBMS debido a la sobrecarga.
 Si el acceso a los datos por varios usuarios no es necesario

Cuando no usar DBMS
 Cuando el DBMS no puede ser suficiente :
 Si el sistema de base de datos no es capaz de
manejar la complejidad de los datos debido a las
limitaciones de modelado.
 Si los usuarios de bases de datos necesitan
operaciones especiales y no es compatible con el
DBMS.

Resumen.
 Tipos de bases de datos y aplicaciones de base
de datos.
 Definiciones básicas
 funcionalidad típica de un DBMS.
 Ejemplo de una base de datos (UNIVERSIDAD).
 Características principales del enfoque de base
de datos.
 Usuario de Base de datos.
 Ventajas de usar el Método de base de datos.
 Cuando no utilizar bases de datos.

La Evolución del Modelo de Base de
Datos

 File Systems ( Sistema de Archivos)
 El uso de un sistema de archivo de modelo de base de datos implica que
no se aplican las técnicas de modelización y que la base de datos se
almacena en archivos planos en un sistema de archivos, utilizando la
estructura del sistema operativo.
El término "archivo plano" es una manera de describir el file.Example
simple texto: Por definición, un archivo delimitado por comas (CSV)
contiene la estructura, ya que contiene comas. Por definición, un archivo
delimitado por comas es un archivo plano. Sin embargo, las bases de
datos de archivos planos en el pasado tendían a usar cadenas grandes,
sin comas y sin líneas nuevas.

Modelo Jerárquico de Base de
Datos.
 El modelo de base de datos jerárquica es una estructura de árbol invertido.
Las tablas de este modelo toma una relación entre padres e hijos. Cada
tabla hija tiene una tabla padre, y cada tabla padre puede tener varias tablas
hijas. Las tablas hijas son completamente dependientes de las tablas de los
padres, por lo tanto, una tabla hija sólo puede existir si su tabla padre existe.
De ello se deduce que ninguna de las entradas en las tablas hija sólo puede
existir en las entradas correspondientes a la tabla padres. El resultado de
esta estructura es que el modelo jerárquico de bases de datos soporta con
las relaciones uno-a-muchos.
 La figura A muestra un ejemplo de base de datos jerárquica . Cada tarea es
parte de un proyecto, el cual es parte de un manager, el cual es parte de una
división , el cual es parte de una compañía. Así, por ejemplo, hay una
relación de uno a muchos entre compañía y departamentos porque hay
muchos departamentos en cada compañía.
 Las desventajas del modelo de base de datos jerárquica es que cualquier
acceso se debe originar en el nodo de la raíz, en el caso de la figura A, de la
Compañía. No se puede buscar a un empleado sin encontrar la empresa, el
departamento, gerente del empleado, y finalmente el empleado.

Fig. A. Modelo Jerárquico de Base
de Datos

Modelo de Red de Base de Datos.
 El modelo de base de datos de red es esencialmente un
refinamiento del modelo de base de datos jerárquica. El
modelo de red permite que las tablas hija tenga más de
uno de los padres, creando así una estructura de tabla-
como red.
 Varias tablas padres de cada hija permite que las
relaciones de varios a varios, además de las relaciones
uno-a-muchos. En un modelo de base de datos de
ejemplo de red que se muestra en la Figura B, existe una
relación de varios a varios entre los empleados y las
tareas. En otras palabras, un empleado puede ser
asignado a muchas tareas, y una tarea puede ser
asignada a muchos empleados diferentes. Así, muchos
empleados tienen muchas tareas, y viceversa

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