Sistema gestor de bases de datos
Consiste en una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas para acceder a dichos datos.
-se diseñan para gestionar grandes cantidades de información.
.
APLICACIONES DE LOS SISTEMAS DE BASES DE DATOS
Banca
Líneas aéreas
Universidades
Transacciones de tarjetas de crédito
Telecomunicaciones
Finanzas, ventas
Producción
Recursos humanos
SISTEMAS DE BASES DE DATOS FRENTE A SISTEMAS DE ARCHIVOS
Inconvenientes de los sistemas de archivos
Redundancia e inconsistencia de datos.
Dificultad en el acceso a los datos.
Aislamiento de datos.
Problemas de integridad.
Problemas de atomicidad.
Anomalías en el acceso concurrente.
Problemas de seguridad.
VISIÓN DE LOS DATOS
Un sistema de bases de datos es una colección de archivos interrelacionados y un conjunto de programas que permitan a los usuarios acceder y modificar estos archivos. Uno de los propósitos principales de un sistema de bases de datos es proporcionar a los usuarios una visión abstracta de los datos.
Abstracción de datos
Nivel físico: El nivel más bajo de abstracción describe cómo se almacenan realmente los datos.
Nivel lógico: El siguiente nivel más alto de abstracción describe qué datos se almacenan en la base de datos y qué relaciones existen entre esos datos.
Nivel de vistas: El nivel más alto de abstracción describe sólo parte de la base de datos completa.
Ejemplares y esquemas
Las bases de datos van cambiando a lo largo del tiempo conforme la información se inserta y borra. La colección de información almacenada en la base de datos en un momento particular se denomina un ejemplar de la base de datos.
El diseño completo de la base de datos se llama el esquema de la base de datos. Los esquemas son raramente modificados, si es que lo son alguna vez.
Los sistemas de bases de datos tiene varios esquemas divididos de acuerdo a los niveles de abstracción que se han discutido. El esquema físico describe el diseño físico en el nivel físico, mientras que el esquema lógico describe el diseño de la base de datos en el nivel lógico.
MODELOS DE LOS DATOS
Modelo entidad-relación
Está basado en una percepción del mundo real que consta de una colección de objetos básicos, llamados entidades, y de relaciones entre estos objetos.
Las entidades se describen en una base de datos
mediante un conjunto de atributos.
Una relación es una asociación entre varias entidades.
La estructura lógica general de una base de datos se
puede expresar gráficamente mediante un diagrama ER que consta de los siguientes componentes: Rectángulos, Elipses, Rombos, Lineas
Modelo relacional
se utiliza un grupo de tablas
para representar los datos y las relaciones entre ellos.
Cada tabla está compuesta por varias columnas, y cada
columna tiene un nombre único.
Otros modelos de datos
Modelo de datos orientado a objetos
Modelo de datos relacional orientado a objetos
Modelo de datos de red
Modelo de datos jerárquico
LENGUAJES DE BASES DE DATOS
Lenguaje de definición de datos
Lenguaje de manipulación de datos
Un esquema de base de datos se especifica mediante un
conjunto de definiciones expresadas mediante un lenguaje especial llamado lenguaje de definición de datos
(LDD).
• La recuperación de información almacenada en la
base de datos.
• La inserción de información nueva en la base de
datos.
• El borrado de información de la base de datos.
• La modificación de información almacenada en la
base de datos
Es un lenguaje que permite a los usuarios acceder o manipularlos datos organizados mediante el modelo de datos apropiado, existen 2.
LMDs procedimentales.
LMDs declarativos
Acceso a la base de datos
desde programas de aplicación
Los programas de aplicación son programas que se usan
para interaccionar con la base de datos.
Para acceder a la base de datos, las instrucciones LMD necesitan ser ejecutadas desde el lenguaje anfitrión. Hay dos maneras de hacerlo:
Proporcionando una interfaz de programas de aplicación
(conjunto de procedimientos) que se pueden
usar para enviar instrucciones LMD y LDD a la base de datos, y recuperar los resultados.
Extendiendo la sintaxis del lenguaje anfitrión para
incorporar llamadas LMD dentro del programa del
lenguaje anfitrión.
USUARIOS Y ADMINISTRADORES DE LA BASE DE DATOS
Usuarios de bases de datos e interfaces
de usuario
Programadores de aplicaciones. Son profesionales
informáticos que escriben programas de aplicación
Los usuarios sofisticados interactúan con el sistema
sin programas escritos
Usuarios especializados. Son usuarios sofisticados
que escriben aplicaciones de bases de datos
especializadas que no son adecuadas en el marco
de procesamiento de datos tradicional
Usuarios normales. Son usuarios no sofisticados que interactúan con el sistema mediante la invocación de alguno de los programas de aplicación permanentes que se ha escrito previamente.
Administrador de la base de datos
Funciones:
• Definición del esquema.
• Definición de la estructura y del método de acceso.
• Modificación del esquema y de la organización
física.
• Concesión de autorización para el acceso a los
datos.
• Mantenimiento rutinario.
GESTIÓN DE TRANSACCIONES
Varias operaciones sobre la base de datos forman a
menudo una única unidad lógica de trabajo.
Una transacción es una colección de operaciones
que se lleva a cabo como una única función lógica en
una aplicación de bases de datos. Cada transacción es
una unidad de atomicidad y consistencia.
Las transacciones deben ser atómicas, lidiar con la concurrencia y dejar la base en el mismo estado consistente en el que estaba.
ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASES DE DATOS
Gestor de almacenamiento
Procesador de consultas
es un módulo de programa que proporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel en la base de datos y los programas de aplicación y consultas emitidas al sistema. es responsable de la interacción con el gestor de
archivos
Componentes:
• Gestor de autorización e integridad
• Gestor de transacciones
• Gestor de archivos
• Gestor de memoria intermedia
Estructuras de datos:
• Archivos de datos
• Diccionarios
• Indices
• Intérprete del LDD
• Compilador del LMD
• Motor de evaluación de consultas
ARQUITECTURAS DE APLICACIONES
Las aplicaciones de bases de datos se dividen usualmente
en dos o tres partes
En una arquitectura de dos capas, la aplicación se divide en un componente que reside en la máquina cliente, que llama a la funcionalidad del sistema de bases de datos en la máquina servidor mediante instrucciones del lenguaje de consultas.
en una arquitectura de tres capas, la
máquina cliente actúa simplemente como frontal y no
contiene ninguna llamada directa a la base de datos.
HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE BASES DE DATOS
• Década de 1950 y principios de la década de 1960. Se desarrollaron las cintas magnéticas para el almacenamiento de datos. Las tareas de procesamiento de datos tales como las nóminas fueron automatizadas, con los datos almacenados en cintas.
Finales de la década de 1960 y la década de 1970. El amplio uso de los discos fijos a finales de la década de 1960 cambió en gran medida el escenario del procesamiento de datos, ya que los discos fijos permitieron el acceso directo a los datos.
• Década de 1980. Aunque académicamente interesante, el modelo relacional no se usó inicialmente en la práctica debido a sus inconvenientes por el rendimiento; las bases de datos relacionales no pudieron competir con el rendimiento de las bases de datos de red y jerárquicas existentes Esta situación cambió con System R, un proyecto innovador en IBM . Al fin Las bases de datos relacionales fueron tan sencillas de usar que finalmente reemplazaron a las bases de datos jerárquicas y de red
• Principios de la década de 1990. El lenguaje SQL se diseñó fundamentalmente para las aplicaciones de ayuda a la toma de decisiones, que son intensivas en consultas, mientras que el objetivo principal de las bases de datos en la década de 1980 fue las aplicaciones de procesamiento de transacciones, que son intensivas en actualizaciones
• Finales de la década de 1990. El principal acontecimiento fue el crecimiento explosivo de World Wide Web. Las bases de datos se implantaron mucho más extensivamente que nunca antes.