MIA Modulo I () - Centro Local Mérida

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
AREA: INGENIERÍA / CARRERA: INGENIERÍA DE SISTEMAS
MATERIAL INSTRUCCIONAL DE APOYO
NOMBRE:
BASE DE DATOS
Código: 311
U.C. : 04
CARRERA:
Ingeniería de Sistemas
Código: 236
SEMESTRE:
V
AUTOR:
Ing. Juana B. Marrero Colmenares (Especialista de
Contenido)
ASESORES :
Ing. Judit Carvallo (Coordinadora de la Carrera)
Lic. Carmen Velásquez (Evaluadora)
Prof. Antonio Alfonzo ( Diseñador Instruccional)
Caracas, Marzo 2006
Base de Datos – 311
2
INTRODUCCIÓN
La Universidad Nacional Abierta es una institución que forma profesionales
mediante la modalidad de educación a distancia, donde el proceso de
enseñanza-aprendizaje no es presencial, es por esta razón que se hace
indispensable el uso de un paquete instruccional que sirva de soporte a este
proceso, sin embargo, se ha de destacar que los estudiantes cuentan con la
ayuda de los asesores de los centros locales para aclarar cualquier duda o
inquietud que se les presente.
El presente Material Instruccional de Apoyo servirá para complementar el librotexto “Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos” y el Plan de Curso. Así
mismo orientará al estudiante, de manera didáctica, a seguir fácilmente una
secuencia de pasos para el estudio adecuado de las unidades presentes en la
estructura del curso, este material se ha organizado de la siguiente manera: a)
Para cada módulo se especifican las unidades b) En cada unidad se dará una
breve exposición del contenido c) El objetivo de la unidad d) La sinopsis del
contenido de cada unidad e) Las recomendaciones que debe seguir el
estudiante para el estudio del contenido.
Estas recomendaciones incluyen:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Tablas: Para que el estudiante ubique cualquier tema en el material de
referencia.
Recordatorio: Utilizado para enfatizar algunos aspectos importantes de
aquellas unidades que así lo requieran.
Preguntas ejercicios y actividades a realizar: Le servirán al estudiante
para aplicar los conceptos básicos a problemas o situaciones dadas.
Estudio de situaciones: mediante la utilización de problemas como
ejemplos, ayudará a comprender y compensar sus deficiencias con
respecto al tema de interés.
Consultas a direcciones electrónicas en la red de Internet: Servirán al
estudiante para investigar y profundizar las bases teóricas estudiadas.
Sabiendo con antelación que estas páginas pueden caducar en algún
momento, se sugiere utilizar un buscador para ubicar otras páginas
relativas al tema.
Ejercicios o actividades propuestas: Para que el estudiante evalúe su
progreso, se incluyen ejercicios propuestos que se recomiendan
resolver.
Selección de lecturas: Son lecturas que complementarán y ampliaran los
conocimientos adquiridos en el libro-texto de la asignatura .
Autoevaluación: Para que el estudiante evalúe su progreso, se Incluyen
ejercicios propuestos que el estudiante debe realizar y luego
compararlos con la respuestas de los mismos.
2
Base de Datos – 311
3
Iconos empleados en el material instruccional
A lo largo de la lectura de este material encontrará diversos íconos, cuyo
significado se explica a continuación:
Ampliación de conocimientos: Está dirigido al estudiante que
desea profundizar más en sus conocimientos en un tema
determinado.
Atención: Se presenta cuando se quiere hacer una aclaratoria,
una advertencia o una reflexión sobre algún aspecto del
contenido.
Consulta en la Web: Indica referencias a páginas Web
Consulta en otros libros: Se refiere a un llamado a consulta en
libros que no figuran como textos de carácter obligatorio para el
curso.
Ejercicios
o actividades propuestas: son ejercicios o
actividades sugeridas a manera de práctica sobre algún tema
de la unidad.
Ejercicios de autoevaluación: Ejercicios que debe realizar el
estudiante.
Ejemplo: Es la exposición de un caso alusivo al tema en
cuestión y su resolución.
Recordatorio: Indica algún aspecto a enfatizar, relacionado con
los conocimientos adquiridos previamente por el estudiante.
3
Base de Datos – 311
4
Módulo I
Las bases de datos y su contexto
El propósito del módulo I es dar a conocer los conceptos de base de datos y su
aplicación en la gestión de la información, con ello se pretende que el alumno
adquiera los conocimientos básicos relacionados a las bases de datos; para
usarlos posteriormente en el diseño y desarrollo del mismo. De igual manera en
este primer módulo se dará una visión de la estructura general, los conceptos,
objetivos y modelos de datos en los sistemas de bases de datos, es decir se
comienza con una amplia introducción al concepto de base de datos, siguiendo
por los conceptos y diagrama del modelado Entidad-Relación (E-R) con la
finalidad de ilustrar el diseño conceptual de la base de datos y por último lo
relacionado con los modelos de datos en Redes, Jerárquico y Relacional.
Objetivo del Modulo I: Aplicar los conceptos relacionados con base de datos
en la elaboración del modelo Entidad-Relación y los diferentes modelos de
datos de manera analítica y lógica.
El módulo I está constituido por tres unidades, especificadas de la siguiente
manera:
Unidad 1: Introducción a los sistemas de Bases de Datos
Unidad 2: Modelo Entidad-Relación (E-R)
Unidad 3: Modelos de datos.
UNIDAD 1: Introducción a los sistemas de base de datos
En esta unidad el estudiante podrá adquirir los conocimientos necesarios para
entender el funcionamiento básico de cualquier base de datos y la forma de
como los datos se organizan en ellas. Así mismo, se dará una orientación del
uso del Sistemas de Gestión de Base de Datos (SGBD) donde se presenta la
definición, su arquitectura, clasificación, lenguaje y funcionamiento. Por otra
parte se exponen los conceptos de modelos de datos, posteriormente se
explica el ciclo de vida que atraviesan los sistemas de base de datos, la
arquitectura de los sistemas de base de datos, los conceptos de base de datos
avanzados y las nuevas aplicaciones.
Objetivo de la Unidad 1: Definir los conceptos fundamentales para el uso de
las bases de datos.
Contenido de la Unidad 1: Se contempla el estudio de los siguientes puntos:
ƒ
ƒ
Sistemas de Información.
Bases de datos.
4
Base de Datos – 311
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
5
Concepto de SGBD, lenguajes utilizados, ventajas,
clasificación, funciones y arquitectura.
Modelos de datos.
Actores en la escena y trabajadores entre bastidores de la
base de datos.
Arquitectura de los sistemas de base de datos.
Conceptos de bases de datos avanzadas.
Recomendaciones para el estudio del contenido de la unidad 1
Sistema de Información
1.-
Comenzando con el estudio de la unidad 1 y a objeto de que se tenga
una visión amplia del primer tema tratado (Sistema de Información) a
continuación le presentamos el contenido de ella: a) Cualidades de la
información b) Concepto de Sistema de Información (SI) c)
Componentes de un Sistema de Información d) Sistemas de Información
para la gestión y la ayuda a la decisión; estos temas se encuentran
ubicados en la lectura Nº 1.1 e) El papel de los Sistemas de Información
en la organización, situado en el libro-texto: “Fundamentos de Sistemas
de Bases de Datos”.
2.-
Observe cuidadosamente la tabla 1.1, en ella puede ubicar el tema en el
material de referencia, bien sea, en la lectura y en el libro-texto de la
asignatura, donde se muestra el capítulo, sección, título y páginas.
5
Base de Datos – 311
6
Tabla 1.1
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
CÁPITULO
SECCIÓN
Cualidades de
información.
Lectura Nº 1.1
Sistemas
Información
TÍTULO
PÁGINAS
la
de
Libro-Texto:“ Fundamentos de
Sistemas de Bases de Datos”
16
16.1
El papel de los
sistemas
de
información en la
organización
498-501
3.-
Elabore un concepto de Sistema, recordando el concepto que usted vio
en la asignatura “Introducción a la Ingeniería de Sistemas” y la definición
que se encuentra en la sección 3 de la lectura Nº 1.1.
4.-
Con el objeto de tener una visión conceptual de lo que significa Sistema
de Información y poder definirlo con sus propias palabras, apóyese en
las definiciones presentadas en la sección 3.2 “ Conceptos de Sistemas
de Información” de la lectura Nº 1.1 “Cualidades de la información”
donde se plantean tres definiciones de los autores Langefors (1997),
Nteicheroew (1976), Miguel y Piattini (1999).
Discuta con sus compañeros de estudio la definición elaborada y en
caso de dudas consulte al asesor de su centro local.
5.-
Es importante entender la incidencia de las bases de datos en los
Sistemas de Información, para ello plantee la relación que existe entre
ellos, tome nota para discutirlo posteriormente con sus compañeros de
estudio.
6.-
Avancemos un poco más, ofreciéndole algunos puntos que le servirán
para ampliar los conocimientos adquiridos hasta ahora.
Ciclo de vida de los sistemas de información
Desde los años setenta, los sistemas de bases de datos han ido
reemplazando a los sistemas de archivos en los sistemas de información
de las empresas. Al mismo tiempo, se ha ido reconociendo la gran
importancia que tienen los datos que éstas manejan, convirtiéndose en
uno de sus recursos más importantes. Esto ha hecho que muchas
empresas tengan departamentos que se encarguen de gestionar toda su
6
Base de Datos – 311
7
información, que estará almacenada en una base de datos. Aparecen los
papeles de administrador de datos y administrador de la base de datos,
que son las personas encargadas de supervisar y controlar todas las
actividades relacionadas con los datos de la empresa y con el ciclo de
vida de las aplicaciones de bases de datos, respectivamente.
Un sistema de información está formado por los siguientes
componentes:
9 La base de datos.
9 El SGBD.
9 Los programas de aplicación.
9 Los dispositivos físicos (computadores, dispositivos de
almacenamiento, etc.).
9 El personal que utiliza y que desarrolla el sistema.
La base de datos es un componente fundamental de un sistema de
información. El ciclo de vida de un sistema de información está ligado al
ciclo de vida del sistema de base de datos sobre el que se apoya. Al
ciclo de vida de los sistemas de información también se le denomina
ciclo de vida de desarrollo del software. Las etapas típicas del ciclo de
vida de desarrollo del software son: planificación, recolección y análisis
de los requisitos, diseño (incluyendo el diseño de la base de datos),
creación de prototipos, implementación, prueba, conversión y
mantenimiento. Este ciclo de vida hace énfasis en la identificación de las
funciones que realiza la empresa y en el desarrollo de las aplicaciones
que lleven a cabo estas funciones. Se dice que el ciclo de vida de
desarrollo del software sigue un enfoque orientado a funciones, ya que
los sistemas se ven desde el punto de vista de las funciones que llevan a
cabo. Por esta razón, el análisis estructurado hace énfasis en los
diagramas de flujo de datos, siguiendo el movimiento de los datos a
través de una secuencia de transformaciones, y refinando éstas a través
de una serie de niveles. Lo mismo ocurre en el diseño estructurado, que
ve a un sistema como una función que se descompone sucesivamente
en niveles o subfunciones.
7.-
En este momento ya usted ha concluido la revisión del tema Sistemas de
Información (SI), por lo tanto, a continuación le presentaremos algunos
aspectos importantes que deben recordar con respecto a lo estudiado
hasta ahora.
Recordatorio
•
Además de existir los sistemas de información (SI) de las
organizaciones o empresas, también encontramos Sistemas de
Información personal, pero en este curso nos centraremos en los
Sistemas de Información de las organizaciones.
7
Base de Datos – 311
8
•
Un Sistema de Información (SI) ha de tomar los datos del entorno y
sus resultados han de ser la información que la organización
(empresa o cualquier tipo de institución pública o privada). necesita
para su gestión y toma de decisión.
•
Para el estudio de los SI es importante tener claro el significado de la
palabra "información” ya que es el soporte de la transferencia de
conocimiento, además de ser la clave para la investigación, la
planificación y la toma de decisiones para una comunicación precisa,
oportuna, completa y adaptada a las necesidades especificas de
cada usuario y de cada circunstancia.
•
Cuando se están haciendo los estudios que lleven a la implantación
de un Sistema de Información, es preciso tener muy en cuenta varios
requisitos que da la información y así buscar el punto de equilibrio
permitiendo alcanzar los objetivos del sistema a un precio aceptable,
ya que mientras más cualidades reúna la información, más se
incrementa su valor de obtención y tratamiento.
•
Las cualidades que debe poseer la información y que hacen de ella
un recurso fundamental de la organización y de los individuos, son
básicamente: La precisión, la oportunidad, la compleción, el
significado e integridad. En caso de no recordar algunas de estos
aspectos, revise de nuevo la lectura 1.1 “Cualidades de la
información”.
•
Para organizar los puntos estudiados y obtener una mayor
comprensión de ellos, se sugiere hacer uso de un mapa conceptual
que lo ayude a visualizar en forma gráfica y de una manera
organizada, los tópicos de este primer tema.
•
Por lo general el macro ciclo de vida incluye las siguientes fases:
análisis de factibilidad; obtención y análisis de requisitos; diseño;
implementación; validación y prueba de aceptación y despliegue;
operación y mantenimiento.
Base de Datos
1.-
Una vez comprendido el tema “Sistemas de Información”, proceda a
realizar el estudio del segundo contenido de la unidad 1 y para ello se
presenta a continuación la tabla 1.2 donde se pueden ubicar los tópicos
en el material de referencia, es decir, las lecturas y el libro-texto de la
asignatura, donde se muestra el capítulo, las secciones, los títulos y las
páginas.
.
8
Base de Datos – 311
9
Tabla 1.2
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
Base de datos
CÁPI- SECTULO CIÓN
TÍTULO
PÁGINAS
Lectura Nº 1.2
Visión de datos
Lectura Nº 1.3
Concepto de base
de datos
¿Qué es un sistema
de base de datos?
Lectura Nº 1.4
Libro-Texto: “Fundamentos de
Sistema de Bases de Datos”
1
1.1
Introducción
4-5
1.2
Un ejemplo
5-7
1.3
Características del
enfoque de base de
datos.
7-11
2.-
Una vez estudiadas las lecturas Nº 1.2 y Nº 1.3, usted estará en
capacidad de comprender los conceptos de: Datos, Base de Datos y
Sistemas de Bases de Datos.
3.-
La tabla que se presenta a continuación es una actividad que tiene como
propósito ofrecerle una guía para ejercitarse en el conocimiento de los
términos mencionados anteriormente; lo invitamos a responder con
mucho cuidado lo que se le presenta y tomar nota para discutirlo
posteriormente con sus compañeros de estudio:
Términos
Pregunta
Actividad a realizar
¿Como define usted
a)Establezca diferencias entre
Datos
Datos?
datos y base de datos.
¿Como define usted b) Establezca diferencias entre
el enfoque de base de datos y
“Base de datos”?.
Base de datos
¿Por qué utilizar una el enfoque tradicional de
programación con archivos.
base de datos?
¿Cuáles
son
las c) Determine cuales pueden
ser las ventajas de las bases
principales
características de una de datos frente a los sistemas
informáticos tradicionales.
base de datos?
d) Establezca diferencias entre
¿Cómo define
un Base de datos y Sistemas de
Sistema de Base de Sistema de Base de base de datos.
e) Determine cuales pueden
datos
datos?
ser los posibles inconvenientes
de usar una base de datos.
9
Base de Datos – 311
4..-
10
A continuación te ofrecemos un ejemplo para entender la función de la
tecnología de las bases de datos en los negocios o en una organización,
se sugiere que lea con detenimiento cada uno de las situaciones
presentadas.
Ejemplo : Funcionamiento de las bases de datos en los negocios
a)
Primera situación. Considere un ambiente de base de datos instalado
en un computador personal y el planteamiento siguiente relacionado al
mismo:
Una pequeña compañía dedicada a la pintura profesional, integrada por
la señora Ana López, otro pintor profesional y cuando es necesario,
pintores contratados a medio tiempo. Ana ha estado en el negocio por
mucho tiempo, ganando buena reputación como pintora de calidad y
trabajando con precios razonables. Gran parte de sus trabajos los
consigue con clientes que la han contratado antes y por referencias
personales. Además, Ana obtiene algún trabajo por medio de
contratistas de edificios y de diseñadores profesionales de interiores.
Los clientes recuerdan a la señora Ana, mejor de lo que ella los recuerda
a ellos, por esta razón ella se siente avergonzada cuando un cliente la
llama para que pinte su casa o para que pinte la casa de un amigo, Ana
sabe que debería recordar al cliente y el trabajo que realizó para el, pero
como pinta mas de cincuenta casas por año, le cuesta trabajo acordarse.
En vista de lo sucedido, la señora Ana necesita mantener una mejor
secuencia en sus registros de negocios, para ello buscó un asesor que
desarrollara una base de datos y una aplicación que ella emplee en su
computadora personal. La base de datos almacenará los registros de los
clientes, de los trabajos y de las referencias, como se muestra en el
ejemplo de la figura 1. En este caso, Ana necesita tener una aplicación
donde se relacionen entre sí los clientes, los trabajos y las referencias,
como se muestra en la figura 1, Por ejemplo, ella requiere saber cuáles
trabajos se ha hecho para un cliente en particular o cuáles clientes han
sido recomendados por una persona en particular.
Para solventar tal necesidad, el asesor de Ana creó una aplicación de
base de datos que procesa formas de entrada para los datos
(representación de las tablas en la pantalla del computador) y así, por
ejemplo, Ana puede teclear por pantalla (con la forma diseñada en el
computador) el nombre del cliente y su número de teléfono y de esta
manera, la aplicación de la base de datos recupera la información
apropiada y los despliega de una manera, en donde Ana pueda
determinar cuáles trabajos ha hecho a sus clientes.
Además, los registros que son almacenados en las tablas llamadas
“clientes, trabajos y referencias” tienen sus datos cruzados y están
vinculados uno a otro, como se muestra en la figura 1. De modo tal, que
en la tabla llamada “TRABAJOS” se encuentra el código del cliente y es
el mismo código que identifica al cliente que encargó el trabajo. A su
vez, en la tabla “CLIENTES”, cada cliente contiene el código de
10
Base de Datos – 311
11
identificación de la persona que lo recomendó, de igual manera son
usados los datos cruzados que se encuentran vinculados uno a otro en
las tablas, por ejemplo, para desarrollar la aplicación y producir la
pantalla en la que se presentan todos los datos del cliente, los trabajos
realizados a este cliente y el nombre de la persona que sugirió contratar
el trabajo de Ana.
Figura 1: tablas de datos
Tabla: CLIENTES
Código-C
Nombre-C
Área
Teléfono Dirección
Estado Código-R
Tabla: TRABAJOS
Código-T
Fecha-T Descripción
Montocrédito
Monto- Código-C
contado
Tabla: REFERENCIA
Código-R
Nombre
CódigoÁrea
Teléfono
Nota:
Como usted pudo apreciar, en la situación presentada, no es posible que la
señora Ana conozca como diseñar las tablas, como usar un SGBD para
crearlas y como desarrollar la aplicación que permita obtener los datos de las
tablas generadas.
b)
Segunda Situación. Existen otras bases de datos que tienen más de un
usuario, pero menos de veinte o treinta usuarios en total, contiene una
cantidad de datos moderada, es la otra situación que se verá a
continuación:
Una empresa que vende y renta botes de navegación llamada “La
Navegación”, tiene dos socios a tiempo completo, cuatro vendedores y
un administrador de oficinas. La empresa mantiene su propia marina y
conserva la mayoría de los botes que tiene para venta. Sus vendedores
también cooperan con el personal de otros negocios para vender botes
que no forman parte de su propio inventario.
11
Base de Datos – 311
12
La navegación mantiene una base de datos para registrar a sus clientes
y las ventas realizadas, los botes para venta y otros datos de interés
para los vendedores. La base de datos es compartida por todo el
personal de la oficina y se localiza en un servidor de red de área local,
es decir, un computador central que es el servidor de base de datos,
dos computadoras de los socios, una computadora del asistente
administrativo y cuatro computadoras de los vendedores.
Se creó un aplicación de base de datos donde se procesan dos formas
(representación de tablas en la pantalla del computador) y son usadas
por los vendedores de la empresa; en la primera forma se presenta
información concernientes a un tipo particular de bote, incluyendo los
clientes que se encuentran interesados en comprarlo y las
embarcaciones de ese tipo que también están en venta. La segunda
forma se presenta cuando el vendedor seleccione en la primera forma al
cliente interesado en comprar un bote en particular. La segunda forma
contiene datos sobre un cliente en particular, información de los tipos de
botes que esa persona pudiera comprar y la lista de los yates – si tal es
el caso – de las que ese cliente es propietario.
La base de datos requerida para sustentar las dos formas mencionadas
anteriormente, es más complicada que la usada por Ana (en la primera
situación), ya que se diseñan varias tablas para generar las formas.
Estas tablas hacen referencia una a otra de la misma manera en que lo
hacían las tablas que se crearon en la primera situación. Se diseña por
ejemplo una tabla llamada TIPO_BOTE, que proporciona información de
los botes que han sido comprados en las compañías que lo fabrican,
reflejando así en dicha tabla información, como: el código del bote,
compañía que lo produce, el monto del bote, etc. De igual manera,
existe otra tabla llamada BOTE-NAVEGACIÓN donde se encuentra
datos con respecto a los botes de navegación que están en venta.
Además ambas tablas están vinculadas a través del “código del bote”.
También se crea la tabla CLIENTE que se relaciona con la tabla
VENDEDOR por tener el número del vendedor asignado a un cliente.
Hay una tabla que solo se usa para registrar cuales clientes están
interesados en los modelos de embarcación. Por consiguiente se
demuestra que la aplicación de base de datos obtiene datos de las
tablas y los relaciona para crear las formas.
c)
Tercera Situación. A continuación considere usted una aplicación
todavía mayor de la tecnología de bases de datos. Este ejemplo
concierne a una oficina estatal de licencias y registros de vehículos.
Tiene cincuenta y dos centros que realizan pruebas de manejo, emiten y
renuevan licencias y también treinta y siete oficinas que venden registros
de vehículos.
El personal de esta oficina posee acceso a una base de datos para
realizar sus labores. Antes de emitir o renovar una licencia de manejo,
se verifica en la base de datos el registro de esa persona, en busca de
posible violaciones de transito, accidentes o arrestos. Estos datos se
usan para determinar si la licencia puede renovarse. De ser así, se
deben incluir ciertas restricciones, de igual manera, el personal del
departamento de registro de vehículos tiene acceso a una base de datos
12
Base de Datos – 311
13
para determinar si un auto ha sido registrado antes y por quien, o si
existe alguna situación importante que prohíba el registro.
Esta base de datos posee cientos de usuarios, comprende no sólo al
personal de licencias y de registros sino también a la gente en el
departamento estatal de impuesto y de cumplimiento de la ley. La base
de datos es grande y compleja, con más de cuarenta diferentes tablas
de datos, ya que se trabaja con cientos de usuarios.
Nota General:
La intención de presentar estos tres casos es que usted pueda estar al
corriente de la importancia de saber usar la tecnología de la base de
datos en cualquier situación que se le presente para desarrollar un
sistema computarizado. La presentación de estos tres ejemplos le
demuestra que se pueden utilizar aplicaciones diferentes, donde cada
una tiene sus propias formas o representación de tablas en pantalla. Es
importante mencionar que en este tópico usted no debe preocuparse
por el manejo de tablas y la relación que debe existir en ella ya que en la
medida
que este curso se vaya desarrollando, se le dará las
herramientas necesarias para diseñar y manipular estas tablas.
5.-
Como habrás podido observar, las bases de datos ocupan un papel
importante cuando se quiere utilizar métodos y técnicas de
almacenamiento de información, además, constituyen una parte
fundamental de los Sistemas de Información, necesaria en la gestión de
los recursos de información de una organización. Ahora, avancemos un
poco más, dándole algunos puntos que le servirán para ampliar los
conocimientos adquiridos hasta ahora.
Evolución de las Bases de datos
En el momento de la evolución de los Sistemas Operativos se produjo la
ejecución de varias aplicaciones al mismo tiempo, ocurriendo así un gran
números de dificultades, ya que a medida que se iban desarrollando
aplicaciones se creaban simultáneamente nuevos archivos y así, gran
número de datos eran almacenados en muchos archivos diferentes,
trayendo consecuencias negativas, tales como la exigencia de mucho
espacio y múltiples actualizaciones del mismo dato. Fue así que surgió
la necesidad de integrar al máximo los archivos por lo que ha llevado al
hombre a crear herramientas que le permitan almacenar, clasificar y
utilizar grandes cantidades de información, con el fin de agilizar las
operaciones que se tengan que realizar con ella; las bases de datos
son herramientas de este tipo y con frecuencia se acuden a ellas para
realizar una gran cantidad del trabajos que se generan en las empresas.
Cuando en 1970, el Dr. Codd propuso el modelo relacional1, no podía
pensar que lo que se consideraba más bien una elegante teoría
1
El modelo Relacional se estudiará en el Modulo I, unidad 3 “Modelos de datos”.
13
Base de Datos – 311
14
matemática sin posibilidad de implementación eficiente en productos
comerciales iba a convertirse, en los años ochenta, en la segunda
generación de productos de bases de datos, que actualmente domina el
mercado. En los últimos años venimos asistiendo a un avance
espectacular en la tecnología de bases de datos: multimedia, activas,
deductivas, orientadas a objetos, seguras, temporales, móviles,
paralelas, etc.
Esta nueva generación (la tercera) se caracteriza por proporcionar
capacidades de
gestión de datos, objetos y gestión
de
conocimientos pretendiendo responder
a las necesidades de
aplicaciones tales como: CASE (Ingeniería del software asistida por
computadores), SIG (sistemas de información geográfica), aplicaciones
científicas, sistemas médicos,
publicación digital, educación y
formación, sistemas estadísticos, comercio electrónico, etc. A la hora de
clasificar estos avances en el campo de las bases de datos, se pueden
identificar tres dimensiones:
-
Rendimiento: Hay que tener en cuenta que los datos almacenados
en bases de datos crecen de forma exponencial, ya se empieza a
hablar de base de datos “petabytes” (10 15 ). Además, los avances en
el hardware y el bajo costo del mismo determinan de forma
importante la evolución de las bases de datos, Dentro de esta
dimensión, destacan los siguientes tipos de tecnologías: bases de
datos paralelas, bases de datos en tiempo real y base de datos en
memoria principal.
-
Inteligencia: La funcionalidad de las bases de datos ha ido
aumentando de forma considerable, ya que gran parte de la
“semántica” de los datos que se encontraba dispersa en los
programas ha ido migrando hacia el servidor de datos. Surgen así las
bases de datos activas, deductivas, orientadas a objetos multimedia,
temporales, seguras, difusas y los almacenes de datos
(datawarehousing) y la minería de datos (datamining).
-
Distribución: El avance espectacular de las comunicaciones así como
la difusión cada día mayor del fenómeno Internet/Web, ha
evolucionado el mundo de las bases de datos. También la aparición
de la “Informática móvil” o “computación nómada” obliga a
replantearse algunos conceptos fundamentales de las bases de
datos. En esta dimensión se puede destacar las siguientes
tecnologías: bases de datos distribuidas, federadas y multibases de
datos; bases de datos móviles, etc.
Concepto de Bases de datos
•
Como usted pudo observar al estudiar este tema que las bases de
datos surgen como alternativa a los sistemas de archivos, intentando
14
Base de Datos – 311
15
eliminar o al menos reducir sus inconvenientes, ya que la un sistema
basado en archivo los datos no se comparten a diferencia de un
sistemas de bases de datos. Hay que pensar que si no se
compartiesen los datos, en una organización cada grupo o
departamento tendrían sus archivos de datos y así cada grupo se
beneficiará sólo de sus propios datos. Es por esta razón que a
continuación se van ha exponer algunos requisitos que cumpla un
sistema de bases de datos:
o Acceso múltiple: Diversos usuarios pueden acceder a la base
de datos, sin que se produzcan conflictos, ni visiones
incoherentes.
o Utilización múltiple: Cada usuario podrá tener una imagen o
visión particular de la estructura de la base de datos.
o Flexibilidad: Se podrán usar distintos métodos de accesos, con
tiempos de respuesta razonablemente pequeños.
o Confidencialidad y seguridad: Se controlará el acceso a los
datos (a nivel de campo), impidiéndoselo a los usuarios no
autorizados, es decir, habrá usuarios que podrán acceder a
unos datos y a otros no.
o Protección contra fallo: Existirán mecanismos concretos de
recuperación en caso de fallo de la computadora.
o Independencia física: Se puede cambiar el soporte físico de la
base de datos (modelo de disco por ejemplo), sin que esto
repercuta en la base de datos ni en los programas que la
usan.
o Redundancia controlada. Los datos se almacenan una sola
vez en la base de datos.
o Interfaz de alto nivel. Existe una forma sencilla y cómoda de
utilizar la base de datos al menos desde un lenguaje de
programación de alto nivel.
o Interrogación directa (Queri). Existe una utilidad que permite el
acceso de los datos de forma conversacional.
•
El efecto de combinar los datos en una base de datos produce
sinergia; es decir, los datos combinados tienen más valor que la
suma de los datos en los archivos por separado. Esto no sólo permite
que cada grupo continúe teniendo acceso a sus datos, sino que, bajo
límites razonables de control, también pueden tener acceso a los
otros datos.
•
Un sistema de base de datos está formado por los siguientes
componentes:
o Datos: Las características más importantes de la información
en estos sistemas es que va a estar integrada y compartida.
Integrada: La Base de datos puede considerarse como una
unificación de varios archivos de datos, que son tratados como
uno solo, y en el que se ha eliminado totalmente, o en parte, la
redundancia de datos. Compartida: Los datos pueden
compartirse entre varios usuarios distintos; es posible que
15
Base de Datos – 311
16
varios de estos usuarios accedan al mismo tiempo al mismo
elemento de información (acceso concurrente).
o Equipo (Hardware):
Conjunto de dispositivos físicos
utilizados para almacenar y procesar los datos.
computadores: pueden ser mainframe, minicomputador u
computador personal. El mainframe y los minicomputadores
fueron utilizados tradicionalmente para soportar el acceso de
varios usuarios a una base de datos común. Los
computadores personales eran empleados, inicialmente, para
manejar bases de datos autónomas controladas y
manipuladas por un usuario único. No obstante, actualmente,
también pueden conectarse a una red cliente/servidor,
garantizando el acceso de varios usuarios a una base de
datos común almacenada en unidades de disco y controladas
por un computador servidor. El servidor puede ser otro
computador personal más potente, o bien, un minicomputador
o un mainframe. Volúmenes
de
almacenamiento:
Generalmente son unidades de disco que constituyen el
mecanismo de almacenamiento principal para las bases de
datos. Otros dispositivos, como unidades de cinta,
terminales, impresoras, etc.
o Programas (Software). Un sistema de base de datos incluye
dos tipos de programas: El software de propósito general,
para la gestión de la base de datos, comúnmente llamado
Sistema Gestión de Bases de Datos (SGBD., o también
DBMS, en inglés). El SGBD maneja todas las solicitudes de
acceso a la base de datos formuladas por los usuarios y los
programas de aplicación. El software de aplicación, que usa
las facilidades del SGBD para manipular la base de datos con
el fin de llevar a cabo una función específica en la gestión de
la empresa (por ejemplo: la gestión de almacén). Puede estar
desarrollado en un lenguaje de programación estándar, tal
como COBOL o C, o en un lenguaje propio de los SGBD
denominados lenguajes de cuarta generación (4GL).
o Personal. En un sistema de base de datos intervienen un
número importante de usuarios, que podemos clasificar en dos
grupos: las personas cuyo trabajo requiere empleo cotidiano
de una base de datos grande y aquellos que trabajan para
mantener el entorno del sistema de base de datos, pero que
no tienen un claro interés en la base de datos en sí misma.
Más adelante cuando se trate el tema “Actores en la escena
y trabajadores entre bastidores” se estudiarán las funciones
de cada uno de estas personas involucradas en una base de
datos.
6.-
Es indudable que en este instante usted ha concluido la lectura referente
a las bases de datos, pudiendo reforzar por escrito a través de un
resumen o un mapa conceptual (fue recomendado al comienzo de la
unidad), los conceptos y aspectos más relevantes con el objeto de
16
Base de Datos – 311
17
recapitular si se presenta cualquier duda. Para ayudarlo un poco más en
su conocimiento, a continuación se darán algunos aspectos generales
que debe recordar al realizar el estudio de las lecturas 1.2, 1.3, 1.2 y el
capítulo 1 del libro-texto de la asignatura.
Aspectos a enfatizar
•
Se le recuerda al estudiante que lea el ejemplo del capitulo 1 sección
1.2. presentado en el texto donde se describe una base de datos
“UNIVERSIDAD” que contiene información sobre estudiante, cursos,
calificaciones en el entorno universitario.
•
Para diferenciar las características del enfoque tradicional de
programación con archivo y el enfoque de bases de datos, se sugiere
leer la sección 1.3 del texto, además se muestra un ejemplo de
aplicación con archivo.
•
En la próxima unidad se tratará lo relacionado a los Sistemas de
Gestión de Base de Datos que es un punto importante para las bases
de datos, pero para este apartado se le recuerda estudiar el tema
con respecto a “los distintos niveles de abstracción de una base de
datos” donde se da una visión general de este aspecto, sin entrar en
detalle.
El Sistema de Gestión de Base Datos
1.-
Concluido el tema “Bases de datos “, prosiga con el estudio del tercer
contenido de la unidad 1 y para abordar este tema se le presenta a
continuación la tabla 1.3, en ella puede ubicar fácilmente en el material
de referencia (las lecturas y libro-texto de la asignatura) el contenido de
este tema.
17
Base de Datos – 311
18
Tabla 1.3
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
CÁPI- SECTULO CIÓN
Sistema
de
Gestión de Base Libro-Texto: “Fundamentos de
de
Datos Sistema de Bases de Datos”
(SGBD)
2
TÍTULO
PÁGINAS
1.6.
Ventaja de utilizar
un SGBD
14-17
1.7.
Implicación
del
enfoque de bases
de datos
18
1.8.
cuando no utilizar
un SGBD
18-19
Arquitectura de un
SGBD
e
independencia
de
datos
27-28
2.3
Lenguaje
e
interfases de base
de datos.
29-31
2.4
El
entorno
del
sistema de base de
datos.
2.5
Clasificación de los
SGBD.
2.2
32-34
35-36
Lectura Nº 1.5
Lectura Nº 1.6
Lectura Nº 1.7
Lectura Nº 1.8
Lectura Nº 1.9
Conceptos
principales
funciones de un
SGBD.
Lenguaje
SGBD.
de
y
los
Otras
facilidades
proporcionadas por
los SGBD.
Interacción
del
usuario
con
el
Sistema de Gestión
de la Base de
Datos.
Funcionamiento del
SGBD: Interacción
con
el
sistema
operativo.
18
Base de Datos – 311
2.-
19
Para que usted tenga un enfoque conceptual y pueda producir una
definición de un SGBD, se presenta a continuación un cita textual
relacionado con este tema de los autores Elmasri y Navathe (2000).
“ Un Sistema de Gestión de Base de Datos (SGBD en inglés database
management system o DBMS) es una colección de programas que
permiten a los usuarios crear y mantener una base de datos” .
3.-
Basándose en la definición anterior y sustentando lo estudiado en las
lecturas 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9 y el capítulo 2 del libro-texto de la
asignatura, usted estará en capacidad de responder con sus propias
palabras las siguientes preguntas:
•
•
Explique el propósito de un SGBD
¿Por qué el SGBD es una herramienta indispensable en los sistemas
de base de datos?
• ¿Cuáles son las ventajas de utilizar un SGBD?.
• Explique las funciones que ha de cumplir un SGBD.
• ¿Cuándo no se debe utilizar un SGBD?
• Describa brevemente la interacción del SGBD con el Sistema
Operativo a la hora de insertar datos en la base de datos.
Una vez contestada todas las preguntas, discútalas con sus compañeros
de estudio y en caso de dudas consulte al asesor de su centro
4.-
Ahora, avancemos un poco más, en tal sentido le ofrecemos algunos
puntos que servirán para ampliar los conocimientos adquiridos hasta
ahora.
Tareas que realiza un SGBD
El objetivo principal de una base de datos es, almacenar grandes
cantidades de datos organizados siguiendo un determinado esquema o
modelo de datos que facilite su almacenamiento, recuperación y
modificación, sin embargo éstos sólo pueden realizarse de manera
efectiva en el marco de un Sistema de Gestión de Bases de Datos
(SGBD). Concretamente, un SGBD debe permitir la realización de las
siguientes tareas:
- Definición del esquema de la base de datos. Una vez diseñado el
esquema de la base de datos, hemos de describirlo mediante un
conjunto de instrucciones. esto se realiza mediante un lenguaje
específico, denominado lenguaje de descripción de datos (LDD).
- Acceso de la información desde un lenguaje de alto nivel. Esto se
realiza mediante un lenguaje específico, denominado lenguaje de
manipulación de datos (LMD).
19
Base de Datos – 311
-
-
5.-
20
Interrogación (o recuperación de la información) directa de modo
conversacional. El SGBD debe incorporar una interfaz de usuario
a través de la cual se introduce sentencias de LMD directamente
desde un terminal para obtener información interactiva.
Gestión de archivo. Función realizada por un modulo
denominado gestor de archivo que se encarga de la comunicación
con el sistema operativo. Además, realiza otras funciones, tales
como control de usuario, recuperación de la información tras fallos
del sistema, organización física de la base de datos, control de
seguridad y privacidad de información y gestión de accesos
concurrentes.
Las tres primeras funciones se realizan mediante dos lenguajes
específicos: Lenguaje de Manipulación de Datos y Lenguaje de
Descripción de Datos.
En este momento consideramos que ha finalizado el estudio de este
tema y por ello se sugiere desarrollar un mapa conceptual que lo ayude
a organizar y representar sus ideas. A continuación le proporcionamos
varios aspectos que debe recordar una vez que haya adquirido los
conocimientos necesarios, además le ayudará a clarificar los conceptos
relevantes que no están presente en su instrumento de aprendizaje.
Aspectos para Recordar
•
Las ventajas que ofrece un SGBD para ayudar en el diseño,
administración y utilización de una base de datos son las siguientes:
¾ Controla la redundancia de los datos almacenados en la
base de datos.
¾ Restricciones de accesos no están autorizados.
¾ Suministro de almacenamiento persistente de objetos y
estructuras de datos de programas.
¾ Capacidad de realizar inferencias y acciones usando reglas
¾ Suministro de múltiples interfases de usuarios
¾ Representación de relaciones complejos entre los datos
¾ Imposición de restricciones de integridad.
¾ Suministro de respaldo y recuperación.
•
Algunas ventajas adicionales que ofrece el enfoque de base de datos
y que no tienen los sistemas tradicionales de procesamientos de
archivos:
¾ Potencial para imponer normas
¾ Tiempo reducido para el desarrollo de aplicaciones
¾ Flexibilidad
¾ Disponibilidad de información actualizada para todos los
usuarios
¾ Economías de escala.
20
Base de Datos – 311
6.-
21
•
Hay tres características importantes inherentes a los sistemas de
bases de datos: la separación entre los programas de aplicación y los
datos, el manejo de múltiples vistas por parte de los usuarios y el uso
de un catálogo para almacenar el esquema de la base de datos. Se
propuso una arquitectura de tres niveles para los sistemas de
bases de datos, que resulta muy útil a la hora de conseguir estas tres
características.
El objetivo de la arquitectura de tres niveles es el de separar los
programas de aplicación de la base de datos física. En esta
arquitectura, el esquema de una base de datos se define en tres
niveles de abstracción distintos: Nivel interno, nivel conceptual y nivel
externo o de vista. En el estudio de esta sección es importante que el
estudiante comprenda la función que tiene cada uno de estos niveles.
•
Para definir el esquema conceptual de la base de datos se utiliza el
Lenguaje de Definición de Datos (o LDD, del inglés Data Description
Language) y para especificar las recuperaciones y actualizaciones de
la base de datos se usa el Lenguaje de Manipulación de Datos (o
LMD, del inglés Data Manipulation Language). En esta sección, ten
en cuenta la función que tienen cada uno de estos lenguajes.
•
Además de las facilidades suministradas por los lenguajes de
definición y de manipulación, los distintos SGBD proporciona otros
medios suplementarios para simplificar tareas de mantenimiento y
salvaguarda de la base de datos, así como para ayudar a los
distintos usuarios a obtener el máximo provecho de los datos
contenidos en la misma. Se trata de un conjunto de programas o
procedimientos para la carga de archivos, reorganización de la base,
obtención de copia de seguridad, generadores de listados o tablas,
etc.
•
Se clasifica los SGBD según varios criterios: el modelo de datos, el
número de usuario, el número de sitios, el costo, el tipo de camino de
acceso y su generalidad. La principal clasificación de los SGBD se
base en el modelo de datos, que es un tema que se tratará mas
adelante en al sección 1.4.
Si desea obtener más información en los temas estudiados, puede hacer
búsqueda en Internet, a través de la siguiente dirección electrónica:
Consulta en la web
http://tramullas.com/documatica/2-4.html
Encontrará aspectos relacionados a los SGBD
http://tramullas.com/documatica/2-2.html
Encontrará aspecto relacionado al modelo de arquitectura de base de
datos.
21
Base de Datos – 311
22
http://www.eubd.ucm.es/html/personales/enred/mantonia/docauto/tema5/
tema5.htm
Contiene conceptos y característica de los Sistemas de Gestión de
bases de datos
Modelos de Datos
1.-
Continuando con la Unidad 1 “Introducción a los sistemas de bases de
datos “ abordamos el cuarto punto “concepto de modelo de datos” y para
comenzar con el estudio examine la tabla 1.4 presentada a continuación,
en ella se muestra la lectura Nº 1.10 donde se encuentra las siguientes
secciones: Definición de modelo de datos, las restricciones de integridad
en los modelos de datos, clasificación de los modelos de datos, los
modelos de datos en el diseño de la bases de datos; además se presenta,
en el libro-texto: “Fundamentos de Sistema de Bases de Datos”, los
Modelos de datos esquemas e instancia.
Tabla 1.4
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
CÁPI- SECTULO CIÓN
Modelo de datos Lectura Nº 1.10
Libro-Texto: “Fundamentos de
Sistema de Bases de Datos”
TÍTULO
PÁGINAS
Concepto
de
modelo de datos
2
2.1
Modelo de
esquemas
instancia
datos,
e
24 - 27
2.- En el tema “Base de datos” usted estudio el significado de “datos” ahora
para abordar este tema le daremos una definición de modelo:
“ Un modelo es una representación de la realidad que contiene las
características generales de algo que se va a realizar. “.
3.- Apoyándose en las definiciones: datos y modelo y lo estudiado con respecto
a modelo de datos, establezca diferencias entre estos tres términos. Discuta
estas diferencias con sus compañeros de estudio.
4.- Una vez aclarado lo que es modelo de datos, prosiga leyendo el ejemplo
que se presenta a continuación que le servirá de soporte para entender la
importancia de un modelo de datos en la descripción de la estructura de una
base de datos.
22
Base de Datos – 311
23
Ejemplo: modelo de datos
Pregunta:
Explique como se clasifica un modelo de datos y la función que cumple
cada uno de estos modelos.
Respuesta:
Los modelos de datos se pueden clasificar dependiendo de los tipos de
conceptos que ofrecen para describir la estructura de la base de datos,
en: modelos de datos de alto nivel, o modelos conceptuales, disponen de
conceptos muy cercanos al modo en que la mayoría de los usuarios
percibe los datos, estos modelos utilizan conceptos como entidades,
atributos y relaciones. Los modelos de datos de bajo nivel, o modelos
físicos, proporcionan conceptos que describen los detalles de cómo se
almacenan los datos en el computador, es decir, el formato de los
registros, la estructura de los archivos (desordenados, ordenados, etc.) y
los métodos de acceso utilizados (índices, etc.) Los conceptos de los
modelos físicos están dirigidos al personal informático, no a los usuarios
finales. Los modelos lógicos, cuyos conceptos pueden ser entendidos por
los usuarios finales, aunque no están demasiado alejados de la forma en
que los datos se organizan físicamente. Los modelos lógicos ocultan
algunos detalles de cómo se almacenan los datos, pero pueden
implementarse de manera directa en un computador. Cada SGBD soporta
un modelo lógico, siendo los más comunes el relacional, el de red y el
jerárquico. Estos modelos representan los datos valiéndose de estructuras
de registros, por lo que también se denominan modelos orientados a
registros. Hay una nueva familia de modelos lógicos, son los modelos
orientados a objetos, que están más próximos a los modelos
conceptuales.
5.-
Basándose en el ejemplo anterior y lo estudiado en la lectura Nº 1.10 y el
capítulo 2 del texto, usted estará en capacidad de responder con sus
propias palabras las siguientes preguntas:
• Defina un modelo de datos.
• Determine cuales son los objetivos de los modelos de datos.
• ¿Qué entiende usted por esquema de la base de datos?.
• Explique la diferencia entre esquema y ocurrencia del esquema. Ponga
un ejemplo.
• Explique la diferencia entre modelo externo, global e interno.
• Explique las diferentes características que presentan los modelos
conceptuales y los modelos convencionales.
• ¿Qué entiende por estructura de un modelo de datos?.
23
Base de Datos – 311
•
24
Los modelos de datos conceptuales utilizan conceptos como:
entidades, atributos y relaciones. Explique que representa cada uno de
estos elementos dentro del modelo de datos
6.- Finalizado el estudio de este tema, vamos a presentar algunos puntos
importantes que deben recordar con respecto a lo estudiado hasta ahora,
en caso de no comprender algunos de los términos tratados en este
apartados se recomienda repasar de nuevo los aspectos que se encuentran
en la lectura Nº 1.10 y los del capítulo 2 del libro-texto “Fundamentos de
Sistemas de Bases de Datos”.
Recordatorio
•
Bajo la estructura de una base de datos se encuentra un modelo de
datos que sirven para describir a distintos niveles de abstracción, los
datos, las relaciones, la semántica y las restricciones de consistencia.
•
Los modelos conceptuales (También denominados de alto nivel)
facilitan la descripción global del conjunto de información necesaria para
el diseño conceptual de una base de datos y el más utilizado es el
modelo Entidad-Relación2.
•
Los modelos convencionales o lógicos se encuentran soportados por el
SGBD y está orientado a describir los datos a nivel lógico para este
SGBD (de ahí que también reciben el nombre de modelos de base de
datos: Redes, Jerárquicos y Relacionales3 ) por lo que sus conceptos
son propios de cada SGBD.
Actores en la escena y trabajadores entre bastidores
1.- Siguiendo con la unidad 1 se presenta este tema “Actores de la base de
datos” y para iniciar el estudio se presenta la tabla 1.5 donde puede
identificar en el libro-texto de la asignatura el capítulo, las secciones, el
título y las páginas del tema a estudiar.
2
3
El modelo Entidad-Relación se estudiará en la unidad 2.
Los modelos: Redes. Jerárquico y Relacional se estudiarán en la unidad 3.
24
Base de Datos – 311
25
Tabla 1.5
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
Actores de la Libro-texto de la asignatura:
base de datos “Fundamentos de Sistema de
Bases de Datos”
CÁPITULO
SECCIÓN
TÍTULO
PÁGINAS
1
1.4.
Los actores en
la escena
11-13
1.5.
Los
trabajadores
entre bastidores
2.- Usted debe realizar cuidadosamente las lecturas de las secciones 1.4 y 1.5,
tomando nota sobre los conceptos y aspectos más relevantes presentados
en estas secciones. Al culminar la lectura usted habrá comprendido que
existen usuarios que trabajan para mantener el entorno del sistema de base
de datos y personas que tienen que ver con el diseño, creación y
funcionamiento del software y entorno del SGBD.
3.- Una vez comprendido el tema en estudio realiza en tu cuaderno un ejercicio
donde pueda describir las responsabilidades de cada uno de las personas
involucradas en una base datos de datos que usted conozca. En caso de
dudas consulte al asesor de su centro local
4.- Avancemos un poco más, dándole algunos puntos que le servirán para
ampliar los conocimientos adquiridos sobre este tópico.
Usuarios o Personas que participan en el diseño, utilización y
mantenimiento de una base de datos
En un sistema de base de datos intervienen un número importante de usuarios,
que podemos clasificar en tres grupos:
• Administrador de la base de datos (A.B.D.). Son los encargados
de diseñar la estructura de la base de datos y los responsables de
que el sistema funcione correctamente. El A.B.D. se encarga de
autorizar el acceso a la base de datos, de coordinar y vigilar su
utilización y de adquirir los recursos necesarios de software y
hardware. El A.B.D. es el responsable cuando surgen problemas
como violaciones de seguridad o una respuesta lenta del sistema. El
A.B.D. tiene, entre otras, las siguientes funciones:
ƒ Definición del esquema: Decidir el contenido de la base de
datos, eligiendo cuales son los datos que interesa tener
almacenados y organizarlos de la mejor forma posible,
creando el esquema conceptual, que se escribirá mediante
un lenguaje de definición de datos (DDL).
25
13
Base de Datos – 311
26
ƒ
•
•
Definición de las estructuras de almacenamiento y método
de acceso: Debe decidir sobre la forma en que se van a
almacenar los datos sobre los soportes físicos en los que
se grabará la base de datos y la correspondencia entre
esta estructura de almacenamiento y el esquema
conceptual.
ƒ Modificación del esquema y de la organización física si los
requerimientos cambian.
ƒ Decidir los controles de autorizaciones para el acceso a los
datos: Es el que concede diferentes tipos de autorizaciones
al resto de los usuarios de la base de datos.
ƒ Especificar las restricciones de integridad: Debe definir los
procedimientos de validación que habrán de ejecutarse
cada vez que se actualiza la base de datos. Estas
restricciones son consultadas por el SGBD cada vez que
se realiza una actualización de los datos.
Programadores de aplicaciones. Que se encargan de desarrollar las
aplicaciones que manejan datos de la base de datos. Estas aplicaciones
contendrán solicitudes de datos al SGBD que luego serán procesados
por los programas de la aplicación que tendrán como finalidad resolver
problemas específicos de la empresa.
Usuarios finales. Que son personas que no tienen por que tener
conocimientos informáticos y que pueden manipular los datos
(examinarlos y actualizarlos) con la ayuda de las aplicaciones, o bien de
lenguajes de consulta no procedimentales (no es necesario indicar el
algoritmo de acceso a los datos), tipo SQL, o bien, mediante
herramientas basadas en sistemas de menús. Se distinguen tres tipos
de usuarios finales:
ƒ
Usuarios especializados: Aquellos que son capaces de escribir
ciertas aplicaciones para la BD, para su uso propio.
ƒ
Usuarios casuales: Aquellos que realizan consultas a través de un
procesador de consultas. Esas consultas pueden ser creadas por
ellos mismos o por otras personas.
ƒ
Usuarios ingenuos: Aquellos que solo acceden a la base de datos a
través de aplicaciones previamente escritas por otros usuarios.
Arquitectura de los sistemas de base de datos
1.-
Prosiguiendo con el estudio de la unidad 1 se presenta a continuación la
tabla 1.6, en ella se hace referencia a la lectura 1.11 y se encuentra
organizada con los siguientes puntos: Arquitecturas Centralizadas y
Cliente-Servidor, Arquitecturas de Sistemas Servidores, Sistemas
Paralelos y Sistemas Distribuidos, tratando luego, Bases de Datos
Distribuidas y Arquitectura Cliente-Servidor localizado en el libro-texto de
la asignatura.
Tabla 1.6
26
Base de Datos – 311
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
27
CÁPITULO
SECCIÓN
Arquitecturas de
los sistemas de Lectura Nº 1.11
bases de datos
TÍTULO
PÁGINAS
Arquitecturas de
los sistemas de
bases de datos
17
Libro-Texto: “Fundamentos de
Sistema de Bases de Datos”
24
17.1.
Arquitecturas
del sistema para
SGBD.
Bases de datos
24.1. al distribuidas
y
24.9. arquitectura
cliente-servidor
538-541
727-747
2.-
Después de estudiar la lectura Nº 1.11 y las secciones de los capítulos
Nº 17 y Nº 24 del libro-texto de la asignatura, usted estará en capacidad
de responder las siguientes preguntas.
ƒ ¿Qué entiende usted por Base de Datos Distribuida (BDD)?.
ƒ ¿Qué entiende usted por Sistema de Gestión de Base de
Datos Distribuida (SGBDD)
ƒ ¿Cuáles son las principales razones de tener una Base de
Datos Distribuidas y cuales son las posibles ventajas? .
ƒ ¿Cuál es, en general, la diferencia entre las Arquitecturas
Centralizadas y las Arquitecturas Cliente-Servidor?.
ƒ ¿Qué diferencia hay entre los Sistemas de Bases de Datos
Centralizados o Clientes-Servidor y los Sistemas Paralelos?.
3.-
Una vez culminado el estudio correspondiente a las “Arquitecturas de los
sistemas de bases de datos” se recomienda organizar sus ideas a
través un mapa conceptual que lo ayudará a visualizar en forma grafica
el contenido del tema.
4.-
Profundizando un poco más sobre las diferentes plataformas para el
desarrollo de aplicaciones de bases de datos, a continuación le
expondremos algunos aspectos que le ayudarán a ampliar los
conocimientos adquiridos hasta ahora.
Sistemas cliente-servidor
•
La funcionalidad de un sistema de base de datos cliente-servidor se
puede dividir a grandes rasgos en dos partes: la parte visible al
usuario y el sistema subyacente. El sistema subyacente gestiona el
acceso a las estructuras, la evaluación y optimización de consultas,
27
Base de Datos – 311
28
el control de concurrencia y la recuperación. La parte visible al
usuario está formado por herramientas como formularios,
diseñadores de informes y facilidades gráficas de interfaz de usuario.
La interfaz entre la parte visible al usuario y el sistema subyacente
puede ser SQL4 (Structured Query Language, Lenguaje estructurado
de consultas) o una aplicación.
•
Existen dos normas que se desarrollaron para hacer de interfaz entre
clientes y servidores: La norma ODBC (Open Database Connectivity,
conectividad abierta de bases de datos) define una Interfaz para
programas de aplicación (API5, application program interface) para
acceder a la base de datos, y la norma JDBC (Java Database
Connectivity, conectividad de bases de datos con Java) que define
una API y pueden usar los programas Java para conectarse a los
servidores de la base de datos. Por esta razón, cualquier cliente que
utilice interfases ODBC o JDBC puede conectarse a cualquier
servidor que proporcione esta interfaz.
•
Ciertas aplicaciones como las hojas de cálculo y los paquetes de
análisis estadísticos utilizan la interfaz cliente-servidor directamente
para acceder a los datos del servidor subyacente. De hecho,
proporcionan interfases visibles especiales para diferentes tareas.
Sistemas servidores
4
5
•
Los servidores pueden ser servidores de transacciones o servidores
de datos, aunque el uso de los servidores de transacciones exceden
ampliamente el uso de los servidores de datos para proporcionales
servicios de bases de datos. Los servidores de transacciones tienen
múltiples procesos, ejecutándose posiblemente en múltiples
procesadores. Todos los procesos de la base de datos pueden
acceder a los datos en memoria compartida donde múltiples
procesos pueden leer o realizar actualizaciones en las estructuras de
datos en memoria compartida y debe haber un mecanismo que
asegure que sólo uno de ellos está modificando una estructura de
datos en un momento dado y que ningún proceso está leyendo una
estructura de datos mientras otro la escribe.
•
Existen los procesos que gestionan las consultas, es decir reciben
consultas del usuario (transacciones), las ejecutan y devuelven los
resultados. Además hay procesos del sistema que realizan tareas
como la gestión de los bloqueos y del registro y los puntos de
revisión.
SQL se ha establecido como el lenguaje estándar de bases de datos relacionales.
Los programadores usan cada vez más estas API para acceder a las bases de datos.
28
Base de Datos – 311
•
29
Los sistemas de servidores de datos se utilizan en redes de área
local en las que se alcanza una alta velocidad de conexión entre los
clientes y el servidor. Tales sistemas se esfuerzan en minimizar la
comunicación entre clientes y servidores usando caché de datos y de
bloqueos en los clientes. Las arquitecturas de los servidores de datos
se han hecho particularmente populares en los sistemas de bases de
datos orientado a objetos.
Sistemas paralelos
•
•
El sistema consiste en varios procesadores y varios discos
conectados a través de una red de interconexión de alta velocidad.
Hay dos aspectos importantes para el estudio del paralelismo y estos
son: La ganancia de velocidad que mide cuanto puede incrementarse
la velocidad de procesamiento al incrementarse el paralelismo dada
una transacción y la ampliabilidad que mide lo bien que se gestiona
un mayor número de transacciones cuando se incremento del grado
de paralelismo.
Las arquitecturas paralelas de base de datos pueden clasificarse en:
o Arquitectura de memoria compartida. Todos los procesadores
comparten una memoria común
o Disco compartido. Todos los procesadores comparten un
conjuntos de discos común (algunas veces los sistemas de discos
compartidos se denominan agrupaciones).
o Sin compartimiento. Los procesadores no comparten ni memoria
ni disco.
o Jerárquico: este modelo es un híbrido de las arquitecturas
anteriores.
Estas arquitecturas paralelas de base de datos tienen distintos
compromisos entre la ampliabilidad y la velocidad de comunicación.
Aspectos de la implementación de los Sistemas Distribuidos
La atomicidad de la transacción es un aspecto importante de la
construcción de un sistema distribuido de base de datos. Si una
transacción se ejecuta a lo largo de dos sitios, a menos que los
diseñadores de sistemas sean cuidadosos, pueden comprometerse en
un sitio y cancelarse en otro, lo que conduciría a un estado de
inconsistencia. Los protocolos de compromisos de transacciones
aseguran que tales situaciones no se produzcan.
El control de concurrencia es otra característica de una base de datos
distribuida. Como una transacción puede acceder a elementos de datos
de varios sitios, los administradores de transacciones de varios sitios
pueden necesitar coordinarse para implementar el control de
concurrencia. Los fallos son más comunes en estos sistemas, dado que
no sólo las computadoras pueden fallar, sino que también pueden fallar
29
Base de Datos – 311
30
los enlaces de comunicación. La replica de los elementos de datos, que
es la clave para el funcionamiento continuado de la base de datos
distribuidas cuando ocurren fallos, complica aún más el control de la
concurrencia.
En caso de que una empresa tenga que escoger entre una arquitectura
distribuida y una centralizada para implementar una aplicación, el
arquitecto del sistema debe medir las ventajas frente a las desventajas
de la distribución de datos. El principal inconveniente de los sistemas
distribuidos de bases de datos es la complejidad añadida que es
necesaria para garantizar la coordinación apropiada entre los sitios.
Estas crecientes complejidad tiene varias facetas:
• Costo de desarrollo de software. La implementación de un sistema
distribuido es más difícil y por lo tanto, más costoso.
• Mayor probabilidad de error. Como los sitios que constituyen el
sistema distribuido operan en paralelo es más difícil asegurarse de
la corrección de los algoritmos, del funcionamiento especial
durante los fallos de parte del sistema así como la recuperación.
• Mayor sobrecarga del procesamiento. El intercambio de mensaje y
el cómputo adicional necesario para conseguir la coordinación
entre los distintos sitios constituyen una forma de sobrecarga que
no surge en los sistemas centralizados.
Bases de datos avanzadas
1.-
Para culminar con el estudio de la unidad 1, prosiga con la lectura de este
tema que se encuentra referenciado en la tabla 1.7, en ella se encuentra
el capítulo, las secciones y páginas del libro-texto de la asignatura para
ubicar los siguientes puntos: 1) Conceptos de las bases de datos activas
2) Conceptos de las bases de datos temporales 3) bases de datos
espaciales y multimedia
Tabla 1.7
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
Conceptos
de
bases de datos Texto UNA: “Fundamentos de
Sistema de Bases de Datos”
avanzadas
2.-
CÁPITULO
23
SECCIÓN
TÍTULO
PÁGINAS
Modelo de datos
23.1. al extendidos para
23.4. aplicaciones
avanzadas
697-726
A objeto de corroborar que ha comprendido el tema se sugiere que
responda las preguntas de repaso propuestas al final del capítulo 23 del
libro-texto “Fundamentos de Sistema de Bases de Datos”.
30
Base de Datos – 311
31
Atención:
En este momento ha finalizado el estudio de la unidad 1 y si considera estar
claro con todo los puntos estudiados hasta ahora, proceda a realizar algunos
ejercicios de autoevaluación presentados a continuación. Responda cada
pregunta con el propósito de confirmar que ha comprendido el material
estudiado, luego compruebe sus respuestas con las dadas en la “Respuesta a
los Ejercicios de Autoevaluación”, en caso de no coincidir, estudie nuevamente
el tópico correspondiente al ejercicio en el cual desacertó.
Ejercicios de autoevaluación
1. Defina los siguientes términos: Catálogo de base de datos, meta-dato,
modelo de datos, independencia entre programas y datos
2. Hay personas que trabajan para mantener el entorno del sistema de la
base de datos, estos son los que llamamos “trabajadores entre
batidores” y uno de ellos son los desarrolladores de herramientas,
explique que función cumple esta persona.
3. Defina la responsabilidad del ABD.
4. Una de las ventajas de utilizar un Sistema de Gestión de Base de Datos
es La Restricción de los accesos no autorizados, defina en qué
consiste.
5. Explique los sistemas de base de datos centralizados.
6. Explique que son las bases de datos multimedia.
Atención
Cerramos esta unidad introduciendo varios ejercicios propuestos, con el
propósito de corroborar que usted ha comprendido el material estudiado. En
caso de tener dudas de algunos de estos ejercicios, repase la sección
correspondiente en las lecturas complementarias o el libro-texto de la
asignatura y trate de responder nuevamente la pregunta.
31
Base de Datos – 311
32
Ejercicios o actividades propuestas
1. Defina los siguientes términos: Base de datos, Sistema de base de
datos, SGBD.
2. Explique si se puede considerar los datos como un verdadero recurso de
una empresa
3. Defina en que consiste el modelo de datos.
4. Defina qué procesos facilita el Sistema de Gestión de Base de Datos.
5. Con sus propias palabras, explique la diferencia entre un lenguaje de
definición de datos y uno de manipulación de datos ¿Qué tanta relación
existe entre ambos?
6. Defina un LMD y el LDD
7. Defina los LMD de procedimientos y de no procedimientos
8. Defina los tipos de fallos posibles en los sistemas distribuidos.
A continuación se presentan las respuestas de los ejercicios de autoevaluación
para que compare y corrobore si ha contestado correctamente las preguntas de
los ejercicios de autoevaluación:
Respuesta a los Ejercicios de autoevaluación
1. El catálogo de base de datos es donde se almacena la descripción
completa de la estructura de la base de datos y sus restricciones, es
decir, contiene información tales como la estructura de cada registro, el
tipo
y formato de almacenamiento de cada elemento y varias
restricciones sobre los datos. Se le denomina meta-datos a toda la
información almacenada en el catalogo y describe la estructura de la
base de datos. La independencia entre programas y datos es una
propiedad donde la estructura de los archivos de datos no están
integrados con los programas de acceso, debido a que la estructura de
los archivos de datos se almacena en el catálogo del SGBD, por lo que
se encuentra separado de los programas de acceso.
2. La función que cumplen los desarrolladores de herramientas es la de
diseñar e implementar herramientas, es decir, paquetes de software que
facilitan el diseño y utilización del sistema de base de datos, ayudando a
mejorar su rendimiento.
32
Base de Datos – 311
33
3. El administrador de la base de datos tiene la responsabilidad de
coordinar y vigilar la utilización de la base de datos, actuar en el
momento de problemas como violación de la seguridad o respuesta
lenta del sistema, además es que debe adquirir los recursos de software
y hardware que sean necesarios
4. A los usuarios que accedan una base de datos se le deben asignar una
contraseña, es por ello que el SGBD debe garantizar automáticamente
un sistema de seguridad y autorización que permite las restricciones, a
la base de datos de personas no autorizadas.
5. Los sistemas de base de datos centralizados son aquellos que se
ejecutan en un único sistema informático sin interaccionar con ninguna
otra computadora.
6. Las bases de datos Multimedia son herramientas que permiten a los
usuarios almacenar y consultar diferentes tipos de información que
incluye imágenes, video clips, audio clips, y documentos.
Consulta de libros
CC
Si desea mejorar su comprensión sobre los conocimientos básicos de las
bases de datos, se recomienda que consulte los siguientes libros que se
encuentran en la biblioteca de la UNA:
•
Fundamentos de bases de datos (1987), de Henry F. Korth y
Abraham Silberschatz.
•
Introducción a la base de datos (1988), de Mark L. Gillenson e
Introducción a los Sistemas de Bases de Datos (1998). Quinta
edición del autor: C. J. Date.
33
Base de Datos – 311
34
UNIDAD 2: Modelo Entidad-Relación
El estudiante en la unidad 2 adquirirá conocimientos de los conceptos de un
modelo conceptual de datos de alto nivel, como lo es el modelo EntidadRelación (ER). Este modelo es muy utilizado debido a que es una herramienta
fundamental en el diseño conceptual de las bases de datos. En esta unidad se
presentará el concepto de modelo Entidad-Relación (ER) y los requisitos para
aplicarlo en un ejemplo de una base de datos. Posteriormente se tratarán los
conceptos básicos del modelo ER, las entidades, sus atributos y claves. Se
especificarán los diferentes tipos y conjuntos de entidades, así como los
vínculos o interrelaciones, roles, restricciones estructurales y los tipos de
entidades débiles. Seguidamente, para incluir los tipos de vínculos se explicará
el refinamiento del diseño para la base de datos del ejemplo mencionado
anteriormente. Por último, se suministrarán por medio de un ejemplo la
notación completa para los diagramas ER, los nombres apropiados para los
elementos de esquemas de base de datos, las elecciones de diseño para el
diseño conceptual ER y las notaciones esquemáticas alternativas para mostrar
los diagramas ER.
Objetivo de la Unidad 2: Aplicar el modelo entidad-relación de una base de
datos para la solución de problemas o situaciones dadas.
Contenido de la Unidad 2: El contenido contempla el estudio de los siguientes
puntos:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Concepto.
Uso de modelos conceptuales de alto nivel para el diseño
de
base de datos.
Ejemplo de aplicación de una base de datos.
Tipos de entidades, conjunto de entidades, atributos y
claves.
Vínculos, tipos de vínculos, roles y restricciones
estructurales.
Tipos de entidades débiles.
Refinamiento del diseño ER para la base de datos
EMPRESA.
Diagrama ER, convenciones de denominación y cuestión
de diseño.
Recomendaciones para el estudio del contenido de la unidad 2
1.- A continuación se dará a conocer una tabla en la que puede ubicar en el
material de referencia los contenidos de la unidad 2, bien sea en la lectura
7 y en el libro-texto: “Fundamentos de Sistema de Bases de Datos” .
34
Base de Datos – 311
TEMA
35
MATERIAL DE REFERENCIA
“Fundamentos
Modelado
de Libro-texto:
datos utilizando el Sistema de Bases de Datos”
modelo entidadrelación
de
CÁPITULO
SECCIÓN
TÍTULO
3
3.1.
Uso
de
modelos
conceptuales de datos
de alto nivel para el
diseño de bases de
datos
3.2.
Ejemplo
de
una
aplicación de base de
datos
3.3.
Tipos de entidades,
conjunto de entidad,
atributos y claves
3.4.
2.-
Vínculos, tipos
vínculo,
roles
restricciones
estructurales
42-43
43-49
49-55
entidades
55-56
Tipos de
débiles
3.6.
Refinamiento
del
diseño ER para la
base
de
datos
EMPRESA.
Diagrama
ER,
convenciones
de
denominación
y
cuestión de diseño.
Entidad,
atributo
40-42
de
y
3.5.
3.7.
Lectura Nº 2.1
PÁGINAS
56-57
57-61
interrelación
Para entrar con el estudio de la unidad 2 empecemos por aclarar que
existen dos herramientas distintas de modelado de datos: el modelo
Entidad- Relación y el modelo de Objeto Semántico. En esta unidad se
estudiará únicamente los conceptos de modelado de Entidad-Relación
(ER) que es un modelo conceptual de datos de alto nivel muy utilizado en
la actualidad. En este sentido, daremos una explicación de “Modelado de
Datos” como lo presenta Kroenke (1995) en su libro “Procesamiento de
Bases de datos”.
“El modelado de datos es el proceso que implica crear una representación
de la visión que tiene los usuarios de los datos. Es la tarea más
importante en el desarrollo de eficaces aplicaciones de base de datos. Si
el modelo de datos representa en forma incorrecta la visión que posee los
usuarios de los datos, encontrarán las aplicaciones difíciles de usar,
incompletas y por supuesto frustrante. El modelado de datos es la base de
35
Base de Datos – 311
36
todo el trabajo subsiguiente en el desarrollo de base de datos y de sus
aplicaciones”.
3.-
Con los conocimientos adquiridos al estudiar la lectura Nº 2.1 y el capítulo
3 del libro-texto de la asignatura, el estudiante debe estar claro en las
definiciones de los siguientes términos, los cuales son usados en el
modelado ER :
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Entidades, proporcione un ejemplo
Entidad débil, de un ejemplo
Tipo y Conjunto de entidades
Atributos, proporcione un ejemplo para las entidades que describió
en la primera pregunta.
Atributos clave
Conjunto de valores (dominio)
Valor de atributo
Atributos: simple o atómicos, compuestos, multivaluado, derivado,
complejo, derivado
Relación, proporcione un ejemplo
Grado de relación
Diagrama ER
Vínculos y tipos de vínculo
Cardinalidad.
4.-
Para entender y aplicar eficientemente los conceptos de modelado ER
en la resolución de problemas o situaciones dadas, responda las
preguntas de repaso que se encuentran en el capítulo 3 del libro-texto de
la asignatura.
5.-
Basándose en los conceptos estudiados en esta unidad, usted estará en
capacidad de responder las siguiente preguntas:
9 ¿Para qué se emplea el modelo ER? .
9 ¿Qué proporciona el modelo ER?.
7.-
Como habrá podido observar al estudiar este tema, al diseñar el
esquema ER de una base de datos, es necesario saber los tipos de
notaciones o las convenciones de denominación, por lo tanto se
recomienda que elabore un cuadro donde nombre y trace los símbolos
usados en los diagramas entidad-relación
8.-
Con el objeto de comprobar que ha comprendido los tipos de notaciones
al elaborar el cuadro que se especifica en el punto anterior, se pide que
realice la siguiente actividad:
represente un diagrama ER y especifique en ella a) entidades, b)
atributos, c) relación d) entidad débil, e) atributos claves.
9.-
Para organizar los puntos estudiados y obtener una mejor comprensión
de ellos, se sugiere hacer uso de un mapa conceptual. Asimismo realice
una revisión de los ejemplos y ejercicios de autoevaluación mostrados
36
Base de Datos – 311
37
en este material instruccional, para resolver posteriormente los ejercicios
o actividades propuestas, que se encuentran al final de esta unidad.
10.- A continuación se presenta un ejemplo para explicar como representar un
diagrama ER, utilizando los siguientes términos: Entidades, Atributos y
Claves
Ejemplo 2.1
Considere una base de datos llamada BANCO. El banco posee un
conjunto de personas que llamaremos clientes y los préstamos que son
concedidos por el banco.
Se puede definir las entidades como Clientes y Préstamos.
Los atributos de la entidad Clientes son: cuenta-cliente, nombre-cliente,
dirección-cliente, teléfono-cliente.
Los atributos de la entidad Préstamos son: número-préstamo y montoprestamo
El atributo cuenta-cliente es una clave del tipo de entidad Clientes.
El atributo número-préstamo es una clave del tipo de entidad Préstamos
Un tipo de Vínculo es el Prestatario entre los dos tipos de entidades
(Clientes y Prestamos).
El esquema del diagrama ER quedaría de la siguiente manera:
Nombre-cliente
Dirección-cliente
Número-préstamo
Teléfono-cliente
Cuenta-cliente
CLIENTE
PRESTATARIO
Monto-préstamo
PRÉSTAMO
37
Base de Datos – 311
38
Nota: Los atributos clave están subrayados.
8.-
Una vez estudiado los conceptos de modelo ER y aclarado el ejemplo
presentado, se invita a leer la sección 3.2 del capítulo 3 del libro-texto
“Fundamentos de Sistema de Bases de Datos”, donde se presenta un
ejemplo de una aplicación de base de datos usando los conceptos de
modelado ER en el diseño de esquema (Diagrama ER).
9.-
Ahora, para ampliar un poco más lo estudiado, se presenta a continuación
la manera como puede evaluarse una base de datos si se implanta con un
diseño de diagrama Entidad-Relación
Forma de evaluar un modelo de datos ER
Es más fácil y menos costoso corregir errores al principio del desarrollo
de la base de datos y no al final. Por ejemplo, cambiar la cardinalidad
máxima de una relación de 1:N a N:M, en la etapa del modelado de
datos, es sólo cuestión de registrar el cambio en el diagrama ER. Una
vez que se ha diseñado y cargado la base de datos con información y
programas de aplicación escritos para procesarla, realizar tal cambio
requiere mucha reelaboración, incluso ciento de horas de trabajo. Es
importante evaluar el modelo de datos antes de diseñarlo. Una técnica
de evaluación, que señala David Kroenke (1995, pp. 70), es considerar
el modelo de datos ER en el contexto de las consultas que se podrían
plantear a la base de datos con la estructura que implica el modelo. Por
ejemplo si se diseña un modelo donde estén involucradas las entidades
CLIENTES, LECCIONES-PRIVADAS, LECCIONES EN GRUPO,
MAESTRO, MAESTRO TIEMPO COMPLETO, MAESTRO POR HORA y
BAILE; donde están las relaciones siguientes: Los CLIENTES que
pueden tomar LECCIONES-PRIVADAS, LECCIONES EN GRUPO, el
MAESTRO que enseña tales lecciones y la entidad BAILE relacionada
con el MAESTRO. ¿Cuáles preguntas podrían contestarse con una base
de datos que se implantará con un diseño de diagrama ER, donde estén
involucrados estas entidades?
•
•
•
•
¿A quiénes se impartieron lecciones privadas?
¿Cuáles clientes han tomado una lección privada con jazz?
¿Quiénes son maestro a tiempo completo?
Cuáles maestros están programados para asistir al baile
del viernes?
Cuando se evalúa un modelo de datos ER, se formulan tales preguntas
y se muestran a los usuarios para pedirles que hagan su propia lista de
preguntas. Sus preguntas se prueban contra el diseño para verificar si
son apropiadas. Suponga usted que los usuarios preguntaron cuáles
clientes asistieron al baile del viernes en la noche de la semana
anterior. Los diseñadores del modelo de datos llegarían a la conclusión
38
Base de Datos – 311
39
que su diseño no fue correcto, debido a que no es posible responder a
esta pregunta usando el modelo anterior. Si es necesario una respuesta,
entonces debe estructurarse una relación CLIENTE y BAILE. Por
consiguiente, es evidente que un proceso estructurado con tan escaso
rigor no puede usarse para comprobar que un diseño es correcto. Solo
es una técnica práctica para verificar la exactitud potencial de un diseño.
10.-
Si desea profundizar en el tema de modelo Entidad-Relación, se sugiere
consultar los siguientes textos que se encuentran en la biblioteca de la
UNA:
Consulta de libros
•
•
11.-
Procesamiento de base de datos: Fundamento, Diseño e
Instrumentación (1996), de David M. Kroenke.
Concepción Diseño de bases de datos del Modelo E/R al modelo
Relacional (1993), de Adoración de Miguel y Mario Piattini.
Proceda a realizar el ejercicio de autoevaluación presentado a
continuación, luego compruebe sus respuestas con las dadas en la
“Respuesta a los Ejercicios de Autoevaluación”, en caso de no coincidir,
estudie nuevamente el tópico en el cual desacertó.
Ejercicio de autoevaluación
Considere el siguiente conjunto de requisitos para una base de datos
universitaria que sirve para gestionar las constancias de notas de los
estudiantes:
a) Para cada estudiante, la universidad mantiene información sobre su
nombre, número de cédula de identidad, número telefónico,
dirección, fecha de nacimiento, sexo y nivel de estudio (bachillerato,
pregrado, doctorado). El número de la cédula de identidad tiene valor
único para cada alumno.
b) Cada departamento se describe mediante un nombre, código del
departamento, número de oficina, teléfono de oficina y facultad.
Tanto el nombre como el código tienen valores únicos para cada
departamento.
c) Cada curso tiene un nombre, descripción, número de curso, número
de horas por semestre, nivel y departamento que lo ofrece. El valor
del número de curso es único para cada curso.
d) Cada sección tiene un profesor, semestre, año, curso y número de
sección. El número de sección distingue las diferentes secciones de
un mismo curso que se imparte durante el mismo semestre/año; su
39
Base de Datos – 311
40
valores son 1,2,3,..., hasta el número de secciones del curso
impartidas durante cada semestre.
e) Una constancia de notas tiene un alumno, sección, nota en número
(0, 1, 2, 3, 4 y 5).
Con base a lo planteado, diseñe el diagrama ER para esta
aplicación, especifique los atributos, claves de cada tipo de entidad y
las restricciones estructurales de cada tipo de vínculo.
12.-
Para terminar con esta unidad le proponemos que realice varios
ejercicios que a continuación le presentamos, con el propósito de
corroborar que ha comprendido el tema. En caso de tener alguna duda,
repase de nuevo el tópico en el cual desacertó y trate de responder otra
vez la pregunta. Tome nota de las dudas que no haya podido resolver
hasta el momento y consulte al asesor de su centro local.
Ejercicio o actividad propuesta
1. Realice los ejercicios propuestos que se encuentran al final de capitulo 3
del libro- texto de la asignatura.
2. Una empresa deportiva desea diseñar una base de datos para llevar la
organización de los equipos y los juegos de una liga deportiva: cada
equipo tiene varios jugadores, aunque no todos participan en un juego
dado. Se desea llevar el control de los jugadores que participan en cada
juego por parte de cada equipo, de la posición que ocuparon en el juego
y del resultado del mismo. Diseñe un diagrama de esquema E-R para
esta aplicación, expresando todas las suposiciones que haga. Escoja su
deporte favorito (fútbol, béisbol, etc.)
Respuesta al Ejercicio de autoevaluación
A continuación se presenta el diagrama Entidad-Relación donde se
incluyen todo los requisitos planteados en el ejercicio de autoevaluación :
40
Base de Datos – 301
Nombre
Código
Facultad
Teléfono
NumeroOficina
1,1
Nombre
Nivel
NúmeroHoras
Profesor
Curso
1,N
ofrece
Año
NúmeroCurso
Curso
Empleado
Departamento
Descripción
Departamento
1,1
Curso
Curso
Semestre
NúmeroSección
Sección
Se compone
1,N
Sección
1,1
Sección
Tiene
1,N
Constancia
Alumno
1,1
1,1
Alumno
Constancia
Obtiene
Nombre P
Constancia
Notas
Iniciales
Nombre
Apellidos
NumeroCed
Sexo
Teléfono
Dirección
FechaNacimiento
Alumno
Sección
Nota
NivelEstudio
41
Base de Datos – 301
UNIDAD 3: Modelos de datos
Existen distintos modos de organizar la información y representar las relaciones
entre los datos en una base de datos. Los diseñadores de las bases de datos
convencionales usan uno de los tres modelos lógicos para hacer seguimiento
de las entidades, atributos y relaciones y estos tres modelos lógicos son: el
Jerárquico, de Redes y Relacional. Las bases de datos jerárquicas fueron las
primeras en aparecer la información se representa en forma de árbol. El
problema con este tipo de estructura es que no todas las bases de datos se
adaptan a la estructura de árbol. En un intento de eliminar la rigidez de las
bases de datos jerárquicas, se desarrolló la estructura en red, en la cual se
permite todo tipo de relaciones, por lo que su instrumentación no resulte nada
fácil. Por último aparecieron las bases de datos relacionales, que pretendían
obtener mayor flexibilidad y rigor en el tratamiento de los datos.
En esta unidad se hará una presentación de estos tres modelos, en el que se
abordará primero el modelo de redes, seguidamente, se dará a conocer una
perspectiva del modelo de datos jerárquico y por último se presentarán los
conceptos de modelado que ofrece el modelo relacional de los datos.
Objetivo de la Unidad 3: Obtener el modelo conceptual de una base de datos
bajo el enfoque en Redes, Jerárquico o Relacional sobre la base de una
situación dada.
Contenido de la Unidad 3: El contenido de la unidad contempla el estudio de
los siguientes puntos:
Concepto del modelo de datos en Red
Restricciones, manipulación de los datos, lenguaje de
manipulación de datos.
Estructura de bases de datos Jerárquicas.
Relaciones de integridad y definición de datos.
Lenguaje de manipulación de datos para el modelo jerárquico.
Concepto del modelo relacional
Restricciones relacionales y esquema de base de datos
relacionales.
Operaciones de actualización y tratamiento de las violaciones a
las restricciones.
Recomendaciones para el estudio del contenido de la unidad 3
Modelo de datos en red
1.-
Observe la tabla 3.1, en ella puede ubicar el material de referencia,
presentando los siguientes puntos: Conceptos del modelado de datos en
red, las restricciones estructurales, las restricciones de comportamiento,
manera de escribir programas que manipulen una base de datos en red y
las instrucciones para manipular una base de datos en red.
42
Base de Datos – 301
Tabla 3.1
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
Modelo de datos Libro-Texto: “Fundamentos de
en red
Sistema de Bases de Datos”
Lectura Nº 3.1
APENDICE
SECCIÓN
TÍTULO
PÁGINAS
C
C.1.
Conceptos
del
modelado de datos
en red
873-880
C.2.
Restricciones en el
modelo en red
880-888
C.3.
Manipulación
de
datos en el modelo
en red
888-890
C.4.
Lenguaje
manipulación
datos en red
890-895
de
de
Modelo de Red
2.-
Para comenzar con el estudio de esta unidad, lea la explicación que se
presenta en la lectura Nº 3.1 con el propósito de poder responder con sus
propias palabras las siguientes preguntas: ¿En que consiste un base de
datos en red?, discuta con sus compañeros de estudio lo planteado y en
caso de dudas consulte al asesor de su centro local.
3.-
Una vez aclarado el punto anterior, prosiga a responder las siguientes
preguntas, a objeto de repasar los conceptos que aplicará para
representar la estructura de una base de datos en red:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
¿Qué es para usted un registro en le modelado de datos en red?
¿Qué entiende por tipos de registros?
¿Cómo define usted los siguientes términos: tipo de conjunto, tipo de
registro propietario y tipo de registro miembro?
¿Qué entiende por elementos de datos?
¿A qué se le denomina Diagrama de Bachean?
¿Qué entiende por registro propietario y registro miembro?
¿Qué es para usted una ocurrencia de conjunto?
¿Qué es un conjunto propiedad del sistema y conjunto singular?
Defina los siguientes términos: Anillo, Cadena circular, Campo de tipo
y campo de puntero
¿Qué son los diagramas de estructura de datos?
¿Qué es un lenguaje de manipulación de datos en red?
¿Qué se entiende por lenguaje anfitrión?
43
Base de Datos – 301
4.-
Lea los ejemplos que están presentes en la lectura Nº 3.1, para
comprender como se simbolizan dos registros y las asociaciones entre
ellos, de igual manera, entenderá como se representan los esquemas
para el diseño de las base de datos en red.
5.-
Veamos el siguiente ejemplo, en el cual se muestra el diagrama de la
estructura de una base de datos en red.
Ejemplo
Consideremos la figura 3.1 en la que se presenta la relación alumnocursa-materia, donde la relación cursa no tiene atributos descriptivos
La forma del diagramado en este ejemplo constará de dos componentes
básicos:
Las celdas: representan los campos del registro.
Las líneas: representan los enlaces entre los registros.
figura 3.1
Las estructuras de datos según la cardinalidad se representan en los
siguientes casos:
Cuando el enlace no tiene atributos descriptivos
Caso 1. Cardinalidad Uno a Uno. (figura 3.2)
Figura 3.2
Caso 2. Cardinalidad Muchos a Uno. (Figura 3.3)
44
Base de Datos – 301
Figura 3.3
Caso 3. Cardinalidad Muchos a Muchos.(Figura 3.4)
Figura 3.4
Cuando el enlace tiene atributos descriptivos.
Consideremos la figura 3.5 donde a la relación cursa le agregamos el
atributo Cal (calificación), el modelo ER quedaría de la siguiente manera:
Figura 3.5
Diagramas de estructura de datos cuando intervienen más de dos
entidades y el enlace no tiene atributos descriptivos.
Consideremos en la figura 3.6 donde se presenta relación alumno-cursamateria, donde le agregamos la entidad maestro, quien es el que imparte
dicha materia.
El diagrama ER quedaría de la siguiente manera:
45
Base de Datos – 301
Figura 3.6
La transformación a diagramas de estructura de datos se realiza mediante
los siguientes pasos:
9 Crear los respectivos registros para cada una de las entidades que
intervienen en el modelo.
9 Crear un nuevo tipo de registro que llamaremos Reenlace, que puede no
tener campos o tener solo uno que contenga un identificador único, el
identificador lo proporcionará el sistema y no lo utiliza directamente el
programa de aplicación, a este registro se le denomina también como
registro ficticio o de enlace o unión.
En la Figura 3.7 se siguen los pasos anteriores, quedando la estructura de
la siguiente manera:
Figura 3.7
Ahora si el enlace tuviera atributos descriptivos, se crea el registro con
los campos respectivos y se relaciona indicando el tipo de cardinalidad
de que se trate.
46
Base de Datos – 301
En este caso se toma el ejemplo anterior y le agregamos a la relación el
atributo calif. (calificación), ver figura 3.8.
Figura 3.8
En la figura 3.9 se puede observar la siguiente estructura, considerando
el anterior diagrama de estructura de datos, una instancia de este seria:
Figura 3.8
Este diagrama nos indica que los alumnos Luis A. Laura M. y Leticia L.
cursaron la materia Base de datos 2 con la profesora Lourdes A.
Campoy M obteniendo una calificación de 100,80,95 respectivamente.
6.-
En este momento usted ha estudiado los conceptos de modelado que
ofrece el modelo en red, ahora le daremos una explicación de uno de los
problemas que se pueden presentar si se usa una base de datos en red.
47
Base de Datos – 301
Dificultad de utilizar el modelo de datos en red
Aparece el modelo en red como respuestas a las limitaciones del modelo
jerárquico6 en cuanto a representaciones de relaciones más compleja.
El modelo en redes 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. En el modelo de red no existen restricciones en lo
que respecta a las interrelaciones entre cualquier números de entidades.
Esto quizás haga del modelo en red un modelo tremendamente sencillo
de utilizar, pero nos deja un carácter general y provoca que en la
práctica su instrumentación no resulte nada fácil. Es por esto, que los
SGBD que se basan en el modelo en red, deben añadir una serie de
restricciones a fin de poder implementar la base de datos físicamente y
obtener un mayor rendimiento del sistema.
7.-
Si desea obtener más información sobre este tema, puede hacer
búsqueda en Internet, a través de la siguiente dirección electrónica:
Consulta en la web
http://www.itlp.edu.mx/publica/tutoriales/basedat2/unidad5.htm
En esta dirección encontrarás los conceptos básicos y el diagrama de
estructura de datos de una base de datos en el modelo de red.
El modelo de datos Jerárquico
1.-
6
A continuación se presenta la tabla 3.2 donde usted puede ubicar, en el
material de referencia los siguiente contenidos: conceptos de registros y
relaciones padre-hijo, las propiedades de los esquemas jerárquicos, el
árbol de ocurrencia, las relaciones padre-hijo virtual, las restricciones de
integridad, las definiciones de datos y los lenguajes de manipulación de
datos.
El modelo Jerárquico se estudiará posterior a este tema, en la sección 3.2
48
Base de Datos – 301
Tabla 3.2
TEMA
MATERIAL DE
REFERENCIA
Libro-Texto:
“Fundamentos de Sistema
de Bases de Datos”
Modelo de
datos
jerárquico
APENDICE
SECCIÓN
D
D.1.
D.2.
D.3.
Lectura Nº 3.2
TÍTULO
PÁGIN
AS
Estructura de bases de 897-904
datos jerárquicas
Relaciones de integridad y 904-906
definiciones de datos en el
modelo jerárquico
Lenguaje de manipulación 906-910
de datos para el modelo
jerárquico
Modelo jerárquico
2.-
Para comenzar con el estudio de esta unidad, apóyese en la explicación
que se presenta en la lectura Nº 3.2 con el propósito de responder con sus
propias palabras la siguientes preguntas ¿En que consiste un base de
datos jerárquica?, discuta con sus compañeros de estudio lo planteado y
en caso de dudas consulte al asesor de su centro local.
3.-
Una vez aclarado el punto anterior, continué respondiendo las siguientes
preguntas, a objeto de repasar los conceptos que aplicará para
representar la estructura de una base de datos jerárquica:
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
¿Qué son los diagramas de estructuras de árbol?
¿Qué es un registro y tipos de registros?
¿Qué es tipo de relación padre-hijo (tipo de RPH), tipo de registro
padre y tipo de registro hijo?
¿En que consiste una ocurrencia del tipo de RPH?
¿Como se visualiza un esquema jerárquico?
¿Qué son enlaces?
¿A qué se le llama árboles de ocurrencias?
¿Qué es un nodo, un subárbol y árbol de ocurrencia?
¿Qué es un registro jerárquico, recorrido en preorden, secuencia
jerárquica y camino jerárquico?
Defina que es una ocurrencia de base de datos jerárquica.
A que se le denomina tipo de relación padre-hijo virtual (RPHV)
¿Qué es un lenguaje de manipulación de datos jerárquico?
¿Qué entiende por lenguaje anfitrión?
49
Base de Datos – 301
4.-
Lea los ejemplos que están en la lectura Nº 3.2, para comprender como
se representan dos registros y como se organizan el conjunto de estos
dos registros en forma de árbol con raíz, así mismo, podrá entender la
representación de los diagramas de estructuras de árbol.
5.-
El siguiente ejemplo consiste en elaborar un esquema de una base de
datos jerárquico:
Ejemplo 3.2
Una empresa manufacturera que posee varias oficinas distribuidas en
diferentes regiones del país ha decidido implantar un sistema computarizado
con el fin de almacenar en una base de datos toda la información referente a:
las sucursales filiales de la empresa, los automóviles asignados a cada una de
estas dependencias, los empleados que tienen a su cargo un determinado
coche y el mantenimiento que se le debe dar a dichos vehículos en un
momento determinado. Este sistema permitirá el control de los vehículos que
tienen asignados cada una de las oficinas filiales de esta empresa.
Con base a lo expuesto y al requerimiento de información de la empresa,
elabore un modelo lógico conceptual de base de datos, en este modelo se
quiere que usted construya un esquema jerárquico.
Un esquema jerárquico se visualiza como un diagrama, en el cual los nombres
de los tipos de registros aparecen en cuadro rectangulares y los tipos de
relaciones padre-hijo (RPH) , se dibujan como líneas que conectan el tipo de
registro padre y el tipo de registro hijo.
SUCURSAL
NÚMERO
NOMBRE
CIUDAD
LOCALIDAD
AUTOMOVIL
NÚMERO
PLACA
TIPO
SERIAL MOTOR
APELLIDO
DIRECCIÓN
COLOR
MANTENIMIENTO
EMPLEADO
NÚMERO- NOMBRE
CEDULA
SERIALCARROC
TELEFONO
FECHA FECHA-ENVIO ENTREGA
OPERACIÓN
50
MONTO
Base de Datos – 301
6.-
Ahora, le explicaremos una de las principales limitación que puede haber
si se utiliza el modelo de datos Jerárquico
Limitaciones del modelo de datos Jerárquico
Una de las principales limitaciones de este modelo es su incapacidad de
representar eficientemente la redundancia de datos. La forma de
esquematizar la información se realiza a través de representaciones
jerárquicas o relaciones de padre/hijo, de manera similar a la estructura
de un árbol. 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 es 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. Por ejemplo en la relación
maestro-alumno 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 en la representación de los datos es
respecto a las bajas, en decir, por ejemplo, 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.
8.-
Si desea obtener más información sobre este tema, puede hacer
búsqueda en Internet, a través de la siguiente dirección electrónica:
Consulta en la web
http://www.itlp.edu.mx/publica/tutoriales/basedat1/tema6_2.htm
En esta dirección se presenta aspectos relacionado al diagrama de
estructura de árbol de una base de datos en el modelo jerárquico.
Modelo de datos relacional
Antes de iniciar el estudio de este tema le daremos una explicación breve
de la importancia de usar el modelo relacional en el diseño de una base
de datos. En este sentido, comencemos por decir que en 1970 el modo en
que se veían las bases de datos cambio por completo cuando E. F. Cood
introdujo el modelo relacional. Cood planteó una alternativa de las bases
de datos jerárquicas y de redes, donde pretendía obtener más flexibilidad
y más rigor en el tratamiento de los datos. Por consiguiente, el modelo
relacional se ha establecido actualmente como el principal modelo de
51
Base de Datos – 301
datos para las aplicaciones de procesamiento de datos, actualmente
consiguió la posición principal debido a su simplicidad, que facilita el
trabajo del programador en comparación con los otros modelos descritos
anteriormente.
1.-
Le recomendamos que lea la tabla 3.2, en ella puede ubicar en el librotexto de la asignatura, el siguiente contenido: Las características básicas
del modelo, las restricciones de integridad, Las operaciones de
actualización y el manejo de las violaciones de las restricciones de
integridad.
Tabla 3.2
TEMA
MATERIAL DE REFERENCIA
CÁPITULO
Modelo de datos
relacional
SECCIÓN
TÍTULO
PÁGINAS
7.1.
Concepto
del
modelo relacional
186-191
Restricciones
relacionales
y
esquemas de base
de
datos
relacionales
191-197
Operaciones
de
actualización
y
tratamiento de las
violaciones a las
restricciones
197-200
7.2.
Libro-Texto: “Fundamentos de
Sistema de Bases de Datos”
7
7.3.
2.-
Una vez leído el capítulo 7, responda las preguntas de repaso: 7.1 a la
7.10 que se encuentra al final de este capítulo del libro-texto de la
asignatura, con el fin de ayudarlo a comprender los conceptos esenciales
en la aplicación del modelo conceptual de una base de datos relacional.
5.-
lea el ejemplo de la sección 7.1 donde se representa un esquema de
relaciones, con los atributos y las tuplas pertenecientes a dicha relación.
6.-
Estudie el siguiente ejemplo, en el cual se evidencia la simplicidad de
representar un esquema de base de datos relacional mediante una
colección de relaciones.
Ejemplo 3.3
52
Base de Datos – 301
Una tienda de videoclub desea automatizar el proceso de control de
préstamos de películas a los socios del club, el cual ha venido haciendo en
forma manual y para ello necesita almacenar en una base de datos
información referente a: las películas disponibles en el videoclub, los
socios registrados para el préstamo y el alquiler de las películas.
Para efectos del diseño de la estructura de la base de datos se debe
considerar lo siguiente:
a) Todas las películas asignadas por el videoclub tendrán un código
de identificación.
b) Tener en cuenta el tiempo de duración de la película en minuto,
con la finalidad de consultar en un momento dado todas las
películas que tengan una determinada duración.
c) Las películas tendrán un monto de
alquiler diferente,
dependiendo si la película es nueva o no en cartelera.
d) Cada socio tendrá un código asignado
e) Poseer un registro de la fecha en que el cliente se asoció al club
de video.
f) Tener presente la fecha en la que el socio alquiló la película y la
fecha de devolución.
Con base a lo expuesto y al requerimiento de información de la empresa,
elabore un estado de relación correspondiente a un esquema llamado
VIDEOCLUB de una base de datos relacional, en dicho estado se quiere,
mostrar los atributos y tuplas de cada relación.
En este ejemplo se presentan las siguientes relaciones: PELÍCULA,
SOCIO y PRESTAMO, pero en este ejercicio se muestra una sola relación,
debido a que las demás relaciones tiene un esquema similar.
Nombre
de relación
Atributos
PELICULA
Código
Título
Duración
Tema
Precio
Tuplas
F4256
D4569
I8907
Odisea del espacio
El día después
La escalera de
caracol
134
188
105
Ficción
Drama
Intriga
23.000,00
26.000,00
15.000,00
Como pudo observar en el ejemplo, en el enfoque relacional, los datos se
organizan en tablas llamadas relaciones, cada una de las cuales se
implanta como un archivo. En terminología relacional una fila en una
relación representa un registro o una entidad; Cada columna en una
relación representa un campo o un atributo. Así, una relación se compone
de una colección de entidades(o registros) cuyos propietarios están
descritos por cierto número de atributos predeterminados implantados
como campos.
7.- A continuación se presentan algunos aspectos importantes que le servirán
para ampliar un poco más los conocimientos adquiridos hasta ahora
53
Base de Datos – 301
Bases de datos relacionales
ƒ
La mayoría de los SGBD comerciales actuales están basados en el
modelo relacional, mientras que los sistemas más antiguos estaban
basados en el modelo de red o el modelo jerárquico. El modelo
relacional es más fácil de entender y de utilizar para un usuario
esporádico de la base de datos. Además, la información puede ser
recuperada o almacenada mediante "consultas" que ofrecen una
amplia flexibilidad y poder para administrar la información. El
lenguaje más habitual para construir las consultas en las bases de
datos relacionales es el SQL Structured Query Language o Lenguaje
Estructurado de Consultas, un estándar implementado por los
Sistemas de Gestión de Bases de Datos Relacionales (SGBDR).
ƒ
Usted ha podido preciar en el estudio de este tema que una base de
datos relacional está formada por tablas. En este sentido, vamos a
definir una tabla como una estructura bidimensional formada por una
sucesión de registros del mismo tipo. Si se impone ciertas
condiciones a las tablas, se pueden tratar como relaciones
matemáticas. De ahí el nombre de este tipo de bases de datos y el
hecho de que a las tablas de una base de datos relacional se le
denomine tablas relacionales. Las tablas deben cumplir las
siguientes condiciones:
o Las tablas están compuestas por filas y columnas.
o Las filas y las columnas, en principio, carecen de orden (p.ej., el
orden en el que se muestren las filas y las columnas no importa).
o Las filas sólo se ordenan si se le indica a la base de datos que lo
haga, mediante el correspondiente comando. De no ser así, el orden
será arbitrario, y puede cambiar en caso de tratarse de una base
datos dinámica.
o En ninguna tabla aparecen campos repetidos.
o El orden de las columnas lo determina cada consulta.
o Cada tabla tiene una clave primaria, un identificador único,
compuesto por una o más columnas.
o La mayoría de las claves primarias están formadas por una única
columna.
o Para establecer una relación entre dos tablas es necesario incluir, en
forma de columna, en una de ellas la clave primaria de la otra. A esta
columna se le llama clave secundaria. Estos dos conceptos (clave
primaria y secundaria) son los más importantes en el diseño de
bases de datos. Es importante estudiarlo, para entender bien en qué
consisten y cómo funcionan.
ƒ
Las características más importantes de los modelos relacionales son:
54
Base de Datos – 301
a. Es importante saber que las entradas en la tabla tienen un solo
valor (son atómicos); no se admiten valores múltiples, por lo tanto
la intersección de un renglón con una columna tiene un solo valor,
nunca un conjunto de valores.
b. Todas las entradas de cualquier columna son de un solo tipo. Por
ejemplo, una columna puede contener nombres de clientes, y en
otra puede tener fechas de nacimiento. Cada columna posee un
nombre único, el orden de las columnas no es de importancia
para la tabla, las columnas de una tabla se conocen como
atributos. Cada atributo tiene un dominio, que es una descripción
física y lógica de valores permitidos.
c. No existen 2 filas en la tabla que sean idénticas.
d. La información en las bases de datos son representados como
datos explícitos, no existen apuntadores o ligas entre las tablas.
e. En el modelo relacional, 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).
ƒ
8.-
El enfoque relacional es sustancialmente distinto de otros enfoques
en términos de sus estructuras lógicas y del modo de las operaciones
de entrada/salida.
A continuación presentamos varios puntos importantes que debe
enfatizar, sobre el estudio del modelo de datos relacional y que lo
ayudará reforzar las ideas para el enriquecimiento de la representación
de su instrumento de aprendizaje (mapa conceptual).
Recordatorio
9.-
•
Establecer diferencia entre los siguientes términos: Dominio, tuplas,
atributos y relación y realice un ejercicio donde considere una
pequeña base de datos que usted conozca y estén involucrados
estos términos.
•
Analizar los diversos tipos de restricciones sobre los datos que se
pueden especificar en un esquema de una base de datos relacional.
•
Las operaciones de actualización básicas que se efectúan con
relaciones son tres: Insertar, eliminar y modificar ( o actualizar ),
repase estos términos y realice ejercicios donde estén involucrados
cada una de estas operaciones.
Si desea obtener más información en el tema “Modelo de datos relacional”
de esta unidad 3, consulte la siguiente dirección electrónica:
55
Base de Datos – 301
Consulta en la web
http://www3.uji.es/~mmarques/f47/apun/node43.html
En está dirección encontrará la estructura de datos en el modelo
relacional.
http://mysql.conclase.net/curso/index.php?cap=003
Encontrará a aspectos relacionados con el modelo relacional de la base
de datos.
10.- Para ampliar sus conocimientos sobre el modelo relacional con
respecto a la estructura de las bases de datos relacionales, se sugiere
que consulte los siguientes textos que se encuentran en la biblioteca de
la UNA:
Consulta de libros
1. Fundamentos de Bases de datos (1998), Tercera edición de Henry F.
Korth y Abraham Silberschatz.
2. Introducción a los Sistemas de Bases de datos (1998). Quinta edición
de C. J. Date.
11.- Proceda a realizar el ejercicio de autoevaluación presentado a
continuación y así podrá evidenciar que ha entendido el material
estudiado, luego compruebe sus respuestas con la dada en la
“Respuesta a los Ejercicios de Autoevaluación”, en caso de no coincidir,
estudie nuevamente el tópico en el cual desacertó.
Ejercicio de autoevaluación
Una compañía turística llamada “Turismo para Todos “ está dedicada a
organizar giras para diversas regiones de Venezuela y para ello requiere
implantar un sistema de base de datos con la finalidad de registrar los
viajes que se realizan a diferentes lugares del país en un momento
determinado y el grupo de excursionistas involucrados en los paseos
turísticos. Probablemente la compañía puede estar dirigiendo varias
salidas a la vez con diferentes destinos para cada una de las regiones del
país: Occidente, Oriente, Sur, Centro y Litoral, es decir, puede haber
excursión en la Región Occidental para los siguientes lugares: Mérida, Los
Llanos, Zulia, etc. Además para los viajes se tendrán grupos que estarán
conformados por un máximo de veinticinco excursionistas y dos o tres
guías turísticas, de acuerdo al número de viajeros .
Considerando los requerimientos mencionados anteriormente, diseñe una
base de datos relacional de un esquema TURISMO y en su respuesta:
56
Base de Datos – 301
a) Escriba las relaciones involucradas en el modelo.
b) Diseñe el Diagrama del esquema para la base de datos relacional
llamada TURISMO y presente las claves primarias de cada relación.
12.- Proceda a realizar el ejercicio propuesto que se da a continuación:
Ejercicio o actividad propuesta
El director de la escuela “ABC” necesita mejorar el proceso de emisión de
Constancia de Notas y para ello requiere de una base de datos donde se
almacene información concerniente a los estudiantes que cursan
determinadas materias cuyas calificaciones se van acumulando durante
su período de estudio. Considerando los requerimientos mencionados
anteriormente, diseñe una base de datos bajo el modelo jerárquico y en
su respuesta, diseñe la estructura del modelo y especifique en ella lo
siguiente: las entidades, los elementos de datos más generales
involucrados y las claves de cada una de estas entidades.
13.- Una vez desarrollado el Ejercicio de Autoeveluación, podrá comparar su
repuesta con la dada a continuación:
Respuesta al Ejercicio de autoevaluación
a)
b)
RELACIONES:
REGIÓN
DESTINO
GUIAS
EXCURSIONISTA
Diagrama del esquema para la base de datos relacional
TURISMO, las claves primarias están subrayadas.
REGIÓN
NOMBRER
CÓDIGOR
LOCALIZACIÓN
DESTINO
LUGARD CÓDIGOD COSTO NUMERO
TIPO
NUMHORAP HORALL NOMDIRECCIÓN
TRANSPORTE TRANSPORTE PERSONA
CENTROLL
GUÍAS
NOMBREG APELLIDOG NUMCEDG
SEXO
TELEFONO DIRECCIÓNG CANTIDAD
EXCURSIONISTA
NOMBR
EE
APELLID
OE
NUM SEX
O
-
DIRECCIÓ
NE
TELEFON
OE
EDA
D
LUGA
R-
FECHA HOR
PARTID A
57
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CED
E
VIAJE
A
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