Administracion-de-Base-de-Datos-TELESUP-LIBROSVIRTUAL.COM.pdf

UNIVERSIDAD PRIVADA TELESUP

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Pre acio

La gestión de las bases de datos ha evolucionado desde una aplicación informática especializada hasta convertirse en parte esencial de los entornos informáticos modernos. Por tanto, el conocimiento acerca de los sistemas de bases de datos se ha convertido en una parte imprescindible de la formación en informática. En este texto se presentan los conceptos fundamentales de la gestión de las bases de datos. datos.

Comprende cuatro Unidades de Aprendizaje:

Unidad I: Administrador de Base de Datos. Unidad II: Base de Datos relacionados. Unidad III: Integridad y Seguridad de la Información. Unidad IV: Arquitectura, Análisis de BD, Y SQL.

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ADMINISTRADOR DE BASE DE

BASE DE DATOS RELACIONADOS

DATOS Sistemas de base de datos

Sistemas de información

Funciones del administrador de base de datos

Sistema gestor de base de datos

Modelo de datos

Manipulación de base de datos

INTEGRIDAD Y SEGURIDAD DE LA INFORMACIÓN

Estructura de un sistema de base de datos

ARQUITECTURA, ANÁLISIS DE BD Y SQL

Gestión de transacciones

Restricciones de los dominios

Arquitectura de los sistemas de base de datos

Privilegios en SQL

Análisis del diseño de la base de datos

Cifrado y autenticación

Oracle,DB2 de IBM, SQL server, ASE de SYbase

Consulta estructurado SQL

Diseño de base de datos relacionales

La competencia que el estudiante debe lograr al final de la asignatura es: “Reconocer,

analizar, identificar las bases de datos, los

sistemas gestores de bases de datos y las funciones de un administrador de base de datos”

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Índice del Contenido

I. PREFACIO II. DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS UNIDAD DE APRENDIZAJE 1: ADMINISTRADOR DE BASE DE DATOS 1. Introducción a. Presentación y contextualización b. Competencia c. Capacidades d. Actitudes e. Ideas básicas y contenido 2. Desarrollo de los temas a. Tema 01: Sistemas de base de datos b. Tema 02: Sistemas de información c. Tema 03: Funciones del administrador de base de datos d. Tema 04: Sistema gestor de base de datos 3. Lecturas recomendadas 4. Actividades y ejercicios 5. Autoevaluación 6. Resumen UNIDAD DE APRENDIZAJE 2: BASE DE DATOS RELACIONADOS 1. Introducción a. Presentación y contextualización b. Competencia c. Capacidades d. Actitudes e. Ideas básicas y contenido 2. Desarrollo de los temas a. Tema 01: Modelo de datos b. Tema 02: Manipulación de Base de Datos c. Tema 03: Lenguaje de consulta estructurado SQL d. Tema 04: Diseño de base de datos relacionales 3. Lecturas recomendadas 4. Actividades 5. Autoevaluación 6. Resumen UNIDAD DE APRENDIZAJE 3: INTEGRIDAD Y SEGURIDAD DE LA INFORMACI N 1. Introducción a. Presentación y contextualización b. Competencia c. Capacidades d. Actitudes e. Ideas básicas y contenido 2. Desarrollo de los temas a. Tema 01: Estructura de un sistema de base de datos b. Tema 02: Restricciones de los dominios c. Tema 03: Privilegios en SQL d. Tema 04: Cifrado y autenticación 3. Lecturas recomendadas 4. Actividades 5. Autoevaluación 6. Resumen UNIDAD DE APRENDIZAJE 4: ARQUITECTURA Y AN LISIS DE BASE DE DATOS 1. Introducción a. Presentación y contextualización b. Competencia c. Capacidades d. Actitudes e. Ideas básicas y contenido 2. Desarrollo de los temas a. Tema 01: Gestión de transacciones b. Tema 02: Arquitectura de los sistemas de base de datos c. Tema 03: Análisis del diseño de la base de datos d. Tema 04: Oracle,DB2 de IBM, SQL server, ASE de SYbase 3. Lecturas recomendadas 4. Actividades 5. Autoevaluación 6. Resumen III. GLOSARIO IV. FUENTES DE INFORMACI N V. SOLUCIONARIO

02 03 - 143 05-34 06 06 06 06 06 06 07-33 07 14 22 27 34 34 35 37 38-76 39 39 39 39 39 39 40-71 40 47 54 64 72 72 74 76 77-105 78 78 78 78 78 78 79-101 79 84 90 96 102 102 103 105 106-143 107 107 107 107 107 107 108-135 108 116 116 131 136 136 137 139 140 142 143

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Introducción

a) Presentación y contextualización Los temas que se tratan en la presente unidad temática, tiene por finalidad que el estudiante comprenda qué es una base de datos, los sistemas de información, las funciones de un administrador de base de datos y los conceptos sobre los sistemas gestores de bases de datos.

b) Competencia Analiza los sistemas de base de datos y reconoce las funciones de un administrador de base de datos.

c) Capacidades 1. Analiza la estructura de una base de datos. 2. Reconoce los sistemas de información. 3. Reconoce y analiza las funciones del administrador de base de datos. 4. Evalúa las funciones de los sistemas gestores de base de datos.

d) Actitudes Valora las funciones del administrador de base de datos. Cumple sus actividades de aprendizaje a cabalidad, seleccionando información adecuada y pertinente. Reconoce la autoría de la información que utiliza en sus trabajos de investigación. Hace referencias bibliográficas en todos sus trabajos, imágenes, texto, etc.

e) Presentación de Ideas básicas y contenido esenciales de la Unidad: La Unidad de Aprendizaje 01: Administrador de Base de Datos, comprende el desarrollo de los siguientes temas: TEMA 01: Sistema de base de datos TEMA 02: Sistemas de información TEMA 03: Funciones del administrador de base de datos TEMA 04: Sistema gestor de base de datos

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TEMA 1

Analizar la estructura de una base de datos.

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Desarrollo de los Temas BASE DE DATOS

Una base de datos (cuya abreviatura es BD) es una entidad en la cual se pueden almacenar datos de manera estructurada, con la menor redundancia posible. Diferentes programas y diferentes usuarios deben poder utilizar estos datos.

¿Por qué utilizar una Base de Datos? Una base de datos proporciona a los usuarios el acceso a datos, que pueden visualizar, ingresar o actualizar, en concordancia con los derechos de acceso que se les hayan otorgado. Se convierte más útil a medida que la cantidad de datos almacenados crece. Una base de datos puede ser local, es decir que puede utilizarla solo un usuario en un equipo, o puede ser distribuida, es decir que la información se almacena en equipos remotos y se puede acceder a ella a través de una red. La principal ventaja de utilizar bases de datos es que múltiples usuarios pueden acceder a ellas al mismo tiempo. El objetivo de crear una base de datos es que las aplicaciones puedan acceder a los datos sin necesidad de conocer exactamente cómo están almacenados los datos. Esto se consigue con un esquema conocido como esquema conceptual. Cualquier desarrollador que conozca el esquema puede acceder a los datos desde cualquier aplicación.

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Un Sistema de Bases de Datos (SBD) es una serie de recursos para manejar grandes volúmenes de información.

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS Los elementos de un sistema de base de datos son los mismos que los de un sistema de Información.

Hardware. Máquinas en las que se almacenan las bases de datos. Incorporan unidades de almacenamiento masivo para este fin.

Software. Es el sistema gestor de bases de datos. La aplicación que permite el manejo de la base de datos.

Datos. Incluyen los datos que se necesitan almacenar y los metadatos que son datos que sirven para describir lo que se almacena en la base de datos.

Usuarios. Personas que manipulan los datos del sistema.

Usuarios Finales. Aquellos que utilizan datos de la base de datos para su trabajo cotidiano que no tiene por qué tener que ver con la informática. Normalmente no utilizan la base de datos directamente, sino que utilizan aplicaciones creadas para ellos a fin de facilitar la manipulación de los datos.

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Desarrolladores. Analistas y programadores Encargados de generar aplicaciones para los usuarios finales.

Datos. Incluyen los datos que se necesitan almacenar y los metadatos que son datos que sirven para describir lo que se almacena en la base de datos.

Administradores. También llamados DBA ( Data Base Administrador ), se encargan de gestionar las bases de datos. Hay que tener en cuenta que las necesidades de los usuarios son muy diferentes en función del tipo de usuario que sean: a los Finales les interesa la facilidad de uso, a los Desarrolladores la potencia y flexibilidad de los lenguajes incorporados del sistema de Bases de datos, a los Administradores herramientas de gestión avanzada para la base de datos.

ESTRUCTURA DE UNA BASE DE DATOS La estructura de una base de datos hace referencia a los tipos de datos, los vínculos o relaciones y las restricciones que deben cumplir esos datos (integridad de datos y redundancia de datos). La estructura de una base de datos es diseñada o descrita empleando algún tipo de modelo de datos. Un ejemplo a modo de descripción de la estructura de una base de datos puede ser:

ALUMNO: Número de alumno (entero de 6 números), nombre (cadena de 30 caracteres), apellido (cadena de 30 caracteres), año de nacimiento (entero de 4 números), especialidad (entero de 3 números).

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ESPECIALIDAD: Número de especialidad (entero de 3 números), nombre de especialidad (cadena de 30 caracteres).

Las bases de datos están compuestas de datos y de metadatos. Los metadatos son datos que sirven para especificar la estructura de la base de datos, Por ejemplo qué tipo de datos se almacenan (si son texto o números o fechas), qué nombre se le da a cada dato (nombre, apellidos), cómo están agrupados, cómo se relacionan, de este modo se producen dos visiones de la base de datos:

Estructura lógica o conceptual: Indica la composición y distribución teórica de la base de datos. La estructura lógica sirve para que las aplicaciones puedan utilizar los elementos de la base de datos sin saber realmente cómo se están almacenando.

Estructura física: Es la estructura de los datos tan cual se almacenan en las unidades de disco. La correspondencia entre la estructura lógica y la física se almacena en la base de datos (en los metadatos).

Ejemplo de una estructura de base de datos

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NIVELES DE ABSTRACCIÓN DE UNA BASE DE DATOS En cualquier sistema de información se considera que se pueden observar los datos desde dos puntos vista. En un Sistema de ficheros, los usuarios ven los datos desde las aplicaciones creadas por los programadores. Esa vista pueden ser formularios, informes visuales o en papel, pero la realidad física de esos datos, tal cual se almacenan en los discos, no la ven. Esa Visión está reservada a los administrados. En el caso de los Sistemas de Base de datos, se añade una tercera vista, que es la vista conceptual. Esa vista se sitúa entre la física y la externa. Se habla pues en Bases de datos de la utilización de tres esquemas para representar los datos.



ESQUEMA FÍSICO. ESQUEMA CONCEPTUAL.



ESQUEMA EXTERNO.



ESQUEMA FÍSICO Representa la forma en la que están almacenados los datos. Esta visión solo la requiere el administrador . Este la necesita para poder gestionar más eficientemente la base de datos. En este esquema es donde aparecen las unidades de disco, archivos y carpetas del Sistema.

ESQUEMA CONCEPTUAL Se trata de un esquema teórico de los datos en la que figuran organizados en estructuras reconocibles del mundo real y en el que también aparece la forma de relacionarse los datos. Esta estructura es utilizada por el desarrollador, para crear aplicaciones. Todas las aplicaciones que se crean sobre la base de datos utilizan este esquema. Realmente cuando se habla del diseño de la base de datos, se suele referir a este esquema. El esquema conceptual lo realiza el diseñador de la base de datos.

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Esquema EXTERNO. Se trata de la visión de los datos que poseen los usuarios finales. Esa visión es la que obtienen a través de las aplicaciones. Las aplicaciones creadas por los desarrolladores abstraen la realidad conceptual de modo que el usuario no conoce las relaciones entre los datos, como tampoco conoce todos los datos que realmente se almacenan. Realmente cada aplicación produce un esquema externo diferente (aunque algunos pueden coincidir) o

vistas de usuario. El conjunto de todas las vistas de usuario es lo que se denomina esquema externo global.

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TEMA 2

Reconocer los sistemas de información.

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Un sistema de información es un conjunto de procedimientos ordenados que, al ser ejecutados, proporcionan información para apoyar la toma de decisiones y el control de la Institución. La información se define como una entidad tangible o intangible que permite reducir la incertidumbre acerca de algún estado o suceso.

TIPOS DE SISTEMAS DE INFORMACIÓN En la evolución de los sistemas de información ha habido dos puntos determinantes, que han formado los dos tipos fundamentales de sistemas de información.

o o

Sistemas de información orientados al proceso. Sistemas de información orientados a la base de datos.

Sistemas de información orientados al proceso En estos sistemas de información se crean diversas aplicaciones (software) para gestionar diferentes aspectos del sistema. Los datos de dichas aplicaciones se almacenan en archivos digitales dentro de las unidades de almacenamiento del ordenador. Cada programa almacena y utiliza sus propios datos de forma un tanto caótica. La ventaja que tenía este sistema, es que los procesos eran independientes por lo que la modificación de uno no afectaba al resto.

Pero tuvo grandes inconvenientes:

Coste de almacenamiento elevado. Al almacenarse varias veces el mismo dato, se requiere más espacio en los discos. Luego se agotarán antes.

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Datos redundantes. Ya que se repiten continuamente

Probabilidad alta de inconsistencia en los datos. Ya que un proceso cambia sus datos y no el resto. Por lo que el mismo dato puede tener valores distintos según qué aplicación acceda a él.

Difícil modificación en los datos. Debido a la probabilidad de inconsistencia. Para que esta no exista, cada modificación se debe repetir en todas las copias del dato (algo que normalmente es imposible).

Tiempos de procesamiento elevados. Al no poder optimizar el espacio de almacenamiento. A estos sistemas se les llama sistemas de ficheros.

Sistemas de información orientados a la bases de datos: En este tipo de sistemas los datos se centralizan en una base de datos común a todas las aplicaciones. En esos sistemas los datos se almacenan en una única estructura lógica que es utilizable por las aplicaciones.

A continuación mencionamos algunas ventajas. 1. Integración de los datos Control sobre la redundancia de datos: Los sistemas de archivos almacenan varias copias de los mismos datos en archivos distintos. Esto hace que se desperdicie espacio de almacenamiento,

además

de

provocar

la

falta

de

consistencia de datos. En los sistemas de bases de datos todos estos archivos están integrados, por lo que no se almacenan varias copias de los mismos datos. Sin embargo, en una base de datos no se puede eliminar la redundancia completamente, ya que en ocasiones es necesaria para modelar las relaciones entre los datos, o bien es necesaria para mejorar las prestaciones.

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Consistencia de datos: Eliminando o controlando las redundancias de datos se reduce en gran medida el riesgo

de

que

haya inconsistencias. Si un dato está almacenado una sola vez, cualquier actualización se debe realizar solo una vez, y está disponible para todos los usuarios inmediatamente. Si un dato está duplicado y el sistema conoce esta redundancia, el propio sistema puede encargarse de garantizar que todas las copias se mantienen consistentes. Desgraciadamente, no todos los SGBD de hoy en día se encargan de mantener automáticamente la consistencia.

Más información sobre la misma cantidad de datos: Al estar todos los datos integrados, se puede extraer información adicional sobre los mismos.

Compartición de datos: En los sistemas de archivos, los archivos pertenecen a las personas o a los departamentos que los utilizan. Pero en los sistemas de bases de datos, la base de datos pertenece a la empresa y puede ser compartida por todos los usuarios que estén autorizados. Además, las nuevas aplicaciones que se vayan creando pueden utilizar los datos de la base de datos existente.

Mantenimiento de estándares: Gracias a la integración es más fácil respetar los estándares necesarios, tanto los establecidos a nivel de la empresa como los nacionales e internacionales. Estos estándares pueden establecerse sobre el formato de los datos para facilitar su intercambio, pueden ser estándares de documentación, procedimientos de actualización y también reglas de acceso.

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2. Existencia de los Sistemas Gestores de Base de Datos (SGBD) Mejora en la integridad de datos: La integridad de la base de datos se refiere a la validez y la consistencia de los datos almacenados. Normalmente, la integridad se expresa mediante restricciones o reglas que no se pueden violar. Estas restricciones se pueden aplicar tanto a los datos, como a sus relaciones, y es el SGBD quien se debe encargar de mantenerlas.

Mejora en la seguridad: Los SGBD permiten mantener la seguridad mediante el establecimiento de claves para identificar al personal autorizado a utilizar la base

de datos. Las autorizaciones se pueden realizar a nivel de operaciones,

de modo que un usuario puede estar autorizado a consultar ciertos datos pero no a actualizarlos.

Mejora en la accesibilidad a los datos: Muchos SGBD proporcionan lenguajes de consultas o generadores de informes que permiten al usuario hacer cualquier tipo de consulta sobre los datos, sin que sea necesario que un programador escriba una aplicación que realice tal tarea.

Mejora en el mantenimiento gracias a la independencia de datos: Los SGBD separan las descripciones de los datos de las aplicaciones. Esto es lo que se conoce como independencia de datos, gracias a la cual se simplifica el mantenimiento de las aplicaciones que acceden a la base de datos.

Aumento de la concurrencia: La mayoría de los SGBD gestionan el acceso concurrente a la base de datos y garantizan que no ocurran problemas en el acceso de múltiples usuarios.

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Mejora en los servicios de copias de seguridad y de recuperación ante fallos: Los SGBD actuales funcionan de modo que se minimiza la cantidad de trabajo perdido cuando se produce un fallo.

Independencia de los datos y los programas y procesos. Esto permite modificar los datos sin modificar el código de las aplicaciones.

Menor redundancia. No hace falta tanta repetición de datos. Solo se indica la forma en la que se relacionan los datos .

Integridad de los datos. Mayor dificultad de perder los datos o de realizar incoherencias con ellos.

Mayor seguridad en los datos. Al permitir limitar el acceso a los usuarios, cada tipo de usuario podrá acceder a unas cosas.

Datos más documentados. Gracias a los metadatos que permiten describir la Información de la base de datos.

Acceso a los datos más eficiente. La organización de los datos produce un resultado más óptimo en rendimiento.

Menor espacio de almacenamiento. Gracias a una mejor estructuración de los datos.

Inconvenientes de los Sistemas Gestores de Bases de Datos Complejidad: Los SGBD son conjuntos de programas muy complejos con una gran funcionalidad. Es preciso comprender muy bien esta funcionalidad para poder sacar un buen partido de ellos.

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Tamaño: Los SGBD son programas complejos y muy extensos que requieren una gran cantidad de espacio en disco y de memoria para trabajar de forma eficiente.

Coste económico del SGBD: El coste de un SGBD varía dependiendo del entorno y de la funcionalidad que ofrece, además hay que pagar una cuota anual de mantenimiento que suele ser un porcentaje del precio del SGBD.

Costo del equipamiento adicional: Tanto el SGBD, como la propia base de datos, pueden hacer que sea necesario adquirir más espacio de almacenamiento, además, para alcanzar las prestaciones deseadas, es posible que sea necesario adquirir una máquina con más prestaciones o una máquina que se dedique solamente al SGBD.

Costo de la conversión: En algunas ocasiones, el costo del SGBD y el costo del equipo informático que sea necesario adquirir para su buen funcionamiento, es insignificante comparado al coste de convertir la aplicación actual en un sistema de bases de datos. Este coste incluye el coste de enseñar a la plantilla a utilizar estos sistemas y, probablemente, el costo del personal especializado para ayudar a realizar la conversión y poner en marcha el sistema.

Prestaciones: Los SGBD están escritos para ser más generales y ser útiles en muchas aplicaciones, lo que puede hacer que algunas de ellas no sean tan rápidas como en los sistemas de archivos.

Vulnerable a los fallos: El hecho de que todo esté centralizado en el SGBD hace que el sistema sea más vulnerable ante los fallos que puedan producirse.

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Instalación costosa. El control y administración de bases de datos requiere Adecontinuación algunas desventajas. un software ymencionamos hardware poderoso.

Requiere personal cualificado. Debido a la dificultad de manejo de este tipo de Sistemas.

Implantación larga y difícil. Debido a los puntos anteriores la adaptación del personal es mucho más complicada y lleva bastante tiempo.

Ausencia de estándares reales. Lo cual significa una excesiva dependencia hacia los sistemas comerciales del mercado. Aunque, hoy en día, una buena parte de esta tecnología t ecnología está aceptada como estándar de hecho.

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TEMA 3

Reconocer y analizar las funciones del administrador de base de datos.

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ADMINISTRADOR DE LA BASE DE DATOS El administrador de base de datos (ABD) es la persona responsable de los aspectos ambientales de una base de datos. En general esto incluye lo siguiente:

Recuperabilidad - Crear y probar Respaldos. Integridad - Verificar o ayudar a la verificación en la integridad de datos. Seguridad - Definir o implementar controles de acceso a los datos. Disponibilidad - Asegurarse del mayor tiempo de encendido. Desempeño - Asegurarse del máximo desempeño incluso con las limitaciones. Desarrollo y soporte a pruebas - Ayudar a los programadores e ingenieros a utilizar eficientemente la base de datos.

El diseño lógico y físico de las bases de datos a pesar de no ser obligaciones de un administrador de bases de datos, es a veces parte del trabajo. Esas funciones por lo general están asignadas a los analistas de bases de datos o a los

diseñadores de bases de datos.

LAS FUNCIONES DEL ADMINISTRADOR DE BASE DE DATOS Hemos visto en el tema anterior las funciones del administrador de base de datos, y vamos a detallarlas un poco más.

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 Definición del esquema de Bases de Datos.

El administrador de base de datos (ABD) crea el esquema original de la base de datos escribiendo un conjunto de instrucciones de definición de datos en el LDD.  Definición de la estructura y del método de acceso.

Políticas de accesos y estándares de bases de datos.  Modificación del esquema y de la organización física.

Los ABD realizan cambios en el esquema y en la organización física para reflejar las necesidades cambiantes de la organización, o para alterar la organización física para mejorar el rendimiento.  Instalación, desinstalación y actualización de software.

Sistema gestor de bases de datos relacionales y clientes.  Instalación y desinstalación de parches.  Pruebas de productos.  Creación de informes de recomendación de software.  Conocimiento de las aplicaciones de los usuarios.  Configuración de parámetros de funcionamiento de la base de datos.  Gestión de 

Usuarios Creación baja Gestión de privilegios 





Recursos Asignación de tablespaces, espacio en HD Actualización de parámetros del sistema 





Backup y recuperación

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Cargas de datos Crear y modificar programas de carga Ejecutar programas de carga





 Mantenimiento de la Base Datos. Altas, Bajas y Modificaciones de Objetos de

la Base de Datos (vistas, índices, tablas, etc.).  Monitoreo  Accesos de usuarios  Rendimiento de los procesos  Crecimiento de archivos  Creación de estadísticas. Crear y modificar

programas de estadísticas.  Optimización, mejoras de rendimiento.

CONCESIÓN DE AUTORIZACIÓN PARA EL ACCESO A LOS DATOS La concesión de diferentes tipos de autorización permite al administrador de la base de datos determinar a qué partes de la base de datos puede acceder cada usuario.

La información de autorización se mantiene en una estructura del sistema especial que el sistema de base de datos consulta cuando se intenta el acceso a los datos en el sistema.

MANTENIMIENTO RUTINARIO Algunos ejemplos de actividades rutinarias de mantenimiento del administrador de la base de datos son: Copia de seguridad periódica de la base de datos, bien sobre cinta o sobre servidores remotos, para prevenir la pérdida de datos en caso de desastres como inundaciones.

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Asegurarse de que haya suficiente espacio libre en disco para las operaciones normales y aumentar el espacio en disco según sea necesario. Supervisión de los trabajos que se ejecuten en la base de datos y asegurarse de que el rendimiento no se degrada por tareas muy costosas iniciadas por algunos usuarios. Revisar el diseño de las bases de datos. Crear bases de datos. Instalar actualizaciones y parches del manejador. Levantar y tirar el manejador de bases de datos. Administrar las estructuras de almacenamiento de las bases de datos. Administrar usuarios de bases de datos y seguridad del manejador. Administrar objetos de bases de datos, tales como tablas, índices, vistas, etc. Realizar respaldos de las bases de datos y recuperar las bases cuando se requiera. Monitorear la actividad de las bases de datos y ejecutar actividades preventivas y correctivas cuando se requiera. Monitoreo y afinamiento de procesos.

En un ambiente pequeño de bases de datos, una sola persona puede ejecutar estas actividades. En un ambiente empresarial frecuentemente se dividen estas actividades entre varias personas, cada una con tareas de su propia especialidad: experto en seguridad, experto en almacenamiento, experto en consultas, etc. Para realizar su trabajo los administradores de base de datos utilizan los sistemas gestores de base de datos (SGBD)

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TEMA 4

Evaluar las funciones de los sistemas gestores de base de datos.

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Sistema de gestión de base de datos (SGBD) o en inglés Data base management system (DBMS), es una agrupación de programas que sirven para definir, construir y manipular una base de datos.

Definir una base de datos: consiste en especificar los tipos de datos, estructuras y restricciones para los datos que se almacenarán.

Construir una base de datos: es el proceso de almacenar los datos sobre algún medio de almacenamiento.

Manipular una base de datos: incluye funciones como consulta, actualización, etc. de bases de datos.

ADMINISTRADOR DE BASE DE DATOS Una de las principales razones de usar un sistema gestor de base de datos es tener un control centralizado tanto de los datos como de los programas que acceden a esos datos. La persona que tiene este control central sobre el sistema se llama administrador de la base de datos (ABD).

PROPÓSITO DEL SGBD El propósito general de los sistemas de gestión de bases de datos es el de manejar de manera clara, sencilla y ordenada un conjunto de datos que posteriormente se convertirán en información relevante para una organización.

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OBJETIVOS DEL SGBD Existen distintos objetivos que deben cumplir los SGBD:



Abstracción de la información. Los SGBD ahorran a los usuarios detalles acerca del almacenamiento físico de los datos. Da lo mismo si una base de datos ocupa uno o cientos de archivos, este hecho se hace transparente al usuario. Así, se definen varios niveles de abstracción.



Independencia. La independencia de los datos consiste en la capacidad de modificar el esquema (físico o lógico) de una base de datos sin tener que realizar cambios en las aplicaciones que se sirven de ella.



Consistencia. En aquellos casos en los que no se ha logrado eliminar la redundancia, será necesario vigilar que aquella información que aparece repetida se actualice de forma coherente, es decir, que todos los datos repetidos se actualicen de forma simultánea. Por otra parte, la base de datos representa una realidad determinada que tiene determinadas condiciones, por ejemplo que los menores de edad no pueden tener licencia de conducir. El sistema no debería aceptar datos de un conductor menor de edad. En los SGBD existen herramientas que facilitan la programación de este tipo de condiciones.



Seguridad. La información almacenada en una base de datos puede llegar a tener un gran valor. Los SGBD deben garantizar que esta información se encuentra segura de permisos a usuarios y grupos de usuarios, que permiten otorgar diversas categorías de permisos.



Manejo de transacciones. Una transacción es un programa que se ejecuta como una sola operación. Esto quiere decir que luego de una ejecución en la que se produce una falla es el mismo que se obtendría si el programa no se hubiera ejecutado. Los SGBD proveen mecanismos para programar las modificaciones de los datos de una forma mucho más simple que si no se dispusiera de ellos.

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

Tiempo de respuesta. Lógicamente, es deseable minimizar el tiempo que el SGBD demora en proporcionar la información solicitada y en almacenar los cambios realizados.

Otras funciones de los SGBD En la manipulación de una base de datos, los SGBD deben incluir un control de concurrencia, o sea, deben permitir a varios usuarios tener acceso "simultáneo" a la base de datos. Controlar la concurrencia implica que si varios usuarios acceden a la base de datos, la actualización de los datos se haga de forma controlada para que no haya problemas. Un SGBD también debe encargase de cumplir las reglas de integridad y redundancias. Otra función importante en un SGBD es su capacidad de realizar copias de seguridad y de recuperación de datos.

Restricción de accesos no autorizados.

Suministrar múltiples interfaces de usuario.

Representar relaciones complejas entre los datos.

COMPONENTES DEL SGBD Permite al diseñador de la base de datos crear las estructuras apropiadas para integrar adecuadamente los datos. Esta función es la que permite definir las tres estructuras de la base de datos (relacionadas con sus tres esquemas).

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♦ Estructura interna ♦ Estructura conceptual ♦ Estructura externa

Estructura multicapa Un SGBD está en realidad formado por varias capas que actúan como interfaces entre el usuario y los datos. El propio ANSI/X3/SPARC introdujo una mejora de su modelo en 1988 a través de un grupo de trabajo llamado UFTG (User Facilities Task Group, grupo de trabajo para las facilidades de usuario).

Este modelo toma como objeto principal, al usuario habitual de la base de datos y orienta el funcionamiento de la base de datos de modo que este usuario ignora el funcionamiento externo. Desde esta óptica para llegar a los datos hay que pasar una serie de capas que poco a poco van entrando más en la realidad física de la base de datos.

CLASIFICACIÓN DE LOS SGBD Esta clasificación está basada en el modelo de datos en que está basado el SGBD. Los modelos de datos más habituales son:

Relacional (SGBDR): representa a la base de datos como una colección de tablas. Estas bases de datos suelen utilizar SQL como lenguaje de consultas de alto nivel.

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Orientado a objetos: Define a la base de datos en términos de objetos, sus propiedades y sus operaciones. Todos los objetos que tienen la misma estructura y comportamiento pertenecen a una clase y las clases de organizan en jerarquías.

Objeto-relacional o relacional extendido: Son los sistemas relacionales con características de los orientados a objetos.

Jerárquico: representa los datos como estructuras jerárquicas de árbol. En red o CODASYL DBTG.

Un SGBD también puede clasificarse por el número de usuario a los que da servicio:  Monousuario  Multiusuario

También puede clasificarse según el número de sitios en los que está distribuida la base de datos: 

Centralizado: la base de datos y el software SGBD están almacenados en un solo sitio (una sola computadora).



Distribuido (SGBDD): la base de datos y el software SGBD pueden estar distribuidos en múltiples sitios conectados por una red.

Un sistema gestor de bases de datos (SGBD) es el software que permite a los usuarios procesar, describir, administrar y recuperar los datos almacenados en una base de datos.

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El éxito del SGBD reside en mantener la seguridad e integridad de los datos. Lógicamente tiene que proporcionar herramientas a los distintos usuarios.

SISTEMAS GESTORES DE BASE DE DATOS RELACIONALES (SGBDR)

Los sistemas gestores de bases de datos relacionales SGBDR tales como Oracle, MySQL, SQL Server, Postgre SQL, Informix, entre otros, permiten ejecutar las tareas que se mencionan a continuación, de una forma entendible y razonablemente sencilla:

o o o o o o

Ingresar datos al sistema. Almacenar los datos. Recuperar los datos y trabajar con ellos. Capturar, editar y manipular datos. Sistemas de seguridad. Crear reportes e informes con los datos.

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Lecturas Recomendadas

 BASE DE DATOS http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_gesti%C3%B3n_de_bases_de_datos

 SISTEMA DE INFORMACIÓN http://www.slideshare.net/Mr.joanxd/tipos-de-sistemas-de-informacion-1534197

 ADMINISTRADOR DE BASE DE DATOS http://es.kioskea.net/contents/metiers-informatique/administrateur-bases-donnees.php3

 SISTEMA GESTOR DE BASE DE DATOS http://www.error500.net/garbagecollector/archives/categorias/bases_de_datos/sistem a_gestor_de_base_de_datos_sgbd.php

Actividades y Ejercicios 1. Busca en el Internet dos esquemas diferentes bases de datos, tal como se muestra en la figura y analiza su estructura. Identifica cuáles serían los metadatos y los datos. Envíalo a través de " E s quema de B as es de Datos " .

2. Investiga sobre los diferentes software gestores de base de datos (SGBD), clasifícalos de acuerdo a los sistemas operativos en los que funcionan y a sus principales características. Envíalo a través de " G estores de Bas e de datos " .

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Autoevaluación

1. De las siguientes alternativas, cuál forma parte de una base de datos a) b) c) d) e)

Vendedor Pagina Web Cliente Internet Enlazadores

2. No es un elemento de un sistema de base de datos a) b) c) d) e)

Hardware El usuario El dinero El software Los datos

3. ¿Cuál es el objetivo de crear una base de datos? a) Que las aplicaciones puedan acceder a los datos sin necesidad de c conocer exactamente cómo están almacenados los datos. b) El esquema externo c) El esquema conceptual d) El esquema gestor e) El esquema almacenador 4. Un sistema de información es: a) Un conjunto de datos relacionados entre sí b) Un conjunto de información almacenada c) Un conjunto de procesos que proporcionan información d) Un conjunto de información ordenada y relacionas entre sí e) Un conjunto de base de datos relacionados entre sí. 5. Con respecto a los sistemas de información orientados al proceso, selecciona la alternativa correcta: Presentan datos ordenados y fácil de modificar Se les denomina también sistemas de ficheros Existe consistencia en los datos Los datos tienen el mismo valor independiente de la aplicación que acceda a ellos e) Los datos no se repiten frecuentemente

a) b) c) d)

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6. Un administrador de base de datos es: a) Un software experto en base de datos b) Un programa de administración c) Persona responsable en los aspectos ambientales de una base de datos d) Un hardware dedicado a la administración e) Un software y un hardware para administración. 7. Indica ¿Cuál no es una función del administrador de base de datos? a) b) c) d) e)

Ayudar a los usuarios a utilizar correctamente la base de datos Mantener la integridad de los datos Definir los controles de acceso a la información Realizar un respaldo de los datos Cuidar los sistemas de almacenamientos de robos

8. Un sistema gestor de base de datos es: a) b) c) d) e)

Un conjunto de gestores de base de datos Un conjunto de información que gestiona una base de datos Programas informáticos que sirven para gestionar una base de datos Un sistema de información basado en datos gestionados Un conjunto de base de datos relacionados entre sí.

9. Es una función del sistema gestor de base de datos a) b) c) d) e)

Cuidar la base de datos Diseñar la base datos Asegurar la base de datos de Hackers Mantener disponible la base datos Construir una base de datos

10. La tarea de almacenar datos, recuperarlos y trabajar con ellos es un sistema gestor de base de datos: a) b) c) d) e)

Completo Procesal Relacional Almacenador Relativo

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Resumen

La base de datos es una entidad en la cual se pueden almacenar datos de manera estructurada con la menor redundancia redundancia posible, El objetivo objetivo de crear una una base de datos es que las aplicaciones puedan acceder a los datos sin necesidad de conocer exactamente cómo están almacenados los datos. Elementos de un sistema de base de datos: Hardware, Hardware, software, datos, usuarios, desarrolladores, desarrolladores, administradores. Las estructuras de las BD se dividen en 2: Estructura física, lógica. Los esquemas para representar datos: Físico, conceptual, externo.

Los sistemas de información son conjuntos de procedimientos ordenados, que al ejecutarse proporcionan información para apoyar en la toma de decisiones, se divide en 2 tipos de sistemas: Sistemas de información orientados al proceso y orientados a la base de datos. En la actualidad se utiliza el sistema de información orientado a la base de datos debido a que tiene muchas ventajas: Integración de los datos,

Existencia de los Sistemas Gestores de Base de Datos, entre otros beneficios. Las funciones del administrador de una base de datos son las siguientes:

Definición del esquema de Bases de Datos, Definición de la estructura y del método de acceso, Modificación del esquema y de la organización física, Mantenimiento de la Base Datos, Concesión De Autorización Para El Acceso A Los Datos, Mantenimiento Rutinario. Un sistema gestor de base de datos es una agrupación de programas que sirven para definir construir y manipular una base de datos, los objetivos de un SGBD son:

Abstracción de la información, Independencia de los datos, Consistencia (eliminar redundancia), seguridad, manejo de transacciones, minimizar el tiempo que toma proporcionar la información solicitada y en guardar los cambios realizados. También contiene estructuras estas se dividen en 3: Estructura Interna, estructura conceptual, estructura externa.

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Introducción

a) Presentación y contextualización Los temas que se tratan en la presente unidad temática, tiene por finalidad que el estudiante comprenda los conceptos relacionados con definición, manipulación y diseño de base de datos.

b) Competencia Analiza los modelos de de datos y reconoce el el buen diseño de base de datos datos usando lenguaje SQL.

c) Capacidades 1. Evalúa los diferentes tipos de modelo de base de datos procesos como se definen definen y se manipulan manipulan los datos datos 2. Analiza los procesos

3. Reconoce comandos del lenguaje de consulta estructurado, SQL 4. Diseña una base de datos relacionales usando la primera y segunda forma

d) Actitudes Interesado por aprender el uso de software gestores de bases de datos. Es organizado y metódico en el diseño de base de datos. Valora el buen diseño de una base de datos y busca optimizarlas.

e) Presentación de Ideas básicas y contenido esenciales de la Unidad: La Unidad de Aprendizaje 02: Bases de datos relacionados, comprende el desarrollo de los siguientes temas: TEMA 01: Modelo de datos TEMA 02: Manipulación de base de datos TEMA 03: Lenguaje de consulta estructurado SQL TEMA 04: Diseño de bases de datos relacionales

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TEMA 1

Evaluar los diferentes tipos de modelo de la base de datos.

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Desarrollo de los Temas

Un modelo de datos es una colección de herramientas conceptuales para la descripción de datos, relaciones entre datos, semántica de los datos y restricciones de consistencia. Ejemplos de modelos de datos son el modelo entidad-relación y el modelo relacional.

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

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

Entidades y Relaciones

El modelo de datos más extendido es el denominado

ENTIDAD/RELACIÓN (E/R). En el modelo E/R se parte de una situación real a partir de la cual se definen entidades y relaciones entre dichas entidades:

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Entidad.- Objeto del mundo real sobre el que queremos almacenar información (Ej: una persona). Las entidades están compuestas de atributos que son los datos que definen el objeto (para la entidad persona serían DNI, nombre, apellidos, dirección). De entre los atributos habrá uno o un conjunto de ellos que no se repite; a este atributo o conjunto de atributos se le llama clave de la entidad, (para la entidad persona una clave seria DNI). En toda entidad siempre hay al menos una clave que en el peor de los casos estará formada por todos los atributos de la tabla. Ya que puede haber varias claves y necesitamos elegir una, lo haremos atendiendo a estas normas:

Que sea única. Que se tenga pleno conocimiento de ella, ¿Por qué en las empresas se asigna a cada cliente un número de cliente? Que sea mínima, ya que será muy utilizada por el gestor de base de datos.

Relación.- Asociación entre entidades, sin existencia propia en el mundo real que estamos modelando, pero necesaria para reflejar las interacciones existentes entre entidades. Las relaciones pueden ser de tres tipos:

Relaciones 1-1.- Las entidades que intervienen en la relación se asocian una a una (Ej: la entidad HOMBRE, la entidad MUJER y entre ellos la relación MATRIMONIO).

Relaciones 1-n.- Una ocurrencia de una entidad está asociada con muchas (n) de otra (Ej: la entidad EMPRESA, la entidad TRABAJADOR y entre ellos la relación TRABAJAR-EN).

Relaciones n-n.-Cada ocurrencia, en cualquiera de las dos entidades de la relación, puede estar asociada con muchas (n) de la otra y viceversa (Ej: la entidad ALUMNO, la entidad EMPRESA y entre ellos la relación MATRÍCULA).

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Modelo Entidad-Relación (E/R) El modelo de datos entidad-relación (E/R) está basado en una percepción del mundo real que consta de una colección de objetos básicos, llamados entidades, y de relaciones entre estos objetos. Una entidad es una «cosa» u «objeto» en el mundo real que es distinguible de otros objetos.

Las entidades se describen en una base de datos mediante un conjunto de atributos. Una relación es una asociación entre varias entidades. La estructura lógica general de una base de datos se puede expresar gráficamente mediante un diagrama ER, que consta de los siguientes componentes: Rectángulos, que representan conjuntos de entidades. Elipses, que representan atributos. Rombos, que representan relaciones entre conjuntos de entidades. Líneas, que unen los atributos con los conjuntos de entidades y los conjuntos de entidades con las relaciones.

Modelo Relacional En el modelo relacional se utiliza un grupo de tablas para representar los datos y las relaciones entre ellos. Cada tabla está compuesta por varias columnas, y cada columna tiene un nombre único.

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El modelo relacional es un ejemplo de un modelo basado en registros. Los modelos basados en registros se denominan así porque la base de datos se estructura en registros de formato fijo de varios tipos. Cada tabla contiene registros de un tipo particular. Cada tipo de registro define un número fijo de campos, o atributos. Las columnas de la tabla corresponden a los atributos del tipo de registro.

El modelo de datos relacional es el modelo de datos más ampliamente usado, y una amplia mayoría de sistemas de bases de datos actuales se basan en el modelo relacional.

El modelo relacional se encuentra a un nivel

de

abstracción inferior al modelo de datos E-R. Los diseños de bases de datos a menudo se realizan en el modelo E-R, y después se traducen al modelo relacional.

Bases de datos relacionales En una computadora existen diferentes formas de almacenar información. Esto da lugar a distintos modelos de organización de la base de datos: jerárquico, red, relacional y orientada a objeto.

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Una base de datos relacional es un repositorio compartido de datos. Para hacer disponibles los datos de una base de datos relacional a los usuarios hay que considerar varios aspectos. Uno es la forma en que los usuarios solicitan los datos: caso SQL, es el lenguaje de consulta más ampliamente usado actualmente. Existen otros lenguajes como

de consulta, QBE y Datalog, que ofrecen

enfoques alternativos a la consulta de datos relacionales.

Otro aspecto es la integridad de datos y la seguridad; las bases de datos necesitan proteger los datos del daño provocado por los usuarios, ya sean intencionados o no. El componente de mantenimiento de la integridad de una base de datos asegura que las actualizaciones no violan las restricciones de integridad que hayan especificado sobre los datos. El componente de seguridad de una base de datos incluye la autenticación de usuarios y el control de acceso para restringir las posibles acciones de cada usuario.

Las restricciones de integridad forman la base del diseño de bases de datos relacionales. El diseño de bases de datos relacionales -el diseño

del

esquema relacionales el primer paso en la construcción de aplicaciones de bases de datos. Los sistemas relacionales son importantes porque ofrecen muchos tipos de procesos de datos, como: simplicidad y generalidad, facilidad de uso para el usuario final, períodos cortos de aprendizaje y las consultas de información se especifican de forma sencilla. Las tablas son un medio de representar la información de una forma más compacta y es posible acceder a la información contenida en dos o más tablas. Más adelante explicaremos qué son las tablas.

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Las bases de datos relacionales están constituidas por una o más tablas que contienen la información ordenada de una forma organizada. Cumplen las siguientes leyes básicas: Una tabla solo contiene un número fijo de campos. El nombre de los campos de una tabla es distinto. Cada registro de la tabla es único. El orden de los registros y de los campos no está determinados. Para cada campo existe un conjunto de valores posible.

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TEMA 2

Analizar cómo se definen los procesos y se manipulan los datos.

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Manipulación de datos Es el proceso que permite a los usuarios acceder o manipular los datos organizados mediante el modelo de datos apropiado. La manipulación de datos es:

La recuperación de información almacenada en la base de datos. La inserción de información nueva en la base de datos. El borrado de información de la base de datos. La modificación de información almacenada en la base de datos.

Lenguaje de manipulación de datos

Un lenguaje de Manipulación de Datos es un lenguaje proporcionado por el sistema de gestión de bases de datos que permite a los usuarios de la misma llevar a cabo las tareas de consulta o manipulación de los datos, organizados por el modelo de datos adecuado. El lenguaje de manipulación de datos más popular hoy en día es SQL, usado para recuperar y manipular datos en una base de datos relacional. Otros ejemplos de DML son los usados por bases de datos IMS/DL1, CODASYL u otras. Se clasifican en dos grandes grupos: Lenguajes de consulta procedimentales. Lenguajes de consulta no procedimentales.

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El lenguaje de Consulta Estructurado (Structured Query Language (SQL)) es un lenguaje declarativo de acceso a bases de datos relacionales que permite especificar diversos tipos de operaciones sobre las mismas. Una de sus características es el manejo del álgebra y el cálculo relacional permitiendo lanzar consultas con el fin de recuperar información de interés de una base de datos, de una forma sencilla. Lenguaje de manipulación de datos procedimentales Requieren que el usuario especifique qué datos se necesitan y cómo obtener esos datos.

Lenguaje de manipulación de datos declarativos o no procedimentales especifique

qué

requieren datos

que se

el

usuario

necesitan

sin

especificar cómo obtener esos datos.

El lenguaje SQL El SQL es un lenguaje de acceso a bases de datos que explota la flexibilidad y potencia de los sistemas relacionales permitiendo gran variedad de operaciones sobre los mismos. Es un lenguaje declarativo de alto nivel o de no procedimiento, que gracias a su fuerte base teórica y su orientación al manejo de conjuntos de registros, y no a registros individuales, permite una alta productividad en codificación. De esta forma una sola sentencia puede equivaler a uno o más programas que utilizasen un lenguaje de bajo nivel orientado a registro.

Optimización, como suele ser común en los lenguajes de acceso a bases de datos de alto nivel, el SQL es un lenguaje declarativo. O sea, que especifica qué es lo que se quiere y no cómo conseguirlo, por lo que una sentencia no establece explícitamente una orden de ejecución. El orden de ejecución interno de una sentencia puede afectar gravemente a la eficiencia del SGBD, por lo que se hace necesario que este lleve a cabo una optimización antes de la ejecución de la misma.

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Muchas veces, el uso de índices acelera una instrucción de consulta, pero ralentiza la actualización de los datos dependiendo del uso de la aplicación, se priorizará el acceso indexado o una rápida actualización de la información. La optimización difiere sensiblemente en cada motor de base de datos y depende de muchos factores. Existe una ampliación de SQL conocida como FSQL (Furry SQL, SQL difuso) que permite el acceso a bases de datos difusas, usando la lógica difusa. Este lenguaje ha sido implementado a nivel experimental y está evolucionando rápidamente.

La Sentencia “Insert”

Una sentencia INSERT de SQL agrega uno o más registros a una (y solo una) tabla en una base de datos relacional.

Forma básica INSERT INTO tabla (columna1, [columna2,…]) VALUES (valor1, [valor2,…]) Las cantidades de columnas y valores deben ser las mismas. Si una columna no se especifica, le será asignado el valor por omisión. Los valores especificados (o implícitos) por la sentencia INSERT deberán satisfacer todas las restricciones aplicables. Si ocurre un error de sintaxis o si alguna de las restricciones es violada, no se agrega la fila y se devuelve un error.

Ejemplo: INSERT INTO agenda. Telefónica (nombre, número) VALUES (`Roberto Fernández`, `4886850`) Cuando se especifican todos los valores de una tabla, se puede utilizar la sentencia acortada.

INSERT INTO tabla VALUES (valor1, [valor2,…]) Ejemplo (asumiendo que `nombre` y `número` son las únicas columnas de la tabla ` agenda_telefonica`):

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INSERT INTO agenda_telefónica VALUES (`Roberto Fern ández”, `4886850`) Formas avanzadas: Inserciones en múltiples filas Una característica de SQL (desde SQL-92) es el uso de constructores de filas para insertar múltiples filas a la vez, con una sola sentencia SQL:

INSERT INTO tabla (columna1, [columna2,…]) VALUES (valor1a, [valor16,…], (value2a, [value26,…]),…

Ejemplo (asumiendo ese `nombre` y `número `son las únicas columnas en la tabla àgenda_telefonica`):

INSERT INTO agenda_telefónica VALUES (`Roberto Fernández`, `4886850`), (` Alejandro Sosa`, `4556550`); que podía haber sido realizado por las sentencias.

INSERT INTO agenda_telefónica VALUES (`Roberto Fernández`, `4886850`); INSERT INTO agenda_telefónica VALUES (Àlejandro Sosa`, `0`); Notar que las sentencias separadas pueden tener semántica diferente (especialmente con respecto a los triggers), y puede tener diferente performance que la sentencia de inserción múltiple. Lenguaje de definición de datos (LDD) El lenguaje de Definición de datos, en inglés Data Definition Language (DLL), es el que se encarga de la modificación de la estructura de los objetos de la base de datos. Existen cuatro operaciones básicas: CREATE, ALTER, DROP y

Truncate. Un lenguaje de definición de datos (Data Definition Language, DDL por sus siglas en inglés) es un lenguaje proporcionado por el sistema de gestión de base de datos que permite a los usuarios de la misma llevar a cabo las tareas de definición de las estructuras que almacenarán los datos, así como de los procedimientos o funciones que permitan consultarlos.

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Un Data Definition Language o Lenguaje de descripción de datos (DDL) es un lenguaje de programación para definir estructuras de datos. El término DDL fue introducido por primera vez en relación con el Codas y l modelo de base de datos, donde el esquema de la base de datos ha sido escrito en un lenguaje de descripción de datos que describen los registros, los campos, y "conjuntos" que conforman el usuario modelo de datos. Más tarde fue usado para referirse a un subconjunto de SQL, pero ahora se utiliza en un sentido genérico para referirse a cualquier lenguaje formal para describir datos o estructuras de información, como los esquemas XML.

Un sistema de bases de datos proporciona un lenguaje de definición de datos para especificar el esquema de la base de datos y un lenguaje de manipulación de datos para expresar las consultas y las modificaciones. En la práctica, los lenguajes de definición y manipulación de datos no son dos lenguajes separados; en su lugar simplemente forman partes de un único lenguaje de bases de datos, tal como SQL, ampliamente usado.

Los valores de datos almacenados en la base de datos

deben

satisfacer

ciertas

restricciones

de

consistencia. Un esquema de base de datos se especifica mediante un conjunto de definiciones expresadas mediante un lenguaje especial llamado lenguaje de definición de datos (DDL). Actualiza un conjunto especial de tablas denominado diccionario de datos o directorio de datos. Un diccionario de datos contiene metadatos, es decir, datos acerca de los datos. El esquema de una tabla es un ejemplo de metadatos. Un sistema de base de datos consulta el diccionario de datos antes de leer o modificar los datos reales.

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Sistemas de gestión de base de datos.

Los sistemas de gestión de base de datos con soporte SQL más utilizados son, por orden alfabético: DB2

MySQL

Firebird

Oracle

Informix

Postgre SQL

Interbase

SQL Server Sysbase ASE

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TEMA 3

Reconocer comandos del lenguaje de consulta estructurado, SQL.

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En 1986, ANSI (American National Standards Institute, Instituto Nacional Americano de Normalización) e ISO (International Standards Organization, Organización

Internacional

de

Normalización),

publicaron una norma SQL, denominada SQL-86. En 1987, IBM publicó su propia norma de SQL corporativo, Interfaz de bases de datos para arquitecturas de aplicación a sistemas (Systems Application Architecture Database Interface, SAA-SQL). En 1989 se publicó una norma extendida para SQL denominada SQL-89 y actualmente los sistemas de bases de datos son normalmente compatibles al menos con las características de SQL-89. La siguiente versión de la norma fue SQL-92 y la versión más reciente es SQL: 1999. El lenguaje SQL tiene varios componentes.

Componentes del SQL El

lenguaje SQL está

compuesto

por

comandos, cláusulas, operadores y funciones de agregado. Estos elementos se combinan en las instrucciones para crear, actualizar y manipular las bases de datos.

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Comandos Existen dos tipos de comandos SQL: Los DLL que permiten crear y definir nuevas bases de datos, campos e índices. Los DML que permiten generar consultas

para

ordenar, filtrar y extraer datos de la base de datos.

Comandos de Definición DLL COMANDO CREATE

DESCRIPCIÓN Utilizado

para

crear

nuevas

tablas,

campos

e índices

DROP

Empleado para eliminar tablas e índices

ALTER

Utilizado

para

modificar

las

tablas

agregando

campos o cambiando la definición de los campos.

Comandos de Manipulación DML COMANDO

DESCRIPCIÓN

SELECT

Utilizado para consultar registros de la base de datos que satisfagan

un

criterio

determinado.

INSERT

Utilizado para cargar lotes de datos en la base de datos en una única operación.

UPDATE

Utilizado para modificar los valores de los campos y registros especificados

DELETE

Utilizado para eliminar registros de una tabla de una base de datos

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Cláusulas Las

cláusulas

son

condiciones

de

modificación

utilizadas

para

definir los datos que desea seleccionar o manipular.

COMANDO FROM

DESCRIPCIÓN Utilizada para especificar la tabla de la cual se van a seleccionar los registros.

WHERE

Utilizada para especificar las condiciones que deben reunir los registros que se van a seleccionar.

GROUP

Utilizada para separar los registros seleccionados en grupos

BY

específicos

HAVING

Utilizada para expresar la condición que debe satisfacer cada grupo.

ORDER

Utilizada para ordenar los registros seleccionados de acuerdo

BY

con un orden específico.

Operadores Lógicos OPERADOR AND

USO Es el “y” lógico. Evalúa dos condiciones y devuelve un

valor de verdad solo si ambas son ciertas.

OR

Es el “o” lógico. Evalúa dos condiciones y devuelve un

valor de verdad si alguna de las dos es cierta.

NOT

Negación lógica. Devuelve el valor contrario de la expresión.

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Funciones de Agregado Las funciones de agregado se usan dentro de una cláusula SELECT en grupos de registros para devolver un único valor que se aplica a un grupo de registros.

COMANDO AVG

DESCRIPCI N Utilizada para calcular el promedio de los valores de un campo determinado.

COUNT

Utilizada para devolver el número de registros de la selección.

SUM

Utilizada para devolver la suma de todos los valores de un campo determinado.

MAX

Utilizada para devolver el valor más alto de un campo especificado.

MIN

Utilizada para devolver el valor más bajo de un campo especificado.

Definición de vistas Una vista de base de datos es un resultado de una consulta SQL de una o varias tablas; también se le puede considerar una tabla virtual. Las vistas tienen la misma estructura que una tabla: filas y columnas. La única diferencia es que solo se almacena de ellas la definición, no los datos. Los datos que se recuperan mediante una consulta a una vista se presentarán igual que los de una tabla. De hecho, si no se sabe qué se está trabajando con una vista, nada hace suponer que es así. Al igual que sucede con una tabla, se pueden insertar, actualizar, borrar y seleccionar datos en una vista. Aunque siempre es posible seleccionar datos de una vista, en algunas condiciones existen restricciones para realizar el resto de las operaciones sobre vistas. Una vista se especifica a través de una expresión de consulta (una sentencia SELECT) que la calcula y que puede realizarse sobre una o más tablas. Sobre un conjunto de tablas relacionales se puede trabajar con un número cualquiera de vistas. La mayoría de los SGBD soportan la creación y manipulación de vistas.

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Transacciones Una transacción es una colección de operaciones que se lleva a cabo como una única función lógica en una aplicación de bases de datos. Cada transacción es una unidad de atomicidad y consistencia. La norma SQL especifica que una transacción comienza implícitamente cuando se ejecuta una instrucción SQL. Una de las siguientes instrucciones SQL debe finalizar la transacción:

Los clientes manipulan el estado compartido a través de objetos que se ejecutan en servidores entre los que se reparte el trabajo. Uno de los beneficios que provee el modelo objeto-por-cliente es la simplificación del desarrollo mediante la eliminación del acceso concurrente a los objetos; el estado que forma parte del objeto está protegido implícitamente. Las transacciones son un mecanismo estándar para manejar los cambios al estado de un sistema distribuido. Proveen un modelo para controlar el acceso concurrente a los datos y para manejar las fallas inherentes al cómputo distribuido. Si se permite que el trabajo que los objetos realizan, progrese concurrentemente sin considerar transacciones, lo único que se obtendrá será un caos total.

Control de transacciones. Debido a que en las operaciones normales con la base de datos puede corromper la información, todas las bases de datos tienen un sistema de control de transacción.

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Se denomina transacción al espacio de tiempo que transcurre desde la primera sentencia DML que no sea SELECT (INSERT, UPDATE, DELETE), hasta que damos por finalizada la transacción explícitamente (con las sentencias apropiadas) o implícitamente (terminando la sesión). Durante la transacción, todas las modificaciones que hagamos sobre base de datos, no son definitivas, más concretamente, se realizan sobre un tablespace especial que se denomina tablespace de ROLLBACK, o RBS (RollBack Segment). Este tablespace tiene reservado un espacio para cada sesión activa en el servidor, y es en ese espacio donde se almacenan todas las modificaciones de cada transacción. Una vez que la transacción se ha finalizado, las modificaciones temporales almacenadas en el RBS, se vuelcan al tablespace original, donde está almacenada nuestra tabla. Esto permite que ciertas modificaciones que se realizan en varias sentencias, se puedan validar todas a la vez, o rechazar todas a la vez.

Las sentencias de finalización de transacción son: COMMIT: la transacción termina correctamente, se vuelcan los datos al Tablespace originaly se vacía el RBS.ROLLBACK: se rechaza la transacción y el vacía el RBS. Opcionalmente existe la sentencia SAVEPOINT para establecer puntos de transacción. La sintaxis de SAVEPOINT es: SAVEPOINT nombre_de_punto; A la hora de hacer un ROLLBACK o un COMMIT se podrá hacer hasta cierto punto con la sintaxis: COMMIT TO nombre_de_punto; ROLLBACK TO nombre_de_punto.

SQL incorporado (SQL embebido) La norma SQL define la utilización de SQL dentro de varios lenguajes de programación, tales como C, Cobol, Pascal, Java, PL ´ /I y Fortran. Un lenguaje en el cual se introducen consultas SQL se denomina lenguaje anfitrión y las estructuras SQL que se

admiten en el len guaje anfitrión constituyen SQL incorporado o embebido.

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Las instrucciones de SQL incorporado son similares en cuanto a la sintaxis a las instrucciones SQL, sin embargo, hay varias diferencias que se indican a continuación.

Para formular una consulta relacional se usa la instrucción declare cursor. El resultado de la consulta no se calcula aún. En lugar de esto, el programa debe usar las

órdenes, open y fetch para obtener las tuplas resultado. Un uso habitual de la cláusula check es el de asegurar que los valores de los atributos satisfacen unas condiciones para borrar una relación de una base de datos SQL, se utiliza la orden drop table. Dicha orden borra de la base de datos toda la información sobre la relación eliminada.

Otros lenguajes relacionales: query-by-example Query-by-Example (QBE, Consulta mediante ejemplos) es el nombre tanto de un lenguaje de manipulación de datos como el de un sistema de base de datos que incluyó a este lenguaje. El sistema de bases de datos QBE se desarrolló en el Centro de investigación T. J. Watson de IBM, a principios de los años setenta y el lenguaje de manipulación de datos QBE se usó más tarde en QMF (Query Management Facility, mecanismo de gestión de consultas), también de IBM. Actualmente, muchos de los sistemas de bases de datos para computadoras personales soportan variantes del lenguaje QBE.

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Es un lenguaje comercial desarrollado por IBM y basado en el cálculo relacional de dominios. En él las consultas se hacen por medio de ejemplos, para ello se usan unas tablas que son "//esqueletos//" de relaciones. El sistema generaliza los ejemplos.

Consultas Para una consulta, el usuario solicita un esqueleto de la relación sobre la que quiere realizar la consulta, y lo rellena con //columnas muestra//, que pueden incluir constantes o variables de dominio. Los nombres de variable van precedidos del carácter de subrayado ‘_’.

Ejemplo: Obtener todos los nombres de los clientes que tienen préstamo en la sucursal principal. ==== || préstamo || num_prestamo || nombre_sucursal || nombre_cliente || importe || || || || Principal || P.ALL. _X ||

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El comando P bajo la columna nombre_cliente indica que se muestren los valores, y com podemos ver, delante de la variable X, hemos

introducido

el

carácter

de

subrayado, como solo queremos ver los clientes que tienen préstamo en la sucursal principal, ponemos la constante Principal en la columna nombre_sucursal. Por último veamos el significado del comando ALL: QBE sí elimina los duplicados por defecto, por tanto si no queremos que los elimine tendremos que usar el comando ALL. Si queremos realizar una consulta en la que empleemos dos relaciones, tendremos que solicitar dos esqueletos (uno para cada relación).

Ejemplo: "Obtener el nombre y ciudad de los clientes que tienen préstamo en la sucursalprincipal".

==== || prestamo || num_prestamo || nombre_sucursal || nombre_cliente || importe || || || || Principal || P._X || || ==== ==== || cliente || nombre_cliente || calle || ciudad || || || _X || || P._Y || ====

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TEMA 4

Diseñar una base de datos relacionales usando la primera y segunda forma.

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En general, el objetivo del diseño de una base de datos relacional es generar un conjunto de esquemas de relaciones que permitan almacenar la información con un mínimo de redundancia, pero que a la vez faciliten la recuperación de la información. Una de las técnicas para lograrlo consiste en diseñar esquemas que tengan una forma normal adecuada. Para determinar si un esquema de relaciones tiene una de las formas normales se requiere mayor información sobre la empresa del "mundo real" que se intenta modelar con la base de datos. La información adicional la proporciona una serie de limitantes que se denominan dependencias de los datos.

Todos los datos se representan en tablas. Incluso los resultados de cualquier consulta son otra tabla. Las tablas están compuestas por filas y columnas. 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). Las filas solo 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. El orden de las columnas lo determina cada consulta. Cada tabla tiene una clave primaria, un identificador único, compuesto por una o más columnas. La mayoría de las claves primarias están formadas por una única columna (por ejemplo, CIUDAD_ID).

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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 dedicarles tiempo, para entender bien en qué consisten y cómo funcionan.

Problemas en el diseño de bases de datos relacionales Antes, de hablar de formas normales y dependencias de datos es conveniente considerar los defectos que pueden tener una base de datos mal diseñada. Supongamos las siguientes relaciones: Persona (DNI, nombre, apellidos) Coche (matricula, marca. Tipo, potencia, color) Tener (DNI, matricula, fecha, precio) Si en lugar de las anteriores relaciones que componen la BD, optásemos por una única relación, formada por los atributos de las tres, esta tendría los siguientes defectos: En

primer

lugar,

algunos

datos

serán redundantes; en general en esta relación una persona aparecerá tantas veces como coches posea.

Esta

redundancia

conlleva

unos riesgos

de

incoherencia durante las actualizaciones: por ejemplo, si resulta que el nombre de López no es Pedro sino Juan, hay que tener cuidado y actualizar todas las tablas en las que aparece López.

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Es preciso admitir la presencia de valores nulos en una relación de este tipo para poder mantener en la base, coches sin propietarios o personas que no tienen coches. Si muchos de los atributos no se aplican a todas las tablas de la relación, acabaremos con un gran número de nulos en esas tablas. Esto puede originar un considerable desperdicio de espacio de almacenamiento Ej.: Si solo el 10% de los empleados tiene oficinas. Individuales, no se justificará incluir un atributo NUM_OFIC en la relación EMPLEADO; más bien, podríamos crear una relación OFICINAS_EMPL (DNIEMP, NUM_OFIC) contenga exclusivamente tablas para los empleados con oficinas individuales).

Por lo tanto además de hacerse más complicada la actualización (inserción, eliminación y modificación), se desperdicia espacio. Uno de los objetivos en el diseño de esquemas es minimizar el espacio de almacenamiento que ocupan las relaciones base (archivos). La agrupación de atributos en esquemas de relación tiene un efecto significativo sobre el espacio de almacenamiento, se requiere más.

Cualidades de un buen diseño de base de datos

Reflejar la estructura del problema en el mundo real. Ser capaz de representar todos los datos esperados, incluso con el paso del tiempo. Evitar el almacenamiento de información redundante. Proporcionar un acceso eficaz a los datos. Mantener la integridad de los datos a lo largo del tiempo. Ser claro, coherente y de fácil comprensión. Nota: A veces, estos objetivos pueden ser contradictorios.

Primera forma normal (1FN)

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La primera forma normal (1FN o forma mínima) es una forma normal usada en normalización de bases de datos. Una tabla de base de datos relacional que se adhiere a la 1FN es una que satisface cierto conjunto mínimo de criterios. Estos criterios se refieren básicamente a asegurarse que la tabla es una representación fiel de una relación1 y está libre de "grupos repetitivos".

Sin embargo, el concepto de "grupo repetitivo", es entendido de diversas maneras por diferentes teóricos. Como consecuencia, no hay un acuerdo universal en cuanto a qué características descalificarían a una tabla de estar en 1FN. Muy notablemente, la 1FN, tal y como es definida por algunos autores excluye "atributos relación-valor"

Una tabla está en 1FN si satisface las siguientes cinco condiciones: No hay orden de arriba-a-abajo en las filas. No hay orden de izquierda-a-derecha en las columnas. No hay filas duplicadas. Cada

intersección

contiene

de

exactamente

fila-y-columna un

valor

del

dominio aplicable (y nada más). Todas las columnas son regulares [es decir, las filas no tienen componentes como IDs de fila, IDs de objeto, o time stamps ocultos].

68


Segunda forma normal.- Forma normal de Boyce-Codd Dependencias funcionales.- Las dependencias funcionales desempeñan un papel fundamental en la diferenciación entre los buenos diseños de bases de datos y los malos. Una dependencia funcional es un tipo de restricción que constituye una generalización del concepto de clave. Una tabla está en segunda forma normal, si cada campo “no llave” depende completamente (de todos los campos) y no parcialmente (solo de algunos campos de la llave primaria). Si una base de datos solo tiene llaves primarias simples, entonces automáticamente está en segunda forma normal. El siguiente ejemplo muestra una tabla con una llave primaria compuesta de los campos clave_emp y clave_depto, pero el valor nombre_depto depende solo de cve_depto y no de la llave primaria completa. Para cada una de las nuevas tablas, cada atributo que no es una clave es funcionalmente dependiente de la clave completa. Una tabla que tiene esta característica se dice que está en la Segunda Forma Normal.

Segunda Forma Normal Una tabla está en la Segunda Forma Normal si: Está en la Primera Forma Normal, y Cada atributo que no es una clave es Funcionalmente dependiente de la clave completa .

Tercera Forma Normal (3FN) La tabla se encuentra en 3FN si es 2FN y si no existe ninguna dependencia funcional transitiva entre los atributos que no son clave. Un ejemplo de este concepto sería que, una dependencia funcional X->Y en un esquema de relación R es una dependencia transitiva si hay un conjunto de atributos Z que no es un subconjunto de alguna clave de R, donde se mantiene X>Z y Z->Y.

69


Formalmente, un esquema de relación R está en 3 Forma Normal ElmasriNavathe si para toda dependencia funcional

, se cumple al menos una de

las siguientes condiciones: X es superllave o clave. A es atributo primo de R; esto es, si es miembro de alguna clave en R. Además el esquema debe cumplir necesariamente, con las condiciones de segunda forma normal.

Tercera Forma Normal

Una tabla está en Tercera Forma Normal si: Está en Segunda Forma Normal No tiene dependencias transitivas Como resultado de la descomposición de la tabla, los datos de la tabla CLASE-PROF se convierten de la siguiente manera: Tabla CLASE-PROF

ID-CLASE (CLAVE)

PROFESOR

FIS-1A

Vázquez, N.

MUS-1

Hurtado, R

QUIM-2B

Pardo, L.

QUIM-1ª

Pardo, L.

MUS-5

Hurtado, R

ARTE-3A

Hurtado, R

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Tabla profesores PROFESOR Vázquez, N.

OFICINA M11

Hurtado, R

M22

Pardo, L.

CT2

Cuarta forma normal (4FN) La cuarta forma normal (4NF) es una forma normal usada en la normalización de bases de datos. La 4NF se asegura de que las dependencias multivaluadas independientes estén correcta y eficientemente representadas en un diseño de base de datos. La 4NF es el siguiente nivel de normalización después de la forma normal de Boyce-Codd

Características

Una tabla está en 4NF si y solo si está en Tercera forma normal o en BCNF (Cualquiera de ambas) y no posee dependencias multivaluadas no triviales. La definición de la 4NF confía en la noción de una dependencia multivaluada. Una tabla con una dependencia multivaluada es una donde la existencia de dos o más relaciones independientes a muchos causa redundancia; y es esta redundancia la que es suprimida por la cuarta forma normal.

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 MODELOS DE BASE DE DATOS http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_de_base_de_datos  LENGUAJE DE MANIPULACIÓN DE DATOS http://www.slideshare.net/heber/lenguaje-de-manipulacin-de-datos  TUTORIAL DE SQL http://www.maestrosdelweb.com/editorial/tutsql1/

 DISEÑO DE BASE DE DATOS http://www.jorgesanchez.net/bd/disenoBD.pdf

Actividades y Ejercicios 1. Indaga sobre las bases de datos, basados en el modelo entidad-relación y en el modelo relacional, luego realiza para cada uno un esquema similar a los que se muestra en las siguientes figuras. Envíalo a través de " Modelo E-R" .

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Actividades y Ejercicios

2. Elabora una línea de tiempo sobre el origen y la evolución de la base de datos relacionales, el aporte de la IBM con el lenguaje SQL y como Oracle trabaja este tipo de datos. Envíalo a través de " His toria de las B D" .

3. Elabora un tutorial del uso de las sentencias del lenguaje de manipulación de base de datos SQL para elaborar una base de datos. Envíalo a través de " Mi guía de S QL" .

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Autoevaluación 1. Un modelo de datos es: a. b. c. d. e.

Un sistema de información bien organizada Un sistema de datos relacionados entre sí Un conjunto de herramientas conceptuales para la descripción de datos Un conjunto de aplicaciones que usan una base de datos Un conjunto de datos que cumplen ciertas reglas

2. La base de datos basados en el modelo entidad-relación está basada en: a. b. c. d. e.

Un conjunto de entidades que no están relacionadas En una colección de relaciones Un conjunto de atributos relacionados entre sí Un diagrama de entidades sin relaciones Un modelo basado en registros

3. La base de datos basados en el modelo relacional está basada en: a. b. c. d. e.

Un conjunto de entidades que no están relacionadas En una colección de relaciones Un conjunto de atributos relacionados entre sí Un diagrama de entidades sin relaciones Un modelo basado en registros

4. Sql es: a. b. c. d. e.

Un lenguaje de programación para manipular datos Un lenguaje de manipulación de datos procedimentales Un lenguaje de manipulación de datos declarativos Es un software de base de datos Es un software de entidades y sus relaciones

5. Un lenguaje de definición de datos es un lenguaje que define: a. b. c. d. e.

La estructura donde se guardarán los datos La base de datos Los datos declarativos Los datos procedimentales El administrador

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6. Insert es un comando de: a. b. c. d. e.

Definición de lenguaje de definición Definición de lenguaje de manipulación Definición de programación Definición de de nión de un sistema de datos relacionados entre sí Un conjunto de herramientas para el manejo de datos

7. Los comandos dll, permiten: a. b. c. d. e.

Generar consultas para ordenar, filtrar y extraer Crear cláusulas lógicas Definir los datos que desea seleccionar o manipular Crear y definir operaciones lógicas Crear y definir nuevas bases de datos

8. Las transacciones: a. b. c. d. e.

Son una colección de intercambios Son una colección de operaciones Son beneficios que poseen el modelo de datos Es el espacio tiempo de una sentencia Son un conjunto de instrucciones en SQL

9. El objetivo del diseño de base de datos: a. Es generar un conjunto de esquemas de relaciones que permitan almacenar y recuperar la información en forma óptima. b. Almacenar la información con un mínimo de redundancia c. Es crear formas normales d. Es reducir los riesgos de incoherencia e. Es proporcionar un acceso eficaz a la base de datos 10. Uno de los defectos de una base de datos mal diseñada es: a. b. c. d. e.

Mantiene la integridad de los datos a lo largo del tiempo Si los datos no son redundantes Si no tiene riesgos de incoherencia Promueve el almacenamiento de información redundante Si proporciona un acceso eficaz a los datos

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Resumen

Modelo de datos es una colección de herramientas conceptuales para la descripción de datos, relaciones entre datos, semántica de datos y restricciones de consistencia. El modelo entidad-relación (E/R) es un modelo de datos de alto nivel. Está basado en una percepción de un mundo real que consiste en una colección de objetos básicos, denominados entidades y de relaciones entre estos objetos. El modelo relacional es un modelo de menor nivel. Usa una colección de tablas para representar tanto los datos como las relaciones entre los datos. Su simplicidad conceptual ha conducido a su adopción general; actualmente, una vasta mayoría de productos de bases de datos se basan en el modelo relacional.

La Manipulación de datos es el proceso que permite acceder o manipular los datos organizados mediante el modelo de datos apropiados. La manipulación de datos es: La recuperación de información almacenada en la base de datos. La inserción de información nueva en la base de datos. El borrado de información de la base de datos. La modificación de información almacenada en la base de datos. Un lenguaje de Manipulación de Datos es un lenguaje proporcionado por el sistema de gestión de bases de datos que permite a los usuarios de la misma llevar a cabo las tareas de consulta o manipulación de los datos, organizados por el modelo de datos adecuado

El lenguaje SQL está compuesto por comandos, cláusulas, operadores y funciones de agregado. Estos elementos se combinan en las instrucciones para crear, actualizar y manipular las bases de datos. Existen dos tipos de comandos SQL: Los DLL que permiten crear y definir nuevas bases de datos, campos e índices. Los DML que permiten generar consultas para ordenar, filtrar y extraer datos de la base de datos.

El objetivo del diseño de una base de datos relacional es generar un conjunto de esquemas de relaciones que permitan almacenar la información con un mínimo de redundancia, pero que a la vez faciliten la recuperación de la información. Cualidades de un buen diseño de base de datos: Reflejar la estructura del problema en el mundo real, ser capaz de representar todos los datos esperados, incluso con el paso del tiempo, evitar el almacenamiento de información redundante, proporcionar un acceso eficaz a los datos, mantener la integridad de los datos a lo largo del tiempo, ser claro, coherente y de fácil comprensión.

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77


Introducción

a) Presentación y contextualización Existen muchas personas que siempre querrán vulnerar la información de una base de datos, el administrador de base de datos debe estar preparado y tomar medidas para mantener la Integridad y la seguridad de la información. En la siguiente unidad veremos algunas estrategias para salvaguardar una base de datos.

b) Competencia Reconoce y aplica diferentes esquemas o métodos para salvaguardar la información de una base de datos.

c) Capacidades 1. Identifica la estructura de una base de datos. 2. Reconoce e identifica las restricciones de dominio. 3. Reconoce los esquemas de seguridad y privilegios de SQL. 4. Aplica técnicas de cifrado y autentificación.

d) Actitudes Valora los recursos y las estrategias relacionadas con la integridad y seguridad de la información. Presenta sus trabajos de investigación con rigurosidad evitando ser superficial. Valora los recursos del software SQL y los beneficios que este tiene al mercado.

e) Presentación de Ideas básicas y contenido esenciales de la Unidad: La Unidad de Aprendizaje 03: Integridad y Seguridad de la Información, comprende el desarrollo de los siguientes temas: TEMA 01: Estructura de un sistema de base de datos. TEMA 02: Restricciones de los dominios. TEMA 03: Privilegios en SQL. TEMA 04: Cifrado y autenticación.

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TEMA 1

Identificar la estructura de una base de datos.

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Desarrollo de los Temas Estructura de un Sistema de bases de datos

Un sistema de bases de datos se divide en módulos que se encargan de cada una de las responsabilidades del sistema completo. Los componentes funcionales de un sistema de bases de datos se pueden dividir a grandes rasgos en los componentes “gestor de almacenamiento” y “procesador de consultas”.

Los componentes funcionales de un sistema de base de datos son:

Gestor de Almacenamiento Proporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel en la base de datos y los programas de aplicación y consultas emitidas al sistema. Es responsable de la interacción con el gestor de archivos para realizar el almacenamiento, recuperación y actualización de los datos en la base de datos.

Entre sus componentes se incluyen: 

Gestor de Autorización e Integridad , comprobando que se satisfagan las restricciones de integridad y la autorización de los usuarios para acceder a los datos.



Gestor de Transacciones, asegura la consistencia de la base de datos a pesar de los fallos del sistema, y controla las transacciones concurrentes.



Gestor de Archivos, gestiona la reserva de espacio de almacenamiento de disco y las estructuras de datos usadas para representar la información almacenada en disco.



Gestor de Memoria Intermedia , permite que la base de datos maneje tamaños de datos mucho mayores que el tamaño de la memoria principal.

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Diccionario de Datos, contiene la información referente a la estructura de la base de datos.

Índices, permiten un rápido acceso a registros que contienen valores específicos. Una forma gráfica de representar los componentes antes mencionados y la

relación que

existe entre ellos sería la siguiente.

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Integridad y Seguridad de la Información La seguridad de los datos implica protegerlos de operaciones indebidas que pongan en peligro su definición, existencia, consistencia e integridad independientemente de la persona que los accede. Esto se logra mediante mecanismos que permiten estructurar y y controlar el acceso y actualización de los mismos sin necesidad de modificar o alterar el diseño del modelo de datos; definido de acuerdo a los requisitos del sistema o aplicación software.

Las restricciones de integridad proporcionan un medio de asegurar que las modificaciones hechas a la base de datos por los usuarios autorizados no provoquen la pérdida de la consistencia de los datos. Por tanto, las restricciones de integridad protegen a la base de datos contra los daños accidentales. accidentales. Estas restricciones eran de los tipos siguientes:

Declaración de claves: La estipulación de que ciertos atributos pueden formar una clave para un conjunto de entidades determinado. determinado.

Forma de la relación: de varios a varios, de uno a varios, de uno a uno. En general, la restricción de integridad

puede

ser

un

predicado

arbitrario

referente a la base de datos. Sin embargo, los predicados arbitrarios pueden resultar complicados de verificar. En consecuencia, lo habitual es limitarse a restricciones de integridad que puedan verificarse con una sobrecarga mínima.

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Otra forma de restricción de integridad, denominada «dependencia funcional», que se usa principalmente en el proceso del diseño de esquemas.

Los disparadores se usan para asegurar algunos tipos de integridad. Los disparadores, que son instrucciones que el sistema ejecuta automáticamente como efecto colateral de una modificación de la base de datos.

Además de la protección contra la introducción introducción accidental de inconsistencia, inconsistencia, puede puede ser necesario proteger los datos almacenados en la base de datos frente a accesos no autorizados y destrucción o alteración malintencionada.

83


TEMA 2

Reconocer e identificar las restricciones de dominio.

84


Restricciones de los Dominios Se ha visto que hay que asociar a cada atributo un dominio de valores posibles. La declaración de

que

un

determinado

atributo dominio

pertenezca actúa

como

a

un una

restricción sobre los valores que puede tomar. Las restricciones de los dominios son la forma más simple de restricción de integridad. El sistema las verifica fácilmente siempre que se introduce en la base de datos un nuevo elemento de datos.

Tipos de Dominios

Es posible que varios atributos tengan el mismo dominio. Por ejemplo los atributos nombre-cliente y nombre-empleado podrían tener el mismo dominio, el conjunto de nombre de todas las personas. Sin embargo los dominios de saldo y nombre-sucursal deben ser distintos, quizá este menos claro si nombre-cliente y nombre-sucursal deben tener el mismo dominio.

En el nivel de implementación los nombres de cliente y los nombres de sucursal son cadenas de caracteres. Sin embargo normalmente no consideramos la consulta "Encontrar a todos los clientes que tienen el mismo nombre que una sucursal" como una consulta con sentido. Así, si vemos la base de datos en el nivel conceptual en vez de en el físico, nombre-cliente y nombre-sucursal deberán tener dominios distintos.

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Tipos de Dominios en SQL El SQL estándar soporta un conjunto restringido de tipos de dominios. 

Cada cadena de caracteres de longitud fija, con longitud especificada por el usuario.



Número en coma fija con precisión especificada por el usuario.



Entero (un subconjunto finito de los enteros que es dependiente de la máquina).



Entero pequeño (un subconjunto de tipo de dominio entero dependiente de la máquina).



Números en coma flotante y en coma flotante de doble precisión, con precisión dependiente de la máquina.

Valores Nulos 

Para determinados atributos, los valores nulos pueden ser inapropiados. Considérese una tupla en la relación cliente y en la nombre-cliente que es un valor vacío. Una tupla de este tipo da una calle y una ciudad para un cliente anónimo y, por tanto, no contiene información útil. En casos como este, deseamos prohibir los valores nulos, restringiendo el dominio de ciudad-cliente para excluir los valores nulos.



El SQL estándar permite que la declaración del dominio de un atributo incluya la especificación not null. Esto prohíbe la inserción de un valor nulo para este atributo. Cualquier modificación de la base de datos que causara que se insertase un valor nulo en un dominio not null genera un diagnóstico de error.



Hay muchas situaciones en las que la prohibición de valores nulos es deseable. Un caso particular en el que es esencial prohibir los valores nulos es en la clave primaria de un esquema de relación. Observamos que en el ejemplo anterior de la relación cliente, nombre-cliente de hecho es la clave primaria.

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Integridad Referencial A menudo se desea asegurar que un valor que aparece en una relación para un conjunto de atributos determinado aparezca también en otra relación para un cierto conjunto de atributos. Esta condición se denomina integridad referencial.

Disparadores Un disparador es una orden que el sistema ejecuta de manera automática como efecto secundario de la modificación de la base de datos. Para diseñar un mecanismo disparador hay que cumplir dos requisitos:

1. Especificar las condiciones en las que se va a ejecutar el disparador. Esto se descompone en un evento que causa la comprobación del disparador y una condición que se debe cumplir para ejecutar el disparador.

2. Especificar las acciones que se van a realizar cuando se ejecute el disparador. Este modelo de disparadores se denomina modelo evento-condición-acción.

La base de datos almacena disparadores como si fuesen datos normales, por lo que son persistentes y accesibles para todas las operaciones de la base de datos. Una vez que se almacena un disparador en la base de datos, el sistema asume la responsabilidad de ejecutarlo cada vez que ocurra el evento especificado y se satisfaga la condición correspondiente. Los disparadores son mecanismos útiles para alertar a los usuarios o para realizar de manera automática ciertas tareas cuando se cumplen determinadas condiciones.

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Seguridad y Autorización de Usuarios Los datos guardados en la base de datos deben estar protegidos contra los accesos no autorizados, de la destrucción o alteración malintencionadas, además de la introducción accidental de inconsistencias que evitan las restricciones de integridad. En este apartado se examina el modo en que se pueden utilizar mal los datos o hacerlos inconsistentes de manera intencionada. Se presentan luego mecanismos para protegerse de dichas incidencias.



Violaciones de la seguridad Entre las formas de acceso malintencionado se

encuentran: 

La lectura no autorizada de los datos (robo de información).





La modificación no autorizada de los datos.



La destrucción no autorizada de los datos.

La seguridad de las bases de datos Se refiere a la protección frente a accesos malintencionados. No es posible la protección absoluta de la base de datos contra el uso malintencionado, pero se puede elevar lo suficiente el coste para quien lo comete como para disuadir la mayor parte, si no la totalidad, de los intentos de tener acceso a la base de datos sin la autorización adecuada.

Para proteger la base de datos hay que adoptar medidas de seguridad en varios niveles: 

Sistema de bases de datos Puede que algunos usuarios del sistema de bases de datos solo estén autorizados a tener acceso a una parte limitada de la base de datos. Puede que otros usuarios estén autorizados a formular consultas pero tengan prohibido modificar los datos. Es responsabilidad del sistema de bases de datos asegurarse de que no se violen estas restricciones de autorización.

88




Sistema operativo Independientemente de lo seguro que pueda ser el sistema de bases de datos, la debilidad de la seguridad del sistema operativo puede servir como medio para el acceso no autorizado a la base de datos.



Red Dado que casi todos los sistemas de bases de datos permiten el acceso remoto mediante terminales redes, la seguridad en el nivel del software de la red es tan importante como la seguridad física, tanto en Internet como en las redes privadas de las empresas.



Físico. Los sitios que contienen los sistemas informáticos deben estar protegidos físicamente contra la entrada de intrusos. 

Humano. Los usuarios deben ser autorizados cuidadosamente para reducir la posibilidad de que alguno de ellos dé acceso a intrusos a cambio de sobornos u otros favores.

Debe conservarse la seguridad en todos estos niveles si es que hablamos de la base de datos. La debilidad de los niveles bajos de seguridad (físico o humano) permite burlar las medidas de seguridad estrictas de niveles superiores (base de datos).

89


TEMA 3

Reconocer los esquemas de seguridad y privilegios de SQL.

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Autorización en SQL Un esquema de seguridad muy utilizado es el autorizaciones, que permitiría realizar (o no) determinadas operaciones sobre los datos. Por ejemplo, podemos tener una autorización para lectura, otra para inserción, otra para modificación y otro para

borrado. Se le pueden asignar a un usuario todos los tipos de autorización, ninguno o una combinación de ellos. Además de estas autorizaciones, se pueden tener autorizaciones para trabajar con índices, modificar el esquema, etc.

La capacidad de crear nuevas relaciones queda regulada mediante la autorización de recursos. El usuario con la autorización de recursos que crea una relación nueva recibe automáticamente todos los privilegios sobre la misma. La forma superior de autoridad es la concedida al administrador de la base de datos. El administrador de la base de datos puede autorizar usuarios nuevos, reestructurar la base de datos. Esta forma de autorización es análoga a la proporcionada al usuario u operador del sistema operativo.

Autorizaciones y vistas Se pueden utilizar vistas para ocultar determinada información, que el usuario de la vista no desea o no deba ver. La creación de vistas no requiere la autorización de recursos. El usuario que crea una vista no recibe necesariamente todos los privilegios sobre la misma. Solo recibe los privilegios que no añaden nuevas autorizaciones a las que ya posee. Por ejemplo, un usuario no puede recibir la autorización de actualización sobre una vista si no tiene la autorización de actualización sobre las relaciones utilizadas para definir la vista.

91


Privilegios en SQL La norma SQL incluye los privilegios delete, ins ert, s elect y update. SQL también incluye un privilegio references que permite a un usuario o papel declarar claves externas al crear relaciones. Si la relación que se va a crear incluye una clave externa que hace referencia a atributos de otra relación, el usuario o papel debe haber recibido el privilegio references sobre esos atributos.

El lenguaje de definición de datos de SQL incluye

órdenes para conceder y retirar privilegios. La instrucción

g rant

se

utiliza

para

conferir

autorizaciones. g rant on to

Para retirar una autorización se utiliza la instrucción revoke. Adopta una forma casi idéntica a la de g rant: revoke on from [res trict | cas cade]

La autorización update e insert puede concederse

sobre todos los atributos de la relación o solo sobre algunos. La lista de atributos sobre los que se va a conceder la autorización opcionalmente aparece entre paréntesis justo después de la palabra clave update o insert. Si se omite la lista de atributos se concede sobre todos los atributos

de la relación.

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El privilegio SQL references también se concede con g rant . La siguiente instrucción g rant permite al usuario “U1” crear relaciones que hagan referencia a la clave nombre -

sucursal de la relación sucursal como si fuera una clave externa: g rant references (nombre-s ucurs al) on s ucurs al to U1

En un principio puede parecer que no hay ningún motivo para evitar que los usuarios creen claves externas que hagan referencia a otra relación. Sin embargo, hay que recordar que las restricciones de las claves externas pueden limitar las operaciones de borrado y de actualización sobre la relación a la que hacen referencia. El privilegio “all privileges” puede utilizarse como una forma abreviada de todos los privilegios que se pueden conceder. De manera parecida, el nombre de usuario público hace referencia a todos los usuarios presentes y futuros del sistema.

Concesión de Privilegios Un usuario al que se le ha concedido una autorización puede ser autorizado a transmitirla a otros usuarios. Sin embargo, hay que tener cuidado con el modo en que se hace, para poder asegurar que la misma pueda retirarse en el futuro. La transmisión de la autorización de un usuario a otro puede representarse mediante un grafo. Los nodos de este grafo son los usuarios. Un arco Ui → Uj indica que el usuario Ui concede una autorización a Uj. La raíz de

todos los grafos será el administrador de la base de datos. Un usuario tiene autorización si y solo si hay un camino desde el administrador de la base de datos hasta el nodo que representa a ese usuario Esto se hace así para evitar que un par de usuarios eludan las reglas de retirada de autorizaciones concediéndose autorización mutuamente.

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Papeles o Roles Los papeles o roles son una forma de simplificar la asignación de autorizaciones a los

usuarios. Las autorizaciones se conceden a los papeles, de igual modo que se conceden a usuarios individuales. En la base de datos se crea un conjunto de papeles. Se concede uno o varios papeles a cada usuario de la base de datos. Una alternativa similar, pero menos preferible, sería crear un identificador de usuario

cajero y permitir que cada cajero se conectase a la base de datos usando este identificador. El problema con este esquema es que no sería posible identificar

exactamente al cajero que ha realizado una determinada transacción, conduciendo a problemas de seguridad.

Sin embargo, muchos sistemas de bases de datos proporcionan mecanismos incorporados para crear trazas de auditoría, que son más convenientes de utilizar. Los papeles se pueden crear como sigue:

create role cajero

Se pueden conceder privilegios a los papeles al igual que a los usuarios, como se ilustra en la siguiente instrucción.

grant select on cuenta to cajero Los papeles se pueden asignar a los usuarios, así como a otros papeles, como muestran estas instrucciones. g rant cajer o to J uan create role gestor g rant cajer o to g es tor g rant g es tor to maría

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Nótese que esto puede generar una cadena de papeles. Los privilegios efectivos consisten en todos los privilegios concedidos directamente más los concedidos indirectamente. Debido a esto, la retirada de un privilegio a un usuario o papel puede hacer que otros usuarios o papeles también lo pierdan. Este comportamiento se denomina retirada en cadena.

El Privilegio de Conceder Privilegios Un usuario o papel al que se le concede un privilegio no está autorizado de manera predeterminada a concederlo. Si se desea conceder un privilegio a un usuario y permitirle que lo transmita a otros usuarios hay que añadir la clausula with g rant option a la orden g rant corres pondiente.

Por ejemplo, si se desea conceder a U1 el privilegio s elect sobre sucursal y que pueda transmitirlo a otros, hay que escribir: g rant s elect on s ucurs al to U1 with grant option

Otras características es que el creador de un objeto (relación, vista o papel) obtiene todos los privilegios sobre el objeto, incluyendo el privilegio de conceder privilegios a otros.

95


TEMA 4

Aplicar técnicas autentificación.

de

cifrado

y

96


Cifrado Para información extremadamente reservada es necesario cifrar los datos. Los datos cifrados no se pueden leer a menos que el lector sepa la manera de descifrarlos. El cifrado también forma la base de los buenos esquemas para la autenticación de usuarios en una base de datos.

Técnicas de cifrado Una buena técnic a de cifrado tiene las propiedades s ig uientes :

Es relativamente sencillo para los usuarios autorizados cifrar y descifrar los datos. El esquema de cifrado no depende de lo poco conocido que sea el algoritmo, sino más bien de un parámetro del algoritmo denominado clave de cifrado. Es extremadamente difícil para un intruso determinar la clave de cifrado.

Los esquemas como DES o Triple DES son esquemas de cifrado simétricos (Se usa la misma clave para cifrar que para descifrar). Para que este esquema funcione los usuarios autorizados deben proveerse de la clave de cifrado mediante un mecanismo seguro, por lo que el esquema es tan seguro como lo sea este mecanismo. Los cifrados de clave pública utilizan claves distintas para el cifrado y para el descifrado, por lo que puede evitar en parte el problema de la distribución de la clave. Cada usuario Ui tiene una clave pública Ci y una clave privada iD.

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Las claves públicas, como su nombre indica, son de dominio público: cualquiera puede verlas. La clave privada, por el contrario, solo es conocida por el usuario al que pertenece. Si el usuario U1 desea guardar datos cifrados, los cifra utilizando su clave publica C1. Descifrarlos requiere la clave privada D1 (Que solo él conoce). Como la clave de cifrado de cada usuario es pública es posible intercambiar información de manera segura.

Si el usuario U1 desea compartir los datos con U2 los codifica uti lizando C2, la clave pública de

U2. Dado que solo U2 conoce la manera de descifrar los datos, la información se transmite de manera segura. Para que el cifrado de clave publica funcione debe haber un esquema de cifrado que pueda hacerse publico sin permitir a la gente descubrir el esquema de descifrado. En otros términos, debe ser difícil deducir la clave privada dada la clave pública.

Pese a que el cifrado de clave pública es seguro, también es costoso en cuanto a cálculo. Se suele utilizar un esquema híbrido para la comunicación segura: Se establece una clave de sesión, utilizando cifrado simétrico, por ejemplo DES. Las claves se trasmite mediante un cifrado de clave pública y posteriormente se utiliza el cifrado DES para los datos transmitidos.

Autenticación La autenticación se refiere a la tarea de verificar la identidad de una persona o

software que se conecte a una base de datos. La forma más simple consiste en una contraseña o password que se debe presentar cuando se abra una conexión a la base de datos. Sin embargo, el uso de contraseñas tiene algunos inconvenientes, especialmente en una red.

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Un esquema más seguro es el sistema de desafío/respuesta. El sistema de bases de datos envía una cadena de desafío al usuario. El usuario cifra la cadena de desafío usando una contraseña secreta como clave de cifrado y devuelve el resultado. El sistema de bases de datos puede verificar la autenticidad del usuario descifrando la cadena, y comparando el resultado con la cadena de desafío original. La ventaja de este sistema es que las contraseñas no circulen por la red. Los sistemas de clave pública también se pueden usar para cifrar en un sistema de desafío/respuesta. Se cifra la cadena de desafío usando la clave pública del usuario y se le envía a este. El usuario descifra la cadena con su clave privada y devuelve el resultado al sistema de bases de datos. El sistema de bases de datos comprueba entonces la respuesta.

Este esquema tiene la ventaja añadida de no almacenar la contraseña en la base de datos. La autenticación se refiere a la tarea de verificar la identidad de una persona o software que se conecte a una base de datos. La forma más simple consiste en una contraseña secreta que se debe presentar cuando se abra una conexión a la base de datos. La autenticación basada en palabras clave se usa ampliamente por los sistemas operativos y bases de datos. Sin embargo, el uso de contraseñas tiene algunos inconvenientes, especialmente en una red. Si un husmeador es capaz de «oler» los datos que circulan por la red, puede ser capaz de encontrar la contraseña que se está enviando por la red. Una vez que el husmeador tiene un usuario y contraseña, se puede conectar a la base de datos pretendiendo que es el usuario legítimo.

Un esquema más seguro es el sistema de desafío respuesta. El sistema de bases de datos envía una cadena de desafío al usuario. El usuario cifra la cadena de desafío usando una contraseña secreta como clave de cifrado y devuelve el resultado. El sistema de bases de datos puede verificar la autenticidad del usuario descifrando la cadena con la misma contraseña secreta, y comparando el resultado con la cadena de desafío original. Este esquema asegura que las contraseñas no circulen por la red.

99


Desnormalización para el Rendimiento A veces los diseñadores de bases de datos escogen un esquema que tiene información redundante; es decir, que no está normalizada. Utilizan la redundancia para mejorar el rendimiento para aplicaciones concretas. La penalización sufrida por no emplear un esquema normalizado es el trabajo extra (en términos de tiempo de codificación y de tiempo de ejecución) de mantener consistentes los datos redundantes. Por ejemplo, supóngase que hay que mostrar el nombre del titular de una cuenta junto con el número y el saldo de su cuenta cada vez que se tiene acceso a la cuenta. En el esquema normalizado esto exige una reunión

de

cuenta

con

impositor.

Una

alternativa para calcular la reunión sobre la marcha

es

almacenar

una

relación

que

contenga todos los atributos de cuenta y de impositor. Esto hace más rápida la visualización de la información de la cuenta. No obstante, la información del saldo de la cuenta se repite para cada persona titular de la cuenta, y la aplicación debe actualizar todas las copias, siempre que se actualice el saldo de la cuenta. El proceso de tomar un esquema normalizado y hacerlo no normalizado se denomina

desnormalización, y los diseñadores lo utilizan para ajustar el rendimiento de los sistemas para dar soporte a las operaciones críticas en el tiempo.

100


Utilizar la Desnormalización de la Base de Datos Una base de datos normalizada impide las dependencias funcionales de los datos para que el proceso de actualización de la base de datos sea fácil y eficiente. Sin embargo, la realización de consultas en la base de datos puede requerir la combinación de varias tablas para unir la información. A medida que el número de tablas combinadas crece, el tiempo de ejecución de la consulta aumenta considerablemente. Por este motivo, el uso de una base de datos normalizada no es siempre la mejor alternativa. Una base de datos con la medida justa de desnormalización reduce el número de tablas que deben combinarse sin dificultar en exceso el proceso de actualización. Suele ser la solución más acertada.

Existen además dos tipos de desnormalización de base de datos. Por ejemplo, supongamos que en una base de datos hay dos tablas: Orders y Order Details. La tabla Orders contiene información acerca del pedido de un cliente. Los productos individuales de cada pedido están incluidos en la tabla Order Details. Supongamos que desea consultar el importe total en dólares de cada pedido. En primer lugar, debe determinar el importe en dólares de cada producto (unidades * precio por unidad – descuento aplicable). A continuación, debe agrupar los importes por pedido. La

consulta tendrá más o menos este aspecto:

S E LE CT " Or der ID " , S UM(" Uni t Pri ce" * Quantity * (1.0 - Dis count)) A S Total FR OM " Or der Details " GR OUP B Y " Order ID" Order ID Total

101



 ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS http://www.slideshare.net/CATOGA/18-estructura-de-un-sistema-de-base-de-datos

 RESTRICCIONES DE LOS DOMINIOS http://members.fortunecity.es/villalvanita1/index01.htm

 PRIVILEGIOS EN SQL http://www.desarrolloweb.com/manuales/9/

 SQL www.mat.uson.mx/lcota/SQL%20(introd_1).doc

Actividades y Ejercicios 1. Elabora una lista de cinco mecanismos que se pueden realizar para proteger los

datos

de

su

definición,

existencia,

consistencia

e

integridad,

independientemente de la persona que los accede. Envíalo a través de " Mecanis mo de Identidad" .

2. Realiza una lista de cinco organizaciones diferentes que hacen uso del cifrado para proteger sus bases de datos. Utiliza “Cinco Organizaciones” para realizar la actividad.

3. Describe el uso de cinco sentencias en SQL que permiten los privilegios, vistas y cifrados para acceder a la información de una base de datos. Ingresa a

"Sentencias en SQL" para realizar la actividad.

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Autoevaluación

1) ¿Cuántos son los componentes del gestor de almacenamiento? a. b. c. d. e.

2 5 4 6 7

2) La integridad y seguridad de la información se logra: a. b. c. d. e.

Mediante contraseñas de acceso a los usuarios Mediante Spywares Estableciendo restricciones a los usuarios Usando disparadores en el usuario Solicitando los datos personales del usuario

3) Un ejemplo de restricción de los dominios es cuando: a. b. c. d. e.

Los usuarios no pueden ingresar datos diferentes a los solicitados Los usuarios necesitan de un dominio para acceder Los usuarios requieren de una contraseña El sistema es dividido en dominios El sistema tiene dominios restringidos

4) Un disparador es : a. Un arma que impide que el usuario ingrese a datos importante. b. Un programa que impide que se instale software malicioso en el sistema de datos. c. Un software que bloquea cuando se añaden datos incorrectos al sistema. d. Una orden que el sistema ejecuta de manera automática como efecto secundario de la modificación de la base de datos. e. Es un antivirus capaz de evitar que el sistema sea dañado. 5) Una de las formas malintencionadas de violentar un sistema de base de datos es: a. b. c. d. e.

Robo de los cables por donde se transmite la información Destrucción no autorizada de la base de datos Destrucción del computador desde donde se accede a la base de datos Destruir las contraseñas de los usuarios de la base de datos Bloquear la página de acceso a la base de datos

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6) Las norma S elect en SQL proporciona privilegio de: a. Seleccionar información. b. Leer información. c. Borrar información. d. Añadir información. e. Modificar información. 7) Una vista sirve para: a. Mostrar toda la información de un vistazo. b. Ver toda la información de una base de datos. c. Ocultar determinada información. d. Dar privilegios de visión a algunos usuarios. e. Dar papeles a determinados usuarios. 8) El cifrado de un información consiste en: a. Atribuir cifras a una información. b. Digitalizar la información para su guardar su integridad. c. Ponerle contraseña a la información. d. Codificar una información. e. Limitar el acceso a la información. 9) La autenticación consiste en la tarea de verificar: a. La información que se está asegurando b. La información que se comparte c. A los computadores que se conectarán al sistema d. A los usuarios que acceden al sistema de datos e. El nombre de un usuario 10) Un sistema que tiene información redundante se dice que es un sistema a. Repetitivo b. Normalizado c. Inseguro d. No Normalizado e. Seguro

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Resumen

Un sistema de bases de datos se divide en módulos que se encargan de cada una de las responsabilidades del sistema completo. Los componentes funcionales de un sistema de bases de datos se pueden dividir a grandes rasgos en los componentes “gestor de almacenamiento” y “procesador de consultas”. El gestor de almacenamiento proporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel en la base de datos y los programas de aplicación y consultas emitidas al sistema. Es responsable de la interacción con el gestor de archivos para realizar el almacenamiento, recuperación y actualización de los datos en la base de datos.

La integridad y seguridad de los datos implica protegerlos de operaciones indebidas que pongan en peligro su definición, existencia, consistencia e integridad independientemente de la persona que los accede. Las restricciones de los dominios son la forma más simple de restricción de integridad. El sistema las verifica fácilmente siempre que se introduce en la base de datos un nuevo elemento. Un disparador es una orden que el sistema ejecuta de manera automática como efecto secundario de la modificación de la base de datos. Autorización SQL permite realizar (o no) determinadas operaciones sobre los datos, como pueden ser la lectura, inserción, modificación y borrado de la información en la base de datos. Los datos cifrados no se pueden leer a menos que el lector sepa la manera de descifrarlos. El cifrado también forma la base de los buenos esquemas para la autenticación de usuarios en una base de datos. La autenticación se refiere a la tarea de verificar la identidad de una persona o software que se conecte a una

base de datos. La norma SQL incluye los privilegios delete, insert, select y update.

El cifrado también forma la base de los buenos esquemas para la autenticación de usuarios en una base de datos. A veces los diseñadores de bases de datos escogen un esquema que tiene información redundante; es decir, que no está normalizada, para mejorar el rendimiento para aplicaciones concretas. El proceso de tomar un esquema normalizado y hacerlo no normalizado se denomina desnormalización, y los diseñadores lo utilizan para ajustar el rendimiento de los sistemas para dar soporte a las operaciones críticas en el tiempo.

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Introducción

a) Presentación y contextualización Los temas que se tratan en la presente unidad temática, tiene por finalidad el análisis de la base de datos, el estudio de su arquitectura y de los principales gestores de bases de datos

b) Competencia Reconoce las características principales de los gestores de base de datos más comerciales.

c) Capacidades 1. Evalúa las transacciones utilizando protocolos basados en bloqueos 2. Identifica y reconoce la arquitectura de un sistema de base de datos 3. Reconoce los sistemas de análisis del diseño de base de datos 4. Reconoce diferentes sistemas gestores de base de datos

d) Actitudes Perseverancia en las tareas: Muestra constancia a través del cumplimiento de los trabajos asignados. Valora y disfruta con la perspectiva creativa de la matemática. Muestra interés en ampliar sobre los diferentes sistemas gestores de bases de datos.

e) Presentación de Ideas básicas y contenido esenciales de la Unidad: La Unidad de Aprendizaje 04: Arquitectura y Análisis de base de datos, comprende el desarrollo de los siguientes temas: TEMA 01: Gestión de transacciones TEMA 02: Arquitectura de los sistemas de bases de datos TEMA 03: Análisis del diseño de base de datos TEMA 04: Oracle, DB2 de IBM, SQL server, ASE de SYbase

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TEMA 1

Evaluar las transacciones protocolos basados en bloqueos

utilizando

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Desarrollo de los Temas Concepto de Transacción

Una transacción es una acción o serie de acciones, llevada a cabo por un único usuario programa o aplicación, que accede al contenido de la base de datos o lo modifica. Es una unidad lógica que lleva la base de datos de un estado coherente a otro. Pueden ser la unidad de concurrencia o Las

transacciones

son

importantes

indican las actividades que se realizan

recuperación. debido a que en la base de

datos. Representan eventos del mundo real, como registrar un inmueble para ponerlo en alquiler, concertar una visita con un cliente a un inmueble, dar de alta un nuevo empleado o registrar un nuevo cliente. Hacen que la base de datos sea un reflejo de la realidad.

El término transacción hace referencia a un conjunto de operaciones que forman una única unidad lógica de trabajo. Estados de transacción Active, el estado inicial y permanece durante toda la ejecución Partially committed, después de que se ha ejecutado el último statement Failed, después de algun error, no se puede continuar Aborted, se hace un "rollback" hacia un estado anterior consistente Committed, después del éxito

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Programación

Crear Conexión Abrir

Conexión

(Openconnection) Iniciar

Transacción

(Begin

Transaction)

setAutoCommit(0/false) Queries... (Insert,

Select,

Update,

Delete...) -Error (Abort Transaction) rollback Procesar

resultados

(Print, a= , b= ) Asegurar

Transacción

(End Transaction) commit Cerrar

Conexión

(Closeconnection)

Notas: Por default toda transacción tiene autocommit = 1 El rollback generalmente se usa en el catch de los programas, aunque puede ir en cualquier parte. Una transacción que no llega al commit automáticamente hace el rollback. Por ejemplo: La transferencia de dinero de una cuenta a otra es una transacción que consta de dos actualizaciones, una para cada cuenta. Resulta importante que, o bien se ejecuten completamente

todas

las

acciones

de

una

transacción, o bien, en caso de fallo, se deshagan los efectos parciales de la transacción. Esta propiedad se denomina atomicidad.

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Además, una vez ejecutada con éxito una transacción, sus efectos deben persistir en la base de datos: Un fallo en el sistema no debe tener como consecuencia que la base de datos se olvide de una transacción que haya completado con éxito, Esta propiedad se denomina durabilidad.

En los sistemas de bases de datos en los que se ejecutan de manera concurrente varias transacciones, si no se controlan las actualizaciones de los datos compartidos existe la posibilidad de que las transacciones vean estados intermedios inconsistentes creados por las actualizaciones de otras transacciones, Esta situación puede dar lugar a actualizaciones erróneas de los datos almacenados en la base de datos. Por tanto, los sistemas de bases de datos deben proporcionar los mecanismos para aislar las transacciones de otras transacciones que se ejecuten de manera concurrente. Esta propiedad se denomina aislamiento.

Transacciones Control de concurrencia

El control de accesos concurrentes y específicamente de transacciones concurrentes es manejado por un módulo del dbms llamado "scheduler".

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Es importante recordar que muchos de los datos de la base no se encuentran nada más en disco, sino también en los buffers de memoria, de ahí que el scheduler interactúa con ellos y en su defecto solicita la lectura de los datos del disco.

Una de las propiedades fundamentales de las transacciones es el aislamiento. Cuando se ejecutan varias transacciones concurrentemente en la base de datos, puede que deje de conservarse la propiedad de aislamiento. Es necesario que el sistema controle la interacción entre las transacciones concurrentes; dicho control se lleva a cabo a través de uno de los muchos mecanismos existentes llamado esquemas de control de concurrencia. Todos los esquemas de control de concurrencia que se explican a continuación se basan en la propiedad de secuencialidad.

Es decir, todos los esquemas que se presentan aquí aseguran que las planificaciones son secuenciales.

Manejo de transacciones en SQL SET AUTOCOMMIT = {0 | 1} Si el modo de autocommit está en apagadado SET AUTOCOMMIT = 0, entonces se asume que la misma transacción continúa hasta que se realice un COMMIT o un ROLLBACK. Donde un commit actualizará por default el modo de autocommit que está encendido, de manera que cada operación es considerada una transacción y todo cambio se va reflejando automáticamente en la base de datos.

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Niveles de aislamiento en SQL SQL

estándar define 4 niveles de aislamiento en términos de 3 fenómenos que deben ser prevenidos entre transacción concurrentes. Estos son:

dirty read: Una transacción lee datos escritos por una transacción concurrente que no ha hecho "commit" ¡

nonrepeatable read: Una transacción re-lee datos que leyó previamente y encuentra que han sido modificados por otra transacción (que hizo commit en el inter).

phantom read: Una transacción re-ejecuta un query regresando un conjunto de tuplas que satisfacen una condición de búsqueda y encuentra que el resultado ha cambiado debido a otra transacción que hizo "commit" recientemente.

Protocolos basados en el bloqueo Una forma de asegurar la secuencialidad es exigir que el acceso a los elementos de datos se haga en exclusión mutua; es decir, mientras una transacción accede a un elemento de datos, ninguna otra transacción puede modificar dicho elemento. El método más habitual que se usa para implementar este requisito es permitir que una transacción acceda a un elemento de datos solo si posee actualmente un bloqueo sobre dicho elemento.

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Bloqueos

Existen muchos modos mediante los cuales se puede bloquear un elemento de datos. Nosotros comentaremos dos de dichos modos: Bloqueo Compartido: Bloqueos compartidos para apoyar la integridad leer. Se aseguran de que un expediente no está en el proceso de actualización durante una solicitud de sólo lectura. Bloqueos compartidos también se puede utilizar para impedir que las actualizaciones de un registro entre el momento en que un registro se leen y el

punto de sincronización que viene. Un bloqueo compartido en un recurso puede ser propiedad

de de

varias tareas al mismo tiempo. Sin embargo, a pesar varias

tareas puede ser dueño de bloqueos compartidos, hay

algunas circunstancias en las que las tareas pueden ser obligadas a esperar por un bloqueo:

A solicitud de un bloqueo compartido debe esperar si otra tarea en la actualidad posee un bloqueo exclusivo en el recurso. A solicitud de un bloqueo exclusivo debe esperar si otras tareas actualmente poseen bloqueos compartidos en este recurso.

Una nueva solicitud de un bloqueo compartido debe esperar si otra tarea está esperando un bloqueo exclusivo sobre un recurso que ya tiene un bloque compartido. Si una transacción Ti obtiene un bloqueo en modo compartido (denotado por C) sobre el elemento Q, entonces Ti puede leer Q pero no lo puede escribir.

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Bloqueo Exclusivo: Bloquea exclusivamente los cambios, para proteger los recursos de archivo, tanto recuperables y no recuperables. They can be owned by only one transaction at a time. Pueden ser de propiedad de una sola transacción a la vez. Any transaction that requires an exclusive lock must wait if another task currently owns an exclusive lock or a shared lock against the requested resource. Cualquier transacción que requiere un bloqueo exclusivo debe esperar si otra tarea en la actualidad posee un bloqueo exclusivo o un bloqueo compartido en contra del recurso solicitado. Si una transacción Ti obtiene un bloqueo en modo exclusivo (denotado por X) sobre el elemento Q, entonces Ti puede tanto leer como escribir Q. Es necesario que toda transacción solicite un bloqueo del modo apropiado sobre el elemento de datos Q dependiendo de los tipos de operaciones que se vayan a realizar sobre Q. La petición se hace al gestor de control de concurrencia. La transacción puede realizar la operación solo después de que el gestor de control de concurrencia conceda el bloqueo a la transacción

Sistema de recuperación Una computadora, al igual que cualquier otro dispositivo eléctrico o mecánico, está sujeta a fallos. Estos se producen por diferentes motivos como: Fallos de disco, cortes de corriente, errores en el software, un incendio en la habitación de la computadora o incluso sabotaje. En cada uno de estos casos puede perderse información. Por tanto, el sistema de bases de datos debe realizar con anticipación acciones que garanticen que las propiedades de atomicidad y durabilidad de las transacciones, se preservan a pesar de tales fallos. Una parte integral de un sistema de bases de datos es un esquema de recuperación, el cual es responsable de la restauración de la base de datos al estado consistente previo al fallo. El esquema de recuperación también debe proporcionar alta disponibilidad; esto es, debe minimizar el tiempo durante el que la base de datos no se puede usar después de un fallo.

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TEMA 2

Identificar y reconocer la arquitectura de un sistema de base de datos.

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Sistemas de gestión de bases de datos son un componente ubicuo y crítico de la computación moderna, y el resultado de décadas de investigación y desarrollo en la academia y la industria. Arquitectura de un sistema de base de datos presenta una discusión arquitectónica de principios de diseño de sistemas de gestión de bases de datos, incluyendo los modelos de procesos, en paralelo

arquitectura,

diseño

de

sistemas

de

almacenamiento, implementación de las transacciones del sistema, procesador de consultas y las arquitecturas de optimizador y típicos componentes compartidos y los servicios públicos. El éxito de los sistemas comerciales y de código abierto son utilizados como puntos de referencia, sobre todo cuando varios diseños alternativos han sido adoptados por los diferentes grupos.

Históricamente,

los sistemas de gestión de bases de datos se

encontraban

entre los primeros sistemas de servidor

multiusuario

a desarrollar, y por lo tanto pionero en

muchas

técnicas de diseño de sistemas para la escalabilidad y la fiabilidad actualmente en uso en muchos otros contextos. Aunque muchos de los algoritmos y las abstracciones utilizadas por un sistemas de gestión de bases de datos son, entre otros, los libros de texto, la arquitectura de un sistema de base de datos, las

direcciones de los problemas de

diseño de sistemas que hacen un sistemas de gestión de bases de datos.

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La arquitectura de los sistemas de bases de datos está enormemente influenciada por el sistema informático subyacente en el que se ejecuta el sistema de bases de datos. Los sistemas de bases de datos pueden ser centralizados, o clienteservidor, donde una máquina que hace de servidor ejecuta trabajos de múltiples máquinas clientes. Los sistemas de bases de datos también pueden diseñarse para explotar las arquitecturas paralelas de computadoras. Las bases de datos distribuidas abarcan muchas máquinas separadas geográficamente.

Performance & tuning El ajuste del rendimiento es la mejora de sistema de rendimiento, para maximizar la utilidad de la base de datos. Esto es típicamente una aplicación informática, pero los mismos métodos se pueden aplicar a los mercados económicos, la burocracia o de otros sistemas complejos. La motivación para esta actividad se denomina un problema de rendimiento, que puede ser real o anticipado. La mayoría de los sistemas responden a un aumento de la carga con un cierto grado de rendimiento decreciente. La capacidad de un sistema para aceptar una mayor carga se llama escalabilidad , y la modificación de un sistema para manejar una mayor carga es sinónimo de optimización del rendimiento.

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Ajuste Sistemático de los siguientes pasos:

1. Evaluar el problema y establecer los valores numéricos que categorizar el comportamiento aceptable.

2. Medir el desempeño del sistema antes de la modificación. 3. Identificar la parte del sistema que es fundamental para mejorar el rendimiento. Esto se llama el cuello de botella .

4. Modificar esa parte del sistema para eliminar el cuello de botella. 5. Medir el rendimiento del sistema después de la modificación.

Este es un ejemplo de la medida a evaluar-mejorar-ciclo de aprendizaje de la garantía de calidad . Un problema de rendimiento puede ser identificado por los sistemas de lento o no responde. Esto suele ocurrir por el sistema de alta carga , haciendo que una parte del sistema pueda llegar a un límite en su capacidad de respuesta. Este límite en el sistema se conoce como cuello de botella . Un puñado de técnicas se utiliza para mejorar el rendimiento. Entre ellos se encuentran la optimización del código, balanceo de carga, la estrategia de almacenamiento en caché, la computación distribuida y autoajuste.

El análisis del rendimiento Análisis de rendimiento, comúnmente conocidos como perfiles, es la investigación del comportamiento de un programa utilizando la información obtenida como se ejecuta el programa. Su objetivo es determinar qué secciones de un programa para optimizar. Un perfilador es una herramienta de análisis de rendimiento que mide el comportamiento de un programa que se ejecuta, en particular, la frecuencia y la duración de las llamadas a funciones. Herramientas de análisis de rendimiento ha existido al menos desde la década de 1970.Perfiladores se pueden clasificar de acuerdo a sus tipos de salida, o de sus métodos de recopilación de datos.

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Rendimiento de Ingeniería Ingeniería de rendimiento es la disciplina que abarca las funciones, competencias, actividades, prácticas, herramientas y resultados utilizados para cumplir con los requisitos no funcionales de un sistema diseñado, tales como aumentar los ingresos de negocios, la reducción de fallo del sistema, los proyectos con demoras, y evitar el uso innecesario de los recursos o el trabajo.

Varias actividades comunes han sido identificadas en las diferentes metodologías La identificación de críticos procesos de negocios. Elaboración de los procesos en los casos de uso y volumetría del sistema. Construcción del sistema, incluyendo la optimización del rendimiento. Despliegue del sistema construido. Gestión de servicios, incluidas las actividades realizadas después de que el sistema ha sido implementado

¿Cómo investigar los cuellos de botella? En este tema se describe un proceso recomendado para investigar cuellos de botella.

¿Cuál es el origen del problema de los cuellos de botella? El origen del problema podría estar relacionado con el hardware o el software. Cuando los recursos se infrautilizan suele ser indicativo de un cuello de botella en alguna parte del sistema. Los cuellos de botella pueden estar ocasionados por limitaciones del hardware, por una configuración del software poco eficaz, o por ambos motivos. La identificación de cuellos de botella es un proceso incremental, donde la solución de un cuello de botella puede llevar a descubrir otro. El objetivo de este tema consiste en encontrar el modo de identificar y solucionar estos cuellos de botella. Es posible que un sistema obtenga valores máximos durante breves períodos de tiempo. Sin embargo, para un rendimiento sostenible un sistema solo podrá procesar tan rápido como su componente de realización más lento.

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Localización de los cuellos de botella

El primer paso para afinar los procesos de la base de datos, es detectar los cuellos de botella; estos regularmente tienen el síntoma de prolongados tiempos de ejecución. El siguiente paso es analizar el query y su plan de consulta, de aquí se desprende las actividades necesarias para optimizar el proceso: Optimizar el query Crear un índice Cargar parcialmente la tabla o tablas a memoria Cargar el índice a memoria Cambiar el esquema de bloqueos Particionar la tabla Considerar un rediseño de la base de datos.

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TEMA 3

Reconocer los sistemas de análisis del diseño de base de datos.

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Es un conjunto o disposición de procedimientos o programas relacionados de manera que juntos forman una sola unidad. Un conjunto de hechos, principios y reglas clasificadas y dispuestas de manera ordenada mostrando un plan lógico en la unión de las partes. Un método, plan o procedimiento de clasificación para hacer algo. También es un conjunto o arreglo de elementos para realizar un objetivo predefinido en el procesamiento de la Información.

Esto se lleva a cabo teniendo en cuenta ciertos principios:

Debe presentarse y entenderse el dominio de la información de un problema. Defina las funciones que debe realizar el software. Represente el comportamiento del software

a

consecuencias de acontecimientos externos. Divida en forma jerárquica los modelos que representan la información, funciones y comportamiento.

El proceso debe partir desde la información esencial hasta el detalle de la implementación. La función del análisis puede ser dar soporte a las actividades de un negocio, o desarrollar un producto que pueda venderse para generar beneficios. Para conseguir este objetivo, un Sistema basado en computadoras hace uso de seis (6) elementos fundamentales: Software, que son Programas de computadora, con estructuras de datos y su documentación que hacen efectiva la logística, metodología o controles de requerimientos del Programa. Hardware, dispositivos electrónicos y electromecánicos, que proporcionan capacidad de cálculos y funciones rápidas, exactas y efectivas (Computadoras, Censores, maquinarias, bombas, lectores, etc.), que proporcionan una función externa dentro de los Sistemas.

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Personal, son los operadores o usuarios directos de las herramientas del Sistema. Base de Datos, una gran colección de informaciones organizadas y enlazadas al Sistema a las que se accede por medio del Software. Documentación, Manuales, formularios, y otra información descriptiva que detalla o da instrucciones sobre el empleo y operación del Programa. Procedimientos o pasos que definen el uso específico de cada uno de los elementos o componentes del Sistema y las reglas de su manejo y mantenimiento.

Un Análisis de Sistema se lleva a cabo teniendo en cuenta los siguientes objetivos: Identifique las necesidades del Cliente. Evalúe qué conceptos tiene el cliente del sistema para establecer su viabilidad. Realice un Análisis Técnico y económico. Asigne funciones al Hardware, Software, personal, base de datos, y otros elementos del Sistema. Establezca las restricciones de presupuestos y planificación temporal. Cree una definición del sistema que forme el fundamento de todo el trabajo de Ingeniería.

Para lograr estos objetivos se requiere tener un gran conocimiento y dominio del Hardware y el Software, así como de la Ingeniería

humana

Administración

de

(Manejo

y

personal),

y

administración de base de datos.

Objetivos del análisis

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Identificación de Necesidades Es el primer paso del análisis del sistema, en este proceso el Analista se reúne con el

cliente y/o usuario (un representante institucional, departamental o cliente particular), e identifican las metas globales, se analizan las perspectivas del cliente, sus necesidades y requerimientos, sobre la planificación temporal y presupuestal, líneas de mercadeo y otros puntos que puedan ayudar a la identificación y desarrollo del proyecto.

Algunos autores suelen llamar a esta parte “Análisis de Requisitos” y lo dividen en cinco partes:

Reconocimiento del problema. Evaluación y Síntesis. Modelado. Especificación. Revisión. Antes de su reunión con el analista, el cliente prepara un documento conceptual del proyecto, aunque es recomendable que este se elabore durante la comunicación Cliente – analista, ya que de hacerlo el cliente solo de todas maneras tendría que ser modificado, durante la identificación de las necesidades.

Esquemas de bloqueos Para sistemas multiusuario básicamente existen tres esquemas o niveles de bloqueos que no se excluyen mutuamente. Bloqueo de Páginas, Bloqueo de Conjuntos de Registros (Record sets) Bloqueo Exclusivo.

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Bloqueo de páginas Esta

estrategia

permite

que

varios

usuarios puedan trabajar en una misma tabla con cierta flexibilidad. Es una técnica que se espera en verdaderas aplicaciones multiusuario. Visual Basic bloquea automáticamente cada registro mientras un usuario lo edita y guarda.

¿Por qué páginas y no registros? Teóricamente el bloqueo de páginas hace más eficaz y sencillo el bloqueo. Una página es un bloque de datos de registros, que dependiendo del tamaño de los registros contiene uno o varios registros. Cuando se bloquea una página, se bloquean todos los registros de dicha página y, si un registro ocupa más de una página, se bloquea el número de páginas que cubran el registro. Esto solo ocurre en las bases de datos MDB, mientras que en otras bases de datos, llamadas externas (DBase, FoxPro, Paradox, etc.), el motor solo bloqueará el espacio ocupado por el registro.

Quizá una explicación más satisfactoria del bloqueo por páginas sea que los registros en el modelo MDB no ocupan todo el espacio destinado a los campos de Texto, es decir, se ocupan tantos bytes como caracteres escritos, junto a una variable tipo Byte que indica el número de caracteres (entre 0 y la longitud del campo en la estructura). Mientras que en bases de datos como FoxPro, los campos de texto se escriben con un tamaño discreto dado por la longitud del campo, así el tamaño del registro se puede "medir", y por lo tanto cuánta porción binaria se bloqueará.

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Bloqueo de conjuntos de registros El bloqueo de un Record set bloqueará el origen de datos completo, es decir las tablas subyacentes de un objeto. De esta manera puede bloquear a muchos usuarios por una simple operación o de edición y escritura de registros. Así pues, considere hacer el Bloqueo de Record sets en pocas ocasiones tal como actualizaciones masivas en la Tabla. Por supuesto, los bloqueos del Record set sólo se aplican a los objetos Record set del tipo Table y Dyna set.

Parámetro Bloqueos Actualmente el argumento bloqueos es el destinado para establecer el modo de bloqueo de un conjunto de registros. Las siguientes constantes describen la acción (textual de la documentación de VB). Set variable = base-datos.OpenRecordset (origen [, tipo [, , [bloqueos ]]])

CONSTANTE DbReadOnly

ACCIÓN Impide que los usuarios realicen cambios en el conjunto de registros. Esta constante reemplaza a la constante dbReadOnly que se utilizó en el argumento opciones de las versiones anteriores de DAO. DbReadOnly es el valor predeterminado para los orígenes de datos ODBCDirect.

DbPessimistic

Utiliza el bloqueo pesimista para determinar cómo se realizan los cambios en el conjunto de registros en un entorno multiusuario. DbPessimistic es el valor predeterminado para los orígenes de datos MS Jet

DbOptimistic

Utiliza el bloqueo optimista para determinar cómo se realizan los cambios en el conjunto de registros en un entorno multiusuario.

DbOptimisticValue

Utiliza concurrencia optimista basada en los valores de las filas, en lugar de los identificadores de las filas. Solo se utiliza en los orígenes de datos ODBCDirect.

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Si se establecen los dos argumentos bloqueos y opciones a dbReadOnly se producirá un error en tiempo de ejecución.

Bloqueo exclusivo Bloquear la BD completa es el modo más simple y restrictivo, pero lógicamente el menos frecuente. Normalmente lo ejecutará un Administrador para hacer modificaciones en el diseño de la BD, efectuar actualizaciones masivas, y Compactar o Reparar la BD. Por supuesto, debe crear una captura de error para informar a los demás usuarios que la BD está abierta en modo exclusivo. Usar un objeto Database global (Public) que apunte a la BD es la forma más eficiente de programar contra bases de datos MDB. El objeto Database inicia al abrir la aplicación, y se elimina al cerrar la misma.

Para abrir una base de datos en modo exclusivo o compartido, utilice el método OpenDatabase para abrir la base de datos, especificando un valor True o False (predeterminado) respectivamente para el argumento Options. Ejemplo: Public Function OpenDatabaseSure( _ db As Database, _ DBFile As String, _ Exclusive As Boolean, _ ReadOnly As Boolean _ ) As Boolean On Error GoTo OpenDatabaseSureErr Set db = OpenDatabase(DBFile, Exclusive, ReadOnly) OpenDatabaseSure = True Exit Function OpenDatabaseSureErr: MsgBox "No puede abrir la Base de Datos " + DBFile +vbCrLf+vbCrLf+ _ "Mensaje de sistema:" + vbCrLf + Error$ OpenDatabaseSure = False '//Posibles mensajes: '3033: Sin permiso '3343: Base de Datos corrupta '3044: Trayectoria no válida '3024: Archivo no encontrado '... End Function

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Uso óptimo de recursos Una de las actividades finales en la afinación de ejecución de procesos es analizar la configuración actual del sistema gestor de base de datos de acuerdo al hardware en el que está montado y modificar los parámetros de configuración óptimos, distribuir las cargas de IO de acuerdo al hardware con el que se cuenta, redistribuir el uso de RAM, redistribuir la información en diferentes dispositivos y limitar IO en los usuarios no críticos, entre otras cosas. La aplicación de cada uno de los puntos anteriores son sugeridos por experiencia, mas no son limitativos, y la actividad específica depende de cada RBDMS, el SO y el Hardware en el que se encuentra instalado.

Oracle Oracle es básicamente una herramienta cliente/servidor para la gestión de Bases de Datos. Es un producto vendido a nivel mundial, aunque la gran potencia que tiene y su elevado precio hacen que solo se vea en empresas muy grandes y multinacionales, por norma general. En el desarrollo de páginas web pasa lo mismo: como es un sistema muy caro no está tan extendido como otras bases de datos, por ejemplo, Access, MySQL, SQL Server, etc.

Vamos ahora a centrarnos en qué es Oracle exactamente y cómo funciona. Oracle como antes lo hemos mencionado se basa en la tecnología cliente/servidor, pues bien, para su utilización primero sería necesario la instalación de la herramienta servidor (Oracle 8i) y posteriormente podríamos atacar a la base de datos desde otros equipos con herramientas de desarrollo como Oracle Designer y Oracle Developer, que son las herramientas básicas de programación sobre Oracle.

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Para desarrollar en Oracle utilizamos PL/SQL un lenguaje de 5ª generación, bastante potente para tratar y gestionar la base de datos, también por norma general se suele utilizar SQL al crear un formulario.

Se considera a Oracle como uno de los sistemas de bases de datos más completos, destacando: Soporte de transacciones, Estabilidad Escalabilidad Soporte multiplataforma.

Su dominio en el mercado de servidores empresariales ha sido casi total hasta hace poco, recientemente sufre la competencia del Microsoft SQL Server de Microsoft y de la oferta de otros sistemas gestores de base de datos con licencia libre como PostgreSQL, MySql o Firebird. Las últimas versiones de Oracle han sido certificadas para poder trabajar bajo GNU/Linux.

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TEMA 4

Reconocer diferentes sistemas gestores de base de datos.

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Oracle corporation Cuando se fundó Oracle en 1977 como Software Development Laboratories por Larry Ellison, Bob Miner y Ed Oates no había productos de bases de datos relacionales comerciales.

La

compañía,

cuyo

nombre

cambió

posteriormente a Oracle, se estableció para construir un sistema de gestión de bases de datos como producto comercial y fue la primera en lanzarlo al mercado. Desde entonces Oracle ha mantenido una posición líder en el mercado de las bases de datos relacionales, pero con el paso de los años su producto y servicios ofrecidos han crecido más allá del servicio de este campo. Aparte de las herramientas directamente relacionadas con el desarrollo y gestión de bases de datos Oracle vende herramientas de inteligencia de negocio, incluyendo sistemas de gestión de bases de datos multidimensionales y un servidor de aplicaciones con una integración cercana al servidor de la base de datos. Aparte de los servidores y herramientas relacionados con las bases de datos, la compañía ofrece software para la planificación empresarial de recursos y gestión de relaciones con el cliente, incluyendo áreas como finanzas, recursos humanos, manufactura, márketing, ventas y gestión de cadenas de suministro.

La unidad Business Online de Oracle ofrece servicios en estas áreas como un proveedor de servicios de aplicación.

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DB2 de IBM Sriram Padmanabhan IMB T. J. Watson Research Center La familia de productos DB2 Universal Data base de IBM consiste en servidores de bases de datos y un conjunto de productos relacionados. DB2 Universal Database Server está disponible en muchas plataformas hardware y sistemas operativos, abarcando desde mainframes (grandes ordenadores centrales) y grandes servidores a estaciones de trabajo e incluso a pequeños dispositivos de bolsillo.

Se ejecuta en una serie de sistemas operativos IBM y de otras marcas. Everyplace Edition soporta sistemas operativos tales como PalmOS, Windows CE y otros. Las aplicaciones pueden migrar fácilmente desde las plataformas de gama baja a servidores de gama alta. Además del motor del núcleo de la base de datos, la familia DB2 consta también de varios otros productos que proporcionan herramientas, administración, réplicas, acceso a datos distribuido, acceso a datos generalizados, OLAP y otras muchas características.

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El origen de DB2 se remonta al proyecto System R en el Centro de Investigación de Almacén (Almaden Research Center) de IBM (entonces denominado Laboratorio de investigación de San José de IBM, IBM San Jose Research Laboratory). El primer producto DB2 se lanzó en 1984 sobre la plataforma mainframe de IBM. Fue seguido por otras versiones para otras plataformas. IBM ha mejorado continuamente el producto DB2 en áreas tales como procesamiento de transacciones (registro histórico de escritura anticipada y los algoritmos de recuperación ARIES), procesamiento y optimización de consultas (proyecto de investigación Starburst), procesamiento en paralelo (DB2 Parallel Edition), soporte para bases de datos activas (restricciones y disparadores) y soporte relacional orientado a objetos aprovechando las innovaciones de su división de investigación.

El motor de la base de datos DB2 está disponible en cuatro bases de código diferentes: OS/390 VM AS/400 resto de plataformas. Los elementos comunes en todas estas bases de código son interfaces externas (en concreto el lenguaje de definición de datos (LDD) y SQL) y herramientas básicas tales como administración. Sin embargo, existen diferencias como resultado de diferentes historias de desarrollo para las bases de código.

SQL server de Microsoft SQL Server de Microsoft es un sistema gestor de bases de datos relacionales que se usa desde en portátiles y ordenadores de sobremesa hasta en servidores corporativos, con una versión compatible, basada en el sistema operativo PocketPC, disponible para dispositivos de bolsillo, tales como PocketPCs y

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Lectores de código de barras. SQL Server se desarrolló originalmente en los años 80 en SyBase para sistemas UNIX y posteriormente pasado a sistemas Windows NT para Microsoft. Desde 1994 Microsoft ha lanzado versiones de SQL Server desarrolladas independientemente de Sybase, que dejó de utilizar el nombre SQL Server a finales de los años 90. SQL Server proporciona servicios de réplica entre varias copias de SQL Server así como con otros sistemas de bases de datos. Sus Analysis Services (servicios de análisis), una parte integral del sistema, incluye dispositivos de procesamiento en conexión analítico (OLAP, Online Analytical Processing) y recopilación de datos. SQL Server proporciona una gran colección de herramientas gráficas y «asistentes» que guían a los administradores de las bases de datos por tareas tales como establecer copias de seguridad regulares, réplica de datos entre servidores y ajuste del rendimiento de una base de datos. Muchos entornos de desarrollo soportan SQL Server, incluyendo Visual Studio de Microsoft y productos relacionados, en particular los productos y servicios .NET.

ASE de SYbase Sybase fue fundada en 1984, afuera de la casa del señor Epstein's en Berkeley, CA. En 1988, Sybase lanza su primer manejador de bases de datos relacionales con licencias para el proyecto del Genoma Humano y como la primera generación de bases de datos r elacionales. Durante los 90’s esta empresa tuvo mucho éxito en cuanto a presencia mundial y ha competido básicamente con Oracle en la lucha del mercado de bases de datos. A través de los años Sybase ha implementado herramientas que han ayudado al mejor rendimiento de la base de datos y soluciones nativas a través de las cuales el rendimiento se presume óptimo, por ejemplo Replicación Server, IQ Server, Open Swicth, etc. También cuenta con herramientas gráficas para la administración de las bases de datos. Sybase tiene software manejador de bases de datos que corren sobre los principales ambientes: UNIX, Windows, Linux, HP. El principal problema de Sybase es que los precios de sus productos, así como los servicios de consultoría son elevados respecto a otras marcas. La principal ventaja de Sybase es que tiene disponible a todo público toda la documentación necesaria para instalar, administrar, migrar y solucionar problemas.

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Lecturas Recomendadas Lecturas ecomendadas

 ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE BASE DE DATOS http://www.slideshare.net/CATOGA/18-estructura-de-un-sistema-de-base-de-datos www.slideshare.net/MonjeOneble/formas-normales

 TIPOS DE DOMINIOS EN SQL http://es.scribd.com/doc/56880648/4/Tipos-de-Dominios-en-SQL-Tipos-deDominios-en-SQL

 ANÁLISIS DEL DISEÑO DE BASE DE DATOS http://es.scribd.com/doc/35568739/Analisis-y-diseno-de-la-base-de-datos-umg

 SQL SERVER http://es.wikipedia.org/wiki/Microsoft_SQL_Server

Actividades y Ejercicios 1. Elabora dos ejemplos de transacciones en un sistema de base datos. Elabora un esquema de cada uno de los ejemplos realizados. Ambos trabajos envíalo a través de "Transacciones” .

2. Realiza una tabla de comparación entre los principales gestores de base de datos del mercado indicando ventajas y desventajas de los mismos. Envíalo a través de "Comparación" .

3. Si fueras el administrador de la base de datos de una clínica cual de los sistemas gestores de datos podrías usar. Justifica tu elección. Ingrese a "Administrador de B D" para realizar la actividad establecida.

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Autoevaluación

1. Las transacciones, registran: a. Las actividades que se realizan sobre la base de datos b. Los datos que se transfieren c. La base de datos y sus transacciones d. Los datos modificados e. Los procesos ejecutados en una vista 2. El estado de transacción, failed: a. Mantiene el estado inicial de la base de datos durante toda la ejecución b. Guarda el ultimo comando ejecutado c. Evita que se pueda continuar si se cometió un error d. Se regresa al estado inicial una vez que se cometió un error e. Se continua aun si se cometió un error 3. Un sistema de recuperación es el responsable: a. De la restauración de la base de datos b. De crear un discos de recuperación c. De reiniciar todos los datos d. De recuperar la información e. De borrar los datos actuales 4. El ajuste de rendimiento se encarga de: a. Maximizar la utilidad de la base de datos b. Minimizar la utilidad de la base de datos c. Maximizar la arquitectura de datos d. Minimizar el rendimiento de la base de datos e. Minimizar el rendimiento de la arquitectura 5. Un perfilador es : a. Una herramienta para estudiar perfiles b. Un herramienta de análisis de rendimiento c. Un conjunto de perfiles de datos d. Un esquema de arquitectura de datos e. Un análisis de perfiles

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6. La función del análisis de la base de datos es: a. Analizar la arquitectura de base de datos b. Analizar la disposición de procedimientos. c. Dar soporte a las actividades de un negocio d. Dar soporte a la arquitectura de la base de datos e. Bloquear la página de acceso a la base de datos 7. Con respecto a Oracle es correcto afirmar: a. Es una base de datos para empresas multiusuarios b. Es un sistema de información de grandes empresas c. Se basa en la tecnología cliente/servidor d. Utiliza un lenguaje diferente a SQL e. Es sistema gestor con licencia libre 8. Con respecto a SQL server es correcto afirmar a. Es un sistema gestor de bd creado por la IBM b. Es un sistema gestor de bd creado por Oracle Corporation c. Se puede usar para grandes corporaciones y en portátiles d. Fue creado por el señor Berkeley e. Es un software con licencia libre 9. Con respecto a ase de SYbase es correcto afirmar : a. Es uno de los gestores con licencia libre b. Es uno de los gestores más caros c. Fue fundada en los años 1994 d. No es competencia de Oracle e. Es uno de los peores gestores de base de datos 10. No es un sistema gestor de base de datos: a. Oracle b. SQL server c. ASE d. DB2 e. Unix

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Resumen

Una transacción es una acción o serie de acciones, llevada a cabo por un único usuario programa o aplicación, que accede al contenido de la base de datos o lo modifica. Las transacciones son importantes debido a que indican las actividades que se realizan en la base de datos. En los sistemas de bases de datos en los que se ejecutan varias transacciones, se utilizan protocolos basados en bloqueos que evitan actualizaciones erróneas de los datos almacenados en la base de datos

Los Sistemas de gestión de bases de datos son un componente ubicuo y crítico de la computación moderna, y el resultado de décadas de investigación y desarrollo en la academia y la industria. Varias actividades comunes han sido identificadas en las diferentes metodologías: Active, el estado inicial y permanece durante toda la ejecución Partially committed, después de que se ha ejecutado el último statement Failed, después de algún error, no se puede continuar Aborted, se hace un "rollback" hacia un estado anterior consistente Committed, después del éxito

El análisis de base de datos, es un conjunto o disposición de procedimientos o programas relacionados de manera que juntos forman una sola unidad. Un conjunto de hechos, principios y reglas clasificadas y dispuestas de manera ordenada mostrando un plan lógico en la unión de las partes. Esto se lleva a cabo teniendo en cuenta ciertos principios: Debe presentarse y entenderse el dominio de la información de un problema. Defina las funciones que debe realizar el Software. Represente el comportamiento del software a consecuencias de acontecimientos externos. Divida en forma jerárquica los modelos que representan la información, funciones y comportamiento.

Oracle es básicamente una herramienta cliente/servidor para la gestión de Bases de Datos. Es un producto vendido a nivel mundial, aunque la gran potencia que tiene y su elevado precio hacen que solo se vea en empresas muy grandes y multinacionales. Existe otro software gestor de base de datos, como DB2 de IBM, SQL Server de Microsoft, ASE de Sybase, etc. Sybase tiene software manejador de bases de datos que corren sobre los principales ambientes: UNIX, Windows, Linux, HP. El principal problema de Sybase es que los precios de sus productos, así como los servicios de consultoría son elevados respecto a otras marcas. La principal ventaja de Sybase es que tiene disponible a todo público toda la documentación necesaria para instalar, administrar, migrar y solucionar problemas.

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Glosario

 BASE DE DATOS (BD): una base de datos (cuya abreviatura es bd) es una entidad

en la cual se pueden almacenar datos de manera estructurada, con la menor redundancia posible.  BASES DE DATOS RELACIONALES: las bases de datos relacionales están

constituidas por una o más tablas que contienen la información ordenada de una forma organizada.  COMPONENTES DEL SQL: El lenguaje sql está compuesto por comandos,

cláusulas, operadores y funciones de agregado. Estos elementos se combinan en las instrucciones para crear, actualizar y manipular las bases de datos.  INFORMACIÓN: Entidad tangible o intangible que permite reducir la incertidumbre

acerca de algún estado o suceso.  LENGUAJE DE MANIPULACIÓN DE DATOS (DML): Un lenguaje de manipulación de

datos (data manipulation languaje (dml)) es un lenguaje proporcionado por el sistema de gestión de bases de datos que permite a los usuarios de la misma llevar a cabo las tareas de consulta o manipulación de los datos, organizados por el modelo de datos adecuado.  LENGUAJE DE DEFINICIÓN DE DATOS (LDD): El lenguaje de definición de datos,

en inglés data definition language (dll), es el que se encarga de la modificación de la estructura de los objetos de la base de datos. Existen cuatro operaciones básicas: create, alter, drop y truncate.  MODELO ENTIDAD-RELACIÓN (E/R): Modelo de datos de alto nivel. Consiste en

una colección de objetos básicos, denominados entidades, y de relaciones entre estos objetos.  MODELO RELACIONAL: Modelo de menor nivel. Usa una colección de tablas para

representar tanto los datos como las relaciones entre los datos. Su simplicidad conceptual ha conducido a su adopción general; actualmente, una vasta mayoría de productos de bases de datos se basan en el modelo relacional.

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 MANIPULACIÓN DE DATOS: Es el proceso que permite a los usuarios acceder o

manipular los datos organizados mediante el modelo de datos apropiado.  SISTEMA GESTOR DE BASE DE DATOS (SGBD): Es una agrupación de programas

que sirven para definir, construir y manipular una base de datos.  SISTEMAS DE INFORMACIÓN: Conjunto de procedimientos ordenados que, al ser

ejecutados, proporcionan información para apoyar la toma de decisiones y el control de una organización la Institución.  SQL: El sql es un lenguaje de acceso a bases de datos que explota la flexibilidad y

potencia de los sistemas relacionales permitiendo gran variedad de operaciones sobre los mismos.  TRANSACCIONES: Una transacción es una colección de operaciones que se lleva a

cabo como una única función lógica en una aplicación de bases de datos. Cada transacción es una unidad de atomicidad y consistencia.

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Fuentes de Información BIBLIOGRÁFICAS:

Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos, 5ª edición. Elmasri, Navathe. Addison-Wesley, 2007.

El lenguaje unificado de modelado. Manual de referencia. Rumbaugh, Jacobson, Booch. Addison-Wesley, 1999

Diseño de Bases de Datos: Problemas resueltos. De Miguel y otros. Ra-Ma, 2001.

Fundamentos de Bases de Datos, 4ª edición. Silberschatz, Kortz, Sudarshan. McGraw Hill, 2002.

ELECTRÓNICAS: DISEÑO DE BASE DE DATOS UNIVERSIDAD DE RIOJA http://www.unirioja.es/cu/arjaime/materiales.shtml

DISEÑO CONCEPTUAL DE BASE DE DATOS http://www.jorgesanchez.net/bd/disenoBD.pdf

PRINCIPIO SOBRE BASE DE DATOS RELACIONALES http://www.jorgesanchez.net/bd/bdrelacional.pdf

BASE DE DATOS MODELO RELACIONAL http://personal.lobocom.es/claudio/modrel001.htm#

CURSO TUTORIAL DE MYSQL http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/es/tutorial.html

MANUAL DE SQL PARA ORACLE http://www.jorgesanchez.net/bd/oracleSQL.pdf

VIDEOS ANÁLISIS Y DISEÑO DE BASE DE DATOS http://www.youtube.com/watch?v=G_e1VLM1weY

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Administracion-de-Base-de-Datos-TELESUP-LIBROSVIRTUAL.COM.pdf

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