Los datos y la información Los
datos constituyen las partes para la construcción de información.
La
información se utiliza para revelar el significado de los datos.
Para una buena toma de decisiones se requiere
de información oportuna.
adecuada,
pertinente
y
La buena toma de decisiones es la clave para la
supervivencia organizacional en un ambiente global.
La informaciĂłn clara, oportuna y Ăştil requiere datos precisos. Tales datos deben generarse apropiadamente y deben guardarse adecuadamente en un formato que sea fĂĄcil de acceder y procesar. El ambiente de los datos debe manejarse con cuidado.
La administración de datos es una disciplina enfocada a la generación, almacenamiento y recuperación apropiada de datos.
Los sistemas de apoyo para el interesante proceso de toma de decisiones, son sistemas que proveen ayuda en el análisis de los datos de la información de negocios.
La finalidad es proporcionar apoyo a la administración para: Indicar tendencias Encontrar problemas en tiempo - soluciones Tomar decisiones inteligentes
¿Qué es es una BD?
Una Base de Datos es una estructura de computadora integrada, compartida que aloja un conjunto de: Datos para el usuario final. Metadatos o datos sobre datos mediante los
cuales se integran datos.
(Los metadatos describen las características de los datos y las relaciones que vinculan a aquellos que están incluidos en la base de datos)
¿Por qué es importante el diseño de una base de datos?
La estructura del contenido de una base de datos debe diseñarse con cuidado. Una base de datos bien diseñada facilita la administración de datos y se convierte en un valioso generador de información.
Mientras que una mala diseñada probablemente tendrá datos redundantes (datos innecesarios, duplicados).
Campo: Cada uno de los “cajoncitos” de un registro donde se guardan los datos. Cada campo tiene un nombre único para la tabla de la cual forma parte, además es de un tipo (naturaleza) determinado. Ejemplo: no encontraremos un dato alfanumérico (letras y números) en un campo diseñado para guardar datos numéricos.
Estructura mínima de almacenamiento:
Tabla: Objeto de almacenamiento perteneciente a una BD. Estructura en forma de cuadrante donde se almacenan registros o filas de datos. Cada tabla tiene un nombre único en la BD.
Registro: Cada una de las filas de una tabla, integrado por campos o atributos.
Bases de Datos Tradicionales‌
Modelos de bases de datos
Un modelo de bases de datos es un conjunto de ideas lógicas utilizadas para representar la estructura de datos y las relaciones entre ellos dentro de la base de datos.
Estos modelos pueden ser agrupados en dos categorías: modelos conceptuales y modelos de ejecución.
El modelo conceptual se enfoca en la naturaleza lógica de la representación de datos. Por lo tanto, este modelo está comprometido con lo que está representando en la BD y no en cómo está representado.
Los modelos conceptuales incluyen el modelo Entidad Relación (E-R) y el modelo Orientado a Objetos.
El modelo de ejecución hace referencia en cómo los datos están representados en la BD o en cómo se ejecutan en las estructuras de datos para representar lo que está modelado.
Los modelos de ejecución incluyen el modelo de base de datos jerárquico, el de la base de datos de red, el modelo de BD relacional y el modelo de BD orientado a objetos.
Base de Datos relacionales
Una base de datos relacional permite la utilización simultánea de datos procedentes de más de una tabla .
Al hacer uso de las relaciones, duplicidad de datos, ahorrando espacio en el disco, aumentando de ejecución y facilitando al trabajo con tablas.
Para conseguir una correcta base de datos relacional es imprescindible realizar un estudio previo del diseño de la base de datos.
se evita la memoria y la velocidad usuario el
Base de Datos relacionales
Para poder relacionar tablas entre sí, se deberá especificar un campo en común que contenga el mismo valor en las dos tablas y dicho campo será clave principal en una de ellas.
Las tablas se relacionan de dos a dos, donde una de ellas será la tabla principal de la que parte la relación y la otra será la tabla secundaria destino de la relación.
Ventajas y Desventajas de los Modelos de Bases de Datos Modelo
Ventajas
Desventajas
Jerárquico
• Promueve compartir datos. • La relación padre-hijo promueve la simplicidad conceptual. • La relación padre-hijo promueve la integridad. • Eficiencia con las relaciones 1:M.
El sistema navegacional origina un diseño, ejecución, desarrollo de aplicaciones, uso de administración complejos. Limitaciones de ejecución (no permite relaciones M:N) Carece de lenguaje de definición de datos o de lenguaje de manipulación de datos en el DBMS. Carece de estándares.
Modelo
Ventajas
Red
• Simplicidad conceptual por lo menos igual a la del modelo jerárquico. • Maneja más tipos de relación tales como M:N. • La relación propietario/miembro promueve la integridad de la base de datos. • Se ajusta a los estándares. • Incluye lenguaje de definición y manipulación de datos en el DBMS.
Desventajas La complejidad del sistema limita su eficiencia (aún en un sistema navegacional) El sistema navegacional origina un diseño, ejecución, desarrollo de aplicaciones uso y administración complejos.
Modelo
Relacional
Ventajas •
Su diseño tabular mejora sustancialmente la simplicidad conceptual, lo que origina un diseño, ejecución, administración y uso más fáciles.
•
Capacidad de consultas eficientes.
•
Un poderoso sistema de administración de base de datos mejora la ejecución y simplifica la administración.
Desventajas Al ser un sistema fácil de utilizar, requiere un substancial poder del software y del hardware del sistema. La simplicidad conceptual del sistema pone al alcance de las personas sin entrenamiento herramientas para utilizar un buen sistema deficientemente. Puede provocar problemas de islas de información, ya que los individuos y departamentos ven que es fácil de desarrollar sus propias aplicaciones.
Modelo
Entidad Relación
Ventajas • El modelo visual reditúa una simplicidad conceptual excepcional. • La representación visual es una herramienta efectiva de comunicación. • Integrado al dominante modelo de base de datos relacional.
Desventajas Representación limitada.
Representación de las relaciones limitada. No incluye un lenguaje de manipulación de datos.
Modelo
Orientado a objetos
Ventajas
Desventajas
• Agrega contenido semántico.
Carencia de estándares.
• La representación visual incluye contenido semántico.
Sistema navegacional complejo.
• La herencia promueve la integridad de la base de datos.
Elevados requerimientos del sistema hacen lentas las transacciones.
Para ejecutar una base de datos y para manejar su contenido se necesita un software comercial conocido como Sistema de Administración de Base de Datos (DBMS).
El diseño de una base de datos define su estructura.
El DBMS guarda los hechos con respecto a la estructura en la misma base de datos.
La base de datos, por lo tanto, contiene los datos que se han reunido y los “datos sobre los datos” conocidos como metadatos.
Las bases de datos fueron precedidas por sistemas de archivos.
Los problemas serios de administración de datos de sistemas de archivos, generalmente se derivan de la dependencia de los datos, el acceso a cualquier archivo depende de las características de los datos y de los formatos de almacenamiento.
Los modelos de bases de datos fueron desarrollados para hacerse cargo de las debilidades propias de un sistema de archivos.
En lugar de depositar los datos en diferentes archivos, las bases de datos los mantienen únicamente en un depósito de datos.
Lo anterior permite al DBMS mantener un control estricto sobre las actividades de la base de datos.
Modelo de Relación de Entidad
Los modelos E-R normalmente se representan en un diagrama de Entidad Relación.
Un modelo de E-R se basa en los siguientes componentes: ○ Entidad, atributo.
○ Relación
Entidades Todo lo que existe y es capaz de ser descrito (sustantivo). Persona, lugar o cosa sobre la cual se tiene que reunir y guardar datos. Una entidad se representa por medio de un rectángulo en el modelo E-R. El nombre de la entidad generalmente se escribe en mayúsculas y en singular.
Entidades ď‚ž
Cada fila en la tabla relacional se conoce como una instancia de entidad u ocurrencia de entidad en el modelo E-R.
ď‚ž
Un conjunto de entidades semejantes se conoce como conjunto de entidades.
ď‚ž
Cada entidad se describe mediante un conjunto de atributos.
Atributos
Es una característica (adjetivo) de una entidad que puede hacer una de tres siguientes actividades: ○ Identificar
○ Relacionar ○ Describir
Atributos ď‚ž
Por ejemplo, la entidad Trabajador tendrĂĄ atributos como nombre, apellidos y nĂşmero de seguro social.
Relación Describe una asociación entre los datos. La mayoría de las relaciones describen asociaciones entre dos entidades. Los modelistas de diagramas de E-R utilizan el término conectividad para designar las clasificaciones de la relación. Las relaciones se representan por medio de un diamante conectado a las entidades relacionadas.
Relación
El nombre de la relación, un verbo activo o pasivo, se escribe dentro del diamante.
Por ejemplo: Cada uno de los DEPARTAMENTOS de la empresa tiene muchos empleados y un PINTOR pinta muchos cuadros.
Cardinalidad
Los modelos conceptuales utilizan tres tipos de relaciones para describir asociaciones entre los datos: Uno a Uno
Uno a Muchos Muchos a Muchos
Relación 1 : 1 “Una entidad A se relaciona sólo con otra entidad B y viceversa”
Una placa de auto corresponde con una matrícula y esa matrícula con dicho identificador de auto.
Una estructura de administración de una empresa al menudeo puede requerir que cada una de sus tiendas sea administrada solamente por un empleado.
A la vez, cada gerente de tienda sólo administra una tienda.
Relación 1:M “Una entidad A se puede relacionar con N entidades B”
Un libro puede tener N ejemplares, pero un ejemplar es sólo de un libro.
Un pintor pinta varios cuadros diferentes , pero cada uno de estos es pintado únicamente por él.
Una cuenta de cliente podría contener muchas facturas, pero las facturas están relacionadas solamente con una cuenta del cliente.
Relación M:N “Una entidad A se relaciona con N entidades B y viceversa”
Un libro puede ser escrito por varios autores distintos y un autor puede escribir varios libros distintos.
Un empleado podría aprender varias especialidades del trabajo y cada uno podrían aprenderla muchos empleados.
Un estudiante puede tomar muchos cursos y cada curso pueden tomarlo muchos estudiantes.
Pasos para el diseño 1. 2. 3. 4. 5.
6.
Encontrar entidades (conjunto de entidades) Identificar atributos de las entidades Buscar identificadores Especificar las relaciones y cardinalidades Identificar entidades débiles . (Su existencia depende de otras. Por ejemplo la entidad TAREA LABORAL sólo podrá tener existencia si existe la entidad trabajo) Especializar y generalizar entidades.
Roles
Cada conjunto de entidades que participa en una relación desempeña un papel. Los conjuntos de entidades participantes en una relación no tienen porque ser diferentes:
Etiquetar a un rol es opcional, sin embargo, su objetivo es aclarar la semántica de la relación.
Restricciones al conjunto de relaciones Cardinalidad Participación
SimbologĂa
Sistema de Base de Datos – Objetos / Diseño
Es una organización de componentes que definen y regulan la recolección de almacenamiento, administración y uso de los datos dentro de un ambiente de base de datos.
El sistema de base de datos se encuentra compuesto de cinco partes: Hardware Software
Personas Procedimientos Datos
1) Hardware
Dispositivos físicos del sistema: Computadora – periféricos. Dispositivos electrónicos que permitan conectar dos o más computadoras, con lo que se produce una red de computadoras. Precisamente estas redes son relevantes para la BD, porque permiten el acceso a datos desde lugares remotos, tales como, sistemas de reservaciones aéreas y cajeros automáticos.
2) Sofware
Conjunto de programas utilizados por las computadoras dentro del sistema de base de datos.
Se requieren tres tipos de software para hacer la BD funcione exitosamente: Software del sistema operativo. Software de DBMS. Programas de aplicación y utilerías.
Software del sistema operativo
Maneja todos los componentes de hardware y permite que todos los demás programas funcionen en la computadora.
El software del DBMS maneja la base de datos dentro del sistema de base de datos. Algunos ejemplos son Access y SQL server de Microsoft, Oracle de Oracle Corporation y DB2 de IBM.
Los programas de aplicación y las utilerías se utilizan para tener acceso y manipular los datos contenidos en el DBMS y precisamente para manejar el ambiente de la computadora donde se lleva a cabo el acceso y la manipulación de los datos.
Programas de aplicación: generar reportes, tabulaciones y otra información de utilidad para toma de decisiones.
3) Personas
Este componen incluye a todos los usuarios del sistema de base de datos. De acuerdo, a la función principal del puesto de trabajo, se pueden identificar cinco tipos de usuarios en un sistema de base de datos:
Administradores de sistemas Administradores de base de datos Diseñadores de base de datos Analistas o programadores de sistemas o ambos Usuarios finales
4) Procedimientos
Instrucciones y reglas que rigen el diseño y el uso del sistema de base de datos.
Desempeñan un rol importante dentro de la empresa, ya que hacen cumplir los estándares mediante los cuales se conduce el negocio dentro de la organización y con los clientes.
Garantizar que hay una forma de monitorear y auditar tanto los datos que ingresan en la BD como la información que se genera con estos.
5) Datos
Conjunto de hechos guardados en la BD. Son la materia prima con la cual se genera información, determinando cuáles deben de introducirse y cómo debe organizarse, lo cual es vital y necesario para el trabajo del diseñador de la BD.
Sistemas de Administración de Base de Datos
El DBMS puede ser clasificado de acuerdo con el número de usuarios, la o las ubicaciones de la BD y el tipo y grado de usos esperados.
Ejemplo…
Un banco posee un Sistema de Información que se encuentra formado por los siguientes programas: Programa que crea una nueva cuenta. Programa que acredita el dinero en las cuentas. Programa que enlista los datos del cliente:
nombre, dirección, saldos. Programa que devuelve el saldo de una cuenta. Programa que genera los movimientos mensuales de la cuenta.
Número de usuarios
Usuario único: DBMS para usuario único soporta un solo usuario a la vez.
Usuario múltiple: DBMS para usuarios múltiples soporta varios usuarios al mismo tiempo. * Si la BD para usuarios múltiples soporta un número de usuarios de menos de 50, o un área específica de la organización, se llamará: base de datos de grupo de trabajo. * Si la BD es utilizada por toda la organización y soporta más de 50 usuarios, a través de varios departamentos, se conocerá como base de datos empresarial.
Ubicaciones
DBMS centralizado Soporta una BD localizada en un sólo sitio.
DBMS distribuido Soporta una BD situada en varios sitios.
Tipo y grado de usos esperados
DBMS transaccional o de producción Acciona una base de datos, principalmente
diseñada para soportar transacciones que requieran de una “respuesta inmediata”.
Base de Datos de soporte de decisiones Se ocupa principalmente de la producción de la
información necesaria para tomar decisiones tácticas y estratégicas a niveles gerenciales medio y altos. Por ejemplo: datos históricos que permitan tomar
decisiones, como: fijar precios, predecir ventas, posicionarse en el mercado, etc.
Funciones de un DBMS 1.
Administración del diccionario de datos: el DBMS requiere que las definiciones de los
elementos de datos y sus relaciones se guarden en un diccionario de datos. Dicho diccionario de datos se utiliza para buscar
la estructura y relaciones del componente de datos requerido, lo que libera al usuario de tener que codificar esas complejas relaciones en cada programa.
Funciones de un DBMS 2.
Administración de almacenamiento de datos: El DBMS crea las estructuras complejas necesarias
para el almacenamiento de datos, con lo que se libera al usuario de la difícil tarea de definir y programar las características de los datos. Por ejemplo: Un DBMS moderno permite almacenar
no sólo datos, sino también formularios de ingreso, definiciones de filtración de datos, definiciones de reportes, reglas de validación, etc.
Funciones de un DBMS 3.
Transformación y presentación de datos: El DBMS transforma todos los datos que se
introducen de acuerdo con la estructura necesaria para guardarlos.
Funciones de un DBMS 4.
Administración de la seguridad El DBMS crea un sistema de seguridad que
resguarda la seguridad del usuario y la privacidad de datos dentro de la base de datos. Las reglas de seguridad
determinan qué usuarios pueden tener acceso a la base de datos y qué operaciones realizar (agregar, leer, eliminar, modificar).
Funciones de un DBMS 5.
Control de acceso de usuarios múltiples El DBMS crea las estructuras que permitan
el acceso de usuarios múltiples a los datos. Para asegurar la consistencia y la seguridad
de los datos, el DBMS utiliza algoritmos complejos para permitir el acceso de usuarios múltiples a la BD sin comprometer su integridad.
Funciones de un DBMS 6.
Administración de tareas de respaldo y recuperación El
DBMS proporciona procedimientos de respaldo y recuperación para garantizar la seguridad e integridad.
La administración de la recuperación tiene que
ver con la recuperación de la BD después de una falla, por ejemplo: un sector defectuoso en el disco o una falla de corriente.
Funciones de un DBMS 7.
Administración de la integridad de los datos El DBMS promueve y hace cumplir las
reglas necesarias para eliminar los problemas de integridad de los datos, con lo que, se reduce al mínimo la redundancia de los datos y se incrementa al máximo la consistencia de estos.
Funciones de un DBMS 8.
Lenguajes de acceso a base de datos e interfaces de programaciĂłn de aplicaciones ď‚— El DBMS permite el acceso a los datos
mediante un lenguaje de consulta.
Funciones de un DBMS 9.
Interfaces de comunicación de base de datos Las capacidades de comunicación de una base
de datos, son una característica esencial del DBMS moderno. Por ejemplo: el DBMS podría tener funciones de
comunicación para tener acceso a la base de datos, a través, de internet, por medio de exploradores como Explorer.
Funciones de un DBMS La comunicación se puede establecer de varias formas: ○ Los usuarios finales pueden generar respuestas con el
llenado de formularios en pantalla a través de su explorador preferido de internet. ○ El DBMS puede publicar en internet automáticamente,
reportes predefinidos, con un formato de internet que permita que cualquier usuarios pueda explorarlos. ○ El DBMS puede conectarse a sistema de terceros para
distribuir información, por ejemplo: vía correo electrónico. ○ Un DDBMS es una colección de datos construida sobre
una red y que pertenecen, lógicamente, a un sólo sistema distribuido.
Ventajas (DDBMS):
Costo de la comunicación: si las BD están muy dispersas y las aplicaciones hacen amplio uso de los datos puede resultar más económico dividir la aplicación y realizarla localmente.
Cuesta menos crear un sistema de pocas computadoras con la misma potencia que una sola.
Descentralización: en un sistema centralizado/distribuido existe un administrador que controla toda la BD, por el contrario en un sistema distribuido existe un administrador global que lleva la política general y delega algunas funciones a administradores de cada localidad para que establezcan políticas locales y así un buen trabajo.
Mejor rendimiento y mejor fiabilidad.
Crecimiento.
Condiciones (DDBMS):
La información de la BD está almacenada físicamente en diferentes sitios de la red.
En cada sitio de la red, la parte de la información se constituye como una BD en sí misma.
Las BD locales tienen sus propios usuarios locales, sus propios DBMS y programas para la administración de transacciones y su propio administrador local de comunicación de datos.
Estas BD locales deben tener una extensión, que gestione las funciones de sociedad necesarias. La combinación de estos componentes con los sistemas de administración de BD locales, es lo que se conoce como Sistema Administrador de Base de Datos Distribuidas.
Redes de Computadora
Las redes de computadora son muy utilizadas en la actualidad: van desde sistemas simples que conectan unas pocas computadoras personales (PC), junto a las redes de todo el mundo con más de 10,000 máquinas.
Una red puede ser entendida como una colección interconectada de ordenadores autónomos.
Un DDBMS está formado en la parte superior de una red, de tal forma como se oculta una red del usuario.
Las redes de computadoras se clasifican generalmente en función de la manera en que estas se conectan y se encuentran clasificadas generalmente por dos distancias: las amplias (WAN) y las cortas (LAN)
Las Redes de Área Amplia (WAN) se utilizan cuando los equipos están separados por distancias mayores, por ejemplo a 10 km. Las tasas de transmisión típicas para las WAN son 2-2000 kilobits por segundo.
Las computadoras a las cuales nos referimos como hosts, nodos o sitios, están conectadas a una subred. La cual consiste de dos partes: Las líneas de transmisión en las cuales la
información viaja. El intercambio de paquetes de conmutación
(PSE´s), sistemas de retransmisión abierta o procesadores de interfaz de mensajes.
Los PSE´s son los responsables de recibir los mensaje de los host de la red o de otros PSE´s y deciden como se encaminan hacia delante a través de la red.
Conceptualmente estos son separados, procesadores dedicados, pero a menudo la computadora principal provee la función directa de PSE.
Cuando el host de una red busca enviar un mensaje a otro host de la red, ese mensaje debe ser ensamblado en grupos conocidos como bytes, como paquetes, antes de comenzar a ser transmitidos a través de la red.
Las WAN´s son generalmente basadas en topología de red de punto a punto (point-to-point), en donde los paquetes de los mensajes son almacenados en PSE´s hasta la línea por la cual serán transmitidos. Por ejemplo: la red UNIX uucp y el Internet
Las Redes de Área Local (LAN’s) tienen el propósito de conectar computadoras localizadas en el mismo sitio o separadas por distancias inferiores a 1 km.
Las tasas de velocidad de transmisión para una LAN es más elevada que para las WAN´s, siendo estas entre 1 a 100 Megabits por segundo.
Con lo anterior, queda más claro que para un DDBMS que utiliza una LAN para la comunicación va a otorgar velocidades de transmisión más elevadas y tiempos de respuesta más rápidos que para usuarios que utilicen una WAN.
Las LAN´s generalmente utilizan una comunicación de Broadcaast en lugar de punto a punto. Ya que en este tipo de red los paquetes son transmitidos sobre una red, en la cual todos los nodos pueden escuchar, pero sólo el mensaje es recogido por el nodo al cual va dirigido.