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1. Sistemas de bases de datos

1. Sistemas de bases de datos. Contenidos 1.1 Bases de datos y sus usuarios 1.2 Conceptos y arquitectura del sistema de bases de datos 1.3 Estructura general del sistema de bases de datos Anexos Clasificación de los SGBD. 1. Sistemas de bases de datos. Bibliografía

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  1. 1. Sistemas de bases de datos Contenidos 1.1 Bases de datos y sus usuarios 1.2 Conceptos y arquitectura del sistema de bases de datos 1.3 Estructura general del sistema de bases de datos Anexos • Clasificación de los SGBD Tema 1. Sistemas de bases de datos

  2. 1. Sistemas de bases de datos Bibliografía [EN 2002]Elmasri, R.; Navathe, S.B. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. 3ª Edición. Addison-Wesley. (Cap. 1 y 2) [EN 1997]Elmasri, R.; Navathe, S.B.: Sistemas de bases de datos. Conceptos fundamentales. 2ª Edición. Addison-Wesley Iberoameric.(Cap. 1 y 2) [MPM 1999]De Miguel, A.; Piattini, M.; Marcos, E. Diseño de bases de datos relacionales. Ra-Ma. (Cap. 1 y 2) [MP 1993] De Miguel, A.; Piattini, M.: Concepción y diseño de bases de datos: del Modelo E/R al Modelo Relacional. Ra-Ma. [SKS 1998] Korth, H; Silberschatz, A., Sudarshan, S.:Fundamentos de bases de datos. 3ª Edición. McGraw-Hill. (Cap. 1) [SKS 2002]Silberschatz, A.; Korth, H.F.; Sudarshan, S. “Fundamentos de Bases de Datos”. 4ª edición. Madrid, McGraw-Hill, 2002. (Cap. 1) [CBS 1998]Connolly, T.; Begg C.; Strachan, A. Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation and Management. 2nd edition. Addison-Wesley. (Cap. 1 y 2) [CCM 2003] Celma, M.; Casamayor, JC.; Mota, L. “Bases de datos relacionales”. Pearson Educación, 2003. (Cap. 1, 2 y parte del 6) Tema 1. Sistemas de bases de datos

  3. 1.1 Bases de datos y sus usuarios • Base de Datos (BD) ”Conjunto de datos relacionados entre sí” demasiado general Dato= algo conocido que quiere registrarse ¿Por qué esta transparencia no es una BD? Porque se tienen unas propiedades implícitas: Tema 1. Sistemas de bases de datos

  4. 1.1 Bases de datos y sus usuarios EDITORIAL AUTOR PERSONA Un ejemplo de una base de datos personal LIBRO PRESTAMO Tema 1. Sistemas de bases de datos

  5. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Sistema de Gestión de Base de Datos (SGBD-DBMS) ”Conjunto de programas que permite DEFINIR, CONSTRUIR y MANIPULAR bases de datos para diversas aplicaciones” • Definir una BD es especificar... • estructura de datos, • tipos de datos y • restricciones de los datos • Construir una BD es... • almacenar datos en algún medio de almacenamiento controlado por el SGBD • Manipular la BD es... • consultar datos • introducir/modificar/eliminar datos, para reflejar cambios en el minimundo • generar informes a partir de los datos almacenados Sistema de Base de Datos SBD = BD + SGBD + Software de Aplicación/Consultas Tema 1. Sistemas de bases de datos

  6. Usuarios / Programadores SISTEMA DE BASE DE DATOS Programas de Aplicación / Consultas SOFTWARE DEL SGBD Software para procesar Consultas / Programas Software para tener accesoa los datos almacenados Definición de la BD (Metadatos) Base de Datos almacenada Entorno simplificado de un Sistema de Base de Datos Tema 1. Sistemas de bases de datos

  7. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Características del enfoque de Bases de Datos(1) • Naturaleza autodescriptiva • Procesamiento de ficheros • Los programas de aplicación acceden a datos específicos, cuya estructura se describe en el propio código Sistemas de bases de datos • SGBD = Sistema software de propósito general BD = DATOS + METADATOS • El Catálogo del Sistema ... • Contiene metadatos: descripción de la estructura de la BD El SGBD “sabrá” acceder a datos de cualquier aplicación • Usado por el SGBD (a veces por usuarios) Tema 1. Sistemas de bases de datos

  8. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Características del enfoque de Bases de Datos(2) • Separación entre programas y datos • Procesamiento de ficheros • Definición de datos forma parte de los programas de aplicación • Cambios en la estructura de ficheros de la BD  modificación de programas que acceden a tales ficheros Sistemas de bases de datos • Descripción de estructura y organización de ficheros almacenada en Catálogo, separada de los programas  Independencia entre programas y datos ( posible gracias a la abstracción de datos proporcionada por SGBD, que veremos más adelante ) Tema 1. Sistemas de bases de datos

  9. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Características del enfoque de Bases de Datos(y 3) • Datos compartidos y procesamiento de transacciones multiusuario • Acceso simultáneo a datos sin interferencias ni inconsistencias • Control de concurrencia por el SGBD • Múltiples vistas de los datos • Cada usuario sólo interesado en ver la parte de la información que necesita vista de la BD • Vista = [ Subconjunto de ] BD [+ datos virtuales] • SGBD proporciona mecanismos de definición de vistas SBD BIBLIOTECA BD Bibliotecario Lector Tema 1. Sistemas de bases de datos

  10. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de datos(1) • Administrador de la base de datos (ABD) • Responsable de administrar los recursos del SBD (nivel técnico): BD + SGBD + Otro Software (aplicaciones/programas de acceso) • Las funciones del ABD incluyen: • Definir/Modificar la estructura de la BD y restricciones de los datos • Crear/Modificar estructuras de almacenamiento y métodos de acceso • Conceder/Denegar permisos de acceso y controlar dicho acceso a datos (seguridad de la BD) • Definir planes de copiasdeseguridad de los datos de la BD • Garantizar el funcionamientocorrecto del sistema y proporcionar servicio técnico al usuario (respuesta lenta del sistema...) • Adquirir los recursos software y hardware necesarios Tema 1. Sistemas de bases de datos

  11. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de datos(2) • Diseñadores de la base de datos Antes de implementar la BD, interactúan con sus futuros usuarios • Recogen y comprenden sus necesidades y objetivos --- Requisitos • Identifican datos que almacenar en la base de datos • Eligen estructuras para representar y almacenar los datos • Construyen... • Vista que satisface requisitos de cada grupo de usuarios • Diseño final de BD que satisface necesidades de todos los usuarios (resultado de la integración de las diferentes vistas) Tema 1. Sistemas de bases de datos

  12. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de datos(3) • Usuarios finales • Ocasionales o Sofisticados • Acceso esporádico y distinto cada vez; usan lenguaje de consulta • Paramétricos o Normales • Accesos constantes, repetitivos • Usan “transacciones programadas” para ellos • Avanzados o Especializados • Implementan sus propias aplicaciones especializadas para cumplir sus complejos requisitos • Ingenieros, científicos, analistas de empresa, ... • Autónomos • Usan BD personales, a través de aplicación/paquete comercial específico Tema 1. Sistemas de bases de datos

  13. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de datos(4) • Ingenieros de software (Analistas de sistemas y Programadores de aplicaciones) • Conocen perfectamente capacidades y recursos del SGBD • Analistas • Determinan necesidades de procesamiento de los usuarios finales (especialmente los paramétricos) • Especifican conjuntos de operaciones que satisfacen esas necesidades • Programadores • Implementan estas especificaciones  Programas de aplicación • Prueba, depuración, documentación y mantenimiento de programas Tema 1. Sistemas de bases de datos

  14. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de datos(5) • Los siguientes son los encargados del diseño, creación y operación del software y entorno del sistema • No están interesados en el contenido de la base de datos • Diseñadorese ImplementadoresdelSGBD • Diseñan e Implementan los Módulos e Interfaces del SGBD • OperadoresyPersonaldemantenimiento • del Entorno hardware y software del sistema de BD Tema 1. Sistemas de bases de datos

  15. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Actores en un sistema de base de datos( y 6) • Desarrolladores de herramientas • Diseñan e Implementan paquetes software que: • Facilitan diseño y uso de los SBD, y • Permiten aumentar el rendimiento de los SBD • Herramientas para • Diseño de BD, de aplicaciones de BD, de interfaces de usuario... • Creación de prototipos de aplicaciones de BD • Realizar simulaciones y generar datos de prueba • Supervisión de rendimiento del sistema • ... Tema 1. Sistemas de bases de datos

  16. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD(1) • Disminución y control de la redundancia de datos • Procesamiento de ficheros varias copias de la misma información • Problemas debidos a la redundancia de datos • Duplicación del trabajo • Desperdicio de espacio de almacenamiento • Obligación de evitar las inconsistencias de datos • Evitar inconsistencias en los datos • Sólo si existe redundancia y • se modifica un dato, actualizando algunas copias • Soluciones: • Eliminación de Redundancia, • Redundancia Controlada y Propagación de Actualizaciones Automática Tema 1. Sistemas de bases de datos

  17. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD(2) • Mantener la integridad • Asegurar que la información es correcta=refleja fielmente el minimundo • ¿Cuándo se viola la integridad (no existe)? • Si existe inconsistencia • Si existe información imposible fecha = 40 / MAYO / 1972 • Si existe información que no se ajusta a la realidad, es decir falsa o errónea Nº de teléfono de la policía = 063 • ¿Cómo se evitan estas situaciones? • Si los datos cumplen las Restricciones de Integridad ( RI ) • Restricciones sobre tipos de datos « el nombre de una persona es una cadena de hasta 30 caracteres » • Restricciones semánticas « todo libro tiene una editorial » « cada libro tiene un título diferente del resto » « ningún libro puede prestarse a más de una persona al mismo tiempo » Tema 1. Sistemas de bases de datos

  18. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD(3) • Mantener la integridad (cont.) • Las RI son identificadas durante el diseño de la BD • Control de la Integridad: fundamental en SBD Multiusuario • Verificación de Restricciones de Integridad en cada actualización de datos • Automática por el SGBD fecha = 40 / MAYO / 1972 • Mediante programas específicos  El SGBD debe permitir - Definir (crear) las RI, - Crear y ejecutar los programas de verificación • A veces se puede almacenar información falsa sin violar restricciones de integridad: título de libro =“El señor de los aniyos” Tema 1. Sistemas de bases de datos

  19. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD(4) • Aplicación de restricciones de seguridad( RS ) • No todos los usuarios deberían poder acceder a toda la BD • Objetivo: control de acceso selectivo 1. Sólo usuarios autorizados 2. Sólo a ciertas partes de la base de datos 3. Sólo para realizar ciertas operaciones con los datos • SGBD dispone de Subsistema de Seguridad y Autorización • Cuentas de usuario protegidas con contraseña (ok objetivo 1) • Restricciones de seguridad para cada cuenta (ok objetivos 2 y 3) • SGBD fuerza el cumplimiento de las RS • Otros controles de la seguridad serían: • Sólo el ABD usa el software de administración y monitorización del SBD • Un usuario paramétrico sólo accede a la BD a través del programa que usa • ... Tema 1. Sistemas de bases de datos

  20. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD(5) • Suministro de múltiples interfaces de usuario • Usuarios con diferentes niveles de conocimientos técnicos • El SGBD debe ofrecer interfaces para todos ellos: • Interfaces controladas por menú y de formularios = GUI • Acceso a bases de datos a través de la web Tema 1. Sistemas de bases de datos

  21. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD(6) • Representación de relaciones complejas entre datos • Datos relacionados entre sí de diversas maneras • « El registro (Planeta, ...) del fichero EDITORIAL se relaciona con 2 registros del fichero LIBRO: (..., El retrato de Dorian Gray, ...) y (..., Once minutos, ...) » • « Cada registro de PRESTAMO se relaciona con un registro de PERSONA y con un registro de LIBRO » • « Cada registro de AUTOR se relaciona con varios registros de LIBRO » • SGBD debe permitir ... • Representar relaciones entre los datos • Obtener y Actualizar datos relacionados « Obtener los títulos y editorial de los libros escritos por “Arthur Conan Doyle” » « Obtener nombres y teléfonos de personas con libros prestados más de cinco meses » Tema 1. Sistemas de bases de datos

  22. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Ventajas del uso de un SGBD(y 7) • Respaldo y Recuperación • Recuperación del sistema tras fallos del hardware o software • Subsistema del SGBD encargado de respaldo y recuperación Programa de ACTUALIZACIÓN de datos BD KO !!  Estado FINAL BD ok Estado INICIAL BD ok XOR Continuación y Finalización Correctadel programa Restauración de la BD “Deshacer” toda actualización de datos hecha por el programa SGBD Tema 1. Sistemas de bases de datos

  23. NuevasNecesidadesde datos Cambiosen Requisitos modificaciones en estructura de la BD 1.1 Bases de datos y sus usuarios Otras ventajas del enfoque de bases de datos (1) • Datos compartidos actualizados • Datos disponibles para todos los usuarios • El cambio de datos por un usuario es visto inmediatamente por el resto • Subsistemas de control de concurrencia y recuperación del SGBD • Flexibilidad • SGBD permite cambios en la estructura de BD, sin afectar... • Datos almacenados • Programas de aplicación existentes Tema 1. Sistemas de bases de datos

  24. APL-1 Diseño e implementación inicial costosos APL-3 APL-2 1.1 Bases de datos y sus usuarios Otras ventajas del enfoque de bases de datos (y 2) • Rápida creación de nuevas aplicaciones • Cumplimiento de reglas, normas o políticas de empresa • ABD establece normas para usuarios de la base de datos • Intercambio de información y cooperación entre departamentos, proyectos... • Estándares para • nombres y formatos de elementos de datos • documentación, formularios, informes ... Tema 1. Sistemas de bases de datos

  25. 1.1 Bases de datos y sus usuarios Cuándo NO usar un SGBD • Hay situaciones en las que emplear un SGBD puede generar costesinnecesarios, evitables con el procesamiento de ficheros • Costes adicionales debidos a... • Gran inversión inicial en equipo, software y formación • Generalidad ofrecida por el SGBD para definir y procesar datos • Funciones de seguridad, control de concurrencia, recuperación, integridad • Problemas adicionales si... • Diseñadores o ABD no han diseñado la base de datos apropiadamente • La implementación de las aplicaciones no es correcta • Conviene utilizar procesamiento de ficheros si... • BD y aplicaciones son simples, bien definidas y no se espera que cambien • Requisitos de tiempo real que no se cumplirían por el coste extra del SGBD • No se necesita acceso multiusuario a los datos Tema 1. Sistemas de bases de datos

  26. 1.2 Conceptos y arquitectura del sistema de bases de datos Modelos de datos, esquemas e instancias • Objetivo del enfoque de BD: Visión abstracta de datos • Ocultar detalles de almacenamiento y mantenimiento • Modelos de datos para conseguir abstracción • Modelo de Datos: conjunto de conceptos • Sirve para describir la estructura de la BD: • Tipos de los datos • Relaciones entre los datos • Restricciones que deben cumplir los datos • Incluye operaciones básicas para especificar lectura/modificación • Tipos de modelos de datos • Según conceptos que ofrecen para describir la estructura de la BD Tema 1. Sistemas de bases de datos

  27. Mundo Real Esquema Conceptual Modelo CONCEPTUAL de Datos 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD • Modelos de datos de alto nivel o conceptuales • Conceptos cercanos a cómo el usuario percibe la realidad (minimundo) • Realidad descrita como entidades que se relacionan entre sí • Entidad: cosa | objeto | concepto del minimundo • Atributo: propiedad interesante de alguna entidad • Relación: asociación | vínculo | interacción entre entidades • Modelo Entidad/Relación, MER (ERM, entity-relationship model) • Modelos Orientados a Objetos (UML, Unified Modeling Language) Tema 1. Sistemas de bases de datos

  28. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD • Modelos de datos de representación o lógicos (1) • Permiten describir la estructura lógica global: descripción de la implementación • Conceptos entendibles por usuarios finales, pero no lejos de organización física de datos • Ocultan detalles de implementación, pero conceptos implementablesdirectamente en el sistema • Los más utilizados en los SGBD comerciales actuales (ORACLE) • Modelos basados en registros Relacional, Red, Jerárquico • Modelos orientados a objetos • Modelos lógicos próximos a los conceptuales Tema 1. Sistemas de bases de datos

  29. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD • Modelos de datos de representación o lógicos (y 2) MODELO RELACIONAL CUENTA Cada cliente sólo puede tener una cuenta a su nombre. Una cuenta puede tener más de un cliente como titular. CLIENTE Tema 1. Sistemas de bases de datos

  30. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD • Modelos de datos de bajo nivel o físicos • Conceptos que describen detalles de almacenamiento de los datos • Dirigidos a usuarios especialistas en informática • Describen la estructura física de la base de datos: - Formato y ordenamiento de registros en los ficheros de datos - Tamaños de página, de bloque,... - Caminos (o estructuras) de acceso a los datos (ficheros índices, etc.) ... Tema 1. Sistemas de bases de datos

  31. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Esquemas, instancias y estado de la base de datos Esquema = Descripción • Especificado en el diseño de la BD y rara vez modificado • Metainformación o metadatos Diagrama del Esquema de la BD • Representación del esquema, en un modelo de datos • Compuesto de esquemas de tipos de registro (elementos del esquema) LIBRO PRESTAMO ... Otra posible representación: LIBRO ( isbn, titulo, apAutor, nomEdit, año ) PRESTAMO ( idPer, idLib, fecha ) ... Un diagrama de esquema sólo visualiza algunos aspectos del esquema, pero no muestra muchos otros: tipos de datos, relaciones entre elementos del esquema,... Tema 1. Sistemas de bases de datos

  32. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Esquemas, instancias y estado de la base de datos Una base de datos es un conjunto de datos reales relacionados que cambian continuamente • Estado de la base de datos • Conjunto de datos que contiene la BD en un momento concreto • Conjunto de instanciasde los elementos del esquema de BD • 1 esquema  N estados Estado Consistente (ok!!) • Satisface estructura y restricciones especificadas en esquema • SGBD asegura que todo estado de la BD sea consistente Nomenclatura:Esquema = Intensión ; Estado = Extensión Tema 1. Sistemas de bases de datos

  33. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura de tres esquemas de un SGBD • Recuperación eficiente de datos  estructuras de datoscomplejas para representar la información en la BD • Complejidad oculta a través de niveles de abstracción Arquitectura ANSI/X3/SPARC Ayuda a conseguir • Separación entre programas y datos • Múltiples vistas de usuario Nivel Externo (vistas) ... ... Nivel Conceptual Nivel Interno Tema 1. Sistemas de bases de datos

  34. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (1) • Nivel Interno • Descrito mediante elEsquema Interno, el cual... • Define la estructura física de almacenamiento de toda la BD • Tipos de registros almacenados, • Secuencia física de los registros, • Estructuras de almacenamiento (hashing,...), • Estructuras de acceso (indexación,...) • etc. • Escrito utilizando un Modelo de Datos Físico • Muy cercano al nivel físico pero no trata con registros físicos (bloques, páginas, …) ni con unidades como cilindros o pistas. Tema 1. Sistemas de bases de datos

  35. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (2) • Nivel Conceptual o Lógico • Descrito mediante elEsquema Conceptual o Lógico... • Define la estructura lógica de toda la BD • Entidades, Tipos de datos, • Relaciones, • Restricciones (integridad, seguridad,...) • Oculta detalles físicos • Escrito usando un Modelo de Datos Conceptual o Lógico • Actualmente se considera el uso de dos esquemas en este nivel: • Esquema Conceptual: organizativo, cercano al usuario • Esquema Lógico: cercano al SGBD Tema 1. Sistemas de bases de datos

  36. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (3) • Nivel Externo o de Vistas • Descrito medianteEsquemas Externos • Cada Esquema Externo o Vista... • Define la porción de la BD que interesa a un usuario • Para el usuario, esa porción es la base de datos • Pueden existirmúltiples vistasdel mismo esquema conceptual • Varias vistas pueden solaparse entre sí • Escrito usando Modelo de Datos Conceptual o Lógico Tema 1. Sistemas de bases de datos

  37. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (4) • SGBD comercialesno distinguen del todo los 3 niveles • Algunos incluyen detalles físicos en el Esquema Conceptual (Lógico) • Usan el mismo modelo de datos para especificar • Esquemas Externos (vistas) y • Esquema Conceptual (lógico) • Los 3 niveles son descripciones de datos • Los datos reales sólo están en el nivel físico • Correspondencia entre esquemas  SGBD (el ABD) • Externo Conceptual • Conceptual  Interno Tema 1. Sistemas de bases de datos

  38. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Arquitectura de tres esquemas ANSI/X3/SPARC (y 5) • Nivel Externo (Lenguaje de Programación “tipo Pascal”) tipo empleado = registro (no acceso al salario) n_empleado: cadena(6); n_depto: cadena(4); fin; • Nivel Conceptual (Lenguaje de definición de datos, LDD) EMPLEADO ( NUMERO_EMPLEADO CARACTER(6) CLAVE PRINCIPAL, NUMERO_DEPARTAMENTO CARACTER(4) NO NULO, SALARIO NUMERICO(5) NO NULO ) • Nivel Interno EMP_ALMACENADO LONGITUD=20 PREFIJO TIPO=BYTE(6), DESPLAZAMIENTO=0 EMP# TIPO=BYTE(6), DESPLAZAMIENTO=6, INDICE=IEMP DEPTO# TIPO=BYTE(4), DESPLAZAMIENTO=12 PAGA TIPO=PALABRA, DESPLAZAMIENTO=16 Tema 1. Sistemas de bases de datos

  39. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Independencia de datos (1) « Capacidad de modificar el esquema de un nivel sin tener que cambiar el esquema del nivel inmediato superior » • Independencia lógica de datos • Capacidad de modificar el esquema conceptual... • ampliar / reducir la BD • modificar restricciones • ... sin alterar • esquemas externos • programas de aplicación difícil de conseguir… Tema 1. Sistemas de bases de datos

  40. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Independencia de datos (2) • Independencia física de datos • Capacidad de modificar el esquema interno... • reestructurar alguna estructura de almacenamiento • crear nuevas estructuras de acceso, etc.  mejorar rendimiento de la obtención/actualización • ... sin alterar • esquema conceptual • programas de aplicación es más fácil de lograr Tema 1. Sistemas de bases de datos

  41. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Independencia de datos (y 3) Pero... ¿cómo conseguir la independencia de datos? • El Catálogo de SGBD incluye información sobre correspondencias entre esquemas Modificación del esquema de un nivel implica... • cambios en la correspondencia entre niveles, • y el esquema del nivel superior no varía gracias a la Arquitectura de Tres Niveles • Mantenimiento de las correspondencias entre niveles... • gasto extra en compilación / ejecución de programas • menor eficiencia del SGBD • Pocos SGBD implementan Arquit. de Tres Niveles completa OK !! Tema 1. Sistemas de bases de datos

  42. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes e interfaces de bases de datos Lenguajes del SGBD (1) • LDD: lenguaje de definición de datos • Usado por ABD y diseñadores para especificar... • Esquema Conceptual • Esquema Interno • si SGBD sin separación estricta de niveles conceptual e interno • Correspondencias entre los anteriores • Compilador de LDD: procesa sentencias escritas en LDD, para • identificar descripciones de elementos del esquema y • almacenarlas en el catálogo del SGBD Tema 1. Sistemas de bases de datos

  43. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes e interfaces de bases de datos Lenguajes del SGBD (2) • LDD: lenguaje de definición de datos (cont.) CREATE TABLE Libro ( isbn CHAR(10) PRIMARY KEY, titulo VARCHAR(60) NOT NULL UNIQUE, apAutor VARCHAR(15) NOT NULL, nomEdit VARCHAR(15) NOT NULL, año NUMERIC(4) ... ); Tema 1. Sistemas de bases de datos

  44. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes del SGBD (3) • LDA: lenguaje de definición de almacenamiento • En SGBD que distinguen entre niveles conceptual e interno, se usa... • LDA para especificar Esquema Interno detalles de implementación de estructuras de almacenamiento y de acceso • LDD para especificar el Esquema Conceptual entidades + relaciones + restricciones • LDD o LDA para definir Correspondencias entre los anteriores Tema 1. Sistemas de bases de datos

  45. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes del SGBD (4) • LDV: lenguaje de definición de vistas • Para conseguir Arquitectura de Tres Esquemas “verdadera” • Usado para especificar • Esquemas Externos (o Vistas de usuario) • Correspondencias entre Vistas y el Esquema Conceptual • No obstante, la mayoría de SGBD utilizan LDD para definir vistas CREATE VIEW PrestamoLibro AS SELECT R.fecha, L.titulo, P.nombre FROM PRESTAMO R, LIBRO L, PERSONA P WHERE R.idLib = L.isbn AND R.idPer = P.id; Tema 1. Sistemas de bases de datos

  46. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes del SGBD (5) • LMD: lenguaje de manipulación de datos • Obtención, Inserción, Eliminación y Modificación de datos • Dos tipos de DML: procedimental y declarativo LMD procedimental, o de bajo nivel • Qué datos obtener/manipular y cómo obtenerlos/manipularlos • Siempre debe estar empotrado en un LP • Es un LMD orientado a registros: Obtiene un solo registro y lo procesa por separado » Necesita usar elementos del LP (ej. bucles) para... • obtener registro a registro y • procesarlos individualmente Tema 1. Sistemas de bases de datos

  47. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Lenguajes del SGBD (y6) LMD declarativo, o de alto nivel • Qué datos obtener para manipular y no cómo manipularlos • Usado para realizar operaciones complejas de BD... - Interactivamente -- Lenguaje de Consulta - Incorporado en un LP anfitrión (host) -- LMDEmpotrado • Es un LMD orientado a conjuntos: Obtiene/Actualiza muchos registros con una única sentencia SELECT titulo, nomEdit, año FROM Libro WHERE apAutor = “Tolkien”; INSERT INTO Autor VALUES (“Jorge Luís”, “Borges”); DELETE FROM Prestamo WHERE idLib = 8420464988; UPDATE Persona SET telefono = 555111222 WHERE id = 1; • SGBD comerciales actuales ofrecen único lenguajeintegrado, mezcla de LDD, LDA, LDV y LMD(como SQL) Tema 1. Sistemas de bases de datos

  48. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD un apunte: acceso a BD desde programas de aplicación • Programas escritos en un lenguaje (C++, Java, ...) anfitrión • Dos modos de ejecutar instrucciones LMD desde el lenguaje anfitrión: • UsarInterfaz de Programa de Aplicación(conjunto de procedimientos) • ODBC, Open Data Base Connectivity (definido por Microsoft para C), • JDBC, Java Data Base Connectivity • Extender la sintaxis del lenguaje anfitrión para incorporar llamadas LMD dentro de los programas • Instrucciones LMD precedidas de un carácter especial • El preprocesador de LMD convertirá estas instrucciones en llamadas a procedimientos normales del lenguaje anfitrión Tema 1. Sistemas de bases de datos

  49. 1.2 Conceptos y arquitectura del SBD Interfaces del SGBD • Basadas en menús • Basadas en formularios • Gráficas • De lenguaje natural • Para usuarios paramétricos • Para el ABD(órdenes privilegiadas) • Crear/eliminar cuentas de usuario y establecer autorizaciones • Establecer parámetros de ajuste del rendimiento del sistema • Modificación de esquemas y correspondencias • Acceso al catálogo • Reorganizar estructura de almacenamiento de la BD • Realizar/restaurar copias de seguridad • ... Tema 1. Sistemas de bases de datos

  50. 1.3 Estructura general del sistema de bases de datos Módulos componentes de un SGBD (1) Arquitectura de los paquetes software de SGBD • Los actuales tienen un diseño modular, según una arquitectura cliente-servidor(dos capas) • SGBD • BD SERVIDOR • Terminal • Estación de trabajo • PC USUARIOS CLIENTE • Programas de aplicación • Interfaces (GUI) de acceso a BD • Red de larga distancia (WAN) • Red de área local (LAN) • Líneas telefónicas • Dispositivos de comunicación por satélite Tema 1. Sistemas de bases de datos

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