FUNDAMENTOS DE
BASES DE DATOS
SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
SENA – Regional Distrito Capital
Ing. Esperanza Pérez M.
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1. SISTEMA GESTOR DE BASES
DE DATOS (SGBD)
Consiste en una colección de datos
interrelacionados y un conjunto de
programas para acceder a dichos datos.
La colección de Datos, normalmente
denominada “Base de Datos”, contiene
información relevante para una empresa.
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Continuación BD

Una base de datos, es una colección de
tablas en las que se almacena un conjunto
especifico de datos estructurado.
 Una tabla contiene una colección de filas,
también denominada tuplas o registros.
 Columnas, también llamadas atributos. Cada
columna de la tabla se ha diseñado para
almacenar un determinado tipo de
información, ej: fecha, nombres, importes en
moneda, o números
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SISTEMA GESTOR DE BASES DE
DATOS (SGBD)
OBJETIVO: Proporcionar una forma de
almacenar y recuperar la información de
una DB de manera que sea tanto práctica
como eficiente.
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SISTEMA GESTOR DE BASES DE
DATOS (SGBD)
Los SGBD se diseñan para gestionar grandes
cantidades de información.
La gestión de los datos implica tanto la definición de
estructuras para almacenar la información como la
provisión de mecanismos para la manipulación de la
información.
Los SGBD deben proporcionar la fiabilidad de la
información almacenada, a pesar de las caídas del
sistema o los intentos de acceso sin autorización.
Si los datos van a ser compartidos entre diversos
usuarios, el sistema debe evitar posibles resultados
anómalos.
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1.1. APLICACIONES DE LOS
SGBD
BANCA:
Para información de los
clientes,
cuentas
y
préstamos,
y
transacciones.
TELECOMUNICACIONES:
reservas e información de planificación.
Para guardar un registro de las llamadas
realizadas, generación mensual de facturas,
manteniendo el saldo de las tarjetas
telefónicas prepago y para almacenar
información sobre redes de comunicaciones.
UNIVERSIDADES:
FINANZAS:
LÍNEAS
AÉREAS:
Para
Para
información de los estudiantes, matriculas
de las asignaturas y cursos.
TRANSACCIONES
DE
TARJETAS
DE
CRÉDITO: Para compras con TC y
generación mensual de extractos.
RECURSOS HUMANOS:
para información sobre los empleados,
salarios, impuestos y beneficios, y para la
generación de nominas.
Para
almacenar
información sobre grandes empresas, ventas y
compras de documentos formales financieros,
como bolsa y bonos.
VENTAS: Para información de clientes
productos y compras.
PRODUCCIÓN: Para la gestión de
la cadena de producción y para el seguimiento
de la producción de elementos en las
factorías, inventarios de elementos en
almacenes y pedidos de elementos.
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1.2. SGBD FRENTE A SISTEMAS
DE ARCHIVOS

Redundancia e Inconsistencia de
Datos: Debido a que los archivos y programas
de aplicación son creados por diferentes
programadores en un largo período de tiempo, los
diversos archivos tienen probablemente diferentes
formatos y los programas pueden estar escritos en
diferentes lenguajes. Más aún la información puede
estar duplicada en diferentes lugares (archivos).


Problemas

Anomalías
concurrente:
Dificultad en el acceso a los
datos: La cuestión aquí es que el entorno de

Aislamiento de Datos:
Debido a que los
datos están dispersos en varios archivos, y los
archivos pueden estar en diferentes formatos, es
difícil escribir nuevos programas de aplicación para
recuperar los datos apropiados.
en
el
acceso
Conforme se ha ido mejorando
el conjunto de ejecución de los sistemas y ha sido
posible una respuesta en tiempo más rápida,
muchos sistemas han ido permitiendo a múltiples
usuarios actualizar los datos simultáneamente. En
tales sistemas un entorno de interacción de
actualizaciones concurrentes puede dar lugar datos
inconsistentes.
procesamiento de archivos convencional
no
permite que los datos necesarios sean obtenidos de
un forma práctica y eficiente.

de Atomicidad: Un
computador, como cualquier otro dispositivo
mecánico o eléctrico, esta sujeto a fallo. En muchas
aplicaciones es crucial asegurar que, una vez que
un fallo ha ocurrido y se ha detectado, los datos se
restauran al estado de consistencia que existía
antes del fallo.

Problemas de Seguridad:
No todos los
usuarios de un sistema de bases de datos deberían
poder acceder a todos los datos.
Problemas de Integridad:
Los valores
de los datos almacenados en la base de datos
deben satisfacer cierto tipos de restricciones de
consistencia.
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1.4 MODELO DE DATOS
Es una colección de herramientas conceptuales para describir los
datos, las relaciones, la semántica y las restricciones de
consistencia.
Hay dos tipos de modelos de datos:
Los Modelos Conceptuales: Los modelos conceptuales se utilizan
para representar la realidad a un alto nivel de abstracción. Mediante
los modelos conceptuales se puede construir una descripción de la
realidad fácil de entender.
Los Modelos Lógicos: En los modelos lógicos, las descripciones
de los datos tienen una correspondencia sencilla con la estructura
física de la base de datos
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1.4.1 Modelo Entidad - Relación
El modelo E/R esta basado en una percepción del
mundo real que consta de una colección de
objetos básicos llamados entidades, y de
relaciones entre estos objetos.
El modelo E/R permite al diseñador concebir la
DB a un nivel superior de abstracción,
aislándolo de consideraciones relativas a la
máquina.
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COMPONENTES BÁSICOS DEL
MER
 Rectángulos:
Representan Conjuntos de
Entidades.
 Elipses: Representan Atributos.
 Rombos: Representan Relaciones entre
conjuntos de Entidades.
 Líneas: “Que unen los Atributos con los
conjuntos de Entidades” y “los conjuntos
de Entidades con las Relaciones”.
10
1.4.1.1 Entidades
“Una persona, lugar, cosa, concepto o
suceso, real o abstracto, de interés para la
empresa”.
La representación gráfica de un tipo de
entidad en este modelo es un rectángulo
etiquetado en cuyo interior esta el nombre
del tipo de entidad.
Las entidades se describen en una DB
mediante un conjunto de atributos.
11
1.4.1.1.1Tipos de Entidades
Regulares: Son aquellas cuyos ejemplares
tienen existencia por si mismos.
Débiles: En las cuales la existencia de un
ejemplar depende de que exista un cierto
ejemplar de un tipo de entidad.
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Representación de los tipos de
Entidad
Entidad Regular
Película
Entidad Débil
Ejemplar
13
1.4.1.2 Interrelación
 Una
asociación,
vinculación
correspondencia entre entidades.
Id_Cliente
Nombre_Cliente Dir_Cliente Ciudad_Cliente
Cliente
Num_Cuenta
Impositor
o
Saldo
Cuenta
IMPOSITOR, RA: adj. y s. Que ingresa dinero en una Institución Bancaria.
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1.4.1.3 Dominio y Valor
 El
Conjunto de posibles valores que
puede tomar una cierta característica se
denomina dominio.
 Def. Un Conjunto de valores homogéneo
con un nombre.
 El dominio es un elemento del modelo que
tiene existencia propia
independientemente de cualquier otro
elemento.
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Representación de un Dominio
IDIOMAS
Español
Inglés
Francés
Alemán
16
1.4.1.4 Atributos
Las entidades se describen en una base de
datos mediante un Conjunto de Atributos.
“Cada una de las propiedades o
características que tiene un tipo de
entidad o un tipo de interrelación”
El atributo le da una determinada
interpretación al dominio.
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Representación de Dominio y de
Atributo

IDIOMAS
CURSO
IDIOMA
Para simplificar la
representación
gráfica y siempre que
coincida el nombre
del dominio con el
atributo,
será
suficiente
con
el
circulo u ovalo con el
nombre del atributo.
18
Representación de Atributos, tipos
de Entidades y de Interrelaciones
19
1.4.1.4.1 Atributos Compuestos
 Son
atributos definidos sobre más de un
dominio. A diferencia de los Dominios que
tienen vida Propia, es decir, existen por si
mismos, la existencia de un atributo está
ligada a la del correspondiente tipo de
entidad.
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1.4.2 RESTRICCIONES

El modelo E/R tiene como restricción inherente
que sólo permite establecer interrelaciones
entre entidades, NO estando Admitidas entre
entidades
e
interrelaciones
ni
entre
interrelaciones.
 Las
entidades deben tener un Único
identificador.
 Las restricciones sobre valores se establecen
mediante la definición de Dominios.
 Las restricciones estructurales se refieren tanto
a atributos como a interrelaciones.
21
Restricciones Entre Todos los
Atributos de un Tipo de Entidad
Cada uno de estos
conjuntos de atributos se
denomina
Identificador
Candidato (IC).
Cuando
un
IC
es
compuesto, el Número de
atributos
que
lo
componen
debe
ser
mínimo, en el sentido de
que la eliminación de
cualquiera de ellos le
haría perder su carácter
de identificador. Luego
todo IC debe cumplir la
condición de ser Univoco
y mínimo.
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Identificadores Principales
Compuestos

Se
pueden
representar
de
forma análoga a
la
de
los
atributos
compuestos.
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Atributos Multivaluados y
Opcionales
 Hay
atributos que pueden tomar
un valor. En ellos, se pueden
apropiadamente límites inferior y
en el número de valores en el
multivalorado.
Inglés
VHS
Idioma
Formato
Español
Beta
Tel: Móvil
Tel: Oficina
Num.
Teléfono
Tel: Casa
Alemán
MP3
DVD
Francés
más de
colocar
superior
atributo
TELEFONO
EJEMPLAR
Código
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Ejemplo de atributos multivaluado
(Idioma) y Opcional (Número)
25
Cardinalidad de Un Atributo en el tipo de
Entidad o en el tipo de Interrelación al cual
pertenece.
 Se
entiende por cardinalidad mínima o
máxima de un atributo el número mínimo
o máximo de valores que puede tomar
ese atributo en cada ejemplar del tipo de
entidad al cual pertenece.
 Las cardinalidades se representan
asociando un par de números enteros
(mín, máx) al correspondiente atributo.
26
Cuatro tipos Posibles de
Cardinalidades
27
FIN – PARTE I
EJERCICIO
VIDEO TIENDA
28
-ANEXOSREDUNDANCIA E
INCONSISTENCIA DE DATOS
La dirección y número de teléfono de un cliente
particular puede aparecer en un archivo que
contenga cuentas de ahorros y en un archivo que
contenga registros de una cuenta corriente.
Esta redundancia conduce a un almacenamiento y
coste de acceso más alto. Además, puede
conducir a la inconsistencia de los datos.
“Es decir, las diversas copias de los mismos datos
pueden NO coincidir”
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-ANEXODIFICULTAD EN EL ACCESO A
DATOS
Supóngase que uno de los empleados del
Banco Necesita averiguar los nombres
de todos los clientes que viven en la
localidad X de la ciudad.
a)
b)
El empleado obtiene la lista de todos los clientes y obtiene
manualmente la información que necesita.
Pedir al departamento de procesamiento de datos que haga que
un programador de sistemas escriba el programa de aplicación
necesario.
30
-ANEXOSPROBLEMAS DE INTEGRIDAD
El saldo de una cuenta bancaria no puede
nunca ser más bajo de una cantidad
predeterminada (por ejemplo 25 US).
31
- ANEXOS ATOMICIDAD
Consideremos un programa para transferir 500 US
desde la cuenta A a la B. Si ocurre un fallo del
sistema durante la ejecución del programa, es
posible que los 500 US fueron eliminados de la
cuenta A pero no abonados a la cuenta B,
resultando un estado de la base de datos
inconsistente.
Claramente, es esencial para la consistencia de la
base de datos que ambos, el abono y el cargo
tengan lugar, o que ninguno tenga lugar.
32
-ANEXOANOMALIAS EN EL ACCESO
CONCURRENTE
Considérese una cuenta bancaria A, que tiene 500 US.
Si dos clientes retiran fondos (por ejemplo 50 US y 100
US
respectivamente)
de
la
cuenta
A
en
aproximadamente el mismo tiempo, el resultado de las
ejecuciones concurrentes puede dejar la cuenta en un
estado incorrecto (o inconsistente).
Pueden leer ambos el valor 500 US, y escribir después 450
US y 400 US, respectivamente. Dependiendo de cuál
escriba el último valor. En lugar del valor correcto 350
US.
33
-ANEXOSPROBLEMAS DE SEGURIDAD
En un sistema Bancario, el personal de
nóminas necesita ver sólo esa parte de la
DB que tiene información acerca de varios
empleados del banco.
No necesita acceder a la información acerca
de las cuentas de los clientes.
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RELACION 1 – a - Varios
Trabaja para
EMPLEADO
DEPARTAMENTO
Emplea a
a)
b)
Un Departamento está asociado con
cualquier número de Empleados,
incluyendo Cero.
Cualquier Empleado esta asociado con,
como máximo, un Departamento.
RELACION 1 – a – Varios
OBLIGATORIA EN EL EMPLEADO
Trabaja para
EMPLEADO
DEPARTAMENTO
Emplea a
a)
b)
Todo Empleado debe trabajar para un
Departamento.
“En este caso, la relación con respecto al
Empleado es obligatoria .
Modelo Relacional
1 a Varios
RELACION 1 – a – 1
Director de
EMPLEADO
DEPARTAMENTO
Dirigido por
Un Empleado puede dirigir, como máximo, un
Departamento, y un Departamento puede
estar dirigido, como máximo por un Empleado.
b) (FK, U)  Los valores almacenados en la
columna “Dep_Dir_Emp_Numero” de la tabla
Departamento tienen que ser únicos.
Nota: Indexado = Sí (Sin duplicados)
a)
Modelo Relacional
1a1
RELACION VARIOS – a - VARIOS
Miembro de
EMPLEADO
COMISION
Tiene como Miembro a
a)
b)
Cero, Uno o más empleados pueden
integrar una comisión. Un Empleado
puede integrar Cero ó más de una
comisión.
Esta estructura NO puede llevarse a
cabo con sólo Dos Tablas.
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