Arquitectura y Modelos de Datos jueves.pptx

arquitectura de la bd

1. Arquitectura y Modelos de Datos Fundamentos Relacionales en Sistemas Ariadna Calderon

2. CONTENIDO Arquitectura de bases de datos 01 Sistemas de gestión BBDD 02 Modelo conceptual de datos 03 Álgebra relacional 04

3. Arquitectura de bases de datos 01

4. Componentes principales 01 03 02 04 Servidor de base de datos Componente central que almacena y gestiona los datos, proporcionando servicios de consulta, actualización y mantenimiento de la información. Cliente de base de datos Interfaz que permite a los usuarios interactuar con la base de datos mediante consultas, formularios y aplicaciones específicas. Sistema de gestión Software que administra la estructura, integridad y seguridad de los datos, implementando las operaciones del álgebra relacional. Procesador de consultas Componente que analiza, optimiza y ejecuta las operaciones solicitadas por los usuarios mediante lenguajes como SQL.

5. Niveles de abstracción 01 03 Nivel Conceptual Representa la visión global de los datos mediante esquemas conceptuales, independiente de implementaciones físicas, utilizando modelos como el relacional. Nivel Lógico Describe cómo se organizan los datos en estructuras lógicas, aplicando el álgebra relacional para manipular conjuntos de datos. Nivel Físico Define cómo se almacenan físicamente los datos en dispositivos de almacenamiento, incluyendo estructuras de archivos y métodos de acceso. 02

6. Independencia de datos Concepto de independencia de datos Separación entre datos y aplicaciones que permite modificar la estructura física sin afectar a los programas que acceden a la información. Niveles de abstracción División en tres niveles: físico, lógico y externo, que facilita la independencia y optimiza el acceso a los datos. Independencia física Permite modificar el almacenamiento físico sin alterar el esquema lógico, optimizando rendimiento sin cambiar aplicaciones existentes. Independencia lógica Posibilita cambios en el esquema conceptual sin afectar las vistas de usuario, facilitando la evolución de la base de datos.

7. Sistemas de gestión BBDD 02

8. Funciones esenciales Part 01 Part 03 Almacenamiento de datos Permite guardar información estructurada de forma persistente, garantizando la integridad y disponibilidad de los datos para su posterior recuperación. Part 02 Procesamiento de consultas Facilita la recuperación eficiente de información mediante lenguajes como SQL, transformando consultas en operaciones del álgebra relacional. Control de concurrencia Gestiona el acceso simultáneo a los datos por múltiples usuarios, evitando conflictos y asegurando la consistencia de la información.

9. Tipos de arquitecturas Arquitectura de tres niveles Divide la base de datos en tres capas: externa, conceptual e interna. Permite independencia de datos y optimización en cada nivel. Arquitectura cliente-servidor Distribuye procesamiento entre clientes y servidor de base de datos. Optimiza recursos y permite acceso concurrente a datos centralizados. Arquitectura distribuida Datos repartidos en múltiples ubicaciones físicas. Mejora disponibilidad, rendimiento y tolerancia a fallos mediante fragmentación y replicación.

10. Ventajas y limitaciones Ventajas de SGBD Los sistemas de gestión de bases de datos ofrecen independencia de datos, integridad, seguridad y reducción de redundancia, optimizando el almacenamiento y acceso. Limitaciones arquitectónicas Las arquitecturas de bases de datos pueden presentar cuellos de botella en rendimiento, complejidad de implementación y costos elevados de mantenimiento. Fortalezas del álgebra relacional El álgebra relacional proporciona un marco matemático sólido, consultas precisas y optimización de operaciones para manipular datos estructurados eficientemente. Desafíos del modelo conceptual Los modelos conceptuales pueden resultar abstractos, difíciles de implementar y presentar limitaciones al representar relaciones complejas del mundo real.

11. Modelo conceptual de datos 03

12. Entidades y relaciones Concepto de entidad Una entidad representa un objeto del mundo real que puede ser identificado de forma única y sobre el cual se almacena información en la base de datos. Tipos de entidades Existen entidades fuertes, débiles y asociativas, cada una con características distintas en cuanto a su dependencia e identificación dentro del modelo relacional. Concepto de relación Una relación establece una asociación entre dos o más entidades, representando cómo interactúan los objetos en el modelo de datos conceptual. Cardinalidad de relaciones Define la cantidad de instancias de una entidad que pueden asociarse con instancias de otra entidad (1:1, 1:N, N:M).

13. Diagramas ER Componentes de diagramas ER Representación visual de entidades, atributos y relaciones que modelan la estructura de datos en un sistema de base de datos relacional. Tipos de relaciones Conexiones entre entidades que pueden ser uno a uno, uno a muchos o muchos a muchos, definiendo la interacción entre datos. Entidades y atributos Las entidades representan objetos del mundo real, mientras los atributos describen sus características y propiedades específicas. Cardinalidad y participación Especifica cuántas instancias de una entidad pueden relacionarse con otra y si la participación es obligatoria u opcional.

14. Modelado conceptual avanzado Entidades y Relaciones Avanzadas Profundiza en la representación de entidades complejas y relaciones n-arias, fundamentales para modelar sistemas con múltiples interdependencias en bases de datos relacionales. Herencia y Generalización Explora mecanismos para modelar jerarquías de clases, permitiendo representar subtipos y supertipos con propiedades heredadas en el esquema conceptual. Restricciones de Integridad Complejas Analiza la implementación de reglas de negocio avanzadas mediante restricciones que mantienen la consistencia e integridad de los datos relacionales.

15. Álgebra relacional 04

16. Operaciones básicas 1 2 3 4 Selección Proyección Extrae columnas específicas de una relación, eliminando duplicados y creando una nueva relación con solo los atributos seleccionados. Unión Combina tuplas de dos relaciones compatibles, eliminando duplicados y generando una relación que contiene elementos de ambas fuentes. Diferencia Produce una relación con tuplas que existen en la primera relación pero no en la segunda, requiriendo esquemas compatibles. Operación que filtra tuplas de una relación según una condición específica, creando un subconjunto que cumple los criterios establecidos.

17. Operaciones de conjuntos 1 2 3 Unión de conjuntos Combina elementos de dos relaciones con esquemas idénticos, eliminando duplicados. Representada como R ∪ S en álgebra relacional. Intersección de conjuntos Retorna elementos comunes entre dos relaciones compatibles. Se denota como R ∩ S, fundamental para consultas que requieren coincidencias exactas. Diferencia de conjuntos Produce elementos presentes en la primera relación pero ausentes en la segunda. Se expresa como R - S en álgebra relacional.

18. Consultas complejas 1 2 3 Consultas con múltiples tablas Las consultas que involucran varias tablas utilizan operaciones de join para combinar datos relacionados, permitiendo análisis más completos en sistemas de bases de datos. Subconsultas anidadas Consultas dentro de otras consultas que permiten realizar operaciones complejas en etapas, utilizando resultados intermedios para filtrar o procesar datos. Operaciones de agregación avanzadas Funciones como SUM, COUNT y AVG combinadas con GROUP BY y HAVING para análisis estadísticos complejos sobre conjuntos de datos relacionales.

19. GRACIAS！