Conferencia 1 Introducción a las bases de datos.pdf

Temas Principales
Introducción a los SGBD: Presentación de la asignatura y sus objetivos.
Historia de las Bases de Datos: Evolución y desarrollo de los distintos modelos.
Conceptos Fundamentales: Definiciones y características de los SGBD.
Modelos de Datos: Descripción de los diferentes modelos y sus aplicaciones.
Arquitectura de Tres Niveles: Detalle sobre la separación de niveles en la gestión de bases de datos.
Ventajas del Modelo Relacional: Mejora en la eficiencia de programación y creación de lenguajes accesibles como SQL.
Tendencias Modernas: Evolución hacia sistemas distribuidos y bases de datos como servicio (DBaaS).

Resumen: La conferencia, dictada por el Dr. Alain Pereira Toledo, ofrece una visión general sobre la evolución de los sistemas de gestión de bases de datos (SGBD) desde sus inicios hasta los modelos actuales. Se abordan los diferentes tipos de sistemas de bases de datos, sus características y los conceptos fundamentales.

Objetivos
Explorar la evolución de los sistemas de bases de datos.
Presentar los diferentes modelos de bases de datos y sus aplicaciones prácticas.
Discutir las limitaciones de los sistemas de archivos y los avances que los SGBD han logrado sobre ellos.

Hallazgos Clave
Evolución Histórica: Desde archivos secuenciales hasta sistemas NoSQL, se destaca la mejora en la eficiencia y flexibilidad de los SGBD.
Modelos de Bases de Datos: Se discuten los modelos jerárquico, en red, relacional, orientado a objetos, objeto-relacional y NoSQL, cada uno con sus ventajas y desventajas.
Arquitectura de Tres Niveles: La importancia de separar la lógica de datos y la implementación física para mejorar la gestión y la independencia de datos.

1. Dr. Alain Pereira Toledo
Introducción a las bases de datos
Conferencia #1
Dr. Alain Pereira Toledo
Asignatura: Bases de datos
Departamento de Ciencia de la Computación
Universidad Central «Marta Abreu» de Las Villas
UCLV, 2021

2. Dr. Alain Pereira Toledo
1.Presentación de la asignatura Bases de datos
2.Breve historia sobre las bases de datos
3.Conceptos fundamentales
4.Modelos de datos y esquemas
5.Arquitectura de tres niveles
Sumario
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3. Dr. Alain Pereira Toledo
80 horas clase
3TCP
1 TCE
Evaluación final: examen final
Presentación de la asignatura
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4. Dr. Alain Pereira Toledo
Autor Título Editorial País Año
C. J.Date Introducción a lossistemas de bases de
datos
Addison-Wesley, 7ma Ed.EUA 2001
Textos complementarios
R. Elmasri, Navathe, S. B.Fundamentos de sistemas de bases de
datos
PearsonEducation, 5ta Ed.EUA 2007
T. M. Connolly, Begg, C. E.Sistemas de bases de datos PearsonEducation, 4ta Ed.España2005
H. E. Korth,Silberschatz, A.Fundamentosde bases de datos McGraw-Hill, 4ta Ed.España2002
J. R. Groff, Weinberg, P.N. Guía LanTIMES de SQL (Incluye SQL2)McGraw Hill EUA 1998
Presentación de la asignatura. Bibliografía
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5. Dr. Alain Pereira Toledo
Breve historia de las bases de datos
5
Publicación del modelo
relacional de Codd
1960 1970 1980 2000
Archivos
secuenciales
Archivos con
acceso directo
Sistemas de bases
de datos jerárquico
Sistemas de
bases de datos
en red
Sistemas de base
de datos
relacionales
Plataformas
Cliente/Servidor
1990
Sistemas de bases de
datos orientados a
objetos
Sistemas de bases
de datos
objeto‒relacionales
Sistemas NoSQL

6. Dr. Alain Pereira Toledo
Imitaban el procesamiento manual de los
datos en las empresas
Archivo lógico ≡ Archivo de papeles
Registro lógico ≡ Carpeta de una Archivo
Sistema orientado a archivos
6

7. Dr. Alain Pereira Toledo
Acceso secuencial a los datos (resuelto posteriormente)
Redundancia en los datos
Pobre control de los datos
Capacidad inadecuada de manipulación de los datos
Esfuerzo grande en la programación
Limitaciones de los Sistemas orientados a archivos
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8. Dr. Alain Pereira Toledo
•Modelo jerárquico: todas las interrelaciones entre
los datos pueden estructurarse como jerarquías
•La interrelación entre los datos es a través de
punteros
ID_Cliente Nomb_ClienteDirección
100 Pepe Edif 5 apto 11
Factura#Fecha ID_Cliente
1012 02/02/2009100
1015 01/15/2010100
Sistemas de bases de datos jerárquico
8

9. Dr. Alain Pereira Toledo
Jerarquía Red
Tiene más de
un padre
Sistemas de bases de datos jerárquico
9

10. Dr. Alain Pereira Toledo
Un registro puede estar subordinado a registros de más de un
archivo
Superan a los jerárquicos en la capacidad de interrelaciones que
pueden implementar
Los punteros físicos provocan que las interrelaciones tengan que
ser definidas durante la implementación
Cualquier otra interrelación entre los datos no puede ser creada
una vez terminado el sistema
Sistemas de bases de datos en red
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11. Dr. Alain Pereira Toledo
E. F Coddpublica en 1970 el revolucionario
artículo sobre el modelo relacional
Se pueden combinar los datos de fuentes
diferentes, si la información lógica para la
combinación estaba presente en los datos,
con independencia de las técnicas físicas de
implementación
El modelo relacional está basado en tablas
con filas y columnas, nombradas relaciones
El Álgebra Relacional y el Cálculo Relacional
son los lenguajes para manipular los datos
Sistemas de bases de datos relacionales
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12. Dr. Alain Pereira Toledo
Mejoró la eficiencia conceptual de la programación de la base
de datos (manipulación por instrucciones sencillas)
Posibilita la creación de lenguajes más comprensibles por el
usuario no especialista en computación (aparece el SQL, el Quel
y el QBE a mediados de los 70s)
Actualmente imperan en el mercado y en la investigación los
sistemas de bases de datos relacionales
Ventajas del modelo relacional
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13. Dr. Alain Pereira Toledo
Popularidad del modelo relacional
13
https://db-engines.com/en/ranking

14. Dr. Alain Pereira Toledo
Sistemas de bases de datos objeto-relacionales
Sistemas de bases de datos distribuidos
Sistemas NoSQL
DBaaS(Database-as-a-Service)
Últimas tendencias
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15. Dr. Alain Pereira Toledo
Datos: hechos aislados
Información: datos organizados o resumidos
Base de datos: colección de datos interrelacionados que se
puede utilizar por uno o más programas de aplicación
Sistema de base de datos: una base de datos, un sistema gestor
de base de datos, con el hardware y el personal apropiados
Sistema gestor de bases de datos (SGBD): sistema
computacional que facilita la gestión de las bases de datos
Esta diapositiva es blanca
Conceptos fundamentales
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16. Dr. Alain Pereira Toledo
Características de la BD:
Refleja las interrelaciones y restricciones existentes en el mundo real
Existe independencia entre los datos compartidos por diferentes
usuarios, y las aplicaciones
Es una colección coherente de datos con algún significado inherente
(datos seleccionados de forma aleatoria no pueden ser correctamente
referidos como una Base de Datos)
Es diseñada, construida y poblada con datos para un propósito
específico
Conceptos fundamentales
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17. Dr. Alain Pereira Toledo
•Posibilita la:
–Definición
–Construcción
–Manipulación
de la Base de Datos
Conceptos fundamentales
17
Sistema computacional que facilita la gestión de las bases de datos.
Sistema gestor de bases de datos (SGBD)

18. Dr. Alain Pereira Toledo
Definición de la base de datos: especificar los tipos de datos y
las restricciones para los datos almacenados en la base de datos
Construcción de la base de datos: almacenar los datos sobre el
medio físico
Manipulación de la Base de Datos:
–Consultar
–Insertar
–Actualizar
–Eliminar
datos de la Base de Datos
Conceptos fundamentales
18

19. Dr. Alain Pereira Toledo
Conceptos fundamentales
19
Una base de datos, un sistema gestor de base de datos. Está montado con
el hardware y el personal apropiados.
Sistema de base de datos (SBD)

20. Dr. Alain Pereira Toledo
Sistema de Bases de Datos = BD + SGBD (software)
SGBD
Conceptos fundamentales
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21. Dr. Alain Pereira Toledo
Naturaleza autodescriptivade una base de datos:
Los SBD almacenan los datos y la definición completa de la estructura y
restricciones de las bases de datos. Esta definición es guardada en el
catálogo y es conocida como metadatos
La separación entre definición e implementación, posibilita
transformar la BD sin provocar grandes cambios en la aplicación
Características de los SBD
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22. Dr. Alain Pereira Toledo
Aislamiento entre los programas y los datos, y abstracción de
datos
En el SGBD la estructura de los datos se almacena (en el catálogo)
separada del software de acceso (independencia datos-programas)
El SGBD brinda a los usuarios una representación conceptual de los
datos que no incluye muchos de los detalles de cómo los datos son
almacenados físicamente (abstracción de datos)
Características de los SBD
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23. Dr. Alain Pereira Toledo
Soporte de múltiples vistas de los datos
Una base de datos típicamente es vista por muchos usuarios desde
diferentes perspectivas
Una vista puede ser un subconjunto de la base de datos o contener
datos virtuales (Que no son explícitamente almacenados, sino
derivados de los datos de la base de datos ≡ Información)
Características de los SBD
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24. Dr. Alain Pereira Toledo
Compartimiento de los datos, entorno multiusuario
Un SGBD multiusuario permite que múltiples usuarios accedan
simultáneamente a la misma base de datos
Un SGBD debe incluir software para el control de la concurrencia:
Ej.: Cuando varios empleados intentan reservar un asiento de un vuelo,
el SGBD debe garantizar que un asiento sea asignado solo una vez a
algún pasajero
Características de los SBD
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25. Dr. Alain Pereira Toledo
Modelos de datos y esquemas
25
•Modelos lógicos basados en objetos.
(Modelo Entidad -Relación, Modelo Orientado a Objetos)
•Modelos lógicos basados en registros.
(Modelo Relacional, Jerárquico, Red)
•Modelos físico de datos.
Colección de herramientas conceptuales para describir los datos,
relaciones entre ellos, semántica asociada a los datos y restricciones .
Modelo de datos

26. Dr. Alain Pereira Toledo
Modelos lógicos basados en objetos
Brindan conceptos muy cercanos a la forma en que los usuarios
perciben los datos
Conocidos también como modelos conceptuales o de alto nivel
Esquema Entidad-Relación
Modelos de datos y esquemas
26

27. Dr. Alain Pereira Toledo
Modelos lógicos basados en registros
Nivel intermedio entre el modelo conceptual y el físico
Proporciona conceptos que pueden ser entendidos por los usuarios
finales y no están de lejos de la forma en que los datos son
organizados en la computadora
Conocidos también como modelos de datos representacionales o de
implementación
Modelos de datos y esquemas
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28. Dr. Alain Pereira Toledo
Ejemplo de BD relacional
28

29. Dr. Alain Pereira Toledo
Modelos físico de datos
Describen como los datos son almacenados en la computadora
Modelos de datos y esquemas
29

30. Dr. Alain Pereira Toledo
La descripción de una base de datos se conoce como esquema
de la base de datos (se almacena en el catálogo de la BD del
SGBD)
Es especificado durante el diseño y se espera que no sufra
cambios frecuentes
Los modelos de datos tienen convenios para mostrar los
esquemas como diagramas
Modelos de datos y esquemas
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31. Dr. Alain Pereira Toledo
En cualquier modelos de datos es
importante distinguir entre la
descripción de la DB y la DB en sí
Exactamente:
SBD = SGBD + BD + Esquema
Modelos de datos y esquemas
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32. Dr. Alain Pereira Toledo
Ej.: Esquema para la representación de la BD “Universidad”, que
registra las notas de los estudiantes en las asignaturas
impartidas por profesores
Modelos de datos y esquemas
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33. Dr. Alain Pereira Toledo
Arquitectura de tres niveles ANSI/SPARC
33
Se basa en el principio de
“independencia de los
datos”:
Independencia lógica: la
inmunidad de los usuarios y los
programas ante los cambios en la
estructura lógica de la BD.
Independencia física: la
inmunidad de las aplicaciones
ante cambios en las estructuras de
almacenamiento y técnicas de
acceso.

34. Dr. Alain Pereira Toledo
Nivel Interno: usa modelado de datos físico y describe los detalles
de cómo almacenar los datos
Nivel Conceptual: oculta los detalles de cómo almacenar físicamente
los datos, y se concentra en describir entidades, tipos de datos,
restricciones, relaciones...
Nivel Externo: describe la parte de la BD que interesa a un usuario
específico y oculta el resto de la BD
En los niveles conceptual y externo, puede utilizarse modelado de
datos conceptual o lógico orientado a registros (representacional)
La mayoría de los SGBDsno separan completamente los 3 niveles,
pero soportan esta arquitectura en alguna medida
Arquitectura de tres niveles ANSI/SPARC
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35. Dr. Alain Pereira Toledo
Servidor
Servidor
ClientesClientes
serviciocompartido
Front-end
Interfaz de usuario
Plataforma Cliente/Servidor
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36. Dr. Alain Pereira Toledo
Date, C. J. Introducción a los sistemas de bases de datos. 7ma Edición.
(Caps. 1 y 2)
RamezElmasriy ShamkantB. Navathe. “Fundamentos de sistemas de
bases de datos”. Addison –Wesley. 5ta Edición, 2007. (Caps. 1 y 2)
Bibliografía
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37. Dr. Alain Pereira Toledo
Lea:
Date, C. J. (2001). Introducción a los sistemas de bases de datos(7.
a
ed.). Prentice Hall. Cap. 1
Elmasri, R., & Navathe, S. B. (2007). Fundamentos de sistemas de bases
de datos(5.
a
ed.). Pearson Educación. Caps. 1 y 2 (epígs. 2.1-2.4).
Responda las siguientes preguntas de control luego de leer la
bibliografía orientada.
Estudio independiente
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38. Dr. Alain Pereira Toledo
1.¿Cuáles son las ventajas de usar un sistema de base de datos?
2.¿Qué propiedad emerge con el modelo relacional que es le confiere
ventaja respecto a sus antecesores? Explique brevemente en qué
consiste tal propiedad.
3.¿Cuáles son los tipos de usuarios o roles vinculados a las bases de
datos?
4.¿El modelo relacional en qué niveles de la arquitectura ANSI/SPARC
se puede utilizar?
5.¿Cuál es la diferencia entre modelo y esquema?
6.¿Cuáles son las funciones principales de un gestor de bases de datos?
Estudio independiente
38