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Unidad 1:
Introducción a las Bases de DatosDatos
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Temario
1.- Definición de Bases de Datos
2.- Archivos v/s Bases de Datos
3.- Tipos de Bases de Datos
4.- Proceso de Diseño de Bases de Datos
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En una organización existen una gran cantidadde recursos: humano, material (tecnológico),financiero y dato.
El dato es considerado un recurso porque:
Definición de Bases de Datos
El dato es considerado un recurso porque:• Tiene un valor intrínseco.
• Aporta información valiosa al desempeño y ala toma de decisiones.
• Su obtención, almacenamiento y controlinvolucran gastos (inversión).
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Dato: aquel hecho relacionado con personas,objetos, lugares, eventos u otras entidades delmundo real.
Características:
Definición de Bases de Datos
• Cualitativo (descriptivo) o Cuantitativo.• Interno o Externo.
Características:
• Histórico o Predictivo.
Formalmente dato = (Atributo, Valor).
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Información: datos organizados o preparados(procesados y formateados) de una forma quesea adecuada para la toma de decisiones u otrasactividades de la organización.
Definición de Bases de Datos
actividades de la organización.
El paso de dato a información es subjetivo, puesno todos tienen el mismo interés o necesidadsobre un mismo dato, por lo que éste esinformación sólo para algunos.
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Archivo: conjunto de datos relacionados entresí, al compartir una misma estructura y/ocomportamiento similar.
Por lo general, los datos de un archivo se
Definición de Bases de Datos
Por lo general, los datos de un archivo serefieren a un mismo tipo de entidad del mundoreal (empleado, vehículo, mueble).
Cada entidad representada por el archivo seguarda en un Registro.
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Bases de Datos: conjunto integrado de archivosrelacionados entre sí.
Dichos archivos son diseñados de tal maneraque puedan ser accesados por numerosos
Definición de Bases de Datos
que puedan ser accesados por numerososusuarios, a través de distintos medios.
Programa de
AplicaciónUsuario A
Usuario B
Usuario N
Bodega
Insumo
Proveedor
•
•
•
•
•
•
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Temario
1.- Definición de Bases de Datos
2.- Archivos v/s Bases de Datos
3.- Tipos de Bases de Datos
4.- Proceso de Diseño de Bases de Datos
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• Hace “mucho” tiempo atrás, las organizacionesdesarrollaban sus sistemas de información enforma aislada, sin existir una fuertecomunicación entre sus unidades.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Archivos
comunicación entre sus unidades.
• También se le denomina Enfoque porAgregación.
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Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Archivos
Visión del Enfoque de Archivos:
Programa
Facturación
Programa
Compras
Archivo Clientes
Archivo Cuentas Pagadas
Archivo Empleado
Archivo Inventario Materiales
Archivo Proveedor
Archivo Clientes
Archivo Factura
Archivo Empleados
Archivo Inventario Productos
Archivo Proveedor
Programa
Cuentas por
Pagar
Programa
Ventas
Programa
Sueldos
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Desventajas:
• Redundancia no controlada.• Subutilización del espacio en disco.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Archivos
• Duplicidad en el ingreso de los datos.
• Inconsistencia de los datos almacenados.
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Desventajas: (cont.)
• Dependencia de los datos.• Cualquier cambio en el esquema de la definición delos datos implica modificar todos los programas que
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Archivos
los datos implica modificar todos los programas quelos usan.
• Inconsistencia de Datos.
• Informes erróneos.
• Pérdida de confianza por parte del cliente.
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Desventajas: (cont.)
• Inflexibidad, en el sentido de que cada nuevorequisito, normalmente, implica diseñar nuevosprogramas y archivos.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Archivos
programas y archivos.
• Baja productividad del programador.
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Desventajas: (cont.)
• Escasa Posibilidad de Compartir Datos.• Dato ingresado varias veces para actualizararchivos.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Archivos
archivos.
• Redundancia de datos y de código.
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Desventajas: (cont.)
• Pobre Estandarización.• Datos Sinónimos.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Archivos
• Datos Homónimos.
• Excesiva Mantención.• Costo Elevado.
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Características Principales:
• Visión Centralizada de los Datos.• Minimización de la Redundancia.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
• Independencia de los Datos.• Estandarización, Compartición, y Seguridad deDatos.
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Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
Visión del Enfoque de Bases de Datos:
Archivo Clientes
Archivo Cuentas Pagadas
Archivo Inventario
Archivo Proveedor
Archivo Balance
Archivo Factura
Archivo Empleados
Archivo Estadísticas
Ventas
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Elementos del Enfoque de BD:
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
Administradores de BD Desarrolladores de SI Usuarios Finales
Herramienta
CASE
Interface
Usuario
Programas de
Aplicaciones
Reposi-
torio
DBMSBD
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Elementos del Enfoque de BD:
• Usuarios: personas con requisitos de infor-mación, que realizan operaciones de ingreso,modificación, eliminación, consulta y manten-
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
modificación, eliminación, consulta y manten-ción de la base de datos.• Usuario Final.
• Desarrollador de Aplicaciones.
• Diseñador de la Base de Datos.
• Administrador de Bases de Datos (DBA).
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Elementos del Enfoque de BD: (cont.)
• Sistema Administrador de Bases de Datos(SABD, DBMS): software que permite crear ymantener a una o más bases de datos.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
mantener a una o más bases de datos.
• También conocido como servidor o motor dedatos.• Funciones principales: DD, DM, DC.
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Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
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Elementos del Enfoque de BD: (cont.)
• Interfaz de Usuario: forma en que el SABDpermite la interacción con la base de datos.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
• Base de Datos: Conjunto de datos operacio-nales, almacenados en el computador yaccesados por distintas aplicaciones; o bien ellugar físico donde están almacenados los datos.
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Elementos del Enfoque de BD: (cont.)
• Catálogo (diccionario de datos): es una basede datos que guarda una descripción de losdatos, como su tipo, largo, propietario, tamaño
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
datos, como su tipo, largo, propietario, tamañode los registros, etc.
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Elementos del Enfoque de BD: (cont.)
• Administrador de la Base de Datos (DBA):persona o grupo de personas encargadas dedirigir y controlar el recurso dato, cumpliendo
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
dirigir y controlar el recurso dato, cumpliendolas siguientes funciones:• Definición de la base de datos y/o archivos a usar(junto con el analista y usuario.
• Selección de la estructura de almacenamiento y laestrategia de recuperación.
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Elementos del Enfoque de BD:
• Definición de los distintos tipos de acceso y sumantención.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
• Definición de la estrategia de respaldo a usar,implementarla y controlarla.
• Preocuparse del desempeño de la base de datos yafinarlo.
• Proveer de capacitación, entrenamiento y apoyo alas consultas de los usuarios.
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Elementos del Enfoque de BD:
• Administrador de Datos: responsable dedesarrollar y administrar las normas, proce-dimientos, prácticas y planes para la
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
dimientos, prácticas y planes para ladefinición, organización, protección y utili-zación eficiente de los datos dentro de laorganización, incluyendo todos los datos,estén o no en la base de datos.
• Administrador de la Base de Datos (DBA):responsable sólo por las bases de datos.
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Bases de Datos en el Desarrollo de SistemasInformáticos:
• Sistemas de Apoyo a la Gestión o de Información Administrativos.
• Sistemas Operacionales o de Procesamiento de Transacciones.
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
• Sistemas de Apoyo a la Gestión o de Información Administrativos.
• Sistemas de Apoyo a la Toma de Decisiones o de InformaciónEstratégicos.
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El enfoque de bases de datos influye en eldesarrollo de los sistemas de informacióntradicionales en las etapas de análisis y diseño.
• Análisis: se debe poner énfasis en el manejo integrado de los
Archivos v/s Bases de DatosEnfoque de Bases de Datos
• Análisis: se debe poner énfasis en el manejo integrado de losdatos y en la generación de una estructura lógica de la base dedatos, que se adapte a las necesidades de los usuarios.
• Diseño: se debe convertir la estructura lógica enespecificaciones para archivos y programas que puedan serimplementadas por el SABD disponible; se debe definir la base dedatos, la manera de probarla inicialmente y los programas quepermitirán el manejo de los datos.
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Archivos v/s Bases de Datos
Desventajas de las Bases de Datos:
Enfoque de Bases de Datos
• Necesidad de un Modelamiento de Datos.
• Consumo de una mayor cantidad de recursos.
• Necesidad de conocer software especializadopara crear y manejar las bases de datos.
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Para poder diseñar una base de datos es precisorealizar una serie de pasos, los cuales parten dela recolección de la información necesaria paraconstruir el sistema de información, hasta el
Proceso de Diseño de Bases de Datos
construir el sistema de información, hasta eldiseño de los archivos y sus organizaciones,donde finalmente quedarán los datos.
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Proceso de Diseño de Bases de Datos
Análisis y Requisitos RequisitosRecolección de de Datos de ProcesamientoRequisitos
Diseño Diseño del Esquema Diseño deConceptual Externo y Conceptual Transacciones
(independiente del software)
Elección delElección delSoftware
Diseño Diseño del EsquemaLógico Externo y Conceptual
(dependiente del software)
Restriccionesde Rendimiento,
FrecuenciasDiseño Diseño del Esquema InternoFísico (dependiente del software)
Implementación Sentencias DDL ImplementaciónSentencias DML
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Temario
1.- Definición de Bases de Datos
2.- Archivos v/s Bases de Datos
3.- Tipos de Bases de Datos
4.- Proceso de Diseño de Bases de Datos
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Criterios:
• Distribución e Integración.
Tipos de Bases de Datos
• Inteligencia de Datos.
• Rendimiento.• Rendimiento.
Características Adicionales:
• Cantidad de Usuarios Finales: monousuaria, multi-usuaria.
• Nivel Organizacional que apoya.• Actividad.
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Criterio 1: Inteligencia de Datos
Tipos de Bases de Datos
• Mejorando las representaciones de los datos y susrelaciones.• Aumentando la expresividad para los nuevos tipos de• Aumentando la expresividad para los nuevos tipos dedatos a almacenar.
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1.1 Modelo de Datos: diversas formas deestructurar los datos y sus relaciones.
Tipos de Bases de Datos
• Jerárquico.• Reticular.• Reticular.• Relacional.• Orientado al Objeto.• Multidimensional.
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Modelo Relacional:
Tipos de Bases de Datos
Factura Detalle ProductoCliente Factura Detalle ProductoCliente
RUT
Nombre
Teléfono
#factura
Fecha
RUT
#factura
#producto
cantidad
#producto
Nombre
Precio
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Modelo Orientado al Objeto:
Tipos de Bases de Datos
Usuario
login : String
password : String
Nombre : String
claveDB
EmpleadogetNombre()
login()
load()
Profesor
horas_de_trabajo : Integer
jefeCurso : String
fijarPrueba()
Administrativo
cargo : String
marcarTarjeta()
Empleado
sueldo : Integer
titulo : String
pagarSueldo()
Secretaria
matricularAlumno()
Director
contratarProfesor()
Portero
limpiarPasillo()
Alumno
curso : Integer
promedio : Single
nuevaAnotacion()
nuevaNota()
registrarAsistencia()
rendirPrueba()
STACK
datos : Array
tope : Integer
push(nro)
pop() : Integer
largo() : Integer
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Tipos de Bases de Datos
Modelo Multidimensional:
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1.2 Tipos de Datos: estructuración, precisión.
Tipos de Bases de Datos
• SemiEstructurada.
• Multimedia.• Temporal.• Temporal.• Espacial (Geográfica).• Estadística.• Difusa.• Deductiva.
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“Bien estructurado y preciso”:
Tipos de Bases de Datos
RUT Nombre Sexo Región
12.345.678-9 Juan Pérez M 5
Modelo Relacional
12.345.678-9 Juan Pérez M 5
11.223.344-5 María González F 12
9.876.543-2 José Olivares M 3
13.579.246-8 Rodrigo Martínez M 5
12.121.212-2 Ana Castillo F 8
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Tipos de Bases de Datos<SalesOrder SONumber="12345">
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<CustName>ABC Industries</CustName>
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<City>Chicago</City>
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Datos SemiEstructurados (XML):
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<Description> Stainless steel </Description>
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Tipos de Bases de Datos
Multimedia:
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Tipos de Bases de Datos
Espacial / Geográfica:
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Tipos de Bases de Datos
Difusa:
FármacoID_Fármaco
Nombre
ComponentesComponentes
T3: Color {Blanco, Rojo, Amarillo, Naranja}
GIntensidad
PeligrosoG
(1,m)
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Tipos de Bases de Datos
Difusa:
Vehículo Registrado
Automóvil Camión
Aproximadamente la mitad
U
Moto Bicicleta
Casi todos
La mayoría
(0, aproximadamente 5)
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Tipos de Bases de Datos
Deductiva:
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Criterio 2: Distribución e Integración.
Tipos de Bases de Datos
• Aumentando el número de sitios que participan en elalmacenamiento de datos.• Aumentando el nivel de la autonomía de los nodos• Aumentando el nivel de la autonomía de los nodosparticipantes.• Aumentando el grado de heterogeneidad de los nodosparticipantes.
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Ejemplos:
Tipos de Bases de Datos
CLIENTE B
CLIENTE A
CLIENTE
Nodo 3
Nodo 1
Nodo 2
Servidor BDNodo Central
Base de Datos Centralizada Base de Datos Distribuida
Nodo 3
Nodo 1
Nodo 2
Nodo 4
CLIENTE C CLIENTE D
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en Web:
Tipos de Bases de Datos
Servidor de Aplicaciones
Clientes Servidor de Datos
Base de Base de
DatosDatos
Escritorio
Código Cliente
Instalado
Servidor de
Aplicaciones
Lógica del
Negocio
Independiente
del Cliente
Modelo: Contenido Ejecutable
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Tipos de Bases de Datos
Servidor de Presentación
Servidor Aplicaciones
Clientes Servidor de Datos
en Web:
Modelo: Sitio del Servidor
Browser
Código Cliente
Downloaded
Base de Base de DatosDatos
Servidor Web
Generación
Dinámica
de Código
Cliente
Servidor deAplicaciones
Lógica del
Negocio
Independiente
del Cliente
1 2 3
6 5 4
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Tipos de Bases de Datos
Móvil:
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Tipos de Bases de Datos
Sistema de Múltiples Bases de Datos:
ClienteCliente
Mediador
Catálogo
BD BD BD
Wrapper Wrapper
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Criterio 3: Rendimiento
Tipos de Bases de Datos
• Mejorando los tiempos, al aumentar el número deprocesadores que participan en el procesamiento deconsultas.consultas.• Mejorando los tiempos, al almacenar los datos enmemoria principal.• Mejorando los tiempos, al imponer límites en lostiempos de respuesta.
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Tipos de Bases de Datos
Arquitecturas Paralelas:
P M PM
P
P
P
M
Memoria Compartida Nada Compartido
M
P
P
M
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select *from r1, r2, r3, r4where r1.a = r2.a and
r2.b = r3.b and
Paralelismo de Consulta
Procesamiento “Paralelo”:
r1 r2 r3 r4
P1
P2
P3
r2.b = r3.b andr3.c = r4.c;
r1 r2 r3 r4
P1 P2
P3
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Tipos de Bases de Datos
en Memoria Principal – Embedida:
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Característica Adicional: Actividad.
Tipos de Bases de Datos
• Cuando se producen ciertas condiciones, una base dedatos activa ejecuta de forma automática ciertasacciones.acciones.
• Debe ser capaz de monitorear y reaccionar anteeventos de manera oportuna y eficiente.
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Característica Adicional: Actividad.
Tipos de Bases de Datos
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Característica Adicional: Nivel Organiza-cional que apoya.
Tipos de Bases de Datos
• Operacional (OLTP).• de Gestión (OLAP – Data Mart).• de Gestión (OLAP – Data Mart).• Estratégica (Data Warehouse).
BASE
DE
DATOS
Nivel Planificación
Nivel Táctico
Nivel Operacional
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Tipos de Bases de Datos
Características Nivel
Estratégico
Nivel Táctico Nivel Operacional
Decisión que apoya Planificación Largo
Plazo
Control Gerencial Control Operacional
Tipo de Decisión No Estructurada Semi Estructurada EstructuradaTipo de Decisión No Estructurada Semi Estructurada Estructurada
Modelo más usado Predictivo Descriptivo Normativo
Características de
la Información:
� Fuente
� Exactitud
� Amplitud
� Frecuencia
� Rango de Tiempo
� Uso
Medio Ambiente
Razonable
Resumida
A Solicitud
Años
Predicción
Registros Internos
Buena
Detallada
Periódica
Años
Control
Operación Interna
Exacta
Muy Detallada
Tiempo Real
Meses
Acción Diaria
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Base de Datos
Transaccional
Fuentes InternasHerramientas de
consultas e
informes
Tipos de Bases de Datos
Data Warehouses y Tecnologías relacionadas.
Transaccional
Fuentes ExternasFuente de
Datos
Fuente de
Datos 3
HTML
Fuente de
Datos 1
texto
Data
WarehouseETL
Interfaz y
Operadores
Herramientas EIS
Herramientas
OLAP
Herramientas de
Minería de Datos
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Temario
1.- Definición de Bases de Datos
2.- Archivos v/s Bases de Datos
3.- Tipos de Bases de Datos
4.- Proceso de Diseño de Bases de Datos
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Para poder diseñar una base de datos es precisorealizar una serie de pasos, los cuales parten dela recolección de la información necesaria paraconstruir el sistema de información, hasta el
Proceso de Diseño de Bases de Datos
construir el sistema de información, hasta eldiseño de los archivos y sus organizaciones,donde finalmente quedarán los datos.
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Proceso de Diseño de Bases de Datos
Análisis y Requisitos RequisitosRecolección de de Datos de ProcesamientoRequisitos
Diseño Diseño del Esquema Diseño deConceptual Externo y Conceptual Transacciones
(independiente del software)
Elección delElección delSoftware
Diseño Diseño del EsquemaLógico Externo y Conceptual
(dependiente del software)
Restriccionesde Rendimiento,
FrecuenciasDiseño Diseño del Esquema InternoFísico (dependiente del software)
Implementación Sentencias DDL ImplementaciónSentencias DML
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Etapa 1: Análisis de Requisitos.
• Objetivo: Identificar las necesidades de in-formación de los usuarios.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
Pasos:
• Identificación de las áreas de aplicación ygrupos de usuarios. Elección de participantesprincipales.
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Pasos: (cont.).
• Análisis y estudio de la documentaciónexistente en las actuales aplicaciones. Además,considerar manuales de políticas, formas,
Proceso de Diseño de Bases de Datos
considerar manuales de políticas, formas,reportes y diagramas organizacionales.• Estudio del actual ambiente operativo y uso dela información. Incluye un análisis de los tiposde transacciones y sus frecuencias, y del flujode información en el sistema.
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Pasos: (cont.).
• Respuestas de cuestionarios son obtenidasdesde los potenciales usuarios. Identificación deprioridades.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
prioridades.
• Formalización de Requisitos.
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Etapa 2: Diseño Conceptual.
• Objetivo: Producir un esquema conceptual querepresente los datos necesarios para el sistemade información, que sea independiente del
Proceso de Diseño de Bases de Datos
de información, que sea independiente delmotor de datos a utilizar.
Factura ProductoCliente
RUT
Nombre
Teléfono
#factura
Fecha
#producto
Nombre
Precio
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Pasos: dos actividades paralelas.
• Diseño del Esquema Conceptual: Generaciónde un Modelo de Datos con características deser expresivo, simple, mínimo, formal,
Proceso de Diseño de Bases de Datos
ser expresivo, simple, mínimo, formal,diagramático.
• Diseño de las Transacciones: IdentificarEntradas-Proceso-Salidas. Transacciones derecuperación, de actualización y mixtas.
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En el diseño del Esquema Conceptual, hay dosestrategias a seguir:
• Top-Down: Análisis de Entidades.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
• Bottom-up: Síntesis de Atributos.
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El Esquema Conceptual sirve para:
• Medio de Comunicación entre usuarios yespecialistas.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
• Mecanismo para validar entendimiento alcan-zado del problema, por parte del especialista.
• Descripción Estable del Contenido.
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Etapa 3: Elección del Software.
• Objetivo: seleccionar aquel tipo de softwareque mejor se adecúe a las necesidades delsistema a construir.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
sistema a construir.
Oracle?
DB2?
MS SQL Server?
PostgreSQL?
Sedna?
Cache?
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Criterio a considerar: Costos.
• Adquisición de Software.• Mantención.• Adquisición del Hardware.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
• Adquisición del Hardware.• Migración.• Personal Capacitado.• Entrenamiento.• Operación del Software.
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Criterio a considerar: Requisitos.
• Complejidad de los datos.• Compartición de datos entre aplicaciones.• Dinámica de los datos.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
• Dinámica de los datos.• Frecuencia de los requerimientos.• Volumen de datos.
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Criterio a considerar: Factores Organizacionalesy Económicos.
• Estructura de los datos.• Familiaridad del Personal.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
• Familiaridad del Personal.• Soporte del Vendedor del Software.• Características de Lenguajes de CuartaGeneración.
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Etapa 4: Diseño Lógico.
• Objetivo: crear un esquema conceptualbasado en el modelo de datos soportado por elsoftware escogido.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
software escogido.
o Transformación independiente del sistema a un modelo relacional,orientado al objeto u otro.
o Conversión de los esquemas a un software de bases de datosespecífico.
• Pasos:
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Etapa 4: Diseño Lógico…
Proceso de Diseño de Bases de Datos
Factura ProductoCliente
RUT #factura #producto
Factura Detalle ProductoCliente
RUT
Nombre
Teléfono
#factura
Fecha
RUT
#factura
#producto
cantidad
#producto
Nombre
Precio
RUT
Nombre
Teléfono
#factura
Fecha
#producto
Nombre
Precio
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Proceso de Diseño de Bases de Datos
Etapa 5: Diseño Físico.
• Objetivo: escoger las estructuras de alma-cenamiento y métodos de acceso y la ubicaciónde los archivos de bases de datos para obtenerde los archivos de bases de datos para obtenerun buen rendimiento de las distintasaplicaciones que interactuan con la base dedatos.
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Tareas a Seguir
� Estructuras de Archivos:� Secuenciales: desordenados, ordenados� Directo: hashing estático, hashing con expansión
Estructuras de Archivos e Índices
Etapa 5: Diseño Físico…
� Directo: hashing estático, hashing con expansióndinámica
� de tipo Árbol: B
� Índices:� Dinámicos: hashing con expansión diná-mica, detipo Árbol B o B+
� Bitmap
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Proceso de Diseño de Bases de Datos
Criterios a considerar:
• Tiempo de Respuesta: Es el tiempo que transcurredesde el ingreso de la transacción y el recibo de surespuesta.respuesta.
• Utilización del Espacio en Disco: Cantidad dememoria secundaria ocupada por los archivos y losíndices.
• Rendimiento de la Transacción: Número promediode transacciones que pueden ser procesadas porminuto.
![Page 81: 1 - Introduccion a las Bases de Datos · 2013-03-10 · almacenamientodedatos. •Aumentando el nivel de la autonomía de los nodos participantes. •Aumentando el grado de heterogeneidad](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070901/5f4fffbd5f1a03679432716a/html5/thumbnails/81.jpg)
Etapa 6: Implementación.
• Objetivo: codificación de sentencias para ladefinición y la manipulación de la base de datos,para crear los archivos y su poblamiento.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
para crear los archivos y su poblamiento.
• select rut, nombre from alumno;
• select * from alumno where carrera = ‘INF’;