Procesamiento Tradicional de Datos: Características, Desventajas y Solución, Apuntes de Programación de Bases de Datos

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INTRODUCCIÓN BASES DE DATOS

JESÚS JORGE SANTISO

CURSO 2022/

PROCESAMIENTO TRADICIONAL DE DATOS CARACTERÍSTICAS

• SE CONOCE COMO SISTEMAS DE FICHEROS
• PROLIFERACIÓN DE FICHEROS DE DATOS, ESPECÍFICOS PARA UNA DETERMINADA APLICACIÓN
• PROLIFERACIÓN DE PROGRAMAS, ESCRITOS PARA RESOLVER NECESIDADES CONCRETAS
• PROGRAMAS DESARROLLADOS DE FORMA INDEPENDIENTE, POR UNO O VARIOS PROGRAMADORES, POSIBLEMENTE EN DIVERSOS LENGUAJES Y CON HERRAMIENTAS DIVERSAS
• ÉNFASIS PUESTO EN LOS PROGRAMAS – TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN ORIENTADO A PROCESOS

PROCESAMIENTO TRADICIONAL DE DATOS DESVENTAJAS

• DIFICULTAD EN LA SUPERVISIÓN DEL ACCESO CONCURRENTE
  • POSIBILIDAD DE INCONSISTENCIA DE DATOS DURANTE ACTUALIZACIONES CONCURRENTES
• DIFICULTAD EN LA PROTECCIÓN DE LA CONFIDENCIALIDAD DE LA INFORMACIÓN
  • ES COMPLEJO EVITAR QUE LA INFORMACIÓN ALMACENADA EN LOS FICHEROS DE DATOS RESULTE ACCESIBLE A LOS USUARIOS DE LOS PROGRAMAS
• PROBLEMAS DE INTEGRIDAD
  • LOS DATOS ALMACENADOS DEBEN SATISFACER CIERTOS TIPOS DE CONDICIONES DE INTEGRIDAD O RESTRICCIONES PARA QUE PUEDAN SER CONSIDERADOS FORMALMENTE VÁLIDOS. LOS DESARROLLADORES DE APLICACIONES DEBEN HACER CUMPLIR ESTAS RESTRICCIONES AÑADIENDO EL CÓDIGO APROPIADO EN LOS DIVERSOS PROGRAMAS DE APLICACIÓN
• PROBLEMAS DE ATOMICIDAD EN LAS TRANSACCIONES
  • SI OCURRE UN FALLO EN EL SISTEMA LOS DATOS SE DEBEN DE RESTAURAR AL ESTADO DE CONSISTENCIA ANTERIOR AL FALLO
• DIFÍCIL REESTRUCTURACIÓN DE LA INFORMACIÓN
  • SUPONE GRAVES TRASTORNOS PARA LOS DESARROLLADORES DE APLICACIONES

PROCESAMIENTO TRADICIONAL DE DATOS DESVENTAJAS

• ESTAS DESVENTAJAS DESACREDITAN Y DETERIORAN LA IMAGEN Y CONFIANZA EN EL SISTEMA DE INFORMACIÓN
• LA SOLUCIÓN DE TODAS ESTAS DESVENTAJAS ES INDEPENDIENTE DE LAS APLICACIONES PARTICULARES
• SE PUEDE HACER UNA GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN (DATOS) MÁS RACIONAL Y EFICIENTE, CON PRESENTACIONES DE LOS RESULTADOS DE BÚSQUEDA MÁS HOMOGÉNEOS Y CLAROS

SISTEMAS GESTORES DE BASES DE DATOS (SGBD)

• SON LOS PROGRAMAS ENCARGADOS DE TODOS LOS ASPECTOS DE CREACIÓN, ACCESO Y ACTUALIZACIÓN DE LA BASE DE DATOS
• SUS FUNCIONES SE AGRUPAN EN TRES CATEGORÍAS:
  • DESCRIPCIÓN O DEFINICIÓN DE DATOS
    • CREACIÓN Y REESTRUCTURACIÓN DE ELEMENTOS DEL SISTEMA (OBJETOS, ATRIBUTOS, RELACIONES, CONDICIONES DE INTEGRIDAD, …)
  • MANIPULACIÓN DE DATOS
    • INSERCIÓN, BORRADO, MODIFICACIÓN Y CONSULTA
  • CONTROL DE DATOS
    • AUTORIZACIONES DE ACCESO, GESTIÓN DE TRANSACCIONES, CONTROL DE CONCURRENCIA, …

ABSTRACCIÓN DE LA INFORMACIÓN E INDEPENDENCIA DE DATOS

• ABSTRACCIÓN DE LA INFORMACIÓN
  • LOS SISTEMAS GESTORES PROPORCIONAN UNA VISIÓN ABSTRACTA DE LA INFORMACIÓN. SE DISTINGUEN 3 NIVELES DE ABASTRACCIÓN: - NIVEL FÍSICO O INTERNO – ESQUEMA FÍSICO O INTERNO - NIVEL CONCEPTUAL – ESQUEMA CONCEPTUAL - NIVEL EXTERNO O DE VISIÓN – ESQUEMA EXTERNO, SUBESQUEMAS O VISTAS
• INDEPENDENCIA DE DATOS
  • CAPACIDAD DE MODIFICAR UN ESQUEMA DE BASE DE DATOS EN UN NIVEL SIN AFECTAR A LA DEFINICIÓN DE LOS ESQUEMAS DE LOS NIVELES SUPERIORES. HAY 2 TIPOS DE INDEPENDENCIA DE DATOS: - INDEPENDENCIA LÓGICA DE DATOS - INDEPENDENCIA FÍSICA DE DATOS

COMPONENTES DE LOS MODELOS DE DATOS

• ESTRUCTURAS DE DATOS
  • COLECCIONES DE OBJETOS ABSTRACTOS FORMADOS POR DATOS
• OPERADORES SOBRE LAS ESTRUCTURAS
  • CONJUNTO DE OPERADORES, CON REGLAS BIEN DEFINIDAS, QUE PERMITEN MANIPULAR LAS ESTRUCTURAS DE DATOS
• REGLAS DE INTEGRIDAD
  • CONJUNTO DE CONCEPTOS Y PROCEDIMIENTOS QUE EXPRESAN QUE VALORES DE DATOS SON VÁLIDOS EN EL ESQUEMA CONSIDERADO

CATEGORÍAS DE MODELOS DE DATOS

• MODELOS DE DATOS LÓGICOS
  • BASADOS EN OBJETOS
    • MODELO ENTIDAD RELACIÓN (E-R)
  • BASADOS EN REGISTROS
    • MODELO RELACIONAL
• MODELOS DE DATOS FÍSICOS
  • EN DESUSO

MODELO RELACIONAL

• LOS DATOS Y LAS RELACIONES ENTRE LOS DATOS SE REPRESENTAN MEDIANTE TABLAS O RELACIONES
• LAS TABLAS SON ARREGLOS BIDIMENSIONALES (TIENEN FILAS Y COLUMNAS)
  • LAS COLUMNAS ALMACENAN LOS VALORES DE UN ATRIBUTO
  • LAS FILAS SE LLAMAN T-UPLAS Y REPRESENTAN UNA ASOCIACIÓN DE VALORES CON ALGÚN TIPO DE SIGNIFICADO
  • CADA TABLA DE LA BASE DE DATOS TIENE UN NOMBRE ÚNICO
  • LOS NOMBRES DE LOS ATRIBUTOS DENTRO DE UNA TABLA SON ÚNICOS

LENGUAJES DE BASES DE DATOS

• LENGUAJES DE DEFINICIÓN DE DATOS (DDL – DATA DEFINITION LANGUAGE)
  • TAMBIÉN CONOCIDOS COMO LENGUAJES DE DEFINICIÓN DE ESQUEMAS
• LENGUAJES DE MANIPULACIÓN DE DATOS (DML – DATA MANIPULATION LANGUAGE)
  • TAMBIÉN CONOCIDOS COMO LENGUAJES DE ACCESO/GESTIÓN/MANEJO DE DATOS
• LENGUAJES DE CONTROL DE DATOS (DCL – DATA CONTROL LANGUAGE)

LENGUAJES DE MANIPULACIÓN DE DATOS

• PERMITEN OBTENER ACCESO A LOS DATOS
  • CONSULTA O RECUPERACIÓN DE DATOS
  • INSERCIÓN
  • MODIFICACIÓN
  • BORRADO
• LAS OPERACIONES DE INSERCIÓN/MODIFICACIÓN/BORRADO SE CONOCEN COMO OPERACIONES DE ACTUALIZACIÓN DE DATOS

CLASIFICACIÓN DE LOS DML

• PROCEDIMENTALES
  • EL USUARIO TIENE QUE ESPECIFICAR QUE DATOS QUIERE Y EL PROCEDIMIENTO (SECUENCIA DE OPERACIONES) PARA OBTENERLOS
  • EJ: ÁLGEBRA RELACIONAL
• DECLARATIVOS
  • EL USUARIO SOLO TIENE QUE ESPECIFICAR QUE DATOS QUIERE
  • EJ: CÁLCULO RELACIONAL DE T-UPLAS Y DE DOMINIOS

CLASIFICACIÓN DE LOS DML

• HUÉSPED
  • LAS SENTENCIAS DEL DML (HUÉSPED O INVITADO) DEBEN ESTAR EMBEBIDAS/INMERSAS/INCRUSTADAS/EMPOTRADAS DENTRO DE UN PROGRAMA ESCRITO EN OTRO LENGUAJE DE PROPÓSITO GENERAL (COMO C, JAVA, …) QUE ACTÚA COMO ANFITRIÓN
  • LAS INSTRUCCIONES DEL DML NECESITAN SER EJECUTADAS DESDE EL LENGUAJE ANFITRIÓN. ESTO SE PUEDE LOGRAR DE DOS FORMAS: - EXTENDIENDO LA SINTAXIS DEL LENGUAJE HUÉSPED. PARA ELLO SE NECESITAN PRECOMPILADORES ESPECÍFICOS - PROPORCIONANDO UN API ESPECÍFICO PARA INVOCAR LA FUNCIONALIDAD DEL LENGUAJE HUÉSPED - ODBC – OPEN DATA BASE CONNECTIVITY - JDBC – JAVA DATA BASE CONNECTIVITY
• INDEPENDIENTES
  • EL DML NO NECESITA APOYARSE EN NINGÚN OTRO LENGUAJE PARA CREAR PROCEDIMIENTOS O PROGRAMAS

TIPOS DE PROCESAMIENTO DE DATOS

• PROCESAMIENTO OLTP
  • ONLINE TRANSACTION PROCESSING – PROCESAMIENTO DE TRANSACCIONES EN TIEMPO REAL
  • ES UN TIPO DE PROCESAMIENTO EN EL QUE PREDOMINAN LAS OPERACIONES DE ACTUALIZACIÓN (INSERCIÓN, MODIFICACIÓN Y/O BORRADO) SOBRE LAS DE CONSULTA
  • SE CORRESPONDE CON EL FUNCIONAMIENTO DÍA A DÍA DE LA EMPRESA
  • SE UTILIZAN BASES DE DATOS RELACIONALES FUERTEMENTE NORMALIZADAS
• PROCESAMIENTO OLAP
  • ONLINE ANALYTICAL PROCESSING – PROCESAMIENTO ANALÍTICO EN TIEMPO REAL
  • ES UN TIPO DE PROCESAMIENTO DE DATOS EN EL QUE PREDOMINAN LAS CONSULTAS SOBRE GRANDES VOLÚMENES DE DATOS CON EL FIN DE ANALIZAR LA INFORMACIÓN
  • NO SUELE HABER OPERACIONES DE ACTUALIZACIÓN, SALVO INSERCIONES INCREMENTALES
  • SE UTILIZAN BASES DE DATOS MULTIDIMENSIONALES (CUBOS OLAP)