El Sistema de Gestión de Bases de Datos

El Sistema de Gestión de Bases de
Datos
TEMA II
© Grupo de Bases de Datos Avanzadas – Univ. Carlos III de Madrid
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
Índice
TEMA II
© Grupo de Basses de Datos Avanzadas – Univ. Carloos III de Madrid
II 1 El SGBD como interfaz entre el usuario
II.1.
y la BD
II.2. Concepto y principales funciones de un
SGDB
II.3. Lenguajes de los SGBD
II.4. Interacción del usuario con el SGBD
II.5. Funcionamiento del SGBD
II.6. Arquitectura ANSI/X3/SPARC
FBD3 II.2
1
1. El SGBD como interfaz
entre el usuario y la BD
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
NIVEL ESTRATÉGICO
. Elaboración de planes
. Objetivos generales
SGBD
NIVEL TÁCTICO
. Control de gestión
. Objetivos específicos
Base
de
Datos
NIVEL OPERACIONAL
. Tareas administrativas
Ordenes y Planes
Información
Imagen tomada de [1]
TEMA II
FBD3 II.3
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
1. El SGBD como interfaz
entre el usuario y la BD
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TIPOS DE USUARIOS DE UNA BD
USUARIOS INFORMÁTICOS
Diseñadores
Administradores
Analistas y Programadores
USUARIOS FINALES
TEMA II
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NIVELES DE GESTIÓN DE LAS ORGANIZACIONES
FBD3 II.4
2
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
2. Concepto y Principales
Funciones de un SGBD
“Conjunto coordinado de programas, procedimientos,
lenguajes, etc. que suministra a los distintos tipos de
usuarios los medios necesarios para describir y manipular
los datos almacenados en la base, garantizando su
integridad, confidencialidad y disponibilidad”
SISTEMA DE BD = BD + SGBD + ...
TEMA II
FBD3 II.5
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
2. Concepto y Principales
Funciones de un SGBD
• Creación
• Reestructuración
• Consulta a la totalidad
‰Sobre registros concretos
•
•
•
•
Inserción
Borrado
Modificación
Consulta selectiva
Actualización
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Las operaciones habituales sobre una base de datos
son:
‰Sobre el conjunto de la base
TEMA II
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Definición de SGBD
FBD3 II.6
3
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
2. Concepto y Principales
Funciones de un SGBD
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Funciones de un SGBD
Función de DEFINICIÓN o DESCRIPCIÓN
DESCRIBE
•
•
•
•
los elementos de datos
estructura
interrelaciones
reglas de integridad
PARA LOS TRES NIVELES
• lógico
• lógico global
• físico
LDD
(Lenguaje de
Definición de
Datos)
TEMA II
FBD3 II.7
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
2. Concepto y Principales
Funciones de un SGBD
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Funciones de un SGBD
Función de MANIPULACIÓN
OPERACIONES SOBRE LOS DATOS DE LA BASE
• recuperar
LMD
• añadir
(Lenguaje de
Manipulación de
• suprimir
Datos))
• modificar
ES NECESARIO
• definir la estructura lógica a manipular
• definir el criterio de selección
• acceder a la estructura física
TEMA II
FBD3 II.8
4
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
2. Concepto y Principales
Funciones de un SGBD
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Funciones de un SGBD
Función de UTILIZACIÓN o CONTROL
AGRUPA TODAS LAS INTERFACES DE LOS USUARIOS
• lenguajes huéspedes
• lenguajes parametrizados
• lenguajes conversacionales
• procedimientos para el administrador
•…
TEMA II
FBD3 II.9
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
3. Lenguajes de los SGBD
• LDD (Lenguaje de Definición de Datos):
para la definición de las estructuras de datos a todos los
niveles (externo, lógico-global, interno).
• LMD (Lenguaje de Manipulación de Datos):
permite la ejecución de operaciones de recuperación y
actualización
t li
ió sobre
b un conjunto
j t d
de registros
i t
(identificado
(id tifi d a
través de un criterio de selección), indicando las estructuras
externas sobre las que se actúa.
• Procedimientos de administración:
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‰ Un SGBD debe disponer de lenguajes y
procedimientos que posibiliten la interacción con
la base de datos.
copias de seguridad, estadísticas, carga de ficheros, ...
TEMA II
FBD3 II.10
5
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
3. Lenguajes de los SGBD
1. Según su independencia
Huésped
Autocontenido
2. Según su control
Procedimental
No procedimental
3. Según su uso
Diferido
Interactivo
Registro a registro (navegacional)
Conjunto de registros (especificación)
4. Según su unidad de
operación
TEMA II
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CLASIFICACIÓN DE LOS LENGUAJES DE DATOS
FBD3 II.11
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
3. Lenguajes de los SGBD
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···················
SENTENCIAS DECLARATIVAS
...................
...................
* LLAMADA A LA VISTA DE USUARIO ( o a la tabla))*
EXEC SQL DECLARE PERSONAS....
...................
declaración de otras áreas de E/S
declaración de áreas para la comunicación de mensajes
...................
...................
SENTENCIAS DE PROCESO
..................
..................
* LLAMADA A LA SENTENCIA DEL LMD
LMD*
EXEC SQL SELECT nombre, apellido;
FROM personas;
WHERE fecha_nac = “28/11/65”
..................
Estructura simplificada de un programa escrito en un lenguaje anfitrión
(p.e C) que llama a un lenguaje de datos (p.e SQL)
TEMA II
FBD3 II.12
6
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
3. Lenguajes de los SGBD
SELECT nombre, apellido
FROM personas
WHERE fecha_nac = ‘ 28/11/65’
TEMA II
FBD3 II.13
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
4. Interacción del usuario
con el SGBD
• Administrador-Diseñador: herramientas para la definición de
datos (niveles externo, lógico global, físico) +
procedimientos de administración.
• Informático: lenguajes huésped o autocontenidos (en principio
no les incumbe la descripción física ni la descripción
lógica global).
• No informático: procedimientos (necesidades formalizables) o
lenguajes autocontenidos interactivos (no
formalizables).
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‰ Todos los usuarios disponen de medios, incluidos
en el SGBD, que les facilitan la interacción con la
Base de Datos.
TEMA II
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Ejemplo de sentencia en un lenguaje autocontenido - SQL -
FBD3 II.14
7
4. Interacción del usuario
con el SGBD
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
ADMINISTRADOR
USUARIOS
DESCRIPCIÓN
LÓGICA
GLOBAL
INTERNA
LENGUAJE DE
DESCRIPCIÓN
DE DATOS
INTERNOS
LENGUAJE DE
DESCRIPCIÓN
DE DATOS
GLOBALES
INFORMÁTICO
MANIPULACIÓN
EXTERNA
LENGUAJE DE
DESCRIPCIÓN DE
VISTAS EXTERNAS
FORMALIZA
BLE
LLAMADA A UNA
VISTA DEFINIDA
POR EL
ADMINISTRADOR
VISTA EXTERNA
DESCRITA POR EL
PROPIO
PROCEDIMIENTO
NO
FORMALI
ZABLE
NO INFORMÁTICO
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FUNCIONES
FACILIDADES
INCLUIDAS EN
LOS LENGUAJES O
EN LOS PAQUETES
PROCEDIMIENTOS:
- CREACIÓN
- OPTIMIZACIÓN
- REORGANIZACIÓN
- RECUPERACIÓN
- COPIAS DE
SEGURIDAD
-…
- LMD (EMBEBIDO)
- GENERADOR DE
INFORMES
- AYUDAS
- L4G
…
- USO DE
APLICACIONES
- L4G
- LENGUAJES
PARAMÉTRICOS
- PAQUETES
- LENGUAJES
AUTOCONTENIDOS
- PAQUETES
TEMA II
FBD3 II.15
5. Funcionamiento del
SGBD
El Sistema de Gestión
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2
3
METODOS DE
ACCESO DEL S.O.
4
1
FICHEROS
DE DATOS
7
6
5
Imagen tomada de [1]
Interfaz entre aplicaciones y datos en el caso de los ficheros.
TEMA II
FBD3 II.16
8
5. Funcionamiento del
SGBD
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
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3
2
SGBD
METODOS DE
ACCESO DEL SO
1
4
DATOS
7
LENGUAJES DE USUARIO FINAL
5
6
Imagen tomada de [1]
Interfaz entre aplicaciones y datos en una BD.
(Lenguaje autocontenido y no procedimental)
TEMA II
FBD3 II.17
5. Funcionamiento del
SGBD
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
LMD
SGBD
Base de
Datos
Subsistema
de gestión de datos
(método de acceso)
Fichero
S.O.
Imagen tomada de [1]
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LP + S
S.O
O
PROGRAMA DE
APLICACIÓN
Comparación entre la forma de acceso a un fichero y a una
base de datos.
TEMA II
FBD3 II.18
9
5. Funcionamiento del
SGBD
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
SGBD
3
4
5
SISTEMA
OPERATIVO
estructura
externa
VE1
9
Area de
Comunicación
AC1
VE2
.
.
Area de trabajo
de usuario
ATU1
12
6
8
7
DATOS
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estructuras
lógica
global
e interna
ALMACENAMIENTO
INTERMEDIO
1
2
Nombre de la
vista externa VE1
10
11
Programa
de
Aplicación
Unidad de ejecución 1 (UE 1)
VE n
AC n
ATU n
Programa
de
Aplicación
Unidad de ejecución n (UE n)
BASE DE DATOS
Imagen tomada de [1]
Relaciones entre el SGBD y los programas de aplicación en un entorno concurrente
TEMA II
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
FBD3 II.19
6. Arquitectura
ANSI/X3/SPARC
‰ ISO/IEC, International Organization for Standarization International Electrotechnical Commission. Agrupa a
organismos oficiales de estandarización de distintos países.
‰ Codasyl, Conference On Data System Languages. No es un
grupo oficial de estandarización, pero sus especificaciones
han sido aplicadas a diversos SGBDs comerciales.
‰ ANSI/X3/SPARC.
ANSI/X3/SPARC Grupo
G po de estudio
est dio del Standard
Standa d Planning
and Requeriments Committee, incluido en el American
National Standards Institute. Introduce el tercer nivel, el
conceptual, entre los niveles lógico y físico.
TEMA II
© Grupo de Basses de Datos Avanzadas – Univ. Carloos III de Madrid
Existen distintos organismos de estandarización:
FBD3 II.20
10
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
6. Arquitectura
ANSI/X3/SPARC
Independencia
frente a proveedores
‰Independizar los SGBDs comerciales del diseño de
la base de datos. Si se cambia de producto no debe ser
necesario modificar el diseño de la base de datos ni rescribir las
aplicaciones que acceden a ella.
‰Ofrecer la posibilidad de adquirir distintos
componentes del SGBD a diferentes
suministradores
suministradores.
Cualquier proceso de normalización es siempre muy complejo
TEMA II
FBD3 II.21
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
6. Arquitectura
ANSI/X3/SPARC
‰ Arquitectura a tres niveles, entre los que se encuentra el
nivel conceptual.
‰ El nivel conceptual lo compone un esquema conceptual
que constituye una descripción global de los datos, a
partir de la cual se elaboran los esquemas externos
dirigidos a las diferentes aplicaciones que se apoyan en la
base de datos.
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Arquitectura ANSI/X3/SPARC
TEMA II
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Objetivos de la definición de estándares
FBD3 II.22
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6. Arquitectura
ANSI/X3/SPARC
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
1
DEFINICIÓN
ADMINISTRADOR
DE LA BD
3
13
3
2
PROCESADOR DEL
ESQUEMA
INTERNO
14
MANIPULACIÓN
ADMINISTRADOR
DE APLICACIONES
PROCESADOR DEL
ESQUEMA
CONCEPTUAL
META
DATOS
34
38
TRANSFORMADOR
CONCEPTUAL/
INTERNO
30
DATOS
5
36
TRANSFORMADOR
INTERNO/
ALMACENADO
21
4
PROCESADOR DEL
ESQUEMA
EXTERNO
TRANSFORMADOR
EXTERNO/
CONCEPTUAL
31
12
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ADMINISTRADOR
DE LA EMPRESA
USUARIO
Imagen tomada de [1]
TEMA II
El Sistema de Gestión
de Bases de Datos
FBD3 II.23
Bibliografía
Tema I
© Grupo de Basses de Datos Avanzadas – Univ. Carloos III de Madrid
1. Miguel,
g , A. De,, Piattini,, M. Fundamentos y modelos de
Bases de Datos, Ed. Rama 1999
2. Miguel, A. De, Piattini, M. y Marcos, E. Diseño de Bases
de Datos Relacionales, Ed. Rama 1999
3. Miguel, A. De, Martínez, P., Castro, E., Cavero, J.M.,
Cuadra, D., Iglesias, A.M. y Nieto, C. Diseño de Bases de
Datos. Problemas Resueltos, Ed. Rama, 2001
4. Oszu, M.T. y Valduriez, P., Principles of Distributed
database systems, 2ª Edición, Prentice Hall, 1999
FBD3 II.24
12