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Facultad de Estadística e Informática

BASES DE DATOS


Bibliografía. Clase


Agenda

•Arquitectura de los sistemas de bases de datos.

•Funciones y componentes de los SGBD.


Arquitectura de los sistemas de bases de datos.

❑Arquitectura ANSI/SPARC (American National Standards

Institute, Standards Planning And Requirements Committee)

■ El nivel externo

■ El nivel conceptual

■ El nivel interno





■ El nivel externo o nivel lógico de usuario, es el más próximo a los usuarios✓ Tiene que ver con la forma en que los usuarios individuales ven los

datos. ✓ Excluye datos no relevantes para ciertos usuarios.✓ Excluye datos que el usuario no está autorizado para ver.





■ El nivel conceptual o nivel lógico de la comunidad, es un nivel de indirección entre los otros dos.✓ Describe los datos que se almacenan y cómo se

relacionan✓ Otorga una visión global de la base de datos.✓ Es independiente de hardware y software.





■ El nivel interno o nivel físico, está más cerca del almacenamiento físico✓ Tiene que ver con la forma en que los datos están

almacenados físicamente.


Arquitectura de los sistemasde bases de datos.

q Arquitectura ANSI/SPARC (American National Standards Institute, Standards Planning And Requirements Committee)

■ El nivel externo

■ El nivel conceptual

■ El nivel interno


Arquitectura ANSI/SPARC (American National Standards Institute, Standards Planning And Requirements Committee)


Arquitectura de los sistemas de bases de datos.Clasificación de los sistemas de bases de datos de acuerdo a su arquitectura (distribución de procesos y almacenamiento de datos):

❖Las BD se clasifican con base en cómo la distribución de los procesos y datos son soportados: DB centralizada, DB distribuida; procesamiento de datos en un solo sitio o en varios.



Clasificación de las BD

Procesos/DatosDATOS EN UN SOLO SITIO

(Centralizada)

DATOS EN SITIOS

MÚLTIPLES(Distribuida)

PROCESO EN UN SOLO SITIO

Un solo SMBDanfitrión

No aplicable(requiere procesos

múltiples)

PROCESO EN MÚLTIPLES

SITIOS

Servidor de archivos

Varios SMBD de LAN

SMBD Cliente/Servidor

totalmente distribuido

SMBD: Sistema Manejador de Base de Datos


Arquitectura de los sistemas de bases de datos.El procesador de transacciones (TP, por sus siglas en inglés) El procesador de transacciones recibe y procesa las solicitudes de datos de la aplicación, convirtiéndolas en acciones para el SMBD.

El procesador de datos (DP, por sus siglas en inglés), el cuál es el componente de software que guarda y recupera datos localizados en el sitio.


Clasificación de las BD❖Procesamiento en un solo sitio y datos en un solo sitio.

❖Todo el procesamiento se realiza con un solo CPU o computadora anfitriona

❖Los datos se guardan en el disco local de la computadora anfitriona

❖El procesamiento no puede ser realizado del lado del usuario del sistema


(Centralizada)

DATOS EN SITIOS MÚLTIPLES

(Distribuida)


Un soloSMBD

anfitrión


múltiples)

PROCESO EN MÚLTIPLES SITIOS

Servidor de archivosVarios SMBD de LAN





Clasificación de las BD❖Procesamiento en un solo sitio y datos en un solo sitio.

❖El SMBD está localizado en la computadora anfitriona

❖El SMBD es accedido por terminales no inteligentes conectadas a ella

❖Es representativo de la primera generación de base de datos de microcomputadoras para un solo usuario



Clasificación de las BD. Procesamiento en un solo sitio y datos en un solo sitio.



Las funciones del procesador

de transacciones y el

procesador de datos están

insertadas en el sistema de

administración de base de

datos localizado en una sola

computadora.



◦El SMBD funciona con un sistema de operación multitareas de tiempo compartido.

◦Permite que varios procesos ocurran al mismo tiempo en un anfitrión, quien también almacena los datos.



❖Procesamiento en sitios múltiples y datos en un solo sitio

❖Se realizan procesos múltiples en diferentes computadoras que comparten un solo depósito de datos

❖Requiere un servidor de archivos de red.

❖Las aplicaciones son accedidas mediante una LAN (Red de Área Local)

❖P. e. Aplicaciones de contabilidad para usuarios múltiples


(Centralizada)

DATOS EN SITIOS MÚLTIPLES

(Distribuida)


Un solo SMBDanfitrión


múltiples)

PROCESO EN MÚLTIPLES SITIOS

Servidor de archivos

Varios SMBD de LAN





Clasificación de las BD. ❖Procesamiento en sitios múltiples y datos en un solo sitio



El procesador de transacciones en cada estación de trabajo actúa como redirector para encaminar todas las solicitudes de datos en la red al servidor de archivos.



Todas las funciones de selección, búsqueda y actualización ocurren en la estación de trabajo, por lo que se requiere que todos los archivos viajen a través de la red para su procesamiento en la estación de trabajo.



El usuario ve el servidor de archivos simplemente como otro disco duro.

Se requiere que todos los archivos viajen a través de la red para su procesamiento en la estación de trabajo.

Se incrementa el tráfico a través de la red, hace más lento el tiempo de respuesta.





(Centralizada)

DATOS EN SITIOS

MÚLTIPLES(Distribuida)


Un solo SMBD anfitriónNo aplicable

(requiere procesos múltiples)

PROCESO EN MÚLTIPLES

SITIOS

Servidor de archivosVarios SMBD de LAN





DefiniciónUna Base de Datos Distribuida o por sus siglas en inglés DDB(Distributed Database), la podemos entender como una base de datos tradicional, dividida en diferentes partes físicamente dispersas y que se acceden de forma lógica, tal como se accede a una base de datos centralizada por medio de un Sistema de Administración de Bases de Datos.



DefiniciónUn sistema de administración de bases de datos distribuida o por sus siglas en inglés DDBMS (Distributed Database ManagmentSystem), rige el almacenamiento y procesamiento de datos lógicamente relacionados a través de sistemas de computadoras interconectadas en las cuáles, tanto las funciones de datos como de procesamiento, se distribuyen entre varios sitios (Rob, Peter 2004).


Arquitectura de los sistemas de bases de datos.La base de datos lógica mostrada en la figura se compone de dos fragmentos, A1 y A2, localizados en los sitios 1 y 2, respectivamente.

Maria puede consultar la base de datos como si fuera local, y también Tomás. Ambos usuarios "ven" sólo una base de datos lógica y no tienen que saber los nombres de los fragmentos. De hecho, los usuarios ni siquiera necesitan saber que la base de datos esta dividida en dos fragmentos distintos, ni necesitan saber la ubicación de éstos.


Funciones y componentes de los SGBD.

❑Lenguajes de Bases de Datos

Lenguaje de definición de datos

Especifica el

esquema de la base de datos

Lenguaje de manipulación de datos

Expresa las consultas y las

modificaciones de la base de datos

SQL


Funciones y componentes de los SGBD.Lenguaje de Definición de Datos

Permite especificar los esquemas de las bases de datos

Permite especificar ciertas propiedades de las bases de datos.

Define estructura de almacenamiento y los métodos de acceso usados por el sistema de bases de datos

Permite definir restricciones de integridad.

La salida del LDD se coloca en el diccionario de datos, que contiene Metadatos (datos sobre datos)


Funciones y componentes de los SGBD.Lenguaje de Manipulación de Datos

Permite a los usuarios tener acceso a los datos manipularlos.

La recuperación de la información almacenada en la base de datos.

La inserción de información nueva en la base de datos

El borrado de la información de la base de datos.

La modificación de la información almacenada en la base de datos.



❑Funciones de un SMBD:1. Definición de datos2. Manipulación de datos3. Optimización y ejecución4. Seguridad e integridad de los datos5. Recuperación de datos y concurrencia6. Diccionario de datos7. Rendimiento



Funciones de un SMBD:

1. Definición de datos• El DBMS debe ser

capaz de aceptardefiniciones de datos en la forma fuente y convertirlas a la forma objetocorrespondiente.



Funciones de un SMBD:

1. Definición de datos

“Entender” que los registros EMPLEADO incluyen un campo SALARIO para analizar y responder a las peticiones de manipulación de datos (por ejemplo."Obtener todos los empleados con salario < $50,000").



❑Funciones de un SMBD:

1. Definición de datos.

Debe incluir entre sus componentes un procesador DDL o compilador DDL (Lenguaje de Definición de Datos).



❑Funciones de un SMBD:2. Manipulación de datos

Manejar peticiones para agregar, recuperar, actualizar o eliminar datos existentes en la base de datos.

Debe incluir un componente procesador DML o compilador DML para tratar con el DML (lenguaje de manipulación de datos).



❑Funciones de un SMBD:3. Optimización y ejecución

Las peticiones del Lenguaje de Manipulación de Datos son procesadas por el Optimizador.Su función es determinar una forma eficiente de implementar la petición.



❑Funciones de un SMBD:4. Seguridad e integridad de los datos

Vigilar las peticiones del usuario y rechazar todo intento de violar las restricciones de seguridad y de integridad definidas por el DBA.



❑Funciones de un SMBD:5. Recuperación de datos y concurrencia

El administrador de transacciones o monitor de procesamiento de transacciones impone los controles de recuperación y concurrencia.



❑Funciones de un SMBD:6. Diccionario de datos

El diccionario de datos contiene “Datos acerca de los datos” o metadatos.El diccionario de datos se considera un tipo especial de tabla, a la que sólo puede tener acceso y actualizar el propio sistema de bases de datos.El SMBD consulta el diccionario de datos antes de leer o modificar los datos reales.



❑Los componentes funcionales de los sistemas de bases de datos pueden dividirse en:

❖ Gestor de almacenamiento❖ Procesador de consultas



❖ Gestor de almacenamiento

• Proporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel almacenados en la base de datos y los programas de aplicación y las consultas remitidas al sistema.

• Es el traductor de instrucciones LMD a comandos de bajo nivel del sistema de archivos.

• Es responsable del almacenamiento, la recuperación y la actualización de los datos de la base de datos.



❖ Gestor de almacenamiento• Componentes

Gestor de autorizaciones

e integridad

Gestor de archivos

Gestor de transacciones

Gestor de la memoria

intermedia



❖ Gestor de almacenamiento• Estructuras de datos Archivos de

datos

Diccionario de datos

Índices



❖ Procesador de Consultas▪ Componentes

• Interpreta las instrucciones del LDD y registra las definiciones en el diccionario de datos.

Intérprete del LDD

• Traduce las instrucciones del LMD en un lenguaje de consultas a un plan de evaluación

• Optimización de consultasCompilador del LMD

• Ejecuta las instrucciones de bajo nivel generadas por el compilador del LMD.

Motor de evaluación de consultas



❖ Gestión de transacciones

Transacción es un conjunto de operaciones que lleva a cabo una única función lógica en una aplicación de bases de datos.

Atomicidad

Consistencia

DurabilidadRecuperación

de fallos

Control de concurrencia


Gracias por su atención

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