PDF de programación - Curso de Bases de Datos

Curso de Bases de
Curso de Bases de
Curso de Bases de
Curso de Bases de

Datos
Datos
Datos
Datos

J. Antonio Camarena Ibarrola
J. Antonio Camarena Ibarrola



Historia de las Bases de

Datos



DBMS

• El software que permite usar y/o modificar

una Base de Datos es llamado “Sistema
Manejador de la Base de Datos” o
simplemente DBMS por sus siglas en inglés.
• Un DBMS permite un manejo abstracto de
los datos independiente de la manera en
como realmente se almacenan físicamente

• Un DBMS actúa como interprete de un
lenguaje de muy alto nivel (como SQL)



Funciones que un DBMS

debe implementar

• Seguridad
• Integridad
• Sincronización
• Recuperación de datos



Niveles de abstracción en

un DBMS

• La “Base de datos conceptual” es una
representación abstracta de la “Base
de datos física”

• Las “Vistas” son abstracciones de

porciones de la base de datos (puede
haber muchas vistas)



Esquemas e instancias

• El contenido de la Base de Datos en un momento

determinado se conoce como “Instancia de la Base de datos”

• Cuando se diseña una Base de Datos se hacen planes. El

término “Esquema” es utilizado para referirse a los planes
relativos a la Base de Datos

• Las instancias cambian, los esquemas permanecen
• El Esquema conceptual se refiere a los planes de la base de
datos conceptual, el esquema físico se refiere a los planes
relativos a la base de datos física

• Los Planes relativos a las Vistas se conocen como

“Subesquemas”



Los 3 grandes Modelos

de datos

• Modelo Jerárquico. Basado en árboles donde los

nodos representan entidades (Ej vuelos) y los
hijos tienen una cierta relación con el, ejemplo
(pasajeros que irán en el vuelo).

• Modelo de Red. Los nodos representan entidades
similares y las aristas son asociaciones (Ej. Naves
asignadas a vuelos)

• Modelo Relacional. Basado en la noción teórica de

relaciones como conjuntos



Lenguaje de Definición

de Datos o DDL

• Un DBMS debe proveer un “Lenguaje de

Definición de Datos” para poder
especificar el esquema conceptual en
términos de un “Modelo de Datos”

• En Oracle, el DDL es un subconjunto de
SQL (Create table, create index, create
view, create synonym, drop table, drop
index, etc..)



El lenguaje de Manipulación

de Datos (DML)

• Para realizar consultas (lenguaje de

consultas)

• Borrar, Insertar, Modificar datos
• En Oracle se utiliza un subconjunto

de SQL (update, insert, delete,
select, truncate, etc..)



Lenguaje de Control de

Datos (DCL)

• Para establecer cuales usuarios
pueden acceder a cuales tablas

• Establecer roles de usuarios
• En SQL comandos create user, drop

user, grant, revoke, etc



Independencia física de

datos

• Las modificaciones en la organización

de la base de datos física pueden
afectar su desempeño pero no
requerir cambios en los programas de
aplicación ya que el esquema
conceptual no ha cambiado solo su
implementación física



Independencia lógica de

datos

• Se pueden hacer muchas

modificaciones al esquema conceptual
sin que implique modificación de los
sub-esquemas o vistas. De nuevo, esto
permite que no sea necesario
reescribir programas de aplicación



Definiciones

• Entidad. Algo que es distinguible y del cual almacenamos

• Un grupo de entidades similares forman un “Conjunto de

información

entidades”

• Atributos. Propiedades que tienen las entidades
• Llave primaria. Atributo o conjunto de atributos que

identifican de manera única a una entidad

• Llave secundaria. Atributo o conjunto de atributos que no
identifica a una entidad de manera única sino a un conjunto
de entidades que comparten cierta propiedad

• Llave foránea. Es una llave secundaria que en otro conjunto

de entidades es llave primaria



Obligaciones de un Administrador

de Base de Datos

• Asegurar espacio físico para la base de

datos actual y planear los requerimientos
para el futuro

• Sintonizar la Base de Datos para optimizar

• Monitorear y controlar los accesos a la

• Respaldar y en su caso recuperar la Base

el desempeño

base de datos

de Datos



Relaciones

• Una relación entre 2 conjuntos A y B es un
subconjunto de AxB. Los elementos de ese
subconjunto son parejas ordenadas o duplas

• Una relación entre 3 conjuntos esta formada por

tercias ordenadas, o triadas o 3-tuples

• Una relación entre n conjuntos esta formada por

n-adas ó n-tuples

• Una relación entre un número indeterminado de

conjuntos esta formada por tuples



Las entidades se almacenan en
tablas como renglones (tuples)

Los atributos de las entidades son columnas de la tabla



Tipos de datos



¿Por qué Oracle?

Ventajas en el manejo de seguridad
(Roles)
Ventajas en la garantía de la integridad de la Base de Datos
(Triggers)
Ventajas en la garantía de la recuperación de Información
(modo archivelog)
Ventajas para Administrar el espacio
(Tablespaces)



Propiedades de las Relaciones
como Conjuntos de entidades
• Los elementos son tuples del mismo tipo
• Como en cualquier conjunto, los elementos
no están ordenados ni existe ningún tipo de
“cercanía” entre ellos

• A diferencia de las n-adas ordenadas, los
atributos tienen un nombre y no una
posición, no hay “cercanía” entre columnas

• Como en cualquier conjunto, no puede

haber 2 elementos idénticos



Las tablas son relaciones

impropias o corruptas …. E.F. Codd
• Permiten duplicados
• Existe el identificador de renglón

(rowid)

• SQL no implementa toda la

funcionalidad del álgebra relacional



Diagrama Entidad-Relación de

Aerolinea



Tipos de Relaciones

• Uno a uno (Ej. Depto. tienen Jefe de

Depto.)

• Muchos a uno (Ej. Vehículos

pertenecen a propietarios)

• Muchos a muchos (Ej. Países exportan

productos)

Nota: Tomar en cuenta la posibilidad de ninguno (cero)



Diagramas E-R de Chen



Atributos



Diagrama E-R tipo Crow’s Foot

Base de datos empleados



Atributos compuestos

• Clave electoral CMIBAN64071116H800
• Alfa_clave_electoral
• Fecha_nacimiento
• Lugar_nacimiento
• Sexo
• Digito_verificador
• Clave_homonimia

CMIBAN
640711
16
H
8
00



Atributos

• Multivaluados. Un atributo que puede

tomar varios valores. Ej un Libro
puede tener varios autores

• Monovaluados. Un atributo que puede
tomar un solo valor para una entidad.
Ej Un libro puede tener un solo título



Atributos monovaluados y

multivaluados



Atributos derivados

Son atributos que se pueden determinar de otros atributos.
El modelo Crow’s Foot no tiene una representación especial
Para atributos derivados ni para atributos multivaluados



Cardinalidad

Cero o más

Uno o más

Uno y solo uno

Cero o uno



Relaciones débiles o fuertes

• Débil cuando la existencia de una

entidad en un conjunto de entidades
no esta condicionada a la existencia
de otra entidad en el conjunto de
entidades relacionado

• Fuerte en caso contrario



Implementando relaciones M:N



BD Escuela



Problemas originados por

un mal diseño de BD

• Ej. PROVEEDORES(NomProveedor,DomProveedor,Artículo,precio)
• Redundancia
• Inconsistencia potencial
• Anomalías de Inserción (Ej. No se tiene información de un

proveedor hasta que se le compra algo)

• Anomalías de Borrado (Ej. Al eliminar registros

correspondientes a artículos de determinado proveedor
podemos sin intención borrar la información relativa a dicho
proveedor)



Restricciones

• Restricciones que dependen de la

semántica del dominio de los elementos (ej.
Nadie tiene 10m de estatura, Nadie de 25
años de edad tiene 35 años de experiencia
profesional)

• Restricciones relacionadas a

DEPENDENCIAS FUNCIONALES, las
cuales son declaradas por el diseñador de
la BD que pretenden garantizar su
integridad



Normalización de Bases

de Datos

Primera forma normal



Conversión a 1NF

Primer Paso: Eliminación de grupos repetitivos

Este tipo de tablas no cumple
ni siquiera como 1NF y por ende
no puede llamarse tabla relacional

Asegurarse que cada campo
con nulo tenga el valor que
corresponde a su “grupo”



Conversion a la 1NF

• Segundo paso, identificar la llave primaria, en

este caso PROJ_NUM, EMP_NUM

• Tercer paso. Identificar las dependencias.
Decir que el atributo B es funcionalmente
dependiente del atributo A es equivalente a
decir que A identifica a B

A fi

B



La primera forma normal

implica

• Todas las claves están definidas
• No hay grupos repetitivos en una

tabla

• Todos los atributos dependen de la

clave primaria



Conversión a la 2NF

• Primer paso: Identificar todas las llaves y todas sus

combinaciones, cada llave y cada combinación de llaves
constituye la llave primaria de una nueva tabla.

Ej.
PROJ_NUM
EMP_NUM
PROJ_NUM EMP_NUM
• Segundo paso: Identificar los atributos que dependen de

cada llave o combinación de llaves y generar las tablas
nuevas

Ej.
PROJECT(PROJ_NUM, PROJ_NAME)
EMPLOYEE(EMP_NUM, EMP_NAME, JOB_CLASS, CHG_HOUR)
ASSIGN(PROJ_NUM, EMP_NUM, ASSIGN_HOURS)







La segunda forma normal

• La 2NF implica que no hay

dependencias parciales, es decir,
ningún atributo depende solamente
de una parte de la llave primaria

• Si la llave primaria no es llave

compuesta, la tabla automáticamente
está en la 2NF



Una tabla se encuentra

en la 3NF si:

• Cumple con la 2NF
• Cada atributo depende directamente

de la llave primaria (no de manera
transitiva)



Tercera Forma Normal (3NF)
• Primer paso: Por cada dependencia

transitiva, use al determinante como llave
primaria de una tabla nueva

JOB_CLASS
• Segundo paso: Identificar los atributos

dependientes de cada determinante
identificado en el primer paso

JOB_CLASS -> CHG_HOUR
• Elimine los atributos dependientes de las

dependencias transitivas



3NF



La 3NF presenta problemas

potenciales cuando:

• La relación tiene varias llaves