PDF de programación - Topicos Avanzados de Bases de Datos

AUTORES

Cristina Marta Bender

Claudia Deco

Juan Sebastián González Sanabria

María Hallo

Julio César Ponce Gallegos

Tópicos Avanzados de Bases de Datos
1a ed. - Iniciativa Latinoamericana de Libros de Texto Abiertos (LATIn), 2014. 115 pag.

Primera Edición: Marzo 2014
Iniciativa Latinoamericana de Libros de Texto Abiertos (LATIn)
http://www.proyectolatin.org/

Los textos de este libro se distribuyen bajo una licencia Reconocimiento-CompartirIgual 3.0 Unported
(CC BY-SA 3.0) http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.es_ES

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(UdelaR); Universidad Nacional de Rosario, Argentina(UR); Universidad Central de Venezuela, Venezuela
(UCV), Universidad Austral de Chile, Chile (UACH), Universidad del Cauca, Colombia (UNICAUCA),
Katholieke Universiteit Leuven, Bélgica (KUL), Universidad de Alcalá, España (UAH), Université Paul
Sabatier, Francia (UPS).

Índice general

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1
Diseño de Bases de Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
13
Introducción
1.1
Modelado Entidad-Relación (ER)
13
1.2
Elementos del Modelo ER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.1
Ciclo de Vida de las Bases de datos
22
1.3
1.3.1 Diseño Conceptual
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.2 Diseño Lógico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3.3 Diseño Físico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
26
1.4
1.5
27

Estándares de Diseño
Bibliografía

2
Sistemas de Recuperación de Información (SRI) . . . . . . . . . . . . . . 29
Introducción
29
2.1
Recuperación de Información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1.1
2.1.2
Recuperación de Información versus Recuperación de Datos . . . . . . . . . . 30
2.1.3 Componentes de un Sistema de Recuperación de Información . . . . . . . . . 30
2.1.4 Areas relacionadas con la Recuperación de Información . . . . . . . . . . . . . . 31
Recuperación de Información en la Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.1.5
2.2
Modelos de Recuperación de información
32
2.2.1 Modelo Booleano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.2 Modelo Espacio Vectorial
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.2.3 Modelo Probabilístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.2.4 Otros modelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.3
36
2.3.1 Consultas basadas en keywords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.3.2 Consultas contextuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.3.3 Consultas booleanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3.4 Consultas en lenguaje natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.3.5 Otros tipos de consultas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4
39
Evaluación de la Recuperación de Información
Relevancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.4.1
2.4.2
Indicadores de la Recuperación de Información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Lenguajes de consulta

2.4.3 Otros indicadores
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4.4 Colecciones de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.5
43
Estrategia de búsqueda
Expansión semántica de la consulta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.5.1
2.5.2
Recursos lingüísticos para la expansión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.5.3 Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Indexado y búsqueda
2.6
48
2.6.1
Preprocesamiento de los documentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.6.2 Archivo Invertido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.6.3 Ventajas y desventajas del Archivo Invertido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
En la web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.6.4
2.7
Algunas aplicaciones
52
2.7.1 Consultas en un sitio web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Búsquedas Inteligentes, Sistemas Recomendadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.7.2
Recuperación de información en la web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.7.3
Búsqueda de información multilingüe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.7.4
2.7.5 Otros Problemas para Pensar
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
57
2.8

Bibliografía

3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7

4
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.3
4.4
4.5
4.6

5
5.1
5.2

Bases de Datos y Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
59
Introducción
Datos Semiestructurados
59
XML (eXtensive Markup Language)
60
RDF (Resource Description Framework)
62
Ontologías y OWL (Ontology Web Language)
63
65
La Web Semántica
Bibliografía
66

Sistemas de ayuda a la toma de decisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Introducción
67
Almacén de Datos (Data Warehouse)
68
Preparación del almacén de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Preparación de los datos
Modelo de datos
70
73
Procesamiento Analítico en Línea (OLAP)
74
Problemas y temas pendientes
Bibliografía
74

Minería de Datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

INTRODUCCIÓN
PREPROCESAMIENTO DE LOS DATOS

75
77

OLAP-OLTP
Arquitectura de un Sistema Típico de Minería de Datos

80
5.3
5.4
81
5.4.1 Arquitectura Centralizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.4.2 Arquitectura De Bases de Datos Cliente/Servidor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Otras Técnicas Computacionales en Minería de Datos
5.5
83
5.5.1
Sistemas Expertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Lógica Difusa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.5.2
84
Aplicaciones de la Minería de Datos
5.6
5.7
Herramientas Informáticas
84
85
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
5.8
88
MATERIAL DE REFERENCIAS A CONSULTAR * OPCIONAL
5.9
5.10
Bibliografía
88

6
Datos Temporales y Datos Espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Bases de Datos Temporales (Temporal DataBases)
89
6.1
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
6.1.1
El Tiempo en las Bases de Datos Temporales
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
6.1.2
Extensiones al Modelo Relacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.1.3
El modelo relacional temporal y TSQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.1.4
Sistemas de Gestión de Bases de Datos Temporales
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6.1.5
TSQL2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
6.1.6
Bases de Datos Espaciales (Spatial DataBases)
93
6.2
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.2.1
6.2.2
Sistemas de gestión de Bases de Datos Espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.2.3 Operaciones espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Formatos de datos espaciales
6.2.4
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Extensiones espaciales en SQL. El caso de MySQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.2.5
Bases de Datos Espacio Temporales (Spatio-Temporal Databases)
6.3
97
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.3.1
6.3.2 Consultas sobre Datos Espac