GRUPO #3

ASIGNATURA:

Análisis y Diseño de Sistemas II.

PROFESOR:

Conrado Morillo

Diseño de Base de datos

Archivos convencionales contra bases de datosTodos los sistemas de información crean, leen, actualizan y suprimen (lo que

algunas veces se abrevia como CRUD) datos. Esta información se guarda en archivos y bases de datos. Un archivo es una colección de registros similares. Una base de datos es una colección de archivos interrelacionados. La palabra clave es interrelacionados. Una base de datos no es meramente una colección de archivos. Los registros en cada archivo deben permitir relaciones para los registros en otros archivos.

Comparemos las alternativas de los archivos y de bases de datos. La figura 12.1 ilustra la diferencia fundamental entre los ambientes de archivos y de bases de datos. En el ambiente de archivos, el almacenamiento de datos se construye alrededor de las aplicaciones que usarán los archivos. En el ambiente de bases de datos, las aplicaciones se construirán alrededor de bases de datos integradas. En consecuencia, la base de datos no depende necesariamente de las aplicaciones que la usarán. En otras palabras, dada una base de datos, pueden construirse aplicaciones nuevas para compartir esa base de datos. Cada ambiente tiene sus ventajas y sus desventajas.

Pros y contras de los archivos convencionales

Los archivos convencionales son relativamente fáciles de diseñar e implantar porque normalmente se diseñan para usarse con una aplicación individual o un sistema de información, como CUENTAS POR COBRAR o NÓMINA.

Otra ventaja histórica de los archivos convencionales ha sido la velocidad de procesamiento. Pueden ser optimizados para el acceso de la aplicación.

Los archivos convencionales también tienen numerosas desventajas. La duplicación de elementos de datos en archivos múltiples normalmente se cita como la principal desventaja de los sistemas basados en archivos. Los archivos tienen tendencia a construirse alrededor de aplicaciones individuales sin considerar otras (futuras) aplicaciones.

Una desventaja significativa de los archivos es su inflexibilidad y la dificultad para escalarlos.

Pros y contras de las bases de datos

Ya hemos indicado la ventaja principal de las bases de datos: la capacidad para compartir los mismos datos a través de sistemas y aplicaciones múltiples.

La tecnología de las bases de datos le ofrece la ventaja de almacenar datos en formatos flexibles. Esto es posible porque las bases de datos están definidas en forma separada de los sistemas de información y programas de aplicación que los usarán.

La tecnología de las bases de datos proporciona una capacidad superior de ser escalable, lo que implica que las bases de datos y los sistemas que los usan pueden ampliarse o expandirse para satisfacer las necesidades cambiantes de una organización. La tecnología de bases de datos provee una mejor tecnología para las arquitecturas cliente/servidor y la computación de redes.

Por otra parte, la tecnología de bases de datos es más compleja que la tecnología de archivos. Se requiere un software especial llamado sistema de administración de base de datos (DBMS, por sus siglas en inglés).

Sin embargo, las ventajas de la independencia de datos, la enorme reducción de la redundancia de datos y el incremento de la flexibilidad tienen un costo. La tecnología de bases de datos requiere una inversión significativa.

Otro problema potencial con el enfoque de bases de datos es la creciente vulnerabilidad inherente al uso de los datos compartidos.

Los camposLos campos son comunes para archivos y bases de datos. Un campo es

la implantación física de un atributo de datos. Los campos son la unidad más pequeña de dato significativo para guardarse en un archivo o base de datos. Hay cuatro tipos de campos que pueden ser almacenados:

Una clave primaria es un campo cuyos valores identifican uno y sólo un registro en una entidad de datos.

Una clave secundaria es un identificador alterno para una base de datos. El valor de una clave secundaria puede identificar ya sea un registro individual o un subconjunto de todos los registros.

Las claves foráneas son punteros para los registros de un archivo diferente en una base de datos. Las claves foráneas permiten que la base de datos conecte los registros de un tipo con los de otro tipo.

Un campo descriptivo es cualquier otro (sin clave) campo que almacena datos de negocios.

Los registros

Los campos son organizados en registros. Los registros son comunes para los archivos y las bases de datos. Un registro es una colección de campos organizados en un formato predefinido.

Durante el diseño de sistemas, los registros estarán clasificados ya sea como registros de longitud fija o de longitud variable.

Cuando un programa de la computadora lee un registro de una base de datos, realmente recupera un grupo o bloque (o página) de registros a la vez. Este enfoque minimiza el número de accesos reales del disco. Un factor de bloques es el número de registros lógicos incluidos en una sola operación de lectura o de escritura (desde la perspectiva de la computadora).

Archivos y tablasLos registros similares son organizados en grupos designados archivos.

En los sistemas de bases de datos, un archivo con frecuencia se llama tabla. Un archivo es un conjunto de todas las ocurrencias de una estructura de registro dada. Una tabla es la base de datos relacional equivalente a un archivo. La tecnología relacional de bases de datos se introducirá en poco tiempo. Algunos tipos de archivos y tablas convencionales son:

Los archivos maestros o tablas maestras contienen registros que son relativamentepermanentes.

Los archivos de transacciones o las tablas de transacciones contienen registros que describen eventos de negocios.

Los archivos de documentos y las tablas de documentos contienen copias almacenadas de datos históricos para una recuperación y una revisión sencilla sin los gastos generales de regenerar el documento.

Los archivos de registro y las tablas de archivos contienen los registros de archivos maestros y de transacciones que han sido suprimidos del almacenamiento en línea.

Los archivos de consulta de tablas contienen datos relativamente estáticos quepueden ser compartidos por aplicaciones para mantener consistencia y mejorar el desempeño.

Los archivos de auditoría son registros especiales de actualizaciones de otros archivos, especialmente archivos maestros y de transacciones.

Las bases de datosArquitectura de datos.

Los datos se convierten en un recurso de negocios en un ambientede base de datos. Los sistemas de información se construyen alrededor de este recurso para proporcionar a los programadores de computadora y a los

usuarios finales el acceso flexible a los datos. La arquitectura de datos de un negocio define cómo ese negocio desarrollará y usará tanto los archivos como las bases de datos para almacenar los datos de toda la organización, qué tecnología de archivos y de bases de datos debe usarse, y la clase de estructura administrativa que será establecida para administrar el recurso de los datos.

Las bases de datos operacionales (o transaccionales) se desarrollan para soportar las operaciones cotidianas y el procesamiento de las transacciones de negocios para la gran mayoría de los sistemas de información. Estos sistemas se desarrollan (o se compran) con el paso del tiempo para reemplazar los archivos convencionales que antes soportaban las aplicaciones.

Los almacenes de datos (data warehouses) almacenan datos extraídos de las bases de datos operacionales. Se usan herramientas de consulta y de soporte de decisiones para generar reportes y análisis fuera de estos almacenes de datos.

Para operar el recurso de datos a nivel de empresas, puede organizarse un equipo de especialistas en bases de datos alrededor de los siguientes administradores: un administrador de datos es responsable de la planeación, definición, arquitectura y administración de los datos. Uno o más administradores de bases de datos (DBA, por sus siglas en inglés) son responsables de la tecnología, diseño, consultas, construcción, seguridad, respaldo, recuperación y afinación del desempeño de las bases de datos. En los negocios más pequeños, estos roles pueden combinarse o asignarse a uno o más analistas de sistemas.

Arquitectura de bases de datos.

Hasta ahora, hemos hecho varias referencias a la tecnología de bases de datos que hace posible la antes citada arquitectura de datos. La arquitectura de bases de datos se refiere a la tecnología de bases de datos, incluyendo el motor de las bases de datos, las utilerías de las bases de datos, las herramientas CASE para el análisis y el diseño de las bases de datos y las herramientas de desarrollo de aplicaciones de las bases de datos.

Un sistema de administración de bases de datos (DBMS, por sus siglas en inglés) es software especializado de cómputo, disponible con los vendedores de computadoras, que se usa para crear, acceder, controlar y manejar la base de datos. El corazón del DBMS a menudo se llama el motor de la base de datos.

El lenguaje de definición de datos (DDL, por sus siglas en inglés) es usado por el DBMS para establecer físicamente esos tipos de registros, campos y relaciones estructurales.

El sistema de administración de bases de datos también provee un lenguaje de manipulación de datos para tener acceso y usar los datos

almacenados en las aplicaciones. Se usa un lenguaje de manipulación de datos (DML, por sus siglas en inglés) para crear, leer, actualizar, suprimir y navegar entre diferentes registros y tipos de registros de la base de datos; por ejemplo, de un registro de CLIENTE a los registros de ÓRDENES para ese cliente.

Sistemas relacionales de administración de bases de datos

Las bases de datos relacionales implantan datos en una serie de tablas bidimensionales que se “relacionan” entre sí vía claves foráneas. Cadatabla (algunas veces llamada relación) consta de columnas con un determinado nombre (que son los campos o los atributos) y cualquier número de filas sin denominación (que corresponden a los registros).

Las bases de datos relacionales de alto nivel también extienden el lenguaje SQL a la creación de triggers (disparadores de eventos) y procedimientos almacenados. Los triggers son programas incluidos dentro de una tabla que son invocados automáticamente por las actualizaciones de otra tabla. Los procedimientos almacenados son programas incrustados dentro de una tabla y pueden llamarse desde un programa de aplicación. Los procedimientos almacenados se escriben con una extensión propietaria de SQL, como el Transact de Microsoft o el PL/SQL de Oracle.

El diseño moderno de la base de datosMetas y prerrequisitos del diseño de bases de datos

Las metas del diseño de bases de datos son las siguientes:• Una base de datos deberá proporcionar un eficiente almacenamiento, actualización y recuperación de los datos.• Una base de datos deberá ser confiable: los datos almacenados deberán tener una integridad alta para promover la confianza del usuario sobre los mismos.• Una base de datos deberá ser adaptable y escalable para aplicaciones y requerimientos nuevos e imprevistos.• Una base de datos deberá soportar los requerimientos del negocio del sistema de información.

El esquema de la base de datos

El diseño de una base de datos se estructura como un modelo especial llamado esquema de bases de datos. Un esquema de base de datos es el modelo físico o esquema para una base de datos. Representa la implantación técnica del modelo lógico de datos.

La transformación del modelo lógico de datos en un esquema físico relacional de bases de datos está dictada por algunas reglas y opciones

bastante genéricas. Estas reglas y estos lineamientos se resumen como sigue:1. Cada entidad fundamental, asociativa y débil se implanta como una tabla separada. Los nombres de las tablas tal vez tengan que formatearse según las reglas de denominación y las limitaciones de tamaño del DBMS. Por ejemplo, una entidad lógica llamada PRODUCTO ORDENADO por el MIEMBRO podría cambiar a una tabla física llamada tblMemberOrd-Prod. El prefijo y la compresión de espacios son consistentes con los estándares contemporáneos de denominación y los lineamientos en los lenguajes modernos de programación.a) La clave primaria se identifica como tal y se implanta como un índice en la tabla.b) Cada clave secundaria se implanta como su propio índice en la tabla.c) Un índice deberá crearse para cualesquiera atributos sin clave que se identificaron como requerimientos dentro de un subconjunto de criterios d) Cada clave foránea será implantada como tal. La inclusión de estas claves foráneas implanta las relaciones en el modelo de datos y permite que las tablas se unan en los programas de aplicación y de SQL.e) Los atributos serán implantados como campos. Estos campos corresponden a las columnas en la tabla. Los siguientes detalles técnicos generalmente deben especificarse para cada atributo.

2. Las entidades de supertipo/subtipo presentan opciones adicionales como sigue:a) Cada supertipo y cada subtipo pueden implantarse como una tabla separada (todos teniendo la misma clave primaria).b) O bien, si los subtipos son de tamaño y contenidos de datos similares, un administrador de bases de datos puede elegir colapsar los subtipos en el supertipo para crear una tabla individual. Esto presenta ciertos problemas para establecer valores por omisión y para verificar los dominios. En un DBMS de alto nivel, estos problemas pueden subsanarse incluyendo la lógica por omisión y de dominio en los procedimientos almacenados para la tabla.c) Por otra parte, los atributos del supertipo podrían duplicarse en una tabla para cada subtipo.d) Podría usarse alguna combinación de las opciones antes citadas.

Integridad referencial

La arquitectura de las bases de datos relacionales implanta relaciones entre los registros en tablas vía Claves foráneas. El uso de claves foráneas aumenta la flexibilidad y la escalabilidad de cualquier base de datos, pero también aumenta el riesgo de errores de integridad referencial. Un error de integridad referencial existe cuando un valor de clave foránea en una tabla no tiene valor de clave primaria coincidente en la tablarelacionada.

Los rolesUn nombre de un rol es un nombre alterno para una clave foránea que

claramente distingue el propósito que satisface la clave foránea en la tabla.