Diseño y Análisis de Sistemas: Diseño de Datos

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Diseño de Datos

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Diseño de Datos

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Introducción

• Comienza con una revisión de los conceptos de diseño de datos y la terminología, a continuación, se analizan los sistemas basados en archivos y sistemas de bases de datos, incluyendo las bases de datos basadas en la Web

• Concluye con una discusión de almacenamiento de datos y de acceso, incluyendo herramientas estratégicas tales como el almacenamiento de datos y minería de datos, cuestiones de diseño físico, los registros lógicos y físicos, formatos de almacenamiento de datos y controles de datos

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Conceptos de diseño de datos

Estructuras de datos Cada archivo o tabla

contiene datos sobre personas, lugares, cosas o eventos que interactúan con el sistema de información

Sistema de archivos orientado

Sistema de gestión de base de datos (DBMS)

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Conceptos de diseño de datos

Información general sobre el procesamiento de archivos Procesamiento de

archivos puede ser eficiente y rentable en ciertas situaciones

Problemas potenciales Redundancia de datos Integridad de los datos Estructura de datos

rígido

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Conceptos de diseño de datos

Información general sobre el procesamiento de archivos Varios tipos de archivos

Archivo maestro Archivo de la tabla Archivo de transacción Fichero de trabajo Archivo de Seguridad Archivo histórico

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Conceptos de diseño de datos

• La evolución de los sistemas de archivos a Bases de Datos• Un sistema de gestión de base

de datos (DBMS) es un conjunto de herramientas, funciones e interfaces que permite a los usuarios añadir, actualizar, gestionar, acceder y analizar el contenido de una base de datos

• La principal ventaja de un DBMS es que ofrece acceso a datos oportuna, interactivos y flexibles

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Conceptos de diseño de datos

La evolución de los sistemas de archivos a Bases de Datos Algunas ventajas

Escalabilidad Mejor soporte para los sistemas cliente / servidor Economía de escala El intercambio de datos flexible La aplicación de toda la empresa - administrador de la base (DBA) Normas más estrictas

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Componentes de DBMS

• Interfaces para usuarios, administradores de bases de datos y sistemas relacionados• Usuarios

• lenguaje de consulta• Consulta por ejemplo

(QBE)• SQL (lenguaje de

consulta estructurado)• Los administradores de

bases de datos• Un DBA es responsable

de la gestión y el apoyo DBMS

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Componentes de DBMS

Interfaces para usuarios, administradores de bases de datos y sistemas relacionados Sistemas de información relacionados

Un DBMS puede soportar varios sistemas de información relacionados que proporcionan las entradas a, y que requieren datos específicos de, el DBMS

No se requiere ninguna intervención humana para la comunicación de dos vías

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Componentes de DBMS

Lenguaje de manipulación de datos Un lenguaje de manipulación de datos (DML) controla las

operaciones de bases de datos, incluyendo almacenar, recuperar, actualizar y borrar datos

Esquema La definición completa de una base de datos, incluyendo la

descripción de todos los campos, tablas y relaciones, se llama un esquema

También puede definir una o más esquemas parciales

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Componentes de DBMS

Repositorio de datos físicos El diccionario de datos se transforma en un repositorio de

datos físicos, que también contiene el esquema y los esquemas parciales

El repositorio físico podría ser centralizado o distribuido en varios lugares

ODBC - conectividad abierta de bases de datos Java Database Connectivity - JDBC

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Diseño de base de datos a través de Internet Characteristics of Web-Based Design

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Diseño de base de datos a través de Internet Terminología de Internet

Navegador web Página web HTML (Hypertext Markup Language) Etiquetas Servidor web El sitio web

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Diseño de base de datos a través de Internet Terminología de Internet

Intranet Extranet Protocols Web-centric Clients Servers

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Diseño de base de datos a través de Internet• Conexión de una base de datos en la Web

• La base de datos debe estar conectado a Internet o intranet• Middleware

• Adobe ColdFusion

• Seguridad de datos• Sistemas bien diseñados proporcionan seguridad en tres niveles: la propia

base de datos, el servidor Web y los enlaces de telecomunicaciones que conectan los componentes del sistema

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Terminología de Datos de diseño

Definiciones Entity Table or file Field Record

Tuple

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Terminología de Datos de diseño

Campos clave Primary key Candidate key Foreign key Secondary key

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Terminología de Datos de diseño

• Integridad referencial• Comprobaciones de validez

pueden ayudar a evitar los errores de introducción de datos

• En una base de datos relacional, la integridad referencial significa que un valor de clave externa no se puede introducir en una mesa a menos que coincide con una clave principal existente en otra tabla

• Huérfano

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Diagramas Entidad-Relación

• Dibujo un ERD• El primer paso es hacer una

lista de las entidades que ha identificado durante el proceso de determinación de los hechos y que considere la naturaleza de las relaciones que los vinculan

• Un método popular es la de representar entidades como rectángulos y las relaciones como las formas de diamante

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Diagramas Entidad-Relación

Tipos de relaciones Hay tres tipos de

relaciones pueden existir entre las entidades

Uno-a-uno (1: 1) relación de uno a muchos

(1: M) Muchos-a-muchos

relación (M: N)

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Diagramas Entidad-Relación

Cardinalidad Notación cardinalidad Notación de pata de gallo Unified Modeling Language

(UML) Ahora que comprende los

elementos de base de datos y sus relaciones, puede empezar a diseñar tablas

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Normalización

Formato estándar de notación El diseño de las tablas es más fácil si utiliza un

formato de notación estándar para mostrar la estructura, los campos, y la clave principal de una tabla

Ejemplo: Nombre (campo 1, campo 2, CAMPO 3)

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Normalización

Repetición de los grupos y las unnormalized diseñoGrupos de repetición

A menudo se producen en los documentos manuales elaborados por los usuarios

Unnormalized Encerrar el grupo de repetición de los campos dentro de un

segundo conjunto de paréntesis

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Normalización

Primera Forma Normal Una tabla está en primera forma normal (1NF) si no contiene un

grupo de repetición Para convertir, debe expandir la clave primaria de la tabla para

incluir la clave principal del grupo de repetición

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Normalización

• Segunda Forma Normal• Un diseño de la tabla se encuentra en la segunda forma normal

(2NF) si está en 1NF y si todos los campos que no son parte de la clave primaria son funcionalmente dependiente de toda la clave primaria

• Existe un proceso estándar para la conversión de una tabla de 1NF a 2NF

• El objetivo es romper la tabla original en dos o más tablas nuevas y volver a asignar los campos para que cada campo sin clave dependerá de toda la clave primaria en la tabla

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Normalización

• Tercera Forma Normal• 3NF diseño evita la redundancia y la integridad de los datos

problemas que todavía pueden existir en diseños 2NF• Un diseño de la tabla se encuentra en la tercera forma normal (3NF)

si está en 2NF y si no hay ningún campo sin clave depende de otro campo sin clave

• Para convertir la tabla a 3NF, debe quitar todos los campos de la tabla 2NF que dependen de otro campo sin clave y colocarlos en una nueva tabla que utiliza el campo sin clave como clave primaria

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Normalización

A Ejemplo Normalización

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Uso de códigos durante el diseño de datos Resumen de los códigos

Debido a que los códigos a menudo se utilizan para representar los datos, de que las encuentre constantemente en su vida cotidiana

Ahorran espacio de almacenamiento y costes, reducir el tiempo de transmisión de datos y reducir el tiempo de entrada de datos

Puede reducir los errores de introducción de datos

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Uso de códigos durante el diseño de datos Tipos de Códigos

1. Códigos de secuencia2. Códigos de secuencia de

bloques3. Códigos alfabéticos4. Códigos numéricos significativos5. Códigos de derivación6. Códigos de cifrado7. Códigos de acción

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Uso de códigos durante el diseño de datos

• El desarrollo de un Código1. Mantenga códigos concisos2. Permitir la expansión3. Mantenga códigos estables4. Hacer códigos únicos5. Utilice los códigos que se pueden ordenar

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Uso de códigos durante el diseño de datos El desarrollo de un Código

6. Evitar códigos confusos7. Hacer códigos significativa8. Utilizar un código para un solo propósito9. Mantenga códigos coherentes

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Diseño de base de datos: Un paso a la vez1. Crear un ERD inicial2. A continuación, cree un ERD3. Comprueba todos los elementos de datos4. Revisar los diseños 3NF para todas las tablas5. Compruebe todas las entradas del diccionario de datos

Después de crear sus diseños finales ERD y de la tabla normalizada, puede transformarlas en una base de datos

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Modelos de bases de datos

Un ejemplo del mundo real de negocios Imagine una empresa que

proporciona servicio in situ para equipos electrónicos, incluyendo piezas y mano de obra

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Modelos de bases de datos

Trabajar con una base de datos relacional Para entender el poder y la flexibilidad de una base de datos

relacional, pruebe el siguiente ejercicio Suponga que trabajan en ella, y el equipo de ventas necesita

respuestas a tres preguntas específicas Los datos pueden ser almacenados físicamente en siete

mesas

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Almacenamiento de Datos y Acceso

El almacenamiento de datos y el acceso involucran herramientas estratégicas de negocio

Herramientas estratégicas para el almacenamiento de datos y el acceso Almacén de datos - Dimensiones Mercado de datos La minería de datos

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Almacenamiento de Datos y Acceso

Lógico y físico de almacenamiento Almacenamiento lógico

Caracteres El elemento de datos o elemento de datos Registro lógico

Almacenamiento físico Registro físico o bloque Buffer Factor de bloqueo

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Almacenamiento de Datos y Acceso

Codificación y almacenamiento de datos Binary digits Bit Byte EBCDIC, ASCII, and Binary Unicode

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Almacenamiento de Datos y Acceso

Codificación de datos y almacenamiento El almacenamiento de fechas

Problema Y2K La mayoría de los formatos de fecha ahora se

basan en el modelo establecido por la Organización Internacional de Normalización (ISO)

Fecha absoluta

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Control de datos

User ID Password Permissions Encryption Backup Recovery procedures Audit log files Audit fields

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Resumen

Los archivos y las tablas contienen datos sobre personas, lugares, cosas o eventos que afectan el sistema de información

DBMS diseños son más potentes y flexibles que los sistemas orientado a ficheros tradicionales

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Resumen

Una entidad-relación (ERD) es una representación gráfica de todas las entidades del sistema y las relaciones entre ellas

Un código es un conjunto de letras o números usados para representar datos en un sistema de

Los modelos de bases de datos más comunes son relacionales y orientadas a objetos

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Resumen

• Almacenamiento lógico es visto a través de información de los ojos del usuario, independientemente de cómo o cuando esta información se organiza o se almacena en realidad

• Almacenamiento físico es relacionado con el hardware y consiste en bloques de lectura y escritura de datos binarios a los medios físicos

• Medidas de control de la base de datos de archivo y incluyen la limitación del acceso a los datos, encriptación de datos, procedimientos de copia de seguridad / recuperación, los archivos de pista de auditoría, y los campos de auditoría interna