Normalización de Bases de Datos

Normalización: Se necesita evitar la redundancia de los datos. Se pretende evitar problemas de actualización, inserción y eliminación de los datos en las tablas. Se pretende proteger la integridad de los datos.

Ejemplo de tabla sin normalizar:

ordenes(id_orden, fecha, id_cliente, nom_cliente, estado, num_art, nom_art, cant, precio)

1FN: Se eliminan grupos repetitivos

Se divide la tabla original en dos tablas, eliminando la repetición de información sobre los artículos:

ordenes(id_orden, fecha, id_cliente, nom_cliente, estado)

articulos-ordenes(id_orden, num_art, nom_art, cant, precio)

2FN: Se determinan columnas no clave que no dependen de la PK

Se separa la información de los artículos en una tabla independiente:

ordenes(id_orden, fecha, id_cliente, nom_cliente, estado)

articulos-ordenes(id_orden, num_art, cant)

articulos(num_art, nom_art, precio)

3FN: Se eliminan columnas no PK que sean dependientes de otra no PK

Se separa la información del cliente en una tabla independiente:

ordenes(id_orden, fecha, id_cliente)

clientes(id_cliente, nom_cliente, estado)

articulos(num_art, nom_art, precio)

articulos-ordenes(id_orden, num_art, cant)

Álgebra Relacional

Conjunto de operaciones de alto nivel que sirven para manipular relaciones.

Operaciones Tradicionales

• Unión: Todas las filas que aparecieran en las relaciones especificadas.
• Intersección: Filas que aparezcan en las 2 relaciones especificadas.
• Diferencia: Filas de la primera relación que no aparezcan en la segunda relación.
• Producto: Todas las combinaciones posibles de filas, una de cada una de las 2 relaciones.

Operadores Relacionales

• Restricción: Extrae filas de una relación dada mediante una condición especificada. Ejemplo: Proveedores where localidad = “capital”
• Proyección: Extrae columnas de una relación dada. Ejemplo: Proveedores [localidad]
• Reunión: Mismas acciones que el producto excepto que las 2 filas participen en una combinación dada cumplan alguna condición especificada. Ejemplo: Proveedores join Productos es equivalente a Productos join Proveedores
• División: 2 relaciones, una binaria y una unaria, construye una relación formada por todos los valores de un atributo de la relación binaria que concuerdan con todos los valores en la relación unaria. Ejemplo: Dividiendo DivideBy Divisor.

Catálogo del Sistema

• Constituye el núcleo de todo sistema gestor de BD.
• Almacena descripciones del esquema conceptual, externo e interno. Correspondencias entre los esquemas en diferentes niveles.
• Contiene módulos de optimización de consultas, módulos de seguridad y recuperación.

Conceptos de Bases de Datos

Grado de la relación: Es la cantidad de columnas que tiene una tabla. Hay que tener el menor posible. Ejemplo: El grado de Prov-Prod es 3.

Cardinalidad: Es el número de filas que contiene una tabla.

Dominio: Es una colección de valores o atributos (todos los valores legales). Ejemplo: En “Proveedores” sería de 000 a 999. Dominio de sexo: M – F.

Características de una Base de Datos

• Independencia de los datos respecto de los sistemas.
• Posibilidad de reducir la redundancia.
• Naturaleza autodescriptiva de los sistemas de las bases de datos.
• Manejo de múltiples vistas de los datos.
• Posibilidad de compartir los datos.
• Compacto, rápido y actual.
• Posibilidad de aplicar restricciones de seguridad, auditoría, recupero, relacionabilidad.

Sistemas de Bases de Datos

Un sistema de base de datos es básicamente un sistema computarizado cuyo propósito general es mantener la información y hacer que esté disponible cuando se solicite.

• Los datos deben ser independientes de los programas que los utilizan, de modo que cualquier cambio no implique una modificación de los programas.
• Debe ser posible explorar la base de datos sin necesidad de programar con lenguajes convencionales de programación.

Componentes de un Sistema de Base de Datos

• Información
• Equipo
• Programas
• Usuarios

Tipos de Relaciones

• Relaciones base o reales: Son aquellas relaciones con nombre. Son las tablas o entidades.
• Vistas (relaciones virtuales): Es una relación derivada con nombre, representada dentro del sistema mediante su definición en términos de otras relaciones con nombre. No posee datos almacenados propios y distinguibles.
• Instantáneas (snapshot): También es una relación derivada con nombre, pero son reales; están representadas por su definición en términos de otras relaciones con nombre y también por sus datos propios almacenados.
• Resultado de consultas: Pueden o no tener nombre. No tienen existencia persistente.
• Resultados intermedios: Casi siempre sin nombre, tampoco tienen persistencia.
• Relaciones temporales: Es una relación con nombre que se destruye, por ejemplo, al terminar una sesión activa.

Modelos de Bases de Datos

Modelo Jerárquico

El modelo jerárquico facilita relaciones padre-hijo, es decir, relaciones 1:N (de uno a varios) del modelo relacional. Pero a diferencia de éste último, las relaciones son unidireccionales. En justicia, dichas relaciones son hijo-padre, pero no padre-hijo. Por ejemplo, el registro de un empleado (nodo hijo) puede relacionarse con el registro de su departamento (nodo padre), pero no al contrario. Esto implica que solamente se puede consultar la base de datos desde los nodos hoja hacia el nodo raíz. La consulta en el sentido contrario requiere una búsqueda secuencial por todos los registros de la base de datos (por ejemplo, para consultar todos los empleados de un departamento). En las bases de datos jerárquicas no existen índices que faciliten esta tarea.

Modelo Plex

Una estructura de base de datos de red, llamada algunas veces estructura de plex, abarca más que la estructura de árbol, porque un nodo hijo en la estructura red puede tener más de un nodo padre. En otras palabras, la restricción de que en un árbol jerárquico cada hijo puede tener sólo un padre, se hace menos severa.

Modelo Relacional

Representa al mundo real mediante tablas relacionadas entre sí por columnas comunes.

Ciclo de Vida de una Base de Datos

1. Definición del sistema: En esta etapa se especifica el ámbito y los límites de la aplicación de bases de datos, así como con qué otros sistemas interactúa. También hay que determinar quiénes son los usuarios y las áreas de aplicación.
2. Diseño: Se confecciona un diseño lógico completo y físico del sistema de BD en el sistema de gestión de BD (SGBD) elegido.
3. Implementación: En esta etapa se crean las definiciones de la base de datos a nivel conceptual, externo e interno, así como los programas de aplicación. Se crea el esquema de la base de datos, los ficheros en donde se almacenarán los datos y las vistas de los usuarios. También se implementan en esta etapa todos los controles de seguridad e integridad.
4. Conversión y carga de datos: Esta etapa es necesaria cuando se está reemplazando un sistema antiguo por uno nuevo. Los datos se cargan desde el sistema viejo al nuevo directamente o, si es necesario, se convierten al formato que requiera el nuevo SGBD y luego se cargan. Si es posible, los programas de aplicación del sistema antiguo también se convierten para que se puedan utilizar en el sistema nuevo.
5. Conversión de la aplicación: Luego de esta fase se está en condiciones de efectuar la instalación.
6. Prueba y validación: En esta etapa se prueba y valida el sistema con los requisitos especificados por los usuarios. Si la fase de prueba se lleva correctamente, descubrirá los errores en los programas de aplicación y en la estructura de la base de datos.
7. Operación:
8. Supervisión y Mantenimiento: