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Carmen R. Cintrón-Ferrer, 2007-2008, Derechos Reservados Módulo III Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 2 Introducción Modelo de Relaciones - Definiciones Relación Entidad Atributo Tuplo Llave candidato Llave primaria Llave foránea Llave secundaria Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 3 Introducción Modelo de Relaciones – Reglas de Codd Regla 0 – Fundamental: Un RDBMS maneja el DB sólo recurriendo a las capacidades relacionales Regla 1 – Información: Toda la información se representa como relaciones, atributos y tuplos Regla 2 – Acceso garantizado: Cada ítem de datos se puede acceder mediante el nombre de la tabla, la llave primaria y el atributo correspondiente Regla 3 – Trato de los valores nulos: Los valores ausentes, representados por nulos, se deben tratar de forma consistente independientemente del tipo de datos Regla 4 – Catálogo dinámico: El catálogo o diccionario de datos se representa como una relación más y debe poder manipularse interactivamente de la misma forma que cualquier otra relación. Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 4 Introducción Modelo de Relaciones – Reglas de Codd Regla 5 – Lenguaje comprensivo: Respaldar e integrar, por lo menos un lenguaje que provea para: ○ Definición de los datos , de las vistas (“views”) y su manipulación ○ Controles (“constraints”) de integridad, acceso y transacciones Regla 6 – Actualización mediante vistas (“views”) El sistema permite la actualización del DB para todas aquellas vistas que teóricamente sean actualizables. Regla 7 – Respaldo a funciones primarias: Respalda las funciones de inserción, edición y eliminación a base de manipulación de la relación. Regla 8 - Independencia física: Cambios en los depósitos de datos o medios de acceso no conllevan modificaciones en las aplicaciones ni en las estructuras lógicas Regla 9 – Independencia lógica: Modificaciones en las estructuras lógicas no afectan las aplicaciones. Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 5 Introducción Modelo de Relaciones – Reglas de Codd Regla 10 – Independencia de integridad Las restricciones o controles de integridad se implantan a nivel del catálogo del DB, no mediante codificación o en las aplicaciones. Regla 11 - Independencia de distribución El lenguaje de manipulación de datos que respalde el DBMS no debe afectar las aplicaciones o programas independientemente de si el depósito de datos está centralizado o descentralizado. Regla 12 – Regla de no subversión Si el DBMS respalda algún lenguaje de bajo nivel ese lenguaje no puede afectar las restricciones asociadas a la manipulación relacional de datos que definen este modelo. Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 6 Introducción Modelo de Relaciones Resumen: Representación relacional – Reglas 1, 4 y 10 Entity Integrity – Reglas 2, 3 y 10 Referential Integrity – Reglas 1, 2, 3 y 10 Independencia por niveles: ○ Física – Regla 8 ○ Lógica – Regla 9 ○ Distribución – Regla 11 Manipulación relacional – Reglas 0, 1, 4, 6, 7 y 12 Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 7 Modelo Relaciones Proceso DBLC Modelo de Datos Organizacional: Análisis de Funciones Análisis de Datos Diseño: Informes (Output) Estructuras (Input) Queries (Process) Implantación: Desarrollo Pruebas Carga y/o conversión Transición operacional Evaluación Mantenimiento y Evolución Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 8 Proceso de Análisis y Diseño para Bancos de Datos (DBLC) Modelo de Datos Organizacional: Visión Misión Prioridades Integración Respaldo Resultado: Catálogo Integral Sinónimos Homónimos Ítems de datos críticos o esenciales Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 9 Catálogo Código Descripción Tipo Dim. In/Cal LLave Nulo Dominio/ (largo) Validación #Est Número de estudiante Alfa 9 IN NomEst Nombre del estudiante Alfa 25 IN ApelPatEst Apellido paterno Alfa 35 IN ApelMatEst Apellido materno Alfa 35 IN Sex Género Alfa 1 Fnace Fecha Nacimiento Edad #SS No {0..9} IN No {F,M} Date IN No {>1/1/1992) Edad del estudiante Integer Calc Número de SS Alfa 9 IN Sí Cand Key Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados No 10 Proceso de Análisis y Diseño para Bancos de Datos (DBLC) Análisis de Funciones Análisis de Datos PROCESO Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 11 Proceso de Análisis y Diseño para Bancos de Datos (DBLC) Análisis de Funciones: Primarias Secundarias Jerarquía y Controles Análisis de Datos: Atomicidad y tipos de datos Simples (Input) Compuestos Derivados Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 12 Ejercicio 5 Problema #1-7 Capítulo 3 Describa las funciones principales Ilustre el proceso correspondiente Provea el catálogo mínimo Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 13 Modelo de Relaciones Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 14 Introducción Modelo de Relaciones – Teoría de Conjuntos Representación del modelo Componentes del modelo: Universo Conjunto / subconjunto Elemento / Relación Operadores: Pertenece / no pertenece Unión Intersección Complemento Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 15 Ejercicio 6 Represente utilizando el esquema Cartesiano los siguientes escenarios: A={1,2,3,4,5,6} B={2,4,6} C={1,3,5,9} Ilustre el resultado de las siguientes operaciones: AvB A^B ~A ~B ~A v C ~A ^ B AvC A^C ~C ~AvC ~A ^ C BvC B^C ~B v C ~B ^ C Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 16 Introducción Modelo de Relaciones -Componentes DB: Esquema Conceptual Esquema Lógico Esquema Físico DBMS: Catálogo Lenguajes: DDL & DML, interfaz Generadores: Pantallas (Forms), Informes (Reports), Queries, Aplicaciones DBMS Utilities Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 17 Introducción Modelo de Relaciones - Funciones Administración del Catálogo Manejo del almacenamiento: Creación y asignación de espacio Ajustes en ejecución Integración de archivos físicos Presentación y conversión de los datos Controles de acceso y seguridad: Acceso concurrente Copias de resguardo y recuperación del DB Asegurar integridad y consistencia de datos Garantizar interacción confiable (“reliable”) Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 18 Introducción Modelo de Relaciones - Funciones Funciones Estructurales: CREATE / DROP SCHEMA CREATE /DROP TABLE Funciones de manipulación: INSERT UPDATE /EDIT DELETE Funciones de integridad: COMMIT /ROLLBACK /ROLLFORWARD BACKUP / RESTORE Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 19 Introducción Modelo de Relaciones - Operadores SELECT PROJECT PRODUCT INTERSECT UNION DIFFERENCE JOIN DIVIDE Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 20 Introducción Modelo de Relaciones - SELECT Selects Tuples Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 21 Introducción Modelo de Relaciones - PROJECT Chooses Atributes Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 22 Introducción Modelo de Relaciones - PRODUCT {a,b,c} {x,y} = {a/x,a/y,b/x,b/y,c/x,c/y} Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 23 Introducción Modelo de Relaciones - INTERSECT A AB B A Intersect B Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 24 Introducción Modelo de Relaciones - UNION A B A Union B Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 25 Introducción Modelo de Relaciones - DIFFERENCE A B B A Difference B Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 26 Introducción Modelo de Relaciones – Natural Join {a1/b1,a2/b1,a3/b2} {b1/c1,b2/c2,b3/c3} = {a1/b1/c1,a2/b1/c1,a3/b2c2} Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 27 Introducción Modelo de Relaciones - Division {a/x,a/y,a/z,b/x,c/y} {x,z} = {a} Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 28 Ejercicio 7 Para las relaciones en la figura 3.8 (Cap. 3) establezca escenarios donde pueda aplicar los ocho (8) operadores relacionales e ilustre el resultado. ¿Alguno(s) resultado(s) presenta(n) problema(s) lógicos o de integridad? Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 29 Introducción Modelo de Relaciones - Lenguajes Data Definition Language (DDL): Esquema y estructura lógica ○ Meta data: ○ Tipos ○ Dominio ○ Integridad y Validación Acceso y seguridad: ○ Concurrencia ○ Replicación ○ Rollback/rollforward ○ Backup/Restore Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 30 Introducción Modelo de Relaciones - Lenguajes Data Manipulation Language (DML): Funciones Operaciones relacionales Interacción Usuarios y permisos Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 31 Referencias Database Processing: Fundamentals, Design and Implementation, Kroenke, Prentice Hall,NN (Latest edition) Database Systems: Design, Implementation and Management, Rob & Coronel, Thompson, Boston (Latest edition) Database in Depth, Relational Theory for Practitioners, C.J. Date, 2005, OReilly, Sebastopol, CA, Safari Books Online Bases de Datos: Desde Chen hasta Codd, Luque, GómezNieto, López y Cerruela, 2002, Alfaomega – RA-MA, Madrid, España An Introduction to Database Systems, C.J. Date, 2000, Addison Wesley, Mass. Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 32 Referencias en línea Atlantic Monthly Online – “As we may think” Database Hall of Fame American Airlines - System SABRE SABRE- Knowledge management system Charles Bachman – Network Implementation CODASYL – Network Model IBM – Hierarchical Model Implementation Relational Model Origins – IBM System R Edgar F. Codd – “A Relational Model of Data for Large Wikepedia – Databases Shared Data Banks” Carmen R. Cintrón Ferrer, 2008, Derechos Reservados 33