Diseo de Sistemas Clase Terica Diseo de Datos

Diseño de Sistemas Clase Teórica Diseño de Datos

Objetivos Al final de la clase los estudiantes serán capaces de: l l l Comprender la importancia del diseño de bases de datos. Conocer las etapas del ciclo vida de sistemas y aplicaciones de bases de datos. Aplicar las técnicas de diseño de bases de datos

Introducción El almacenamiento de datos es considerado por algunos como la parte medular de los sistemas de información. Los datos tienen que estar disponibles cuando el usuario los necesite. Deben ser precisos y consistentes (deben poseer integridad). Por esta razón los objetivos del diseño de la base de datos incluyen el almacenamiento, actualización y recuperación eficiente de los datos. Debido a que la información obtenida de los datos almacenados debe estar en un formato útil para la administración, planeación, control o tomas de decisiones.

modelos de implantación y modelos esenciales. l Modelos de Implantación: muestran no solo lo que es o hace un sistema sino también como es su implantación física. Entre sus sinónimos se incluyen modelo tecnológico y modelo físico. l Modelos esenciales: son modelos independientes de la implantación, que describen la esencia del sistema (lo que hace o debe hacer el sistema), independientemente del modo en que se implante físicamente dicho sistema. Los modelos esenciales reciben el nombre de modelos lógicos o modelos conceptuales.

Modelización de datos En el proceso de abstracción que conduce a la creación de una base de datos desempeña una función prioritaria el modelo de datos. El modelo de datos, como abstracción del universo de discurso, es el enfoque utilizado para la representación de las entidades y sus características dentro de la base de datos (KORTH y SILBERSCHATZ, 1993: 6 -11).

La realidad, los datos y los meta datos El mundo real en si mismo será mencionado como la realidad. Los datos recolectados acerca de personas, lugares o eventos en la realidad serán eventualmente guardados en el archivo o base de datos. Para comprender la forma y estructura de los datos se requiere información acerca de los datos mismos. La información que describe a los datos y los metados se muestra en la siguiente figura:

En el campo de la realidad hay entidades y atributos, en el campo de los datos actuales existen registros y existen conceptos de datos, dentro del campo de los metadatos hay definiciones de registro y definiciones de conceptos de datos

l ENTIDADES. Cualquier objeto o evento acerca del cual alguien escoge recolectar datos. Una entidad puede ser una persona, lugar o cosa. Puede ser también un evento o unidad de tiempo, tal como la descompostura de una máquina, una venta o un mes o año. l RELACIONES. Describe Son asociaciones entre entidades (a veces son llamadas asociaciones de datos). Las relaciones pueden ser de uno a uno (1: 1), de uno a muchos (1: M), de muchos a uno (M: 1) o de muchos a muchos (M: N). Por ejemplo un estudiante puede tener muchos cursos y al mismo tiempo, un curso puede tener muchos estudiantes inscritos en él. l ATRIBUTOS. Un atributo es alguna característica de una entidad. Puede haber muchos atributos para cada entidad. Por ejemplo, un paciente (entidad) puede tener muchos atributos, tales como apellido, nombre, calle, ciudad, estado, etc.

l REGISTROS. Un registro es un conjunto de conceptos de datos que tienen algo en común con la entidad descrita. Un registro tiene una llave primaria y puede tener muchos atributos. l LLAVES. Una llave se usa para identificar un registro. Cuando una llave identifica en forma única a un registro es llamada llave primaria. Por ejemplo, #Pedido puede ser una llave primaria debido a que solamente un número es asignado a cada pedido del cliente. Una llave es secundaria si no puede identificar en forma única a un registro. l METADATOS. Es información acerca de los datos del archivo de base de datos. Describen el nombre y la longitud asignada a cada uno de los registros.

Los diagramas o modelos entidad-relación Es una herramienta de modelización de datos que describe las asociaciones que existen entre las diferentes categorías de datos dentro de un sistema de empresa o de información. Entre sus sinónimos se incluyen modelo de entidades o diagrama de entidades y diagrama de atributos de entidad- relación. Los diagramas entidad-relación (a veces denominado por su siglas, E-R) son una herramienta para el modelado de datos de un sistema de información. Estos diagramas expresan entidades relevantes para un sistema de información, sus inter-relaciones y propiedades.

l Se parte de una descripción textual del problema o sistema de información a automatizar (los requisitos). l Se hace una lista de los sustantivos y verbos que aparecen. l Los sustantivos son posibles entidades o atributos. l Los verbos son posibles relaciones. l Analizando las frases se determina la cardinalidad de las relaciones y otros detalles. l Se elabora el diagrama (o diagramas) entidad-relación. l Se completa el modelo con listas de atributos y una descripción de otras restricciones que no se pueden reflejar en el diagrama.

CONVENCIONES Y DIRECTRICES DE LOS DIAGRAMAS DE ENTIDAD-RELACIÓN Los diagramas entidad-relación fueron propuestos por Peter P. Chen en 1976. Por este motivo también se conocen como "diagramas de Chen". Formalmente, los diagramas E-R son un lenguaje gráfico para describir conceptos. Informalmente, son simples dibujos o gráficos que (si se saben interpretar) describen la información que trata un sistema de información y el software que lo automatiza. El modelo de datos se compone de tres piezas de información interrelacionadas: el objeto o entidad de datos, los atributos que describen el objeto de datos y la relación que conecta objetos de datos entre sí.

Entidad de datos: es cualquier ente, real o abstracto, sobre el que deseamos almacenar datos, Se representa mediante un rectángulo o "caja" etiquetada en su interior mediante un nombre. Entre sus sinónimos se incluyen tipo de entidad, clase de entidad y objeto. Nombre de entidad

Relación de datos: es la asociación natural que existe entre una o más entidades, algunos expertos prefieren pensar en las relaciones como actividades o sucesos que unen una o más entidades entre si. Se representa mediante un rombo etiquetado en su interior mediante un verbo o frases verbales. Además, dicho rombo debe unirse mediante líneas con las entidades que relaciona (es decir, los rectángulos). Nombre de relación

Atributos de datos: son características comunes a todas o la mayoría de las presencias de una entidad concreta. Es decir propiedades relevantes propias de una entidad y sólo una. Se representan mediante un círculo o elipse etiquetado mediante un nombre en su interior. Nombre del atributo

Por ejemplo, persona puede poseer vehiculo, en donde la relación poseer implica una conexión especifica entre persona y vehiculo. Las relaciones siempre se definen por el contexto del problema que se esta analizando PERSONA Nombre Dirección Edad Número de registro de conductor Posee o Es poseído por VEHICULO Fabricante Modelo Patente Color

Existen dos sencillas preguntas para conocer si una entidad tiene existencia propia o no: 1. Cuantas presencias existen para la entidad. Debe haber dos o más presencias. No tiene sentido guardar un archivo con una sola presencia. 2. Cuantos atributos describen a la entidad. Como antes, debe haber al menos dos atributos que describan la entidad. Si solo existe un atributo, dicho atributo debería ser asignado a otra entidad. Normalmente, existe al menos un atributo de datos que toma un valor único para cada presencia de la entidad, al cual se le conoce como identificador

IMPORTANCIA DE LAS BASES DE DATOS Las Bases de Datos no son solamente un conjunto de archivos, en vez de ello, una base de datos es una fuente central de datos que está pensada para que sea compartida con muchos usuarios con una diversidad de aplicaciones. La parte medular de la Base de Datos es el DBMS (Sistema de Manejo de Base de Datos) que permite la creación, modificación y actualización de la base de datos, la recuperación de datos y la generación de reportes. Por lo tanto, el diseño de las bases de datos es crucial para la consistencia, integridad y precisión de los datos.

Si una base de datos está mal diseñada, los usuarios tendrán dificultades a la hora de acceder a ciertos tipos de información y existe el riesgo añadido de que ciertas búsquedas puedan producir información errónea. La información errónea es, probablemente, el peor de los resultados de un mal diseño de la base de datos y puede repercutir muy negativamente a la empresa u organización propietaria de los datos.

CICLO DE VIDA DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN Un sistema de información es el conjunto de recursos que permiten recoger, gestionar, controlar y difundir la información de toda una empresa u organización. Desde los años setenta, los sistemas de bases de datos han ido reemplazando a los sistemas de ficheros en los sistemas de información de las empresas. Al mismo tiempo, se ha ido reconociendo la gran importancia que tienen los datos que éstas manejan, convirtiéndose en uno de sus recursos más importantes. Esto ha hecho que muchas empresas tengan departamentos que se encarguen de gestionar toda su información, que estará almacenada en una base de datos.

Aparecen los papeles de administrador de datos y administrador de la base de datos, que son las personas encargadas de supervisar y controlar todas las actividades relacionadas con los datos de la empresa y con el ciclo de vida de las aplicaciones de bases de datos respectivamente. Un sistema de información está formado por los siguientes componentes: l La Base de Datos. l El SGBD (Sistema de Gestión de Bases de Datos). l Los programas de aplicación. l Los dispositivos físicos (ordenadores, dispositivos de almacenamiento). l El personal que utiliza y que desarrolla el sistema.

SGBD La base de datos es un componente fundamental de un sistema de información. El ciclo de vida de un sistema de información está ligado al ciclo de vida del sistema de base de datos sobre el que se apoya.

CICLO DE VIDA DE LAS APLICACIONES DE BASE DE DATOS 1. Planificación del proyecto. 2. Definición del sistema. 3. Recolección y análisis de los requisitos. 4. Diseño de la base de datos. 5. Selección del SGBD. 6. Diseño de la aplicación. 7. Prototipado. 8. Implementación. 9. Conversión y carga de datos. 10. Prueba. 11. Mantenimiento.

Diseño de la base de datos Diseño conceptual En esta etapa se debe construir un esquema de la información que se usa en la empresa, independientemente de cualquier consideración física. A este esquema se le denomina esquema conceptual. Al construir el esquema, los diseñadores descubren la semántica (significado) de los datos de la empresa: encuentran entidades, atributos y relaciones. Diseño lógico El diseño lógico es el proceso de construir un esquema de la información que utiliza la empresa, basándose en un modelo de base de datos específico, independiente del SGBD concreto que se vaya a utilizar y de cualquier otra consideración física.

DISEÑO DE LA BASE DE DATOS Diseño físico Para llevar a cabo esta etapa, se debe haber decidido cuál es el SGBD que se va a utilizar, ya que el esquema físico se adapta a él. Entre el diseño físico y el diseño lógico hay una realimentación, ya que algunas de las decisiones que se tomen durante el diseño físico para mejorar las prestaciones, pueden afectar a la estructura del esquema lógico.

Ejercicio Diseñar una base de datos que recoja la organización de una Universidad. Se considera que: Los departamentos pueden estar en una sola facultad o ser interfacultativos, agrupando en este caso cátedras que pertenecen a facultades distintas. Una cátedra se encuentra en un único departamento. Una cátedra pertenece a una sola facultad. Un profesor está siempre asignado a un único departamento y adscrito a una o varias cátedras, pudiendo cambiar de cátedra, pero no de departamento. Interesa la fecha en que un profesor es adscrito a una cátedra. Existen áreas de conocimiento, y todo departamento tendrá una única área de conocimiento.