UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE DEPARTAMENTO DE INGENIERA

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INFORMÁTICA MAGÍSTER EN INGENIERÍA INFORMÁTICA BASES DE DATOS MODERNAS Dra. Angélica Urrutia Sepúlveda Magister: Curso Bases de Datos Modernas 1

EL FUTURO DE LAS BASES DE DATOS INDICE 1. - EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BASES DE DATOS 2. - BASES DE DATOS ACTIVAS 3. - REGLAS DE NEGOCIO PARA DISEÑO DE BASES DE DATOS 4. - OTROS TIPOS DE BASES DE DATOS Magister: Curso Bases de Datos Modernas 2

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BASES DE DATOS Magister: Curso Bases de Datos Modernas 3

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD INTRODUCCION TECNOLOGÍA DE LAS BASES DE DATOS. Excepcional productividad. Impresionante impacto económico . Grandes inversiones - Aplicaciones desarrolladas con SGBD - Investigación y Desarrollo - Marketing LAS BASES DE DATOS SE HAN CONVERTIDO EN UN PRODUCTO ESTRATÉGICO DE PRIMER ORDEN Magister: Curso Bases de Datos Modernas 4

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EV. GESTION DE DATOS - PROCESOS DATOS - GENERACIONES DE BASES DE DATOS 1ª SGBD EN RED 2ª SGBD RELACIONALES 3ª SGBD INTELIGENTES, ACTIVOS, ORIENTADOS A OBJETOS, . . . Magister: Curso Bases de Datos Modernas 5

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EV. GESTION DE DATOS 3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS “Proporciona capacidades de gestión de datos al igual que sus predecesoras, permitiendo que grandes cantidades de datos persistentes sean compartidos por muchos usuarios. También proporcionan gestión de objetos, permitiendo tipos de datos muchos más complejos, objetos multimedia, datos derivados, encapsulamiento de la semántica de los datos, así como otras nuevas capacidades. Algunos proporcionan incluso gestión de conocimiento, soportando un gran número de reglas complejas para inferencia automática de información y mantener las restricciones de integridad entre datos” Cattell (1991) Magister: Curso Bases de Datos Modernas 6

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD EV. GESTION DE DATOS 3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS “Gestiona información de una manera natural, haciendo esta información fácil de almacenar, acceder y utilizar. Es necesario: - Un fuerte soporte para texto, imagen, voz, animación y vídeo - Un modelo de bases de datos orientado al objeto - Un soporte de reglas declarativas para expresar las interrelaciones semánticas entre objetos” Khoshafian et al. (1990) Magister: Curso Bases de Datos Modernas 7

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD NUEVOS RETOS CAMBIOS EN EL ENTORNO EMPRESARIAL Keen (1985) - Flexibilidad organizacional - Adaptación al cambio - Cobertura - Extensiones inter-empresa - Cooperaciones y alianzas - Procesos integrados - Gestión integrada y consistente Magister: Curso Bases de Datos Modernas EMPRESA ABIERTA 8

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD NUEVOS RETOS HARDWARE Y COMUNICACIONES - LEYES DE LA EVOLUCIÓN DEL HARDWARE: - Ley de Moore - Ley de Hoagland - Ley de Joy - Predicción de Gray - MÁQUINAS PARALELAS - TÉCNICAS DE COMPRESIÓN - DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO ÓPTICO - DIGITALIZADORES DE AUDIO Y VÍDEO Magister: Curso Bases de Datos Modernas 9

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD NUEVOS RETOS DATOS MAL GESTIONADOS Zachman (1996) - El 70% de los informes se utilizan para volver a introducir datos en bases de datos - 80/90% del tiempo se dedica al mantenimiento - 60/70% se dedica a mantener interfaces y transformar datos de una base a otra - 100 M$ a “parchear” progs. por errores al pasar datos - 70% de las líneas de código sólo mueven datos - 20/40% de toda la mano de obra de EEUU se dedica a recoger, almacenar, recuperar, . . . información Magister: Curso Bases de Datos Modernas 10

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN FACTORES CLAVE FUNDAMENTOS TEÓRICOS PRODUCTOS Magister: Curso Bases de Datos Modernas APLICACIONES PRÁCTICAS 11

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN FUNCIONALIDAD/ INTELIGENCIA RENDIMIENTO BD DISTRIBUCIÓN/ INTEGRACIÓN Magister: Curso Bases de Datos Modernas 12

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN RENDIMIENTO - BD PARALELAS - BD EN TIEMPO REAL - BD EN MEMORIA PRINCIPAL Magister: Curso Bases de Datos Modernas 13

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN DISTRIBUCIÓN - BD DISTRIBUIDAS - BD FEDERADAS - MULTIBASES DE DATOS - BD MÓVILES Magister: Curso Bases de Datos Modernas - BD Y “WEB” 14

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD LÍNEAS DE EVOLUCIÓN INTELIGENCIA - BD ACTIVAS - BD DEDUCTIVAS - BD ORIENTADAS A OBJETOS - BD MULTIMEDIA - BD TEMPORALES - BD SEGURAS - BD DIFUSAS Magister: Curso Bases de Datos Modernas 15

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD MADUREZ PLANO CIENTÍFICO BD PLANO COMERCIAL PLANO INDUSTRIAL Magister: Curso Bases de Datos Modernas 16

EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD TECNOLOGÍA Relacionales Paralelas Tiempo real Memoria principal Activas Deductivas Orientadas a objetos Multimedia Temporales Seguras Difusas Dist. homogéneas Federadas Multibases de datos Móviles Datawarehousing Magister: Curso Bases de Datos Modernas MADUREZ P. CIENT. P. IND. **** *** *** ** ** * **** ** * * *** P. COM. **** ** ** 17

BASES DE DATOS ACTIVAS PORTADA BASES DE DATOS ACTIVAS Magister: Curso Bases de Datos Modernas 18

BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN SGBD ACTIVO: *Cuando se producen ciertas condiciones ejecuta de forma automática ciertas acciones. * Debe ser capaz de monitorizar y reaccionar ante eventos de manera oportuna y eficiente. SGBD DEDUCTIVO: * Capaz de deducir hechos adicionales a partir de la base de datos extensional aplicando axiomas deductivos y reglas de inferencia. Magister: Curso Bases de Datos Modernas 19

BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN SGBD PASIVO sentencias SQL optimizador consultas APLICACION procesador consultas resultado datos Magister: Curso Bases de Datos Modernas 20

BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN SGBD ACTIVO optimizador reglas optimizador consultas prog. de reglas procesador consultas datos Magister: Curso Bases de Datos Modernas APLICACION gestión eventos reglas 21

BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN VENTAJAS J Mayor productividad J Mejor mantenimiento J Reutilización de código J Reducción del tráfico de mensajes J Posibilidad de optimización semántica J Facilitar el acceso a la BD a usuarios finales Magister: Curso Bases de Datos Modernas 22

BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN APLICACIONES KOTZ (1994) / Monitorización de Situaciones (Banco) / Gestión de Flujos de Trabajo / Gestión de Documentos / Telecomunicaciones/Gestión de Redes / Gestión Comercial Magister: Curso Bases de Datos Modernas 23

BASES DE DATOS ACTIVAS INTRODUCCIÓN UTILIDAD EN SGBD - INSTANTÁNEAS - DATOS DERIVADOS - REGLAS DE INTEGRIDAD - SEGURIDAD Y AUDITORÍA - GESTIÓN DE VERSIONES Magister: Curso Bases de Datos Modernas 24

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES Paton y Díaz (1998) MODELO DE CONOCIMIENTO å Describe la situación y la reacción correspondiente MODELO DE EJECUCION å Realiza un seguimiento de la situación y gestiona el comportamiento activo Magister: Curso Bases de Datos Modernas 25

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE CONOCIMIENTO EVENTO • FUENTE (operación, envío de mensajes, gestión de transacciones, excepciones, reloj, aplicación. . . ) • GRANULARIDAD (registro, conjunto) • TIPO DE EVENTO (primitivo, compuesto) • PAPEL (obligatorio, opcional, ninguno) Magister: Curso Bases de Datos Modernas 26

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES TIPOS DE REGLAS • REGLAS DE INTEGRIDAD REFERENCIAL • REGLAS DEL NEGOCIO REGLAS DE MODELO DE DATOS REGLAS DE RELACION REGLAS DE DERIVACION REGLAS DE RESTRICCION REGLAS DE FLUJO Magister: Curso Bases de Datos Modernas 27

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE CONOCIMIENTO CONDICIÓN • PAPEL (obligatorio, opcional, ninguno) • AMBITO 3 Sobre parámetros del evento 3 Sobre estado de la BD å Al comienzo de la transacción (BDT) å Cuando ocurrió el evento (BDE) å Cuando se evalúa la condición (BDc) Magister: Curso Bases de Datos Modernas 28

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE CONOCIMIENTO ACCIÓN • OPCIONES (operación, envío de mensajes, actualización de reglas, abortar transacción, hacer en lugar de, externo) • AMBITO å Al comienzo de la transacción (BDT) å Cuando ocurrió el evento (BDE) å Cuando se evalúa la condición (BDc) Magister: Curso Bases de Datos Modernas 29

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE EJECUCION MODOS DE ACOPLAMIENTO FUENTE DE EVENTOS OCURRENCIA DE EVENTOS señalar REGLAS DISPARADAS disparar Modo de acoplamiento evento-condición Magister: Curso Bases de Datos Modernas evaluar REGLAS EVALUADAS REGLAS SELECCIONADAS planificar ejecutar Modo de acoplamiento condición-acción 30

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE ACOPLAMIENTO INMEDIATO INICIO DE TRANSACCION EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION FIN DE TRANSACCION Magister: Curso Bases de Datos Modernas 31

Algoritmo de acoplamiento Condición -acción de tipo inmediato: Magister: Curso Bases de Datos Modernas 32

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE ACOPLAMIENTO DIFERIDO INICIO DE TRANSACCION EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION FIN DE TRANSACCION Magister: Curso Bases de Datos Modernas 33

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO INICIO DE TRANSACCION T 1 INICIO DE TRANSACCION T 2 EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION FIN DE TRANSACCION T 1 FIN DE TRANSACCION T 2 Magister: Curso Bases de Datos Modernas 34

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO CON DEPENDENCIA CAUSAL INICIO DE TRANSACCION T 1 INICIO DE TRANSACCION T 2 EVENTO EVALU. CONDICI. EJEC. ACCION FIN DE TRANSACCION T 1 Magister: Curso Bases de Datos Modernas FIN DE TRANSACCION T 2 35

BASES DE DATOS ACTIVAS COMPONENTES MODELO DE EJECUCION • GRANULARIDAD DE LA TRANSICION (registro, conjunto) • PRIORIDAD (dinámica, numérica, relativa, basada en eventos, ninguna) • POLITICA DE EFECTOS NETO (sí, no) • POLITICA DE CONSUMO (reciente, cronológica, continua, acumulativa) • MODO DE PLANIFICACION (paralelo, secuencial, saturación, ninguno) • MODO DE GESTION DE ERRORES (abortar, ignorar, retroceder y contingencia) Magister: Curso Bases de Datos Modernas 36

BASES DE DATOS ACTIVAS PRODUCTOS INTERBASE DEFINE TRIGGER disparador FOR relación [ ACTIVE | INACTIVE ] [ PRE |POST ] {STORE | MODIFY | ERASE } [ nº_de_secuencia ]: acción-disparador END TRIGGER [lista_descripción_mensaje ] [comentarios_textuales ] Magister: Curso Bases de Datos Modernas 37

BASES DE DATOS ACTIVAS PRODUCTOS POSTGRES DEFINE RULE regla [ AS EXCEPTION TO regla] ON evento TO objeto [ [cláusula FROM] cláusula WHERE ] THEN DO [INSTEAD] acción DEFINE RULESET conjunto_reglas INHERITS conjunto_reglas [ guión_inicial procedimiento] [ guión_eliminación procedimiento] Magister: Curso Bases de Datos Modernas 38

BASES DE DATOS ACTIVAS PRODUCTOS SQL 3 CREATE TRIGGER disparador {AFTER | BEFORE | INSTEAD OF} {INSERT | DELETE | UPDATE [OF ATRIBUTOS]} ON tabla [REFERENCING OLD AS id NEW AS id] [REFERENCING OLD_TABLE AS id NEW_TABLE AS id] WHEN condición acciones BD [FOR EACH ROW | STATEMENT] Magister: Curso Bases de Datos Modernas 39

BASES DE DATOS ACTIVAS MANIFIESTO Manifiesto de los SGBDA ACTNET (1996) Características de los SGBDA Un SGBDA es un SGBD Un SGBDA tiene un modelo de reglas ECA Un SGBDA debe soportar la gestión de reglas y la evolución de la base de reglas Características de ejecución de reglas ECA Un SGBDA tiene un modelo de ejecución Un SGBDA debe ofrecer difs. modelos de acoplamiento Magister: Curso Bases de Datos Modernas 40

BASES DE DATOS ACTIVAS MANIFIESTO Manifiesto de los SGBDA ACTNET (1996) Un SGBDA debe implementar modos de consumo Un SGBDA debe gestionar la historia de eventos Un SGBDA debe implementar resolución de conflictos Características de aplicación y usabilidad Un SGBDA debería poseer un entorno de programación Un SGBD A debería ser ajustable Magister: Curso Bases de Datos Modernas 41

BASES DE DATOS ACTIVAS PROBLEMAS Dudley (1994) UPDATE B 1 SET y = y + 1; CREATE TRIGGER pasar-curso AFTER UPDATE ON B 1 FOR EACH ROW BEGIN UPDATE B 2 SET y = y + 1 WHERE y : = OLD. y END Magister: Curso Bases de Datos Modernas B 1 B 2 X Y Luis 1 María 2 Paco 3 X Y Luis 1 María 2 Paco 3 42

Ejemplo: Comprobación de la integridad - Figura 2. 10: Modelo relacional de comprobación de integridad Magister: Curso Bases de Datos Modernas Se muestra un modelo relacional y su correspondiente forma de guardar la integridad de los datos: 43

Ejemplo: Trigger de comprobación de Integridad Magister: Curso Bases de Datos Modernas Los profesores que imparten la asignatura del código EST 1 deben ser del departamento de estadística 44

Ejemplo: Trigger de Reglas de Funcionamiento de la Organización " Cuando la cantidad en almacén de una pieza esté por debajo de la cantidad mínima establecida, se debe lanzar un orden de producción para asegurar la cantidad mínima de la pieza en el almacén", Magister: Curso Bases de Datos Modernas 45

Ejemplo: Pantalla de Eventos Figura 5. 7: Pantalla de Eventos Magister: Curso Bases de Datos Modernas 46

Ejemplo: Modelo de eventos Magister: Curso Bases de Datos Modernas 47

Ejemplo: Modelo condición Magister: Curso Bases de Datos Modernas 48

Ejemplo: Modelo acción Magister: Curso Bases de Datos Modernas 49

Ejemplo: Modelo Evento Magister: Curso Bases de Datos Modernas 50

REGLAS DEL NEGOCIO PORTADA REGLAS DEL NEGOCIO Magister: Curso Bases de Datos Modernas 51

REGLAS DEL NEGOCIO INTRODUCCIÓN ANALISIS ESTRUCTURADO INGENIERIA DE LA INFORMACION ORIENTACION AL OBJETO REGLAS DEL NEGOCIO PROCESOS INFORMACION OBJETO REGLA DEL NEGOCIO ALMACEN DE DATOS PROCESOS ATRIBUTOS ENTIDADES ATRIBUTOS SERVICIOS DATOS PROCESO DE LA REGLA ATRIBUTOS 1970 Magister: Curso Bases de Datos Modernas 1980 1990 2000 52

REGLAS DEL NEGOCIO INTRODUCCIÓN • Enlazar las necesidades de la empresa y el sistema de información • Validar el “modelo” de la empresa • Facilitar compartir datos • Ahorrar costes de desarrollo CONVERTIR LA INFORMACIÓN EN UN ACTIVO DE LA EMPRESA Magister: Curso Bases de Datos Modernas 53

REGLAS DEL NEGOCIO ESTUDIO PREVIO ADQUISICION CICLO DE VIDA ANALISIS reglas DATOS PROC. RED. MODELADO Magister: Curso Bases de Datos Modernas CLASIFICACION Y ALMACENAMIENTO VALIDACION 54

REGLAS DEL NEGOCIO CONCLUSIONES ”Debe ser nuestro trabajo liberar las reglas de negocio. La empresa necesita acceder a las reglas para poder aprender de ellas, comportarse de acuerdo a las mismas, desafiarlas y hacerlas evolucionar con el fin de encontrar oportunidades de negocio". VON HALLE (1996) Magister: Curso Bases de Datos Modernas 55

REGLAS DEL NEGOCIO Magister: Curso Bases de Datos Modernas CONCLUSIONES 56

Otros tipos de Bases de Datos Magister: Curso Bases de Datos Modernas 57

¿Interconectar, Integrar o Interoperar? • Interconectar: conectar a nivel de hardware distintos sistemas entre sí. El objetivo de una interconexión es intercambiar información. • Integrar: unificar la información que se encuentre replicada resolviendo posibles conflictos de heterogeneidad entre las diferentes fuentes de origen de la información. • Interoperar: se refiere no sólo a integrar información sino Magister: Curso también a integrar funcionalidades. Bases de Datos Modernas 58

DBMS distribuídos y heterogéneos Lenguajes para Multiple-DBMS Federados DBMS Distribuídos y Heterogéneos Esquema Global para Multiple-DBMS Sistemas Interoperables Magister: Curso Bases de Datos Modernas 59

Esquema Global Esquema local 1 Esquema local 2 Esquema local n BD 1 BD 2 BDn Ventajas: • Consistencia • Vista y acceso uniforme a datos • Distribución transparente al usuario. Magister: Curso Bases de Datos Modernas Integración completa de varias DBMS para proveer una vista única. [SP 94] Desventajas: • Pobre autonomía • Pobre automatización 60

Bases de Datos Federadas (FDBS) FDBS: Una colección de sistemas de bases de datos independientes, cooperativos, posiblemente heterogéneos, que son autónomos y que permiten compartir todos o algunos de sus datos. [SL 90] FDBS Componente DBS 1 DBMS 1 (centralizado) BD 1 Magister: Curso Bases de Datos Modernas Componente DBS 2 Componente DBS n DBMS 2 (distribuido) BD 2 -1 DBMS n (otro FDBS ) BD 2 -2 61

Arquitectura de 5 Niveles FDBS Version 1 Esquema Externo Data Dictionary Esquema Externo Esquema Federado Esquema de Exportación 1 Filtering processor Esquema Componente 1 Transforming processor Esquema de Exportación 2 Filtering processor Common Data Model Esquema Componente 2 Transforming processor Esquema Local 1 Esquema Local 2 DB 1 DB 2 Magister: Curso Bases de Datos Modernas 62

Arquitectura de 5 Niveles FDBS (III) Version 2 Esquema Externo Esquema Federado Esquema de Exportación 1 Esquema de Exportación 2 Esquema Componente 1 Esquema Componente 2 Esquema Local 1 DB 1 Magister: Curso Bases de Datos Modernas Esquema Local 2 CDBS 1 DB 2 CDBS 2 63

Sistemas Interoperables Características: • Componentes locales son cualquier tipo de datos. • Son los sistemas más débilmente acoplados • No soportan todas las funciones de DBMS Sistema Interoperable Componente DBS 1 DBMS 1 (centralizado) Componente DBS 2 DBMS 2 (otro FDBS ) Componente n Sistemas legados BD 1 Magister: Curso Bases de Datos Modernas 64