![Contenido
xviii José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
Figura 4.19 Tuplas de la tabla de empleados enumerando
cada uno de los atributos de la tabla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
Figura 4.20 Utilización de * en la cláusula SELECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
Figura 4.21 Selección de una serie de atributos de todas las tuplas
de la tabla de proyectos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Figura 4.22 Uso de literales en las salidas de los atributos de las relaciones . . . . 180
Figura 4.23 Salida de atributos con formatos numéricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
Figura 4.24 Listado de todas las ciudades donde se encuentran
proyectos en ejecución. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Figura 4.25 Nombre de las ciudades distintas donde
se están ejecutando proyectos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Figura 4.26 Campo calculado de SALDO a partir del Saldo_Anterior
y el Movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Figura 4.27 Proyectos del SIM superiores o iguales a 100 millones de pesos. . . . 188
Figura 4.28 Proyecto del SIM ejecutados en Barranquilla con prioridad uno. . . 189
Figura 4.29 Búsqueda por rangos de los productos del SIM con número
de producción que están en el intervalo [10;25]. . . . . . . . . . . . . . . . 190
Figura 4.30 Salarios de empleados del SIM no ubicados
en el rango salarial entre 2 y 5 millones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Figura 4.31 Maquinaria que está en mantenimiento preventivo
o pertenece al conjunto P. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
Figura 4.32 Proyectos nacionales con prioridades asociadas en [1,2] . . . . . . . . . 194
Figura 4.33 Empleados del SIM no extranjeros y no técnicos ni ingenieros. . . . . 195
Figura 4.34 Selección de tuplas con base en una secuencia
de caracteres (% … % ) del patrón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Figura 4.35 Búsqueda de patrones por cadena de caracteres
de los cuales el primero es D, y se nota que en todas
las tuplas está la palabra DANIEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Figura 4.36 Selección de cualquier secuencia de caracteres
de No_proyecto, siendo el último carácter igual a 1. . . . . . . . . . . . . 198
Figura 4.37 Utilización de NULL en la selección de tuplas . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
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![Introducción
2 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
descentralizadas promueven la búsqueda de la información, la distribución de incen-
tivos y la adaptación. La productividad aumenta hasta que la distribución de control
equilibra de forma óptima estos factores en función de su complementariedad e in-
dispensabilidad.
Hipótesis 4: Los incentivos absolutos favorecen que la información se comparta, lo
cual estimula la productividad del grupo; los incentivos relativos desfavorecen que se
comparta la información, pero estimulaban la productividad individual. La política
óptima de incentivos en términos de productividad tiende hacia lo absoluto cuanto
mayor es la independencia de las tareas.
Hipótesis 5: El empuje de la información beneficia a los individuos y las organiza-
ciones que controlan los valores infravalorados (los propietarios de estos incurren
en pérdidas). La eficiencia aumenta cuando se reequilibra la reubicación de recursos
tomando en cuenta los problemas y las oportunidades. [1]
Teniendo en cuenta que la totalidad de las hipótesis planteadas se basan en la infor-
mación para el logro de la productividad, solo con sistemas de información diseña-
dos y operando en teorías de bases de datos tendrán las empresas una alternativa real
de aumentar su productividad apalancada por las bases de datos informacionales de
la organización.
El texto que el lector tiene en sus manos desarrolla no solo la totalidad de los con-
ceptos nucleares de bases de datos, sino que se proyecta en teorías relacionadas con
las nuevas tecnologías de bases de datos.
Este libro presenta una introducción a los sistemas de bases de datos en su contenido
inicial, a fin de exponer las características que diferencian los sistemas de bases de da-
tos con los sistemas de información basados en archivos, e identificar las funciones
y roles esenciales de un Sistema de Gestión de Bases de Datos: SGBD (DBMS: Data
Base Management Systems). Con base en los conceptos introductorios se expone la
totalidad del marco teórico y práctico para el diseño de bases de datos, y se presenta
una metodología novedosa de diseño que privilegia la captura del contenido semán-
tico en el modelo de datos de la organización. La fase de diseño cumple con el di-
seño lógico/conceptual de la base de datos, utilizando el Modelo Entidad-Relación
(M ER) hasta llegar al modelo de datos físico utilizando la teoría de bases de datos
relacionales, lo cual se concreta con el Modelo Relacional (MR). La manipulación
de los datos se hace con la creación de los datos vía a poblar la base datos; comandos
que siendo desarrollados con un gestor de bases de datos cubren los tópicos desde
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![Justificación
6 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
técnicas son apropiadas para un problema dado, y ser capaz de seleccionar e imple-
mentar una apropiada solución de Administración de la Información (IM) direccio-
nada al diseño relevante concerniendo inclusive con la escalabilidad, accesibilidad y
usabilidad (ACM/IEEE- CS. Computer Science Curricula 2013. The Joint Task Force
on Computer Curriculum Assocciation for Computing Mechinery IEEE- Computer
Society, p. 87).
Teniendo en cuenta la definición anterior, son áreas propias de IM [2] los conceptos
de Administración de la información, los sistemas de bases de datos, dentro de los
cuales se incluyen los sistemas de gestión de las bases de datos, el modelamiento de
datos, la teoría de indexación de las bases de datos, el estudio de las bases de datos
relacionales, la comprensión de los lenguajes de definición y consulta de las bases de
datos, el procesamiento de transacciones en una base de datos, los sistemas de bases
de datos distribuidas, el diseño físico de la base de datos, el estudio de las teorías de
los almacenes y bodegas de datos relacionados con la minería de datos; y finalmente
el almacenamiento y recuperación de la información en un sistema de bases de datos.
Por lo tanto, la cobertura y necesidad de comprensión de los temas desarrollados
justifican la compilación de los conceptos esenciales para comprender los sistemas
de bases de datos, en su estructuración conceptual lógica y física, y en sus lenguajes
de definición y manipulación de los datos contenidos en la base de datos.
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![9
Capítulo 1
Introducción a los sistemas de bases de datos
1.1 Introducción
En el marco de la sociedad informacional y global generadora de conocimientos,
los sistemas de información impactan los contextos económicos, sociales y políticos
de los países. Los sistemas informáticos en cualquier sector y a cualquier nivel de la
economía de un país para responder a la competitividad en la globalidad de la infor-
mación requieren el almacenamiento y la consulta de grandes volúmenes de datos.
Estos volúmenes de datos, siendo de complejidad creciente tanto en número como
en significado, requieren ser estructurados con alguna organización para poder ser
consultados. Por lo tanto, la estructura, organización y consulta de amplios volúme-
nes de datos ha generado el concepto de sistemas de bases de datos.
Con base en lo anterior, la conceptualización de este tipo de sistemas requiere la
diferenciación entre los sistemas de archivos versus los sistemas de bases de datos; la
identificación de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD); la identificación
de estándares American National Standards Institute (ANSI); Standars Planning and
Requirements Committee (SPARC) para trabajar en un entorno de bases de datos; y
finalmente, identificar tanto los usuarios como sus funciones relacionados con un
entorno de bases de datos.
La conceptualización mencionada se convierte para el lector en un punto inicial
para explorar acciones de aprendizaje y desarrollo de programas iniciales en bases de
datos, con el fin de proyectarse en la acción de investigación relacionada con bases
de datos, lo cual ha generado el surgimiento de una industria de servicios de infor-
mación a nivel mundial. La industria del software en bases de datos ha generado a
nivel mundial el posicionamiento de empresas tales comom SQL Server, DB2, Syba-
se, MySQL, PostgreSQL, Teradata, Informix, Ingres y Amazon´s SimpleDB, que son
catalogadas como empresas líderes en la tecnología de bases de datos [3].
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![Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos
10 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
El desarrollo de los sistemas de bases de datos ha hecho posible el avance del almace-
namiento y consulta de grandes volúmenes de información en las distintas áreas del
saber humano racional, dentro de las cuales se destacan por su dimensión en tamaño
las siguientes: la Librería del Congreso: Library of Congress (USA), la de la Agen-
cia de Inteligencia Central —Central Intelligence Agency—: CIA (USA), Amazon,
YouTube, Choice Point, Sprint, Google, AT&T, NERSC (National Energy Research
Scientific Computer) y la correspondiente al, World Data Center for Climate [4].
Tanto las compañías de bases de datos como las empresas propietarias de las infor-
maciones almacenadas en las grandes bases de datos mencionadas manejan sectores
neurálgicos de la economía mundial, como son los casos de los relacionados con el
clima, la educación, la defensa, las comunicaciones, la energía, entre otras. Por lo
tanto, el área de bases de datos en su núcleo esencial de estructurar datos en una base
de datos relacionados con cualquier área del saber y consultar dichos datos a través
de un conjunto de programas de aplicación que interactúan con la base de datos,
será en el futuro una de las áreas esenciales que demandarán talento humano prepa-
rado que satisfaga la necesidad de construir sistemas de bases de datos.
1.2 Objetivos
Al finalizar el estudio en este capítulo se pretende que el lector aprenda:
‒
‒ El marco de conceptos de los sistemas de información basados en archivos.
‒
‒ Las desventajas y limitaciones de los sistemas de archivos.
‒
‒ El concepto de bases de datos y sus características definitorias.
‒
‒ El entorno de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD).
‒
‒ El significado de los lenguajes de definición, manipulación y control de datos.
‒
‒ La integración del esquema ANSI con el flujo de control de datos en un SGBD.
‒
‒ Los tipos de usuarios en un sistema de bases de datos.
‒
‒ Las ventajas, desventajas y limitaciones de un SGBD.
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![Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos
12 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
La conceptualización del término “archivo” la definen los textos como
Un archivo es una secuencia de registros. En muchos casos, todos los registros de
un archivo son del mismo tipo. Si todos tienen exactamente el mismo tamaño (en
bytes), se dice que el archivo se compone de registros de longitud fija. Si diferentes
registros del archivo contienen tamaños distintos, se dice que el archivo está consti-
tuido por registros de longitud variable [5].
Un archivo es simplemente una colección de registros que contienen datos lógica-
mente relacionados [6].
Con base en las definiciones anteriores, un archivo (A) se define como un conjunto
de registros (Ri, 1 ≤ i ≤ n) de naturaleza homogénea o heterogénea en su estructura.
El conjunto de registros es homogéneo cuando la estructura de registro del archivo
es de longitud fija; y se dice que un conjunto de registros es heterogéneo cuando los
registros son de longitud variable. Cada uno de los registros del archivo está com-
puesto por un conjunto de k campos (Cj, 1 ≤ j ≤ k), con una determinada estructura.
Esta estructura de campos del archivo es estática, o sea, una vez que se ha creado el
archivo en términos de los Cj campos que conforman cada registro, los campos no se
pueden cambiar ni en su número ni en su definición de contenido (que sean numé-
ricos, alfabéticos o alfanuméricos, etc.). La estructura es dinámica en términos de la
capacidad de almacenamiento del conjunto de registros del archivo.
Ejemplo 1.1 Registros de un Sistema de Información
Un Sistema de Presupuesto de Obra y Análisis de Precios Unitarios (SPOAPU) se
basa en dos archivos: i) El archivo de elementos simples y ii) El archivo de elemen-
tos compuestos. Suponga que el archivo de elementos simples está conformado por
registros de longitud fija, los cuales están compuestos por los campos: Código del
elemento simple, Nombre del elemento simple, cantidad, unidad de medida, valor
unitario y código del proveedor. La tabla 1.1 muestra el archivo de elementos sim-
ples, en el cual cada registro tiene la misma longitud en bytes.
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![Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos
18 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
racterísticas sintáctico-semánticas, menos puede considerar la dinámica cam-
biante del sistema de información que está modelando la organización en
términos de necesidades de información. Por lo tanto, los sistemas de infor-
mación con base en archivos tienen la limitación de que no son capaces de
resolver los cambios del entorno al cual sirven en términos de necesidades de
información.
En conclusión, teniendo en cuenta las desventajas y limitaciones de la técnica basada
en archivos como apoyo a la construcción de sistemas de información, se requiere:
i) Independizar los programas de aplicación de los datos. ii) Tener un control sobre
la gestión de los datos que no esté incorporada en la lógica de control de los pro-
gramas. iii) Explorar otras alternativas de tipos de lenguajes de programación que
puedan atender la solución de consultas predefinidas o de propósito específico en
los sistemas de información. iv) Una metodología y arquitectura para la construc-
ción de sistemas de información que puedan absorber las características dinámicas
de la organización en términos de necesidades de información. Por lo tanto, para
cumplir con los requerimientos mencionados es necesario explorar los conceptos
relacionados con la tecnología de bases de datos como apoyo a la fabricación de
sistemas de información.
1.5 Sistemas de información construidos en bases de datos
1.5.1 Concepto de bases de datos
El término “base de datos” conceptualmente se define como
La colección de datos, normalmente denominada base de datos, que contiene infor-
mación relevante para una empresa [7].
Una colección compartida de datos lógicamente relacionados, junto con una des-
cripción de estos datos, que están diseñados para satisfacer las necesidades de infor-
mación de una organización [6].
Una base de datos es un conjunto de datos relacionados entre sí. Por datos entende-
mos hechos conocidos que pueden registrarse y que tienen un significado implíci-
to [5].
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![Diseño de bases de datos 19
§ Sistemas de información construidos en bases de datos
La base de datos es una colección de ocurrencias de múltiples tipos de registro, pero
incluye además las relaciones que existen entre registros, entre agregados de datos y
entre ítem de datos [8].
Con base en las definiciones anteriores, el término “bases de datos” en este libro se
entiende como la representación a nivel integrado de una colección estructurada de
datos que contienen físicamente el diseño lógico de un conjunto de entidades, ins-
tancias de las diferentes entidades del sistema de información que se está modelando
en una organización y las interrelaciones de las entidades; representación que necesi-
ta de una gestión de datos a fin de ser utilizados de una forma compartida por todos
los usuarios de una organización en la resolución de sus necesidades de información.
En la definición anterior se destacan varios conceptos, los cuales se exponen en or-
den de complejidad creciente:
‒
‒ Dato: es el átomo nominado más pequeño de información de las base de da-
tos, el cual está compuesto por cualquier número de bytes o bits.
‒
‒ Datos estructurados: es una colección de ítems de datos con un significado
sintáctico y semántico para la organización o empresa cuyo agrupamiento
conforma agregados de datos. En un sistema contable, un código de cuenta
está conformado por los dígitos 01010101001, en el que la sintaxis está com-
puesta por el conjunto de dígitos; y su semántica de izquierda a derecha para
la organización significa lo siguiente: 01=Activo, 01=Activo Corriente, 01=
Bancos, 01= Bancos Internacionales, y 001= Sea Ligth Bank.
‒
‒ Entidad: es un objeto único que pertenece a una organización, el cual va a
ser modelado en su sintaxis y su semántica a través de un diseño lógico para
ser representado físicamente en una base de datos. Son objetos singulares o
únicos a nivel genérico: las personas, las cosas, los espacios, los tiempos, las
normas, los acontecimiento, entre otros. Son entidades singulares concretas:
un estudiante, en un sistema de información académico; un artículo, en siste-
ma comercial de inventarios; un cliente, en un sistema bancario; y un mapa es
un sistema de posicionamiento geográfico, entre otros casos.
‒
‒ Instancia: es una ocurrencia concreta de una entidad. Son instancias en un
sistema de información académico pertinentes a la entidad de ESTUDIAN-
TE, los contenidos de información de las alumnas de la unidad académica
—Programa de Sistemas—, supuestos los atributos de la entidad ESTUDIAN-
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![Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos
20 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
TE, conformados por: Código del alumno, Nombre del estudiante, sexo del
estudiante, nivel y código del Programa. Concretamente, la instancia parcial
presentada en la tabla 1.3, con las características semánticas de que: i) Los
cuatro primeros dígitos del código (2013) es el año de ingreso de la alumna;
los dos siguientes es el semestre de ingreso (01, primer semestre), los dos si-
guientes (13) el código del programa; y finalmente, los tres últimos dígitos
son el número asignado al alumno. ii) Son alumnas por cuanto el sexo es (F)
femenino. iii) Los niveles (n) en el instanciamiento están en el rango [1;10],
niveles o semestres. iv) El código del programa de Sistemas es el 13.
Tabla 1.3 Instancia de la entidad ESTUDIANTE
en un Sistema de Información Académico
CÓDIGO NOMBRE_ALUMNO SEXO NIVEL PROGRAMA
20130113010 ALVEAR DIANA F 1 13
20130113011 BECERRA MARTHA F 2 13
20130113012 CARDENAS OLGA F 3 13
20130113013 CAMACHO JANETH F 4 13
20130113014 DE ARCO JULIANA F 4 13
20130113015 ESQIVEL ANDREA F 5 13
20130113018 FANDIÑO ANA LUISA F 6 13
20130113019 GUTIERREZ TERESA F 7 13
20130113022 HARKER MARGARETH F 1 13
20130113035 KEMPE YOLANDA F 9 13
‒
‒ Interrelación entre entidades: es el grado de asociación entre las entidades.
Una entidad “estudiante” se asocia a una entidad “profesor” en la semántica
del proceso educativo enseñanza-aprendizaje. Una entidad “cliente” se asocia
a una entidad “préstamo” en el proceso financiero-contable del portafolio de
servicios de una entidad bancaria al otorgar préstamos a sus clientes.
‒
‒ Diseño lógico: refiere al conjunto de entidades y relaciones que modelan la
representación de un sistema de información para una organización. Uno de
los modelos de diseño de la lógica de un sistema es el Modelo Entidad-Rela-
ción (M E-R).
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![Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos
30 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
PROPIETARIO CONTADOR INGENIERO
ESQUEMA CONCEPTUAL
ESQUEMA INTERNO ANTERIOR
PROPIETARIO CONTADOR INGENIERO
ESQUEMA CONCEPTUAL
ESQUEMA INTERNO NUEVO
Figura 1.8 Independencia física de los datos
1.5.4 Lenguajes de un SGBD
La construcción del sistema de información basado en la tecnología de base de datos
utiliza el Modelo Entidad-Relación y el Modelo Relacional. El Modelo Relacional
fue propuesto por E. F. Codd en 1970, y para el acceso a los datos le fue asociado a
este modelo el cálculo de predicados. Luego, con base en el modelo y el cálculo men-
cionado, la empresa IBM construyó el lenguaje SEQUEL, que por sus siglas en inglés
significa “Structured English Query Languge”; lenguaje que fue implementado para
los Sistemas de Gestión de Bases de Datos [9].
Teniendo en cuenta el desarrollo del lenguaje SEQUEL, el lenguaje SQL está com-
puesto por tres sublenguajes para la administración de los datos contenidos en la
base de datos: i) El DDL o Data Definition Languaje; ii) el DML o Data Manipula-
tion Languaje y iii) el DCL o Data Control Languaje[10].
1.5.4.1 Lenguaje de definición de datos
El lenguaje de definición de datos o DDL (en inglés Data Definition Languje) per-
mite definir los datos a la base de datos en sus componentes de entidades, atributos,
relaciones para que los programas de aplicación puedan funcionar a través del SGBD;
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![Diseño de bases de datos 37
§ Sistemas de información construidos en bases de datos
temas generadores de información apoyados por máquinas de procesamiento de
datos.
La síntesis relacionada comprende:
1961: Diseño del almacén de datos integrados (en sus siglas en inglés Integrated
Data Store): IDS, a cargo de Charles Bachmann, General Electric (USA).
1964: Creación del sistema jerárquico de archivos por la NAA (North American
Aviation), identificado como GUAM (Generalized Update Access Method) dentro
del proyecto Apolo de lanzamientos espaciales de la NASA [11].
1966: Primera base de datos Jerárquica IBM-NAA, identificada como Information
Managemente System: IMS [11].
1967: Creación de normas para el modelo de bases de datos de red a través del grupo
Database Task Group (DBTG) en la reunión Conference on Data Systems Langua-
ges (CODASYL).
1970: E. F. Ted Codd desarrolló los conceptos del modelo relacional en el docu-
mento de la ACM denominado “Un modelo relacional de datos para grandes bancos
de datos compartidos”.
1971: Informe de resultados del grupo de trabajo sobre bases de datos del DBTG de
la Conference on Data Systems Languages.
1974: Donald Chamberlin en el laboratorio de San José de California (USA) en sus
trabajos con la empresa IBM definió el lenguaje definido en inglés como Stuctured
Query Language (SQL), el cual operacionaliza con sus especificaciones las caracterís-
ticas de las bases de datos que siguen el Modelo Relacional.
1974-1978: Desarrollo del prototipo de bases de datos relacional identificado como
System R, liderado por Frank King de la IBM. Conversión del System R en SQL/DS
y posteriormente en DB2 a cargo de IBM [11].
1975: Organización de la primera conferencia internacional sobre grandes bases de
datos, identificada como Very Large Database Foundation (VLDF).
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![Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos
38 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
1976: Creación del Modelo Entidad-Relación (M E-R) de Peter Chen, e IBM desa-
rrolló un protortipo de SGBD, el cual recibió el nombre de SEQUEL/2.
1977: Fin del desarrollo del Ingres DBMS a cargo de alumnos de la Universidad de
California en Berkeley. Concretamente, en este mismo año, en Silicon Valley (USA),
los ingenieros Larry Elison, Bob Miner y Ed Qates fundaron una empresa consulto-
ra identificada como Software Development Laboratories (SDL) [12].
1980: Difusión en el mercado de los sistemas de base de datos relacionales.
1982: Inicio del proyecto Ingres en la Universidad de Berkeley, liderado por Mi-
chael Stonebraker; en este año se data el inicio de PostgreSQL.
1984: Mark Hoffman y Bob Epstein fundaron Sybase en Berkeley, California (USA).
1985: Inicia el proyecto denominado Post-Ingres bajo la dirección de Michael Sto-
nebraker, con la experiencia de Ingres, y se produce el gestor relacional SGBD con las
características de ser orientado a objetos y de libre utilización.
1986: Estandarización del lenguaje SQL, lo cual produjo una mayor utilización de
los SGBD relacionales.
1988: Sybase fue la primera empresa que mercadeó la tipología cliente/servidor
para bases de datos relacionales [13].
1989: Sale el SQL Server 1.0 para el sistema operacional OS/2 de IBM.
1990: Aparición de los conceptos de Bases de Datos Distribuidas y Sistemas de Ba-
ses de Datos Orientados por Objetos (Informix y DB2).
1999: Microsoft lanza al mercado la versión de SQL Server 7.0, versión que tiene
incorporada la herramienta OLAP (On line Analytical Processing); “solución que
es utilizada en la llamada inteligencia empresarial o Business Intelligence, donde el
objetivo es agilizar la consulta de grandes cantidades de datos” [14].
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![Diseño de bases de datos 39
§ Ventajas de un sistema de gestión de bases de datos
2000: Adaptación de los sistemas de bases de datos a sistemas de bases de datos mul-
timedia, consolidación de las bases de datos orientadas por objetos, bases de datos
bajo la Web.
2010: Consolidación de motores de bases de datos a través de las compañías que
han investigado y creado sistemas de bases datos tales como Microsoft, IBM.
2013: Avance de las nuevas tendencias en bases de datos relacionales y las herra-
mientas de minería de datos (data mining) basada en cubos OLAP.
2014: Bases de datos deductiva utilizando lenguajes de Programación Lógica [15].
2015: Análisis y diseño de sistemas de información orientados por objetos utilizan-
do UML [16].
1.6 Ventajas de un sistema de gestión de bases de datos
El análisis del balance con relación a las ventajas y desventajas de los sistemas de
bases de datos como soporte a la construcción de sistemas de información da como
resultado una alta favorabilidad de decidir por la utilización de estos, y este hecho
se debe a la alta productividad en el diseño de sistemas de informáticos en tiempos
relativamente cortos; la alta capacidad de almacenamiento y gestión para el manejo
de grandes volúmenes de datos propios de la tecnología de bases de datos en sus
conceptos ampliados de bodegas de datos (Data Warehouse) y Minería de Datos
(Data Mining).
Lo anterior se reafirma con el hecho de que lenguajes para el manejo de bases de
datos, tales como el SQL, forman parte de la arquitectura de aplicación identificada
como System Application Architecture (SAA) de la compañía IBM, e igualmente es un
estándar de la Federal Information Processing Standard: FIPS [17], con la caracterís-
tica que como estándar lo hace obligatorio para las ventas de los gestores de bases
de datos del Gobierno de Norteamérica. Adicionalmente, SQL se utiliza e influye en
otros estándares: sin hacer una enumeración exhaustiva, entre ellos se encuentran los
propuestos por la American National Standard en cuanto a las especificaciones del
software para computadores pertinentes al diccionario para recursos e información,
identificado por sus siglas en inglés como Information Resource Dictionary Systems
(IRDS) de la International Standard Organization: ISO [18].
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![Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos
40 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
Con base en lo anterior, las principales ventajas [19] de la utilización de un SGBD de
soporte al proceso de construcción y producción de un sistema de información son:
‒
‒ Utilización de estándares: Los sistemas de información del mundo real ma-
nejan tanto grandes volúmenes de datos como altos niveles de complejidad
creciente para representar los fenómenos cambiantes del mundo real. Ahora
bien, las grandes oportunidades para la construcción de sistemas de informa-
ción están en el interior de proyectos gubernamentales de los países (USA,
Australia o Brasil) o uniones (Unión Europea). Se han relacionado en el aná-
lisis las organizaciones ISO, FIPS, ANSI-SPARC, entre otras; luego la utilización
de estándares, a más de facilitar el proceso de mantenimiento de los sistemas
de información, permite la utilización de normas en procesos de construc-
ción, documentación, actualización, procedimientos, reglas de acceso al sis-
tema de información; utilización que es lograble mediante los SGBD.
‒
‒ Aumento de la productividad: El diseño y construcción de un sistema de in-
formación soportado en base de datos es más rápido en sus tiempos de desa-
rrollo. Realmente, una vez realizado el Modelo Entidad-Relación (M E-R) del
sistema (o diseño lógico), convertido el M E-R al Modelo Relacional (MR), el
SGBD ofrece funciones estándar al programador para la creación de las tablas,
sus relaciones y atributos representativos de la base de datos. Construidos los
esquemas de las base de datos, y cargados los datos, ya en este punto el siste-
ma entra en la fase de producción y mantenimiento. Luego, se debe tener en
cuenta que el M E-R, el MR y el SGBD permiten disminuir los tiempos de dise-
ño y programación de los aplicativos de la base de datos y, consecuentemente,
aumentar la productividad.
‒
‒ Disminución de la redundancia de datos: El modelamiento de la organización
en su totalidad en bases de datos hace que en el M E-R se identifiquen los re-
querimientos de información de las unidades organizacionales de la empresa.
Luego, se tiene un diseño de datos pertinente a cada una de las dependencias
de la empresa (compras, inventarios, ventas, contabilidad, presupuestos, etc.),
pero a su vez también pertinente a las necesidades de la empresa como un
todo en sus flujos de información. Se aclara en este punto que la redundancia
se disminuye en un sistema de base de datos versus un sistema de archivos no
se elimina completamente; hay, de todos modos, duplicidad de elementos de
datos en el modelado de las relaciones; pero dicha duplicidad se puede con-
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![51
Capítulo 2
Diseño de bases de datos
2.1 Introducción
Los sistemas de información presente y futuros tienden a manejar datos en los do-
minios del conocimiento humano del tacto (o la escritura), la visión (o la imagen),
el olfato (o el olor), el gusto (o el sabor), entre otros. Los dominios en los cuales
se maneja los datos tienen dos problemas estructurales: el primero, el aumento en
complejidad creciente del número de datos que en tiempo se deben almacenar en
una base de datos; y el segundo, los datos en sus componentes sintácticas (números
o caracteres, entre otros) y semánticas (relativo al significado) no están estructura-
dos. Para el primer problema, las redes sociales (Facebook, Twitter, Linkedin, entre
otras) manejaron rangos estimados entre [250.000,00 ; 750.000.000] de visitas en
un mes [20] en 2013, lo cual significa que el almacenamiento del tracking perma-
nente y sin pérdidas de información de una cuenta en una red social para una em-
presa de seguridad estatal no es sencillo. Para el segundo problema, casos como el
censado ubicuo implica el almacenamiento y consultas de datos heterogéneos, tanto
en su sintaxis como en su significado.
Con base en lo anterior, y teniendo como soporte los conceptos de los sistemas de
bases de datos, sus gestores de datos o Sistemas de Gestión de Bases de datos (SGBD)
y los estándares de bases de datos, se hace necesario estructurar una metodología
que a través de un conjunto de pasos asegure el éxito del diseño de una base de datos
desde su concepción hasta su creación y operación al servir al usuario.
Este capítulo expone un método de diseño de bases de datos cuyo fundamento es
captar la semántica del sistema de información que se va a modelar en bases de datos.
Reconociendo que existen varios modelos para la realización del diseño lógico de
una base de datos, el texto optó por la utilización del Modelo Entidad-Relación en
la fase de diseño a fin de capturar la semántica del sistema de información que se va
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![Diseño de bases de datos 55
§ Diseño conceptual (lógico) de la base de datos
ma; bondades y obstáculos presentados en el primer capítulo sin hacer un análisis
exhaustivo.
Una vez planificado el desarrollo de sistemas de información en su tiempo de eje-
cución y costo de inversión, el paso siguiente es construir el diseño conceptual de
la base de datos; para lo cual se analizarán inicialmente los modelos que apoyan el
diseño lógico-conceptual de la base de datos.
2.6 Diseño conceptual (lógico) de la base de datos
El diseño lógico-conceptual de una base de datos corresponde a la estructura de la
base de datos. Esta estructura está determinada por un modelo de base de datos.
Luego, el modelo de base de datos es un tipo de modelo de datos que determina, en
últimas, la estructura lógica de una base de datos. Esta es la forma como los datos es-
tán organizados y, consecuentemente, el modelo de datos determina la forma como:
i) Los datos son almacenados en la base de datos. ii) La estructura de organización
de los datos, en términos de sus estructuras de datos de soporte. iii) La forma como
los datos pueden ser gestionados o manipulados a través del SGBD. iv) Implícitamen-
te, el modelo en mención también determina las reglas o políticas de seguridad de
los datos suministradas por el gestor de la base de datos.
Existen varios modelos que apoyan el diseño lógico de una base de datos. Entre estos
modelos se encuentran:
‒
‒ Modelo de bases de datos jerárquico: soportado por la teoría de árboles, en el
que los datos son estructurados en una organización de orden familiar: Pa-
dre, Hijo, Nieto [21], [8], [6].
‒
‒ Modelo de base de datos en red o tipo plex: en este modelo, los datos son or-
ganizados en función de un conjunto nodos y arcos que conectan los nodos
mencionados, dentro de los cuales se encuentran las unidades de datos prima-
rias, formando de esta manera una estructura de grafos [8], [22].
‒
‒ Modelo Entidad-Relación (M E-R): en este modelo, los datos son modelados a
través de un conjunto de entidades, sus atributos y relaciones, obtenidos con
base en un análisis de contexto [23], [24], [25].
‒
‒ Modelo orientado por objetos: modelo en el que las unidades de información
en la base de datos son representadas en forma de objetos, y el sistema de ges-
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![Capítulo 2. Diseño de bases de datos
56 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
tión de la base de datos utiliza la programación orientada por objetos [24],
[6], [26].
‒
‒ Modelo de datos documental: es un modelo para la organización de informa-
ción documental no estructurada o semiestructurada; se le conoce como sis-
temas de bases de datos orientados a la documentación [27].
‒
‒ Modelo del tipo entidad-atributo-valor: este modelo conserva uno de los nú-
cleos principales respecto al modelo entidad relación, el concepto de enti-
dad; con la característica de que para este caso la cantidad de atributos en sus
especificidades de identidad del atributo, definición de atributo (numérico o
no numérico, entre otros), sus parámetros y valores son potencialmente gran-
des en su número; pero el número de atributos que participan en un proceso
de gestión de la información para una entidad dada no es tan grande.
‒
‒ Modelo de esquema en estrella: es el conjunto de una o más tablas de hechos
que contienen informaciones relativas a las medidas, métricas o datos repre-
sentativos de las acciones de un proceso de negocios en la cuales se toman se
toman decisiones inteligentes con fundamento en el esquema [28].
Con base en los diferentes tipos de modelos que soportan el diseño lógico de la base
se profundizará en el Modelo Entidad-Relación, por su importancia y utilización en
el diseño lógico-conceptual de sistemas de bases de datos; y también por la facilidad
para transformar el diseño de la base de datos del M E-R al Modelo Relacional.
2.6.1 Diseño conceptual de la base de datos a través
del modelo Entidad-Relación (M E-R)
Teniendo en cuenta los niveles de la arquitectura ANSI-SPARC, el nivel externo re-
presenta la parte lógica del sistema de base de datos en sus vistas a los usuarios finales
de la base de datos, sean estos con perfiles de conocimiento informático o no infor-
mático. Por su parte, el segundo nivel de la arquitectura mencionada a nivel concep-
tual se puede interpretar como un puente de comunicación entre el nivel externo (la
lógica del sistema) y el nivel interno (la física del sistema).
Luego para el diseño del nivel conceptual de la base de datos se aplicará el Modelo
Entidad-Relación; conceptualización que es aplicable a cualquier tipo de base de
datos, sea esta de naturaleza del tipo jerárquica, red o relacional, etc. Lo anterior jus-
tificado por el hecho de que en la etapa de diseño conceptual de la base de datos aún
no se tiene definido concretamente el gestor de la base de datos que se va a utilizar.
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![Diseño de bases de datos 57
§ Diseño conceptual (lógico) de la base de datos
La justificación de utilizar el M E-R en el diseño conceptual de base de datos es la
siguiente:
‒
‒ Este modelo interactúa de una forma lógica con la primera etapa del diseño
de la base de datos, la de análisis de contexto de la base de datos.
‒
‒ El M E-R es simple y legible en la conceptualización de bases de datos, por su
facilidad para representar las componentes del modelo a través de sencillos
gráficos entendibles al usuario.
‒
‒ Por su simplicidad y legibilidad, este modelo es fácil de aprender y utilizar
rápidamente por los diseñadores de la base de datos, con el valor agregado
adicional en productividad que se emplea en el diseño de la mayoría de las
aplicaciones.
‒
‒ Existen en el mercado herramientas informáticas tanto públicas como pro-
pietarias que facilitan la utilización del M E-R, como es el caso del producto
DIA (Diagram Editor), que es libre, o las herramientas CASE, que utilizan
variantes del M E-R para hacer el diseño conceptual del modelado de datos.
‒
‒ La notación gráfica del modelado de datos utilizando el M E-R es base para el
modelamiento orientado por objetos, identificado con UML por sus siglas en
inglés (Unified Modeling Language) de Booch [29].
‒
‒ El M E-R permite reflejar en el diseño tanto la estructura de los datos como
su integridad; como este modelo no refleja la manipulación de los datos al
convertir el diseño conceptual diagramático al Modelo Relacional, esto per-
mite una mejor aproximación a los procesos de manipulación de los datos en
cuanto a su manipulación.
2.6.1.1 Constructos básicos del modelo Entidad-Relación
según la notación de P. Chen
El modelado conceptual de una base de datos a través del Modelo Entidad-Relación
tiene tres constructos principales:
‒
‒ Las entidades.
‒
‒ Los atributos de las entidades.
‒
‒ Las relaciones.
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![Capítulo 2. Diseño de bases de datos
58 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal
Una entidad es un objeto identificable y diferenciable de los demás de su especie;
en tal sentido se catalogan como objetos: organizaciones, personas, conceptos, ca-
tegorías, lugares o situaciones, los cuales se identifican en el contexto de un sistema
de información como una entidad tipo o un tipo de entidad. Formalmente, el tipo
de entidad es Un grupo de objetos con las mismas propiedades que la empresa identi-
fica como poseedores de una existencia independiente [6]. Tipos de entidades que se
pueden instanciar, siendo la instancia de una entidad Un objeto identificable de forma
unívoca dentro de un tipo de entidad [6]. Se identifican como entidades: un alumno
en un Sistema de Información Académico; un artículo en un Sistema de Inventarios;
una cuenta en un Sistema Bancario.
Es de la mayor importancia resaltar que el diseño de entidades de un sistema de
información en el marco del M E-R no se hace de forma intuitiva, sino que requiere
de una metodología formal que asegure la correcta identificación y selección de las
entidades que cumplen con responder a los requerimientos de información del usua-
rio; metodología que será desarrollada en este capítulo.
Los atributos de una entidad son las propiedades sintáctico-semánticas que como
datos específicos y pertinentes a la entidad la identifican y definen como elemen-
tos que son almacenados en la base de datos. Las propiedades enunciadas son base
para los sistemas basados en conocimiento [30]. Con relación a los sistemas antes
mencionados, los atributos propios de las entidades ejemplificadas se muestran en
la tabla 2.1.
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![Diseño de bases de datos 59
§ Diseño conceptual (lógico) de la base de datos
Tabla 2.1 Definición de atributos de entidades de Sistemas de Información
Sistema de Información
Académicos
Sistema de Inventarios Sistema Bancario
Entidad Atributos Entidad Atributos Entidad Atributos
ALUMNO
Código
ARTÍCULO
Referencia
CUENTA
Número de
cuenta
Nombre Nombre Propietario
Dirección
Valor de
compra
Saldo anterior
Teléfono Proveedor Movimiento
E_mail Stock Saldo actual
Sexo
Promedio
Por su parte, una relación puede ser definida como el grado de asociatividad entre
una o varias entidades que se pueden instanciar como objetos dentro de una base de
datos, y son significativas sintáctica y semánticamente para el contexto de operación
del sistema que soporta la base de datos. Conceptualmente, la instancia de una re-
lación se define como Una asociación identificable de forma unívoca que incluye una
instancia de cada uno de los tipos de entidad participantes [6].
La utilización del M E-R en el diseño de bases de datos requiere de una simbología
gráfica, la cual es base para el diseñador en sus símbolos de apoyo para capturar el
modelamiento del sistema de información a través del modelo de bases de datos
mencionados. Es de la mayor importancia aclarar que existen simbologías o notacio-
nes alternas del M E-R; entre ellas están la notación de P. Chen o la de pie de cuervo,
entre otras.
El modelado gráfico Entidad-Relación según la notación de Peter Chen se presenta
en la tabla 2.2. La simbología del Modelo Entidad-Relación, de acuerdo con pie de
cuervo, se presenta en la tabla 2.3.
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- 1. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
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- 3. Diseño de base de datos Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 4. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 5. José Rafael Capacho Portilla Wilson Nieto Bernal Diseño de base de datos Área metropolitana de Barranquilla (Colombia), 2017 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 6. © Universidad del Norte, 2017 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Coordinación editorial Zoila Sotomayor O. Diseño y diagramación Munir Kharfan de los Reyes Diseño de portada Andrés Racedo Corrección de textos Henry Stein Impreso y hecho en Colombia Printed and made in Colombia Capacho Portilla, José Rafael. Diseño de base de datos / José Rafael Capacho Portilla, Wilson Nieto Bernal. -- Barranquilla, Colombia, Editorial Universidad del Norte, 2017. 292 p. : il. ; 24 cm. Incluye referencias bibliográficas (p. 289-292). ISBN 978-958-741-825-5 (PDF) 1. Diseño de bases de datos. I. Capacho Portilla, José Rafael. II. Nieto Bernal, Wilson. (005.74 C236 ed.23) (CO-BrUNB) Vigilada Mineducación www.uninorte.edu.co Km 5, vía a Puerto Colombia, A.A. 1569 Área metropolitana de Barranquilla (Colombia) © Reservados todos los derechos. Queda prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio reprográfico, fónico o informático, así como su transmisión por cualquier medio mecánico o electrónico, fotocopias, microfilm, offset, mimeográfico u otros sin autorización previa y escrita de los titulares del copyright. La violación de dichos derechos constituye un delito contra la propiedad intelectual. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 7. Los autores expresan sus agradecimientos a la Universidad del Norte, en especial a los ingenieros Danilo Lizcano, funcionario de DTIC, y Pedro Mario Wightman Rojas, director del Departamento de Sistemas, y a la ingeniera Melissa Isabel Castro Sarmiento. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 8. Los autores José Rafael Capacho Portilla Doctor en Procesos de Formación en Espacios Virtuales de la Universidad de Salamanca, USAL (España), con tesis laureada Summa Cum Laude. Máster en Educación de la Universidad Javeriana (Colombia). Ingeniero de Sistemas de la Universidad Industrial de Santander, UIS (Colombia). Líder de proyectos de acreditación nacional de alta calidad del PISC de la Universidad del Nor- te (Colombia), con el Ministerio de Educación Nacional, y del proyecto de acreditación internacional del PISC con la Accreditation Board for Enginee- ring and Technology, ABET (2009). Profesor e investigador del Departamen- to de Sistemas de la Universidad del Norte y miembro del grupo de investi- gación en Redes e Ingeniería de Software del Departamento de Ingeniería de Sistemas de esta misma institución. Wilson Nieto Bernal Doctor en Tecnologías de la Información de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, ULPGC (España), con tesis laureada y exaltación Cum Laude. Máster/experto en Gestión Tecnológica de la ULPGC. Magíster en Educación de la Universidad del Norte (Colombia). Ingeniero de Sistemas y especialista en Ingeniería de Software de la Universidad Industrial de Santan- der, UIS (Colombia). Con una amplia experiencia en ingeniería de sistemas de información organizacional y en procesos de I+D+i. Trabaja en las áreas de Tecnologías de la información y aplicaciones organizacionales, Gestión del conocimiento e innovación organizacional y Modelos de gestión orga- nizacional. Es profesor de la Universidad del Norte en el Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación e Investigador Senior (Colciencias). Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 9. vii Contenido INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 JUSTIFICACIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 SÍNTESIS CONCEPTUAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE BASES DE DATOS. . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1 Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3 Síntesis conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4 Sistemas de información basados en archivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.4.1 Construcción de sistemas de información basados en archivos . . . . 11 1.4.1.1 Técnica de construcción de sistemas de información basada en archivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.4.1.2 Desventajas y limitaciones de los sistemas de información basados en archivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.5 Sistemas de información construidos en bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.5.1 Concepto de bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.5.2 Entorno de operación de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.5.3 Análisis de la independencia lógica/física de datos en un sistema de base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.5.3.1 Independencia lógica de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.5.3.2 Independencia física de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.5.4 Lenguajes de un SGBD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.5.4.1 Lenguaje de definición de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 1.5.4.2 Lenguaje de manipulación de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.5.4.3 Lenguaje de control de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 10. Contenido viii José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal 1.5.5 Integración de esquemas ANSI al flujo de control de datos en un SGBD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.5.6 Usuarios de un sistema de bases de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.5.7 Desarrollo histórico de los sistemas de gestión de bases de datos . . 36 1.6 Ventajas de un sistema de gestión de bases de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 1.7 Desventajas y limitaciones de los sistemas de bases de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1.8 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Ejercicios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2. DISEÑO DE BASES DE DATOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.1 Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.3 Síntesis conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.4 Etapas de diseño de un sistema de bases de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.5 Planificación del desarrollo del sistema informático en bases de datos . . . 54 2.6 Diseño conceptual (lógico) de la base de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.6.1 Diseño conceptual de la base de datos a través del modelo Entidad-Relación (M E-R) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.6.1.1 Constructos básicos del modelo Entidad-Relación según la notación de P. Chen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.6.2 Análisis del contexto de operación de la base de datos, soporte al sistema de información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.6.3 Identificar las entidades del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 2.6.4 Asociar valores semánticos a las componentes del contexto. . . . . . . 72 2.6.5 Agrupar las componentes del contexto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 2.6.6 Diseñar los atributos de las Entidades y Relaciones . . . . . . . . . . . . . 74 2.6.7 Seleccionar las claves primarias y foráneas de las entidades de la base de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 11. Diseño de bases de datos ix 2.7 Diseño físico de la base de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.8 Carga de los datos a la base de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2.9 Operación de la base de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2.10 Mantenimiento de la base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2.11 Diseño de bases de datos a partir de especificaciones de requerimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 2.12 Resumen conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Ejercicio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 3. CREACIÓN DE DATOS DE LA BASE DE DATOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.2 Síntesis conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.3 Definición de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.3.1 Tipos de datos SQL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 3.3.1.1 Tipos de identificadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3.3.1.2 Tipos de datos escalares (booleanos, caracteres, bit). . . . . . . 95 3.3.1.3 Datos numéricos (exactos, aproximados, fecha y hora, intervalo). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.3.2 Control de integridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.3.2.1 Requerimiento de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.3.2.2 Dominio de atributos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.3.2.3 Integridad de entidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 3.3.2.4 Integridad referencial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.3.2.5 Restricciones generales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.3.3 Definición de datos de la base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.3.3.1 Creación de la base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 3.3.3.2 Creación del esquema de la base de datos. . . . . . . . . . . . . . 109 3.3.3.3 Creación de tablas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.3.3.4 Edición de tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 3.3.3.5 Eliminación de tablas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 3.3.3.6 Creación de índices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 3.3.3.7 Eliminación de índices. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 12. Contenido x José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal 3.3.4 Vistas de la base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 3.3.4.1 Definición del concepto de vista de la base de datos . . . . . 133 3.3.4.2 Creación de vistas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 3.3.4.3 Creación de vistas con funciones de agrupamiento y combinación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 3.3.4.4 Eliminación de vistas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 3.3.4.5 Solución de vistas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 3.3.4.6 Restricciones de las vistas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 3.3.4.7 Actualización de vistas en una base de datos. . . . . . . . . . . . 155 3.3.4.8 Análisis de la utilización de vistas en una base de datos. . . 158 3.4 Resumen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 Ejercicios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 4. MANEJO DE DATOS EN LA BASE DE DATOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 4.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 4.2 Síntesis conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 4.3 Manipulación de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 4.4 Descripción de los atributos de las tablas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 4.5 Consultas simples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 4.5.1 Seleccionar todos atributos de todas las tuplas. . . . . . . . . . . . . . . . 175 4.5.2 Seleccionar algunos atributos de todas las tuplas. . . . . . . . . . . . . . 178 4.5.3 Uso de literales en la cláusula SELECT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 4.5.4 Impresión de campos numéricos con formato predefinido . . . . . . 181 4.5.5 Selección de tuplas distintas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 4.5.6 Generación de campos calculados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 4.5.7 Búsqueda de tuplas basada en comparación. . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 4.5.8 Búsqueda de tuplas basada en comparación compuesta . . . . . . . . 188 4.5.9 Selección de tuplas basada en rango. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 4.5.10 Selección de tuplas por pertenencia a un conjunto. . . . . . . . . . . 191 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 13. Diseño de bases de datos xi 4.5.11 Selección de tuplas utilizando patrones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 4.5.12 Selección de tuplas utilizando con atributos nulos. . . . . . . . . . . . . 198 4.5.13 Generación de resultados ordenado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 4.5.13.1 Generación de tuplas con un atributos ordenado . . . . . . . 201 4.5.13.2 Generación de tuplas con múltiples atributos ordenados. 204 4.5.14 Generación de resultados con funciones de agregación. . . . . . . . . 207 4.5.14.1 Conteo de tuplas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 4.5.14.2 Conteo de tuplas distintas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 4.5.14.3 Utilización de las funciones de agregación Mínimo, Máximo y Promedio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 4.5.15 Generación de resultados con funciones de agrupación. . . . . . . . 210 4.5.15.1 Selección de tuplas utilizando agrupación (GROUP BY) . . . 210 4.5.15.2 Selección de tuplas utilizando totales de cuenta (HAVING COUNT). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 4.6 Consultas compuestas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 4.6.1 Selección de tuplas utilizando subconsultas. . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 4.6.1.1 Generación de subconsultas con el operador de igualdad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 4.6.2 Generación de subconsultas con funciones de agregación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 4.6.2.1 Generación de subconsultas anidadas con la utilización de la cláusula IN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 4.6.3 Selección de alguna o todas las tuplas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 4.6.3.1 Selección de algunas tuplas (ANY). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 4.6.3.2 Selección de todas las tuplas (ALL). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 4.6.4 Generación de tuplas a través de consultas multitablas. . . . . . . . . 222 4.6.4.1 Combinación simple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 4.6.4.2 Generación de tuplas ordenando una combinación. . . . . . 225 4.6.4.3 Generación de tuplas por combinación de n tablas. . . . . . 227 4.6.4.4 Generación de tuplas por múltiples columnas de agrupamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 4.6.5 Generación de tuplas por combinaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 4.6.5.1 Selección de tuplas por combinación externa izquierda . . 230 4.6.5.2 Selección de tuplas por combinación externa derecha. . . . 233 4.6.5.3 Selección de tuplas por combinación externa completa. . . 233 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 14. Contenido xii José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal 4.6.6 Selección de tuplas utilizando las cláusulas EXISTS y NOT EXISTS. . 238 4.6.6.1 Generación de tuplas utilizando la cláusula EXISTS. . . . . . 238 4.6.6.2 Generación de tuplas utilizando la cláusula NOT EXISTS. . 239 4.6.7 Generación de tuplas por combinación de tablas de resultados . . 240 4.6.7.1 Generación de tuplas por unión de tablas UNION. . . . . . . . 241 4.6.7.2 Generación de tuplas por intersección de tablas INTERSECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 4.6.7.3 Generación de tuplas por diferencia de tablas MINUS. . . . . 244 4.7 Edición de la base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 4.7.1 Adición de tuplas a la base de datos INSERT. . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 4.7.2 Modificación de tuplas de la base de datos UPDATE. . . . . . . . . . . . 251 4.7.3 Borrado de tuplas de la base de datos DELETE. . . . . . . . . . . . . . . . 253 4.8 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 5. DISEÑO DE BASES DE DATOS ORIENTADAS A OBJETOS. . . . . . . . . . . . . . . 262 5.1 Síntesis conceptual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 5.2 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 5.3 Introducción BDOO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 5.4 Orientación a Objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 5.5 El proceso de modelo de bases de datos orientado a Objetos . . . . . . . . . 266 5.5.1 Identificación de las funcionalidades de los datos (reglas semánticas). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 5.5.2 Las reglas semánticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 5.5.3 Identificación de los objetos de información . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 5.5.4 Elaboración del modelo de Dominio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 5.5.5 Mapeo de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 5.5.6 Identificación y establecimiento de la multiplicidad (fuente y destino) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 5.5.7 Recomendaciones para modelar una base de datos orientado a objetos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 15. Diseño de bases de datos xiii 5.6 Paradigmas emergentes de modelo de datos NoSQL o base de datos NoSQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 5.7 Tipos de base de datos NoSQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 5.8 Porqué utilizar base de datos NoSQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 5.9 Recomendaciones prácticas para seleccionar sistemas de base de datos NoSQL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 5.10 Algunos ejemplos de modelos de datos tipo NoSQL . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 5.10.1 Base de datos NoSQL −Apache Cassandra−. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 5.10.2 Modelo de datos en Cassandra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 5.11 Conceptos de base de datos en Cassandra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 5.12 Cassandra: una opción de BD NoSQL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 5.13 Resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 Ejercicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 BIBLIOGRAFÍA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 16. Contenido xiv José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1 ANSI-SPARC Arquitectura de tres niveles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Figura 1.2 Atributos de la entidad PROVEEDORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Figura 1.3 Cambio del esquema conceptual de la base de datos del Sistema de Inventarios en su entidad PROVEEDORES . . . . . . . . . 26 Figura 1.4 Atributos de la entidad PROVEEDORES del Sistema de Inventarios . . 26 Figura 1.5 Independencia lógica con relación a cambios en el esquema externo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Figura 1.6 Listado del contenido de la tabla de PROVEEDORES antes del cambio del esquema conceptual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Figura 1.7 Listado de la entidad PROVEEDORES después de realizar el cambio conceptual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Figura 1.8 Independencia física de los datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Figura 1.9 Flujo de datos en un SGBD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Figura 2.1 Contexto del Sistema (S) e identificación de las entidades (Ei ). . . . . 71 Figura 2.2 Contexto del mundo real del SAE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 Figura 2.3 Análisis de grupos aplicado al diseño lógico del SAE. . . . . . . . . . . . . . 78 Figura 2.4 Modelo Entidad-Relación del Sistemas de Administración de Edificios (SAE) en sus dos entidades Edificios y Apartamentos . . . 79 Figura 2.5 Diseño del M E-R de la oferta de cursos intersemestrales en una universidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Figura 2.6 Diseño del M E-R de las especificaciones de requerimientos de la empresa importadora-exportadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Figura 3.1 Instancia del esquema de la base de datos del SIH en su integridad referencial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Figura 3.2 Descripción de los atributos de la tabla de PRODUCTOS del SIM. . . 111 Figura 3.3 Instancia de la relación PRODUCTOS del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 Figura 3.4 Creación de la relación PROFESORES en el SIAC. . . . . . . . . . . . . . . . 115 Figura 3.5 Creación de la tabla de los elementos compuestos del SPOAPU. . . . 119 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 17. Diseño de bases de datos xv § Índice de figuras Figura 3.6 Creación de la tabla de los elementos simples del SPOAPU . . . . . . . 120 Figura 3.7 Tabla proveedor del SI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Figura 3.8 Tabla producto del SI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Figura 3.9 Alteración del nombre de la tabla proveedor del SI . . . . . . . . . . . . . 123 Figura 3.10 Descripción de los atributos de la tabla PROVEEDORES_UNO del SI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 Figura 3.11 Adición de columnas a la tabla PROVEEDORES_UNO del SI. . . . . . . 124 Figura 3.12 Tabla PROVEEDORES_UNO con la columna añadida . . . . . . . . . . . . 124 Figura 3.13 Eliminación de una columna de una tabla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Figura 3.14 Alteración del nombre de la tabla PRODUCTO del SI . . . . . . . . . . . . 126 Figura 3.15 Adición de múltiples columnas a una tabla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Figura 3.16 Descripción de la tabla de PRODUCTOS_UNO del SI. . . . . . . . . . . . . 127 Figura 3.17 Alteración de las características de los campos de una tabla. . . . . . . 127 Figura 3.18 Resultado de la alteración de las características de los campos de una tabla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Figura 3.19 Asignación del campo de DEFAULT a la tabla PROVEEDORES_UNO del SI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Figura 3.20 Adición de la última fecha de modificación a la tabla PROVEEDORES UNO del SI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Figura 3.21 Modificacion de un campo de DEFAULT de una tabla. . . . . . . . . . . 129 Figura 3.22 Eliminación de la tabla de PROFESORS de SIAC. . . . . . . . . . . . . . . . 130 Figura 3.23 Listado de la tabla de ASIGNATURAS del SIAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Figura 3.24 Creación de la vista de las materias del Departamento de Sistemas del SIAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Figura 3.25 Comprobación de la creación de la vista Asignaturas_Sistemas del SIAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Figura 3.26 Descripción del contenido de la tabla ESTUDIANTES del SIAC. . . . . 139 Figura 3.27 Contenido de la tabla de ESTUDIANTES del SIAC en sus atributos. . 139 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 18. Contenido xvi José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Figura 3.28 Creación de la vista de seguridad de los datos de los alumnos del SIAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Figura 3.29 Contenido de la tabla de Alumnos_Sin_Nombre del SIAC . . . . . . . 141 Figura 3.30 Creación de la vista Número de Asignaturas por Programa del SIAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Figura 3.31 Contenido de la vista Número de Asignaturas por Programa. . . . . . 143 Figura 3.32 Creación de la vista de nemónicos de programas del SIAC. . . . . . . . 144 Figura 3.33 Vista parcial del contenido de los nemónicos de los programas. . . . 145 Figura 3.34 Cancelación de la vista Nemónico_programas del SIAC. . . . . . . . . . 146 Figura 3.35 Estructura de la consulta combinada de las tablas PENSUM y PROGRAMAS del SIAC para generar el número de asignaturas por programa de los programas con código inicial 6. . . . . . . . . . . . . 148 Figura 3.36 Resultados de la consulta combinada al generar del Sistema de Información Académico ( SIAC) en función de las tablas base PENSUM y PROGRAMAS, el número de asignaturas de los programas con código inicial 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Figura 3.37 Generación de tuplas del número de asignaturas por programa con base en la vista creada de AsignaturasPrograma para los programas cuyos códigos empiezan por 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Figura 3.38 Resultados del número de asignaturas por programa para aquellos programas con código 6 generados a partir de la vista AsignaturasPrograma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Figura 3.39 Vista de número de empleados por proyecto del SIM. . . . . . . . . . . . 150 Figura 3.40 Descripción de la vista SIM_Empleados_Salarios. . . . . . . . . . . . . . . 150 Figura 3.41 Contenido de tuplas de la vista SIM_Empleados_Salarios. . . . . . . . 151 Figura 3.42 Utilización de funciones de agregación en vistas generadas a partir de funciones de agrupación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Figura 3.43 Vista Costos_Transporte del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Figura 3.44 Tuplas de la vista Costos_Transporte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Figura 3.45 Vista de Costos_Seguros del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Figura 3.46 Tuplas de la vista Costos_Seguros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 19. Diseño de bases de datos xvii § Índice de figuras Figura 3.47 Intersecto de vistas del SIM derivadas de funciones de agrupación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Figura 3.48 Descripción de la tabla de profesores de SIAC. . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Figura 3.49 Vista de ProfesoresSalarios del SIAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Figura 3.50 Tuplas en la tabla de profesores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Figura 3.51 Tuplas contenidas en la vista ProfesoresSalarios del SIAC. . . . . . . . . 157 Figura 3.52 Inserción de una tupla en la tabla de profesores. . . . . . . . . . . . . . . . 157 Figura 3.53 Comprobación de la actualización de la vista en función de la modificación de la tabla base. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Figura 4.1 Tabla o relación de proyectos del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 Figura 4.2 Relación o tabla de empleados del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Figura 4.3 Tabla o relación de productos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Figura 4.4 Tabla o relación de proveedores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Figura 4.5 Tabla o relación cuentas_por_pagar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Figura 4.6 Tabla o relación de cuentas_por_cobrar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Figura 4.7 Tabla o relación de compras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Figura 4.8 Tabla o relación cuenta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Figura 4.9 Tabla facturación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Figura 4.10 Tabla o relación ventas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Figura 4.11 Tabla o relación producción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 Figura 4.12 Tabla maquinaria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Figura 4.13 Relación o tabla mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Figura 4.14 Relación transacción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 Figura 4.15 Tabla transporte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Figura 4.16 Relación o tabla entrega . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Figura 4.17 Tabla planta_producción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Figura 4.18 Atributos de la tabla mercadeo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 20. Contenido xviii José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Figura 4.19 Tuplas de la tabla de empleados enumerando cada uno de los atributos de la tabla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Figura 4.20 Utilización de * en la cláusula SELECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Figura 4.21 Selección de una serie de atributos de todas las tuplas de la tabla de proyectos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Figura 4.22 Uso de literales en las salidas de los atributos de las relaciones . . . . 180 Figura 4.23 Salida de atributos con formatos numéricos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Figura 4.24 Listado de todas las ciudades donde se encuentran proyectos en ejecución. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Figura 4.25 Nombre de las ciudades distintas donde se están ejecutando proyectos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Figura 4.26 Campo calculado de SALDO a partir del Saldo_Anterior y el Movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Figura 4.27 Proyectos del SIM superiores o iguales a 100 millones de pesos. . . . 188 Figura 4.28 Proyecto del SIM ejecutados en Barranquilla con prioridad uno. . . 189 Figura 4.29 Búsqueda por rangos de los productos del SIM con número de producción que están en el intervalo [10;25]. . . . . . . . . . . . . . . . 190 Figura 4.30 Salarios de empleados del SIM no ubicados en el rango salarial entre 2 y 5 millones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 Figura 4.31 Maquinaria que está en mantenimiento preventivo o pertenece al conjunto P. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 Figura 4.32 Proyectos nacionales con prioridades asociadas en [1,2] . . . . . . . . . 194 Figura 4.33 Empleados del SIM no extranjeros y no técnicos ni ingenieros. . . . . 195 Figura 4.34 Selección de tuplas con base en una secuencia de caracteres (% … % ) del patrón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Figura 4.35 Búsqueda de patrones por cadena de caracteres de los cuales el primero es D, y se nota que en todas las tuplas está la palabra DANIEL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Figura 4.36 Selección de cualquier secuencia de caracteres de No_proyecto, siendo el último carácter igual a 1. . . . . . . . . . . . . 198 Figura 4.37 Utilización de NULL en la selección de tuplas . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 21. Diseño de bases de datos xix § Índice de figuras Figura 4.38 Utilización NOT NULL en la selección de tuplas de la base de datos del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 Figura 4.39 Tuplas totales de la tabla de mantenimiento del SIM. . . . . . . . . . . . 201 Figura 4.40 Utilización de la cláusula ORDER BY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Figura 4.41 Selección de tupla por ordenamiento de varias columnas o atributos de una tabla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Figura 4.42 Utilización de la cláusula ORDER BY con campos calculados. . . . . . 206 Figura 4.43 Utilización de la cláusula COUNT (*). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 Figura 4.44 Utilización de COUNT (DISTINCT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 Figura 4.45 Utilización de MIN, MAX y AVG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Figura 4.46 Uso de la cláusula GROUP BY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Figura 4.47 Utilización de la cláusula HAVING COUNT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Figura 4.48 Anidamiento de consultas con el operador de igualdad. . . . . . . . . . 214 Figura 4.49 Anidamiento de cruce de las tablas de empleados, proyectos y plantas de producción del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Figura 4.50 Utilización de subconsulta con la función de agregación promedio ( AVG ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 Figura 4.51 Utilización de subconsulta con la función de agregación MINIMO (MIN). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 Figura 4.52 Subconsulta anidada utilizando la cláusula IN. . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Figura 4.53 Utilización de la cláusula ANY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Figura 4.54 Utilización de la cláusula ALL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Figura 4.55 Utilización de consultas multitablas en su combinación simple. . . 223 Figura 4.56 Resultados de la utilización de la cláusula JOIN. . . . . . . . . . . . . . . . 224 Figura 4.57 Consulta multitabla utilizando el ordenamiento de una combinación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 Figura 4.58 Combinación de n( n=4 ) tablas del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 Figura 4.59 Cláusula SELECT con múltiples columnas de agrupamiento. . . . . . 229 Figura 4.60 Combinación externa izquierda LEFT JOIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 22. Contenido xx José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Figura 4.61 Combinación externa izquierda LEFT JOIN entre la maquinaria asignada a las líneas de producción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 Figura 4.62 Combinación externa derecha RIGHT JOIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 Figura 4.63 Combinación externa completa FULL JOIN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Figura 4.64 Selección de tuplas utilizando la cláusula EXITS . . . . . . . . . . . . . . . 239 Figura 4.65 Utilización de la cláusula NOT EXISTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 Figura 4.66 Empleo de la cláusula UNION para la unión de tablas. . . . . . . . . . . 242 Figura 4.67 Utilización de la cláusula INTERSECT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Figura 4.68 Utilización de la cláusula MINUS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Figura 4.69 Uso de la cláusula MINUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 Figura 4.70 Equivalencia de cláusulas MINUS y NOT EXISTS. . . . . . . . . . . . . . . . 247 Figura 4.71 Descripción de la definición de columnas de tabla EMPLEADOS de la base de datos del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 Figura 5.1 Modelo de dominio de un contexto universitario. . . . . . . . . . . . . . . 264 Figura 5.2 Conector de agregación del ejemplo del contexto de la Universidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Figura 5.3 Asociación entre universidad y estudiante de carácter binario. . . . . 269 Figura 5.4 Visualización de una relación n-aria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Figura 5.5 Relación de generalización. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Figura 5.6 Relación de dependencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Figura 5.7 Clase abstracta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Figura 5.8 Relaciones de agregación entre clases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Figura 5.9 Esquema detallado del modelo de la base de datos universitaria. . . 275 Figura 5.10 Multiplicidad entre las clases “programa” y “profesor”. . . . . . . . . . . 276 Figura 5.11 Instanciación de la relación histórica de un estudiante con sus matrículas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 23. Diseño de bases de datos xxi § Índice de tablas ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1.1 Archivo de elementos simples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Tabla 1.2 Elementos compuestos del SPOAPU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Tabla 1.3 Instancia de la entidad ESTUDIANTE en un Sistema de Información Académico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Tabla 2.1 Definición de atributos de entidades de Sistemas de Información. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Tabla 2.2 Simbología del modelo Entidad-Relación, de acuerdo con la notación de P. Chen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 Tabla 2.3 Simbología del modelo Entidad-Relación de acuerdo con pie de cuervo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Tabla 2.4 Aplicación de la función semántica para asignación de los atributos de las entidades. . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Tabla 2.5 Tabla de justificación del valor de α. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Tabla 2.6 Justificación del indicador de relación (IRi ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Tabla 2.7 Redefinición de los atributos de las entidades del SAE . . . . . . . . . . . . 80 Tabla 2.8 Modelo Relacional (MR) de dos entidades de la base de datos del SAE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Tabla 4.1 Condiciones o predicados básicos de búsqueda de acurdo con ISO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Tabla 4.2 Operadores básicos para estructuras consultas basadas en comparación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Tabla 4.3 Funciones de agregación según el estándar ISO . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Tabla 4.3 Precedencia de Operadores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Tabla 4.4 Sistemas Académico de Bases de Datos de Estudiantes. . . . . . . . . . 256 Tabla 4.5 Atributos de la tabla de PROGRAMAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 24. Contenido xxii José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal ÍNDICE DE EJEMPLOS Ejemplo 1.1 Registros de un Sistema de Información. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Ejemplo 1.2 Comprobación de la independencia lógica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Ejemplo 1.3 Cambios en el esquema externo con relación a la independencia lógica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Ejemplo 1.4 Cambio físico de la base de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Ejemplo 2.1 Diseño Conceptual de un Sistema de Administración de Edificios (SAE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 Ejemplo 2.2 Caso: Diseño del M E-R para una oferta de cursos intersemestrales en una Universidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 Ejemplo 2.3 Caso: Diseño de una base de datos de una empresa importadora-exportadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Ejemplo 3.1 Restricción de dominio en atributos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Ejemplo 3.2 Definición de restricciones de dominio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Ejemplo 3.3 Integridad de entidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Ejemplo 3.4 Definición de claves primarias compuestas. . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Ejemplo 3.5 Unicidad de claves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Ejemplo 3.6 Integridad referencial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Ejemplo 3.7 Chequeo de restricciones generales en una base de datos con la cláusula ASSERTION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Ejemplo 3.8 Crear el esquema de una base de datos identificado como MyData creado por la identificación de usuario Jamin. . . . . . . . . 110 Ejemplo 3.9 Creación de la tabla de PROFESORES del SIAC. . . . . . . . . . . . . . . 114 Ejemplo 3.10 Creación de la tabla de los elementos compuestos del SPOAPU. . 118 Ejemplo 3.11 Creación de tablas base en un Sistema de Inventarios (SI). . . . . . 121 Ejemplo 3.12 Modificación del nombre de una tabla en un Sistema de Inventarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Ejemplo 3.13 Modificar la tabla PROVEEDORES_UNO del SI. . . . . . . . . . . . . . . . 123 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 25. Diseño de bases de datos xxiii § Índice de ejemplos Ejemplo 3.14 Eliminación de una columna de una tabla. . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Ejemplo 3.15 Inserción de múltiples columnas a una tabla . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Ejemplo 3.16 Modificación de los nombres de las columnas de las tablas. . . . . 127 Ejemplo 3.17 Asignación de tablas con campos predeterminados. . . . . . . . . . . . 128 Ejemplo 3.18 Modificación de campos de DEFAULT de columnas de tablas. . . . 129 Ejemplo 3.19 Cancelación de tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Ejemplo 3.20 Creación de índices en una base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Ejemplo 3.21 Creación de índices con bases en múltiples columnas de una tabla de la base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Ejemplo 3.22 Cancelación de índices en una base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . 133 Ejemplo 3.23 Creación de vistas horizontales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Ejemplo 3.24 Creación de vistas verticales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Ejemplo 3.25 Creación de vistas con funciones de agrupación. . . . . . . . . . . . . . 142 Ejemplo 3.26 Eliminación de vistas de la base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Ejemplo 3.27 Resolución de consultas con base en vistas creadas en una base de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 Ejemplo 3.28 Contraejemplo de cumplimiento de restricciones en el manejo de vistas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Ejemplo 3.29 Contraejemplo de cumplimiento de combinación de vistas con funciones de agregación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Ejemplo 3.30 Actualización de vistas en función de tablas bases . . . . . . . . . . . . 156 Ejemplo 4.1 Selección con atributos de tablas del SIM.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Ejemplo 4.2 Selección utilizando el selector asterisco ( * ). . . . . . . . . . . . . . . . 177 Ejemplo 4.3 Selección de algunos atributos de una tabla. . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Ejemplo 4.4 Utilización de AS en la selección de tuplas. . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 Ejemplo 4.5 Utilización de formatos numéricos en la selección de tuplas. . . . 181 Ejemplo 4.6 Utilización de selección de tuplas distintas SELECT DISTINCT. . . 183 Ejemplo 4.7 Selección de tuplas con campos calculados . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 26. Contenido xxiv José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Ejemplo 4.8 Selección de tuplas con base en comparación simple. . . . . . . . . . 187 Ejemplo 4.9 Selección con base en la utilización de comparaciones compuestas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 Ejemplo 4.10 Selección de productos del SIM por rango. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 Ejemplo 4.11 Listado de empleados del SIM por rangos salariales. . . . . . . . . . . . 190 Ejemplo 4.12 Selección de tuplas del SIM por pertenencia a un conjunto. . . . . 192 Ejemplo 4.13 Selección de tuplas con pertenencia a múltiples conjuntos. . . . . 193 Ejemplo 4.14 Listado de tuplas por la no pertenencia (NOT IN) a un conjunto.194 Ejemplo 4.15 Selección de tuplas utilizando las cláusulas LIKE y NOT LIKE. . . . 196 Ejemplo 4.16 Producir un listado de empleados que tengan en sus nombres la letra D, seguido por cualquier conjunto de tres caracteres, así: D _ _ _ _ _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Ejemplo 4.17 Listar los productos asociados a los proyectos cuyo número de proyecto termine en 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 Ejemplo 4.18 Seleccionar las máquinas del SIM que estando en mantenimiento no tienen comentarios asociados a sus números de órdenes de mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . 198 Ejemplo 4.19 Seleccionar del SIM las órdenes de mantenimiento con comentarios asociados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Ejemplo 4.20 Producir un listado de transacciones del SIM ordenadas ascendentemente por el campo o atributo de movimiento de la transacción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Ejemplo 4.21 Generar un listado que muestre los movimientos de la tabla de transacciones del SIM ordenados ascendentemente, y dentro de cada intervalo de movimiento ordenar las tuplas por detalle de la transacción en orden ascendente. . . . . . . . . . . . 204 Ejemplo 4.22 Generar un listado de empleados del SIM ordenado ascendentemente por el cargo del funcionario, y dentro de los cargos ordenarlo ascendentemente por el salario del empleado, considerando un aumento del 5 por ciento. . . . . . 206 Ejemplo 4.23 Contar el número de proyectos de la base de datos del SIM con alta prioridad (aquellos en los cuales la prioridad del proyecto es igual a uno). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 27. Diseño de bases de datos xxv § Índice de ejemplos Ejemplo 4.24 Contar el número de mantenimientos distintos que se utilizan en el Sistema Integrado de Manufactura. . . . . . . . . . . 208 Ejemplo 4.25 Calcular los valores mínimos, máximos y promedios de los montos de los costos de inversión de los proyectos del SIM. . . . . . 209 Ejemplo 4.26 Producir un informe por números de proyectos del SIM ordenados ascendentemente por números productos en el que para cada proyecto se cuente el número de empleados asociados y la suma de sus salarios por proyecto. . . . . . . . . . . . . . 211 Ejemplo 4.27 Generar un informe agrupado por números de proyectos del SIM ordenados ascendentemente por números de proyectos, en el que para cada proyecto se cuente el número de empleados asociados y la suma de sus salarios por proyecto, para aquellos proyectos que reporten más de dos empleados asociados al proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Ejemplo 4.28 Generar un listado de productos que pertenezcan a proyectos liderados por Linda Day.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 Ejemplo 4.29 Generar un listado de las identificaciones, los nombres y los sueldos de los empleados que pertenecen a los proyectos ubicados en la planta de producción de la ciudad de Madrid (España). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Ejemplo 4.30 Generar un listado de transacciones del SIM mostrando el número de la transacción contable, su fecha, el movimiento asociado y la diferencia con el valor promedio total de las transacciones para aquellas transacciones que hayan registrado un movimiento superior al valor promedio de las transacciones.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Ejemplo 4.31 Construir un listado de órdenes de transporte, con sus rutas de distribución asociadas y costos de transporte, que sean mayores que el valor mínimo del mínimo costo de transporte. . . 216 Ejemplo 4.32 Generar un listado de facturas en el que se muestren las órdenes de venta con las descripciones de los productos, las cantidades vendidas y NIT a los clientes situados en áreas residenciales de apartamentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 28. Contenido xxvi José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Ejemplo 4.33 Generar un listado de cuentas del SIM cuyo saldo actual sea mayor que el valor de la compra de las cuentas por pagar en dólares; o sea, aquellas cuentas que registran el valor de ‘D’ en el tipo de moneda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Ejemplo 4.34 Seleccionar todas las transacciones contables del SIM cuyos movimientos sean menores que los movimientos de las cuentas del sistema contable que hayan registrado un valor de $5’000.000,oo.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 Ejemplo 4.36 Producir un listado de empleados ordenado alfabéticamente por nombres en forma ascendente en el que se muestre el cargo, su sueldo y el número del proyecto en el cual está laborando. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 Ejemplo 4.37 Seleccionar del SIM los códigos de los máster de producción, identificando las máquinas que operan en dichas líneas de las plantas de producción que tengan en ejecución proyectos del Sistema Integrado de Manufactura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 Ejemplo 4.38 Generar un listado agrupado por proyectos en el que se especifiquen los cargos de desempeño de cada empleado y cuente el número de empleado(s) por cargo perteneciente a cada proyecto del SIM, ordenado ascendentemente tanto por los números de los proyectos y dentro de cada proyecto por los cargos de los empleados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 Ejemplo 4.39 Producir un listado ordenado por los nombres de los proveedores que tengan asociados los productos del SIM a los cuales proveen sus materias primas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Ejemplo 4.40 Listar la maquinaria asociada a las líneas de las planta de producción del SIM, mostrando tanto las máquinas asignadas como las no asignadas, y mostrar las máquinas por el número de la maquinaria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Ejemplo 4.41 Generar un listado en el que se presenten las ventas de productos utilizando RIGHT JOIN con los productos producidos por el SIM en el que se muestren los productos que no han tenido compradores en la tabla de ventas. . . . . . . . . . 233 Ejemplo 4.42 Construir un listado que muestre en su selección tanto las cuentas por pagar registradas en la tabla de cuentas del SIM como las cuentas del sistema contable del SIM que no están relacionadas con ninguna tupla de cuentas por pagar. . . . . . . . . . 233 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 29. Diseño de bases de datos xxvii § Índice de ejemplos Ejemplo 4.43 Seleccionar del SIM los número de las órdenes de transporte con sus números de órdenes de venta asociadas, sus fechas de cargas y costes de seguros para aquellas órdenes de transporte que en sus rutas de distribución en sus entregas son atendidas por transportes aéreos; o para aquellas compañías en las que la identidad de la empresa de transporte tiene el token “AIR”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Ejemplo 4.44 Seleccionar del SIM las identificaciones de los productos distintos, con todas sus especificaciones, para los cuales no se haya presentado comprador en la tabla de ventas. . . . . . . . . . . . . 239 Ejemplo 4.45 UNION. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 Ejemplo 4.46 Seleccionar los códigos de las cuentas relacionadas con proveedores que hayan tenido a su vez un registro en la tabla de ventas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Ejemplo 4.47 Seleccionar los números de proyectos que habiendo sido asignados a los empleados no estén registrados en la tabla de proyectos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 Ejemplo 4.48 MINUS con resultados de tuplas del SIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 Ejemplo 4.49 Inserción de tuplas de una tabla de la base de datos . . . . . . . . . . 249 Ejemplo 4.50 Inserción de tuplas a la base de datos especificando solo algunas columnas de la tabla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Ejemplo 4.51 Inserción de tuplas en una tabla considerando campos nulos . . . 251 Ejemplo 4.52 Actualización de columnas, de una tabla en todas sus filas . . . . . 252 Ejemplo 4.53 Edición de tuplas o filas específicas de una tabla . . . . . . . . . . . . . 252 Ejemplo 4.54 Actualización de varias columnas de una tabla . . . . . . . . . . . . . . 253 Ejemplo 4.55 Cancelación de una tabla de la base de datos . . . . . . . . . . . . . . . 254 Ejemplo 4.56 Cancelación de tuplas de una tabla por cumplimiento de condición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 30. Contenido xxviii José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal SIGLAS Y ABREVIATURAS USADAS ANSI American National Standards Institute BDOO Bases de Datos Orientadas por Objetos DBMS Data Base Management Systems M E-R Modelo Entidad – Relación MR Modelo Relacional NERSC National Energy Research Scientific Computer SGBD Sistema de Gestión de Bases de Datos SPARC Standars Planning and Requirements Committee - SPARC Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 31. 1 Introducción La información en la sociedad red es un recurso fundamental de decisión que im- pacta las acciones en los contextos sociales, políticos y económicos de los países. La toma de decisiones acertadas en las organizaciones se fundamenta en informaciones almacenadas que cumplan las características de estar estandarizadas, actualizadas y con disponibilidad inmediata para los usuarios de la empresa. Las características mencionadas en las unidades de información de las empresas, en el marco de un paradigma informacional soportado por la red y al servicio de la sociedad del cono- cimiento, implican la organización de los datos en sistemas estructurados en bases de datos que operando en red permitan a las organizaciones ser competitivas en sus negocios con una visión global. Los sistemas de información en bases de datos, a más de permitir el cumplimiento de las características mencionadas, cumplen con la escalabilidad y la portabilidad en las condiciones cambiantes que deben cumplir las organizaciones en su dinámica al tener que adaptarse a nuevos sistemas productivos, flujos de información e informes y reportes dinámicos derivados de la base de datos. La importancia de la información de decisión para el logro de la productividad de las empresas se fundamenta en las siguientes hipótesis: Hipótesis 1: La información más precisa mejora las decisiones al reducir las pérdi- das. Hipótesis 2: La información que reduce la aversión al riesgo aumenta la producti- vidad cuando provoca acciones que se aproximan a los auténticos niveles de neutra- lidad del riesgo. Hipótesis 3: Las decisiones centralizadas fundamentan la consistencia de las propias decisiones y la perspectiva global, y evitan la duplicación innecesaria. Las decisiones Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 32. Introducción 2 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal descentralizadas promueven la búsqueda de la información, la distribución de incen- tivos y la adaptación. La productividad aumenta hasta que la distribución de control equilibra de forma óptima estos factores en función de su complementariedad e in- dispensabilidad. Hipótesis 4: Los incentivos absolutos favorecen que la información se comparta, lo cual estimula la productividad del grupo; los incentivos relativos desfavorecen que se comparta la información, pero estimulaban la productividad individual. La política óptima de incentivos en términos de productividad tiende hacia lo absoluto cuanto mayor es la independencia de las tareas. Hipótesis 5: El empuje de la información beneficia a los individuos y las organiza- ciones que controlan los valores infravalorados (los propietarios de estos incurren en pérdidas). La eficiencia aumenta cuando se reequilibra la reubicación de recursos tomando en cuenta los problemas y las oportunidades. [1] Teniendo en cuenta que la totalidad de las hipótesis planteadas se basan en la infor- mación para el logro de la productividad, solo con sistemas de información diseña- dos y operando en teorías de bases de datos tendrán las empresas una alternativa real de aumentar su productividad apalancada por las bases de datos informacionales de la organización. El texto que el lector tiene en sus manos desarrolla no solo la totalidad de los con- ceptos nucleares de bases de datos, sino que se proyecta en teorías relacionadas con las nuevas tecnologías de bases de datos. Este libro presenta una introducción a los sistemas de bases de datos en su contenido inicial, a fin de exponer las características que diferencian los sistemas de bases de da- tos con los sistemas de información basados en archivos, e identificar las funciones y roles esenciales de un Sistema de Gestión de Bases de Datos: SGBD (DBMS: Data Base Management Systems). Con base en los conceptos introductorios se expone la totalidad del marco teórico y práctico para el diseño de bases de datos, y se presenta una metodología novedosa de diseño que privilegia la captura del contenido semán- tico en el modelo de datos de la organización. La fase de diseño cumple con el di- seño lógico/conceptual de la base de datos, utilizando el Modelo Entidad-Relación (M ER) hasta llegar al modelo de datos físico utilizando la teoría de bases de datos relacionales, lo cual se concreta con el Modelo Relacional (MR). La manipulación de los datos se hace con la creación de los datos vía a poblar la base datos; comandos que siendo desarrollados con un gestor de bases de datos cubren los tópicos desde Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 33. Diseño de bases de datos 3 los tipos de datos, su definición y control de integridad, hasta llegar al tópico de administración de vistas en la base de datos. El manejo de los datos de la base de datos se desarrolla utilizando lenguaje SQL; se debe tener en cuenta que el desarrollo tanto teórico como práctico de todas las sentencias SQL está referido a un Sistema Integrado de Manufactura (SIM), en cuyo modelo se tratan todas las áreas de la orga- nización en su modelo de datos para crear y operar la base de datos. Finalmente, el texto presenta una de las tecnologías emergentes en la construcción de software representada en la investigación por el diseño de bases de datos orientado por objetos. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 34. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 35. 5 Justificación Los contextos sociales, políticos y económicos de la sociedad actual en la segunda década del siglo XXI (2010-2019) son guiados por el paradigma informacional, el cual está basado en las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC). La Ciencia de la Computación y la Informática se han unido a través de la red Inter- net para procesar y distribuir grandes volúmenes de información al servicio de la ge- neración net. Los volúmenes mencionados constituyen el acervo de conocimiento y documental que forman el registro histórico de la humanidad en cualquier dominio del saber humando. El conocimiento relacionado en su registro histórico y consulta se encuentra almacenado en las bases de datos, distribuidas en los servidores que soportan las unidades informacionales de la macrorred Internet. Las bases de datos son repositorios que almacenan informaciones de carácter estruc- turado o no estructurado con sus contenidos tanto sintácticos como semánticos; contenidos cuya esencia constituyen las unidades de conocimiento de las cuales se sirven los países y los ciudadanos que pertenecen a una nación o Estado. Por lo tanto, es de la mayor importancia el conocimiento relacionado con las fases de planificación, diseño, construcción, operación y mantenimiento de un sistema de bases de datos. El conocimiento mencionado según los lineamientos internacionales de la ACM/IEEE-CS corresponde al área del saber que en la Ciencia de la Computa- ción recibe el nombre de Information Management o Administración de la Informa- ción. De acuerdo con el organismo relacionado, Information Management (IM) concierne principalmente con la captura, digitali- zación, representación, organización, transformación, y presentación de la informa- ción; algoritmos para un efectivo y eficiente acceso y actualización de la información almacenada, modelamiento y abstracción de datos, y técnicas de almacenamiento físico de archivos. El alumno necesita ser capaz de desarrollar modelos conceptuales y físicos de datos, determinar qué métodos de administración de la información y Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 36. Justificación 6 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal técnicas son apropiadas para un problema dado, y ser capaz de seleccionar e imple- mentar una apropiada solución de Administración de la Información (IM) direccio- nada al diseño relevante concerniendo inclusive con la escalabilidad, accesibilidad y usabilidad (ACM/IEEE- CS. Computer Science Curricula 2013. The Joint Task Force on Computer Curriculum Assocciation for Computing Mechinery IEEE- Computer Society, p. 87). Teniendo en cuenta la definición anterior, son áreas propias de IM [2] los conceptos de Administración de la información, los sistemas de bases de datos, dentro de los cuales se incluyen los sistemas de gestión de las bases de datos, el modelamiento de datos, la teoría de indexación de las bases de datos, el estudio de las bases de datos relacionales, la comprensión de los lenguajes de definición y consulta de las bases de datos, el procesamiento de transacciones en una base de datos, los sistemas de bases de datos distribuidas, el diseño físico de la base de datos, el estudio de las teorías de los almacenes y bodegas de datos relacionados con la minería de datos; y finalmente el almacenamiento y recuperación de la información en un sistema de bases de datos. Por lo tanto, la cobertura y necesidad de comprensión de los temas desarrollados justifican la compilación de los conceptos esenciales para comprender los sistemas de bases de datos, en su estructuración conceptual lógica y física, y en sus lenguajes de definición y manipulación de los datos contenidos en la base de datos. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 37. 7 Síntesis conceptual El desarrollo del contenido de este libro está estructurado en cinco capítulos: El primer capítulo es una introducción a los sistemas de bases de datos. Inicia presen- tado los sistemas de información basados en archivos, como base para poder com- parar estos sistemas con los sistemas de información construidos en bases de datos. El desarrollo de este tipo de sistemas inicia con la presentación conceptual de bases de datos, en la óptica de mostrar la estructura de un sistema de gestión de bases de datos. Se analiza la independencia lógico/física de los datos, y además se presentan los lenguajes de definición, manipulación y control de datos. Siguiendo el estándar ANSI se expone el flujo de control dentro de un gestor de bases de datos, identifi- cando en dicho marco los tipos de usuarios del sistema de gestión, para finalmente presentar las ventajas de un sistema de gestión de bases de datos y las desventajas y limitaciones de los sistemas de bases de datos, punto en el cual el desarrollo concep- tual introductorio del tema de base de datos queda en el nivel para desarrollar los tópicos relacionados con el diseño de base de datos. Una vez fundamentados los conceptos de introducción a las bases de datos, el capí- tulo dos muestra el diseño de una base de datos, iniciando con las etapas de diseño del sistema, planteando el diseño conceptual de la base de datos utilizando el Mode- lo Entidad-Relación y sus constructos básicos según la notación de P. Chen, punto en el cual el lector está listo para aplicar la nueva metodología presentada en este tex- to para el diseño de bases de datos, la cual está relacionada con capturar la semántica del sistema de bases de datos. El nuevo enfoque presentado para el diseño de bases de datos inicia identificando el análisis del contexto al cual va a servir el sistema, para posteriormente asociar valores semánticos a las componentes identificadas en el contexto. Una vez asociados los valores semánticos, se agrupan las componentes del contexto como base para diseñar los atributos de las entidades y las relaciones, lo cual se complementa con la selección de las claves primarias y foráneas de las en- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 38. Síntesis conceptual 8 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal tidades de la base de datos, con el fin de pasar a la fase de diseño físico de la base de datos. Concluida la fase de diseño, se expone la operación de la base de datos, su mantenimiento e introducción al diseño de bases de datos a partir de la especifica- ción de requerimientos. Con base en los desarrollos de los anteriores capítulos, el capítulo tres presenta la creación de la base de datos. Se inicia con la definición de datos, presentando los tipos de datos y el control de integridad de los datos, como bases para entrar a defi- nir los datos en la base de datos en su creación del esquema de la base de datos y sus tablas, para finalmente mostrar el manejo de vistas en una base de datos. Con base en los conceptos de bases de datos, el diseño de sistemas de información en bases de datos y la creación de la base de datos, el capítulo cuatro presenta el manejo de los datos, la manipulación de los datos y la descripción de los atributos de las ta- blas en una base de datos. Este capítulo desarrolla completamente el SQL utilizando consultas que se realizan contra una base de datos real de una empresa manufacture- ra. La manipulación de los datos utilizando el gestor comprueba el funcionamiento desde las consultas simples, pasando por las compuestas hasta llegar a la edición de la base de datos. Finalmente, el capítulo cinco completa la investigación presentando una de las téc- nicas más actualizadas para el diseño y desarrollo de software, como es el caso del modelado de base de datos orientado por objetos (BDOO). La resolución de pro- blemas del mundo real a través de las BDOO le permite al constructor de software la resolución de problemas a gran escala en su complejidad con relación a las bases de datos relacionales. El diseño de BDOO es útil en la estructuración de los datos here- dados, agregados, derivados y embebidos con las aplicaciones. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 39. 9 Capítulo 1 Introducción a los sistemas de bases de datos 1.1 Introducción En el marco de la sociedad informacional y global generadora de conocimientos, los sistemas de información impactan los contextos económicos, sociales y políticos de los países. Los sistemas informáticos en cualquier sector y a cualquier nivel de la economía de un país para responder a la competitividad en la globalidad de la infor- mación requieren el almacenamiento y la consulta de grandes volúmenes de datos. Estos volúmenes de datos, siendo de complejidad creciente tanto en número como en significado, requieren ser estructurados con alguna organización para poder ser consultados. Por lo tanto, la estructura, organización y consulta de amplios volúme- nes de datos ha generado el concepto de sistemas de bases de datos. Con base en lo anterior, la conceptualización de este tipo de sistemas requiere la diferenciación entre los sistemas de archivos versus los sistemas de bases de datos; la identificación de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD); la identificación de estándares American National Standards Institute (ANSI); Standars Planning and Requirements Committee (SPARC) para trabajar en un entorno de bases de datos; y finalmente, identificar tanto los usuarios como sus funciones relacionados con un entorno de bases de datos. La conceptualización mencionada se convierte para el lector en un punto inicial para explorar acciones de aprendizaje y desarrollo de programas iniciales en bases de datos, con el fin de proyectarse en la acción de investigación relacionada con bases de datos, lo cual ha generado el surgimiento de una industria de servicios de infor- mación a nivel mundial. La industria del software en bases de datos ha generado a nivel mundial el posicionamiento de empresas tales comom SQL Server, DB2, Syba- se, MySQL, PostgreSQL, Teradata, Informix, Ingres y Amazon´s SimpleDB, que son catalogadas como empresas líderes en la tecnología de bases de datos [3]. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 40. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 10 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal El desarrollo de los sistemas de bases de datos ha hecho posible el avance del almace- namiento y consulta de grandes volúmenes de información en las distintas áreas del saber humano racional, dentro de las cuales se destacan por su dimensión en tamaño las siguientes: la Librería del Congreso: Library of Congress (USA), la de la Agen- cia de Inteligencia Central —Central Intelligence Agency—: CIA (USA), Amazon, YouTube, Choice Point, Sprint, Google, AT&T, NERSC (National Energy Research Scientific Computer) y la correspondiente al, World Data Center for Climate [4]. Tanto las compañías de bases de datos como las empresas propietarias de las infor- maciones almacenadas en las grandes bases de datos mencionadas manejan sectores neurálgicos de la economía mundial, como son los casos de los relacionados con el clima, la educación, la defensa, las comunicaciones, la energía, entre otras. Por lo tanto, el área de bases de datos en su núcleo esencial de estructurar datos en una base de datos relacionados con cualquier área del saber y consultar dichos datos a través de un conjunto de programas de aplicación que interactúan con la base de datos, será en el futuro una de las áreas esenciales que demandarán talento humano prepa- rado que satisfaga la necesidad de construir sistemas de bases de datos. 1.2 Objetivos Al finalizar el estudio en este capítulo se pretende que el lector aprenda: ‒ ‒ El marco de conceptos de los sistemas de información basados en archivos. ‒ ‒ Las desventajas y limitaciones de los sistemas de archivos. ‒ ‒ El concepto de bases de datos y sus características definitorias. ‒ ‒ El entorno de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD). ‒ ‒ El significado de los lenguajes de definición, manipulación y control de datos. ‒ ‒ La integración del esquema ANSI con el flujo de control de datos en un SGBD. ‒ ‒ Los tipos de usuarios en un sistema de bases de datos. ‒ ‒ Las ventajas, desventajas y limitaciones de un SGBD. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 41. Diseño de bases de datos 11 § Síntesis conceptual 1.3 Síntesis conceptual El capítulo introductorio a los sistemas de bases de datos inicia desarrollando los conceptos relacionados con los sistemas basados en archivos y analizando las ven- tajas y limitaciones de este tipo de sistemas. Reconociendo la importancia de los sistemas de información operando en archivo, por cuanto su desarrollo permitió, en mayor o en menor grado, el surgimiento de las bases de datos, el capítulo presenta en el desarrollo de los sistemas de información construidos en bases de datos los conceptos de bases de datos; el sistema de gestión de bases de datos; la independen- cia lógico/física de datos; y finalmente las ventajas, desventajas y limitaciones de los sistemas gestores de bases de datos como bases teóricas para el desarrollo de los conceptos relacionados con el diseño de bases de datos. 1.4 Sistemas de información basados en archivos El procesamiento tradicional de sistemas de información ha basado su operación en la estructuración de archivos que soportan los datos almacenados, bases para el procesamiento y la generación de informes útiles al usuario derivados del sistema. El estudio de los sistemas de información basados en archivos se justifica por: ‒ ‒ La necesidad de conceptualizar la técnica de construcción de sistemas de in- formación basada en archivos. ‒ ‒ La importancia de identificar las limitaciones de la técnica basada en archi- vos. ‒ ‒ La compresión de los problemas que conlleva el mantenimiento y la opera- ción de los sistemas de información basados en archivos. ‒ ‒ La necesidad de migración de sistemas de información teniendo en cuenta la técnica de archivos a sistemas de información fundamentados en la tecnolo- gía de bases de datos. 1.4.1 Construcción de sistemas de información basados en archivos Los sistemas de información de las décadas de los años 60 y 70 se soportaban en un conjunto de programas que administraban uno o varios archivos (o ficheros de datos). Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 42. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 12 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal La conceptualización del término “archivo” la definen los textos como Un archivo es una secuencia de registros. En muchos casos, todos los registros de un archivo son del mismo tipo. Si todos tienen exactamente el mismo tamaño (en bytes), se dice que el archivo se compone de registros de longitud fija. Si diferentes registros del archivo contienen tamaños distintos, se dice que el archivo está consti- tuido por registros de longitud variable [5]. Un archivo es simplemente una colección de registros que contienen datos lógica- mente relacionados [6]. Con base en las definiciones anteriores, un archivo (A) se define como un conjunto de registros (Ri, 1 ≤ i ≤ n) de naturaleza homogénea o heterogénea en su estructura. El conjunto de registros es homogéneo cuando la estructura de registro del archivo es de longitud fija; y se dice que un conjunto de registros es heterogéneo cuando los registros son de longitud variable. Cada uno de los registros del archivo está com- puesto por un conjunto de k campos (Cj, 1 ≤ j ≤ k), con una determinada estructura. Esta estructura de campos del archivo es estática, o sea, una vez que se ha creado el archivo en términos de los Cj campos que conforman cada registro, los campos no se pueden cambiar ni en su número ni en su definición de contenido (que sean numé- ricos, alfabéticos o alfanuméricos, etc.). La estructura es dinámica en términos de la capacidad de almacenamiento del conjunto de registros del archivo. Ejemplo 1.1 Registros de un Sistema de Información Un Sistema de Presupuesto de Obra y Análisis de Precios Unitarios (SPOAPU) se basa en dos archivos: i) El archivo de elementos simples y ii) El archivo de elemen- tos compuestos. Suponga que el archivo de elementos simples está conformado por registros de longitud fija, los cuales están compuestos por los campos: Código del elemento simple, Nombre del elemento simple, cantidad, unidad de medida, valor unitario y código del proveedor. La tabla 1.1 muestra el archivo de elementos sim- ples, en el cual cada registro tiene la misma longitud en bytes. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 43. Diseño de bases de datos 13 § Sistemas de información basados en archivos Tabla 1.1 Archivo de elementos simples Código Nombre Cantidad Unidad de medida Valor unitario Código proveedor Registros Ris ↓ 01 100 001 Cemento 50 Kg $50 000 Diamante Beta ↑ Registros Homogéneos ↓ 01 100 002 Arena 100 Volteo $25 000 No registra 01 100 003 Ladrillo 1 Bloque $20 000 Bloquera ALFA 01 100 004 Hierro 1 Varilla $75 000 Steel S. A. 01 100 005 Agua 1 m3 $5000, Aguas Pradera 01 100 006 Piedra 1 Volteo $30 000 Cantera San José 01 100 007 Cal 25 Kg $38 000 Cal el Sol 01 100 008 Pintura 1 Galón $80 000 Magic_Kolor 01 100 009 Teja 1 Lámina $38 000 Tejalit Luminic Dos … n-registros ← Campos de los registros de longitud fija → Por su parte, suponiendo que el archivo de elementos compuestos está conformado por los campos Código del elemento compuesto, nombre del elemento, unidad de medida, valor unitario, la estructura de un conjunto de registros de los elementos compuestos, estos se muestran en la tabla 1.2. Tabla 1.2 Elementos compuestos del SPOAPU Código Nombre Cantidad Unidad de medida Valor unitario Código proveedor Registros Ris ↓ 02 100 001 Concreto 50 M3 $50 000 Diamante Beta ↑ Registros Homogéneos ↓ 02 100 002 Arena 100 Volteo $25 000 No registra 02 100 003 Ladrillo 1 Bloque $20 000 Bloquera ALFA 02 100 004 Hierro 1 Varilla $75 000 Steel S. A. 02 100 005 Agua 1 m3 $5000 Aguas Pradera 02 100 006 Piedra 1 Volteo $30 000 Cantera San José 02 100 007 Cal 25 Kg $38 000 Cal el Sol 02 100 008 Pintura 1 Galón $80 000 Magic_Kolor 02 100 009 Teja 1 Lámina $38 000 Tejalit Luminic … k-registros ← Campos de los registros de longitud fija → Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 44. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 14 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Los archivos de soporte al SPOAPU de elementos simples y compuestos son dinámi- cos en su número de registros n para los simples y k para los compuestos, pero una vez definidos los campos de los archivos en su identidad y sus contenidos, dichas definiciones son estáticas y se deben conservar tanto en los programas como en la estructura de archivos en el sistema de información; o sea, seis (6) campos para el archivo de elementos simples y seis (6) campos para el archivos de elementos com- puestos. La estructura de registro de ambos archivo es homogénea en el sentido de que todos sus registros tienen la misma longitud en bytes. 1.4.1.1 Técnica de construcción de sistemas de información basada en archivos Una vez conceptualizado el término “archivo” y sus componentes en registros y cam- pos, los sistemas de información basados en archivos son un conjunto de programas de aplicación con la definición de los datos incorporados en la estructura de control de los programas, donde cada programa define y gestiona sus propios datos; y el con- junto de programas está al servicio de los requerimientos de información al usuario sin ninguna integración de datos ni de programas al servicio de la confiabilidad del sistema de información. Con base en lo anterior, la técnica de construcción de sistemas de información basa- da en archivos sigue la siguiente metodología: 1. Identificación de los archivos que van a almacenar los datos del sistema de infor- mación. 2. Definición de la estructura de registro (fijo, variable) de cada uno de los archivos. 3. Definición de los campos de datos de cada uno de los registros. 4. Construcción de los programas de aplicación, incorporando en la mayoría de los casos la definición de los datos dentro de la lógica de control del programa. 5. Carga y mantenimiento de los archivos de datos, lo cual implica la gestión de datos a través de cada uno de los programas. 6. Operación del sistema de información con base en la estructura de archivos y programas de aplicación. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 45. Diseño de bases de datos 15 § Sistemas de información basados en archivos La metodología anteriormente expuesta tiene el siguiente análisis para la funciona- lidad de un sistema de información: ‒ ‒ El diseño de los archivos está al servicio de sistemas de información de proce- samiento en lotes o en batch, como es el caso de generación de los recibos de pagos de impuestos, servicios públicos o extractos bancarios. ‒ ‒ El conjunto de programas de aplicación que definen y gestionan los datos de un sistema de información basado en archivos son de propósito específico, en el sentido que están al servicio de un proceso dentro del sistema de informa- ción, como es el caso del proceso de facturación. ‒ ‒ Los datos en su carga, mantenimiento y confiabilidad son de directa respon- sabilidad de una oficina específica dentro de la organización, como es el caso de la oficina de facturación. ‒ ‒ Los programas de la aplicación en su estructura tienen incorporada tanto la lógica de control de programa como las instrucciones de definición de los datos de los archivos. ‒ ‒ Los programas para la gestión de datos manejan un archivo que se llama el “archivo maestro” y otro que es el “archivo de novedades”. El primero tiene como función almacenar los cambios históricos que se realizan en los datos del archivo, y el segundo cumple con la función de registrar las novedades que van a afectar los datos del archivo maestro en sus operaciones de adición, cancelación o edición de los datos que contienen los registros de los archivos. Teniendo en cuenta la metodología y el análisis de la técnica basada en archivos para soportar sistemas de información, a continuación se presenta las limitaciones de los sistemas que funcionan con base en archivos. 1.4.1.2 Desventajas y limitaciones de los sistemas de información basados en archivos La operación de un sistema de información basado en archivos tiene las siguientes desventajas: ‒ ‒ El diseño del sistema no tiene en cuenta el contexto de operación del sistema de información para la organización; por lo tanto, los archivos que soportan el sistema de información representan solo una parte de la organización y no toda la organización. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 46. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 16 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal ‒ ‒ El no tener en cuenta el contexto del sistema de información se justifica por el hecho de que únicamente se diseñan los archivos, sus campos y contenidos sin tener en cuenta la sintaxis ni la semántica del sistema de información. La sintaxis del sistema de información son los átomos esenciales del sistema que hacen que el sistema funcione; en tal sentido, se ha definido el archivo de elementos simples del SPOAPU; pero ¿sirven los registros de los elementos simples para estimar un presupuesto de obra en ingeniería civil para una lici- tación? Por su parte, la semántica del sistema de información es el significado de cada uno de los átomos que componen en sistema; los átomos en este caso son los campos de los registros. Estos campos contienen solamente datos que a nivel semántico no tienen ningún significado. ‒ ‒ Con base en que no se tiene en cuenta el contexto del sistema de información, los datos no están interrelacionados; y si los datos no están interrelacionados no es posible reflejar la operación total de la organización a través de este tipo de sistemas de información. ‒ ‒ Si los datos no están interrelacionados y, consecuentemente, no reflejan la gestión de información de toda la organización, no es posible con este tipo de sistemas basado en archivos crear los indicadores de la organización, ta- les como indicadores operativos, de gestión-operativa, de gestión y de ges- tión-predicción en la empresa; simplemente porque la generación de estos índices depende de varias unidades organizacionales de la empresa. Por su parte, las limitaciones de la técnica basada en archivos son las siguientes: ‒ ‒ Generación de datos duplicados: Dado que cada una de las unidades organiza- cionales de la empresa no comparten los datos, el proceso de creación y man- tenimiento de los datos en la organización genera diferentes datos en varias dependencias y, consecuentemente, se pierde la integridad de la información. Tal es el caso cuando en el SPOAPU se tiene una obra en una ciudad base (Barranquilla) y otra obra civil en una ciudad alterna (Cartagena de Indias) y ambas obras utilizan diferente precios en el archivo de elementos simples. Por lo tanto, la duplicidad de datos genera inconsistencia en los datos. ‒ ‒ Dependencia lógico/física entre los programas y los datos: Dado que la defini- ción de los datos está incorporada en los programas, cada vez que se vayan a cambiar los datos se tienen que cambiar los programas. Por consiguiente, esta dependencia lógico/física genera dos tipos de errores: i) Los errores lógicos en el sistema de información, lo cual implica que si hay varios programas mane- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 47. Diseño de bases de datos 17 § Sistemas de información basados en archivos jando uno o varios archivos, todos los programas que afectan los archivos se deben cambiar; ello implica que el sistema de información se sale del control en su lógica de operación. ii) Los errores físicos, por cuanto varios programas están afectando a varios archivos, pero esos varios archivos no son consisten- tes entre sí; debido a lo cual se genera la pérdida de control en la integridad de los datos de los archivos. ‒ ‒ Generación de formatos incompatibles en los archivos: Con base en el hecho de que la definición de los datos está incrustada en los programas de aplicación, entonces las estructuras de los archivos dependen tanto del lenguaje de pro- gramación que se utilice como de la lógica de control de los programas. Por lo tanto, se tiene como resultado un agregado de archivos desestructurado, por cuanto los formatos de los archivos no son compatibles entre sí. ‒ ‒ Generación de islas de datos: Con base en que en este tipo de sistemas no se tiene en cuenta el contexto de operación del sistema y la totalidad de la or- ganización, cada unidad organizacional genera sus propios archivos y datos; luego, si los datos están en archivos separados, no es fácil que estén disponi- bles. Por lo tanto, la no disponibilidad de datos genera inconsistencia y falta de integridad de los datos. ‒ ‒ Consultas fijas a los archivos: La gestión sobre los datos en términos de man- tenimiento y recuperación de informaciones de los archivos solo se puede hacer con programas de aplicación cuyas lógicas de control sirvan para res- ponder únicamente consultas de propósito específico. Ello implica que cada consulta a los archivos de datos debe ser solucionada necesariamente por un programa, y en el caso de que cambie la consulta se debe cambiar también el programa. Luego son consultas que pueden ser solucionadas en la mayoría de sus casos por lenguajes procedimentales; por lo tanto, los sistemas de in- formación basado en archivos tienen la limitación estructural de no permitir consultas generales sobre los datos o consultas ad hoc, o sea, consultas que no estén predefinidas sobre los datos. ‒ ‒ Aumento de programas de aplicación: El costo del mantenimiento de este tipo de sistemas aumenta; porque como cada consulta al sistema de información necesita un programa de propósito específico, entonces cualquier consulta, por sencilla que sea, requiere de la construcción de un programa. ‒ ‒ Son estáticos en la gestión de datos: Dado que desde su misma génesis de la creación de los archivos esta no considera el contexto del sistema en sus ca- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 48. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 18 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal racterísticas sintáctico-semánticas, menos puede considerar la dinámica cam- biante del sistema de información que está modelando la organización en términos de necesidades de información. Por lo tanto, los sistemas de infor- mación con base en archivos tienen la limitación de que no son capaces de resolver los cambios del entorno al cual sirven en términos de necesidades de información. En conclusión, teniendo en cuenta las desventajas y limitaciones de la técnica basada en archivos como apoyo a la construcción de sistemas de información, se requiere: i) Independizar los programas de aplicación de los datos. ii) Tener un control sobre la gestión de los datos que no esté incorporada en la lógica de control de los pro- gramas. iii) Explorar otras alternativas de tipos de lenguajes de programación que puedan atender la solución de consultas predefinidas o de propósito específico en los sistemas de información. iv) Una metodología y arquitectura para la construc- ción de sistemas de información que puedan absorber las características dinámicas de la organización en términos de necesidades de información. Por lo tanto, para cumplir con los requerimientos mencionados es necesario explorar los conceptos relacionados con la tecnología de bases de datos como apoyo a la fabricación de sistemas de información. 1.5 Sistemas de información construidos en bases de datos 1.5.1 Concepto de bases de datos El término “base de datos” conceptualmente se define como La colección de datos, normalmente denominada base de datos, que contiene infor- mación relevante para una empresa [7]. Una colección compartida de datos lógicamente relacionados, junto con una des- cripción de estos datos, que están diseñados para satisfacer las necesidades de infor- mación de una organización [6]. Una base de datos es un conjunto de datos relacionados entre sí. Por datos entende- mos hechos conocidos que pueden registrarse y que tienen un significado implíci- to [5]. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 49. Diseño de bases de datos 19 § Sistemas de información construidos en bases de datos La base de datos es una colección de ocurrencias de múltiples tipos de registro, pero incluye además las relaciones que existen entre registros, entre agregados de datos y entre ítem de datos [8]. Con base en las definiciones anteriores, el término “bases de datos” en este libro se entiende como la representación a nivel integrado de una colección estructurada de datos que contienen físicamente el diseño lógico de un conjunto de entidades, ins- tancias de las diferentes entidades del sistema de información que se está modelando en una organización y las interrelaciones de las entidades; representación que necesi- ta de una gestión de datos a fin de ser utilizados de una forma compartida por todos los usuarios de una organización en la resolución de sus necesidades de información. En la definición anterior se destacan varios conceptos, los cuales se exponen en or- den de complejidad creciente: ‒ ‒ Dato: es el átomo nominado más pequeño de información de las base de da- tos, el cual está compuesto por cualquier número de bytes o bits. ‒ ‒ Datos estructurados: es una colección de ítems de datos con un significado sintáctico y semántico para la organización o empresa cuyo agrupamiento conforma agregados de datos. En un sistema contable, un código de cuenta está conformado por los dígitos 01010101001, en el que la sintaxis está com- puesta por el conjunto de dígitos; y su semántica de izquierda a derecha para la organización significa lo siguiente: 01=Activo, 01=Activo Corriente, 01= Bancos, 01= Bancos Internacionales, y 001= Sea Ligth Bank. ‒ ‒ Entidad: es un objeto único que pertenece a una organización, el cual va a ser modelado en su sintaxis y su semántica a través de un diseño lógico para ser representado físicamente en una base de datos. Son objetos singulares o únicos a nivel genérico: las personas, las cosas, los espacios, los tiempos, las normas, los acontecimiento, entre otros. Son entidades singulares concretas: un estudiante, en un sistema de información académico; un artículo, en siste- ma comercial de inventarios; un cliente, en un sistema bancario; y un mapa es un sistema de posicionamiento geográfico, entre otros casos. ‒ ‒ Instancia: es una ocurrencia concreta de una entidad. Son instancias en un sistema de información académico pertinentes a la entidad de ESTUDIAN- TE, los contenidos de información de las alumnas de la unidad académica —Programa de Sistemas—, supuestos los atributos de la entidad ESTUDIAN- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 50. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 20 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal TE, conformados por: Código del alumno, Nombre del estudiante, sexo del estudiante, nivel y código del Programa. Concretamente, la instancia parcial presentada en la tabla 1.3, con las características semánticas de que: i) Los cuatro primeros dígitos del código (2013) es el año de ingreso de la alumna; los dos siguientes es el semestre de ingreso (01, primer semestre), los dos si- guientes (13) el código del programa; y finalmente, los tres últimos dígitos son el número asignado al alumno. ii) Son alumnas por cuanto el sexo es (F) femenino. iii) Los niveles (n) en el instanciamiento están en el rango [1;10], niveles o semestres. iv) El código del programa de Sistemas es el 13. Tabla 1.3 Instancia de la entidad ESTUDIANTE en un Sistema de Información Académico CÓDIGO NOMBRE_ALUMNO SEXO NIVEL PROGRAMA 20130113010 ALVEAR DIANA F 1 13 20130113011 BECERRA MARTHA F 2 13 20130113012 CARDENAS OLGA F 3 13 20130113013 CAMACHO JANETH F 4 13 20130113014 DE ARCO JULIANA F 4 13 20130113015 ESQIVEL ANDREA F 5 13 20130113018 FANDIÑO ANA LUISA F 6 13 20130113019 GUTIERREZ TERESA F 7 13 20130113022 HARKER MARGARETH F 1 13 20130113035 KEMPE YOLANDA F 9 13 ‒ ‒ Interrelación entre entidades: es el grado de asociación entre las entidades. Una entidad “estudiante” se asocia a una entidad “profesor” en la semántica del proceso educativo enseñanza-aprendizaje. Una entidad “cliente” se asocia a una entidad “préstamo” en el proceso financiero-contable del portafolio de servicios de una entidad bancaria al otorgar préstamos a sus clientes. ‒ ‒ Diseño lógico: refiere al conjunto de entidades y relaciones que modelan la representación de un sistema de información para una organización. Uno de los modelos de diseño de la lógica de un sistema es el Modelo Entidad-Rela- ción (M E-R). Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 51. Diseño de bases de datos 21 § Sistemas de información construidos en bases de datos ‒ ‒ Diseño físico: es la representación en estructuras de datos del diseño lógico de un sistema de información utilizando la tecnología de bases de datos. Las estructuras de datos que físicamente representan en la máquina un diseño lógico basado en un M E-R son las tablas; punto en el cual físicamente la or- ganización a través del sistema de información se modela a través del Modelo Relacional (MR). ‒ ‒ Gestión de datos: son las operaciones de carga, edición y consulta de los datos almacenados en el Sistema de Base de Datos. ‒ ‒ Usuario: son los actores que construyen y se sirven de los datos contenidos y procesados de la base de datos. Los usuarios se suelen clasificar en dos tipo- logías: i) Usuarios no informáticos de la base de datos: son los que realizan operaciones de consulta a la base de datos utilizando sistemas de menús o aplicaciones soportadas por programas de propósito específico. Corresponde a estos niveles: Un estudiante de Medicina en un sistema académico o un cliente en un sistema bancario. ii) Usuarios informáticos: son los expertos conocedores en arquitecturas de hardware-software que permiten la creación y gestión de la base de datos. Pertenecen a este nivel diseñadores, programa- dores y administradores del sistema de base de datos. ‒ ‒ Organización: unidad empresarial de cualquier sector económico cuyas deci- siones van a ser soportadas por sistemas de información construidos en bases de datos. ‒ ‒ Modelado de una organización: es la representación lógica y física de los flujos de información de la organización. Representación lógica que se puede mo- delar gráficamente utilizando el M E-R; y representación física que se puede modelar en términos de estructuras de datos físicas en el computador a través del MR. La concepción del concepto de bases de datos requiere en la carga de los datos, el mantenimiento de los mismos, y su procesamiento, el concepto de un Sistema de Gestión de Bases de Datos. 1.5.2 Entorno de operación de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) Un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) es un sistema construido en sof- tware que permite crear, editar y controlar el acceso de la base de datos. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 52. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 22 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Las componentes de un SGBD son: i) El hardware (contenedor de datos). ii) El sof- tware (programas de aplicación). iii) Los datos (átomos de la base de datos). iv) Los procedimientos (reglas que gobiernan la base de datos). v) Los usuarios (personas que interactúan con la base de datos); entorno, para cuyo entendimiento se necesita el desarrollo. Luego, los datos como átomos sobre los cuales el SGBD hace la función esencial de gestionarlos, entonces el SGBD es realmente una interface (puente) de comunicación entre los usuarios (externos o de visión lógica de la base de datos) y los componentes de hardware-Software del computador (internos o de visión física de la base de datos). Las organizaciones American National Standard Institute: ANSI, y Standard Plan- ning and Requirements Committee: SPARC (ANSI-SPARC), que propenden por la estandarización de teorías y prácticas, en este caso en el área de bases de datos, pro- ponen una arquitectura de tres (3) niveles de abstracción en la arquitectura de un SGBD. Niveles para cuyo entendimiento es necesario desarrollar el concepto de “es- quema”. El esquema de la base de datos es un elemento fundamental en la comprensión de la arquitectura de un SGBD, el cual tiene como función independizar el gestor de la base de datos o el SGBD de la base de datos propiamente dicho; logrando de esta forma independizar la gestión de la base de datos a través del gestor de los datos almacenados físicamente. Luego, la arquitectura de tres (3) niveles propuesta por la ANSI-SPARC que a través de los esquemas de la base de datos permite la descripción global de la base de datos está compuesta por: 1. El nivel o esquema externo (Teoría): Es el conjunto de visiones o enfoques lógicos que los usuarios tienen de la base de datos. Está compuesto por los procesos, los programas de aplicación y los usuarios que tienen la concepción de las diferentes visiones, enfoque o vistas (siendo la vista un subconjunto particular de la base de datos) de las base de datos. Corresponde también este esquema al soporte teóri- co del contexto de funcionamiento de la base de datos en la lógica de operación. En tal sentido, a nivel lógico la vista de un cliente en un Sistema Bancario es úni- camente su cuenta bancaria personal; pero la vista lógica de un asesor del banco son el conjunto de procesos y aplicaciones del banco que soportan el portafolio de servicios a fin de asesorar a los usuarios. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 53. Diseño de bases de datos 23 § Sistemas de información construidos en bases de datos Esquema Externo-1 Contiene: ABSTRACCIÓN Entidades, atributos, interrelaciones ( M E-R) Restricciones de los datos Ontología de la base de datos o descripción semántica de los datos. Seguridad de la base de datos. Integridad de la base de datos. Esquema Externo-n Esquema Externo-2 Esquema Conceptual Esquema Interno Contiene: DISEÑO Las estructuras de datos (tablas, árboles, grafos) para almacenar los datos ( MR ). Administración física de datos: Tablas de índices, apuntadores, métodos de acceso. Administración de espacios de almacenamiento: Tamaños de página. Codificación de datos. Cifrado de datos. Contiene: TEORÍA Lógica externa del Sistema de Información de la Organización. Programas de aplicación en sus lógicas de control. Vista del sistema de información que modela el mundo real de la organización pertinente al usuario. Diferentes representaciones de los mismos datos. Múltiples vistas de los usuarios de la base de datos. Base de Datos Física U S U A R I O S Figura 1.1 ANSI-SPARC Arquitectura de tres niveles 2. El nivel conceptual o esquema conceptual (Abstracción): Es la descripción lógica esencial, única y global de la base de datos; este esquema describe a nivel concep- tual el almacenamiento de los datos en la base de datos y las interrelaciones exis- tentes entre los datos. El esquema corresponde en sus conceptos a la abstracción que se hace del contexto de operación del sistema de información de la organiza- ción al ser modelado por la tecnología de bases de datos. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 54. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 24 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal 3. El nivel interno o esquema interno (Diseño): Es la descripción física de la base de datos contenida en la computadora. Este esquema corresponde al diseño físico de la base de datos o lo que es equivalente, al conjunto de estructuras de datos físicas donde se encuentran almacenados los datos o átomos esenciales de la base de datos. Los niveles expuestos anteriormente según la arquitectura ANSI-SPARC se muestran en la figura 1.1, en la cual se identifican tanto los esquemas como sus niveles corres- pondientes y el paralelo de los procesos: 1) Teoría, paralelo al nivel externo, el cual es el fundamento teórico del sistema de información que se está modelando con la tecnología de bases de datos. 2) Abstracción, paralelo al nivel conceptual o el modelado abstracto de sistema de información en bases de datos. 3) Diseño, en su paralelismo al nivel interno y corresponde al almacenamiento físico en su soporte a través de las estructuras de datos. 1.5.3 Análisis de la independencia lógica/física de datos en un sistema de base de datos La importancia de la arquitectura ANSI-SPARC desarrollada en la sección anterior es base para el logro de la independencia de los datos; lo cual implica que los ni- veles conceptual y externo no se ven afectados por los cambios en el nivel interno que se haga en la base de datos física. Adicionalmente, es de la mayor importancia resaltar que la definición de los datos no va incorporada dentro de la lógica de con- trol de los programas de aplicación que constituyen el sistema de información. La independencia se puede analizar desde dos puntos de vista: independencia lógica e independencia física. 1.5.3.1 Independencia lógica de datos La independencia lógica, con base en la arquitectura ANSI-SPARC, se presenta cuan- do los usuarios del nivel o esquema externo no se ven afectados por los cambios que se presenten en el nivel conceptual, ni tampoco por los cambios que se presenten en el mismo nivel externo. Los cambios en el esquema conceptual, con base en el Modelo Entidad-Relación (M E-R), implican que se pueden efectuar cambios de entidades, atributos e interre- laciones en el M E-R que al ser reflejados a nivel conceptual en la base de datos no im- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 55. Diseño de bases de datos 25 § Sistemas de información construidos en bases de datos plican ni la modificación de los esquemas existentes de la base de datos ni el cambio de los programas de aplicación existentes que soportan el sistema de base de datos. Adicionalmente, los cambios en el esquema externo solo deben afectar a los usuarios implicados en el cambio, no a los demás usuarios del esquema externo. Ejemplo 1.2 Comprobación de la independencia lógica Suponga que un Sistemas de Inventarios tiene la entidad PROVEEDORES con los campos se que muestran en la figura 1.2. Name Null? Type NIT_PROVEEDOR NOT NULL VARCHAR(50) NOMBRE_PROVEEDOR NOT NULL VARCHAR(50) DIRECCION_ PROVEEDOR NOT NULL VARCHAR(50) CIUDAD_PROVEEDOR VARCHAR(50) PAIS_PROVEEDOR VARCHAR(50) EMAIL_PROVEEDOR NOT NULL VARCHAR(50) COD_PRODUCTO NOT NULL VARCHAR(50) COD_CUENTA NOT NULL VARCHAR(50) Figura 1.2 Atributos de la entidad PROVEEDORES Suponga que se desea un listado de PROVEEDORES del Sitema de Inventarios, el cual se presenta en la figura 1.6; es de la mayor importancia resaltar que la instrucción que realiza la impresión del listado es el SELECT presentado en la figura en mención. Se hace necesario adicionar a la entidad PROVEEDORES el campo del teléfono del proveedor, identificado con TEL_PROVEEDOR de características numéricas de lon- gitud 10, lo cual se presente en la figura 1.3. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 56. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 26 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal ALTER TABLE proveedores ADD tel_proveedor NUMERIC(10) Figura 1.3 Cambio del esquema conceptual de la base de datos del Sistema de Inventarios en su entidad PROVEEDORES La descripción de la tabla alterada en sus contenidos de atributos se muestra en la figura 1.4, donde se observa que el número de atributos de la entidad cambió, por cuanto se le adicionó el campo de los teléfonos de proveedores. DESCRIBE proveedores; Name Null? Type NIT_PROVEEDOR NOT NULL VARCHAR(50) NOMBRE_PROVEEDOR NOT NULL VARCHAR(50) DIRECCION_PROVEEDOR NOT NULL VARCHAR(50) CIUDAD_PROVEEDOR VARCHAR(50) PAIS_PROVEEDOR VARCHAR(50) EMAIL_PROVEEDOR NOT NULL VARCHAR(50) COD_PRODUCTO NOT NULL VARCHAR(50) COD_CUENTA NOT NULL VARCHAR(50) TEL_PROVEEDOR NUMBER(10) Figura 1.4 Atributos de la entidad PROVEEDORES del Sistema de Inventarios Finalmente, se comprueba que la instrucción base para imprimir el listado de PROVEEDORES es la misma, como se presenta en la figura 1.7, lo cual implica que no es necesario reescribir la instrucción en su lógica de control para producir el nuevo listado de PROVEEDORES, redefinido con el esquema conceptual variado. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 57. Diseño de bases de datos 27 § Sistemas de información construidos en bases de datos Ejemplo 1.3 Cambios en el esquema externo con relación a la independencia lógica Suponga que un Sistema de Bases de Datos de una empresa constructora tiene en su esquema externo las vistas de los usuarios: Propietarios, Contadores e Ingenieros. Los propietarios son los dueños de los proyectos de obras arquitectónicos y civiles. Los contadores cumplen las funciones financiero-contables de las obras. Finalmen- te, los ingenieros son los responsable de la construcción de obras civiles. Para la constructora es necesaria la creación de un nuevo esquema externo corres- pondiente a la vista de los Asesores, que son las personas encargadas de la promoción y ventas de los resultados de las obras civiles de la constructora. La figura 1.5 muestra que a pesar de haber variado el esquema externo, lógicamente el nuevo esquema en la vista creada de asesores se soporta en los esquemas concep- tual e interno de la base de datos. PROPIETARIO CONTADOR ASESOR INGENIERO PROPIETARIO CONTADOR INGENIERO ESQUEMA CONCEPTUAL ESQUEMA INTERNO ESQUEMA INTERNO ESQUEMA CONCEPTUAL Figura 1.5 Independencia lógica con relación a cambios en el esquema externo Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 58. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 28 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal /* Listado de proveedores del Sistema de Inventarios */ /* Antes del cambio del esquema CONCEPTUAL */ SELECT * FROM proveedores; NIT_ PROVEEDOR NOMBRE_ PROVEEDOR DIRECCION_ PROVEEDOR CIUDAD_ PROVEEDOR PAIS_ PROVEEDOR EMAIL_PROVEEDOR COD_ PRODUCTO COD_CUENTA 72435228001 DELL CORPORATION HIGH STREET 101 No. 14-28 SEATLE USA main_100dell@del. usa.com.co 100-100-101-002 10-001-001-001-004 72435228002 TOSHIBA COMPANY Tokyo-to Chuo-ku Yaesu 1-Chome 5-ban 3-go TOKIO JAPAN main_001TOSHIBAl@ TOSHIBA.com.co 100-100-101-003 10-001-001-001-005 72435228003 IBM Carrera 53 No. 100 - 25. Bogotá Colombia BOGOTÁ COLOMBIA main_010ibm@ibm. com.co 100-100-101-004 10-001-001-011-000 Figura 1.6 Listado del contenido de la tabla de PROVEEDORES antes del cambio del esquema conceptual /* Listado de proveedores del Sistema de Inventarios */ /* Después del cambio del esquema CONCEPTUAL */ SELECT * FROM proveedores; /* Note que LÓGICAMENTE la instruccion de control del listado de proveedores no cambia, aunque el */ /* Esquema conceptual del base datos de soporte al Sistema de Inventarios en su entidad PROVEEDORES */ NIT_ PROVEEDOR NOMBRE_ PROVEEDOR DIRECCION_ PROVEEDOR CIUDAD_ PROVEEDOR PAIS_ PROVEEDOR EMAIL_PROVEEDOR COD_ PRODUCTO COD_CUENTA TEL_ PROVEEDOR 72435228001 DELL CORPORATION HIGH STREET 101 No. 14-28 SEATLE USA main_100dell@del.usa. com.co 100-100-101-002 10-001-001- 001-004 72435228002 TOSHIBA COMPANY Tokyo-to Chuo-ku Yaesu 1-Chome 5-ban 3-go TOKIO JAPAN main_001TOSHIBAl@ TOSHIBA.com.co 100-100-101-003 10-001-001- 001-005 72435228003 IBM Carrera 53 No. 100 - 25. Bogotá Colombia BOGOTÁ COLOMBIA main_010ibm@ibm. com.co 100-100-101-004 10-001-001- 011-000 Figura 1.7 Listado de la entidad PROVEEDORES después de realizar el cambio conceptual Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 59. Diseño de bases de datos 29 § Sistemas de información construidos en bases de datos 1.5.3.2 Independencia física de datos Conceptualizar la independencia física en el marco de la arquitectura ANSI-SPARC implica que cualquier cambio que se presente en el esquema interno de la base de datos no debe afectar los esquemas conceptual y externo de la base de datos. El esquema interno de la arquitectura mencionada hace referencia al diseño físico concreto de la base de datos en sus estructuras de datos de soporte, para que el mo- tor o gestor de la base de datos funcione en su gestión a la base de datos. Luego, un cambio en el esquema interno debe necesariamente cubrir el proceso de rehacer la base de datos física. El cambio de la base de datos implica: la generación de nuevos métodos de acceso a los datos; la reorganización de índices de la base de datos; las variaciones en la ubica- ción de los datos (registros físicos) de la base de datos; las alteraciones en los méto- dos de compresión de los datos; y las modificaciones en los métodos de ciframiento de la información, entre otros casos. Luego, si se cumple la independencia física de la base de datos, estos cambios no deben afectar los programas de aplicación de la base de datos, por cuanto no están variando los esquemas conceptual ni externo de la base de datos. Ejemplo 1.4 Cambio físico de la base de datos Suponga que se ha analizado el desempeño de una base de soporte a los sistemas de información en una organización. El análisis ha dado como conclusión que debe rediseñar el esquema interno de la base de datos, crear un esquema nuevo y observar su desempeño en términos de tiempo de respuesta y espacios de almacenamiento de la base de datos. La figura 1.8 presenta el cambio del esquema interno de la base de datos anterior a un esquema nuevo de la base de datos; y se resalta que los esquemas externo y con- ceptual no tienen ninguna afectación al desechar el esquema anterior de la base de datos. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 60. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 30 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal PROPIETARIO CONTADOR INGENIERO ESQUEMA CONCEPTUAL ESQUEMA INTERNO ANTERIOR PROPIETARIO CONTADOR INGENIERO ESQUEMA CONCEPTUAL ESQUEMA INTERNO NUEVO Figura 1.8 Independencia física de los datos 1.5.4 Lenguajes de un SGBD La construcción del sistema de información basado en la tecnología de base de datos utiliza el Modelo Entidad-Relación y el Modelo Relacional. El Modelo Relacional fue propuesto por E. F. Codd en 1970, y para el acceso a los datos le fue asociado a este modelo el cálculo de predicados. Luego, con base en el modelo y el cálculo men- cionado, la empresa IBM construyó el lenguaje SEQUEL, que por sus siglas en inglés significa “Structured English Query Languge”; lenguaje que fue implementado para los Sistemas de Gestión de Bases de Datos [9]. Teniendo en cuenta el desarrollo del lenguaje SEQUEL, el lenguaje SQL está com- puesto por tres sublenguajes para la administración de los datos contenidos en la base de datos: i) El DDL o Data Definition Languaje; ii) el DML o Data Manipula- tion Languaje y iii) el DCL o Data Control Languaje[10]. 1.5.4.1 Lenguaje de definición de datos El lenguaje de definición de datos o DDL (en inglés Data Definition Languje) per- mite definir los datos a la base de datos en sus componentes de entidades, atributos, relaciones para que los programas de aplicación puedan funcionar a través del SGBD; Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 61. Diseño de bases de datos 31 § Sistemas de información construidos en bases de datos definición que permite asociar tanto las reglas de integridad como la normas de se- guridad de los componentes de la base de datos. Los comando DDL permiten crear (CREATE), alterar (ALTER), cancelar (DROP) y truncar (TRUNCATE) tablas de la base de datos; siendo el resultado de la compila- ción de las instrucciones DDL un conjunto de tablas que conforman el catálogo del sistema. Catálogo que está compuesto por el directorio de datos y el diccionario de datos. 1.5.4.2 Lenguaje de manipulación de datos El lenguaje de manipulación de datos (DML o Data Manipulation Languje) permi- te realizar las operaciones de creación (INSERT), modificación (UPDATE), consulta (SELECT) y cancelación (DELETE) de los datos de la base de datos. Luego, el DDL permite construir instrucciones que afecten el contenido de los datos a través del SGBD; lo cual se puede hacer en dos niveles: i) A nivel externo, pro- porcionando el lenguajes de comandos sencillo que permite la interacción eficiente entre el usuario y la base de datos y, consecuentemente, una alta productividad con bajos tiempos de programación en la fase de producción del sistema. ii) A nivel in- terno, permite interactuar a bajo nivel con los datos vía a lograr la optimización de los tiempos de respuesta en la gestión de los datos. 1.5.4.3 Lenguaje de control de datos El lenguaje de control de datos (DCL o Data Control Languaje) pemite que el SGBD controle el acceso a los datos de la base de datos. En el control de acceso a los datos se puede: i) otorgar (GRANT) permisos a los usua- rios para hacer las acciones de conexión (CONNECT), selección (SELECT), inserción (INSERT), modificación (UPDATE), cancelación (DELETE) y cambiar el contexto de operación de la base de datos (USE); ii) cancelar los permisos de acción sobre la base de datos (REVOKE). Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 62. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 32 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal 1.5.5 Integración de esquemas ANSI al flujo de control de datos en un SGBD Esta sección intenta integrar los niveles de la arquitectura ANSI-SPARC con el flujo de control de datos del Sistema de Gestión de Base de Datos (SGBD), en el interior del cual se encuentra el software que hace la función del Gestor de la Base de Datos (GBD) propiamente dicho. La estructura de integración mencionada se presenta en la figura 1.9. Con base en la arquitectura ANSI-SPARC, y los actores de base de datos, la integración entre la arqui- tectura y los actores se justitifica con el siguiente análisis. Los ususarios de la base de datos utilizan los esquemas externo y conceptual de la base de datos; en tal sentido, son usuarios cuya función principal es consultar informaciones de la base de datos. Los programadores se fundamentan en el esquema externo y conceptual con el fin de construir los programas de aplicación (aunque se aclara que para casos complejos de resolución de problemas de programación les pueden llegar a través de los apli- cativos por consultar el esquema interno o físico de la base de datos). Finalmente, el administrador de la base de datos es el directo responsable del esquema interno, el cual contiene el diseño físico de la base de datos. Los programadores al construir su programa de aplicación se comunican con el SGBD cumpliendo los siguientes pasos: i) El código en el respectivo de lenguaje de programación dentro del SGBD pasa por un preprocesador DML, el cual se encarga de convertir la instrucciones del DML encapsuladas en el programa a funciones es- tándar en el lenguajes host. ii) El DML interactúa en este punto con el procesador de consultas con el fin de generar el código apropiado. iii) Las dos acciones ante- riores ( i) y ii) ) dan como resultado el código de máquina o en lenguaje objeto del programador. iv) El código pasa al Gestor de Bases de Datos, GBD. v) En el GBD (figura 1.9), lo primero que se chequea son los controles de autorización contra la base de datos. v) Verificadas las autorizaciones, el programa pasa al procesador de comandos, y en este paso interactúa con el comprobador de integridad y el optimi- zador de consultas, lo cual da como resultado una transacción. vi) La transacción se comunica con el Gestor de Datos. vii) El Gestor de Datos se comunica con el gestor de archivos. viii) Es el gestor de archivos quien activa los métodos de acceso a los da- tos. ix) Los métodos de acceso a los datos interactúan con los búferes del sistema. x) Finalmente, son los búferes los que en últimas interactúan tanto con los datos físicos la base de datos física como con la metadata en la cual se encuentra el catálogo del Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 63. Diseño de bases de datos 33 § Sistemas de información construidos en bases de datos sistema de bases de datos. Luego, con base en lo anterior, es el gestor de archivos con la operación del método de acceso quien extrae la información de los búferes del sis- tema y al pasar por el Gestor de Datos utilizando el gestor de recuperación de datos hace interactuar el Gestor de la Base de datos (SBD) interno al Sistema de Gestión de Bases (SGBD); y este en últimas le responde a través de la ejecución del programa al programador de la base de datos. El flujo de control y datos de una consulta del usuario que está relacionado con los niveles externo y conceptual efectúa las siguientes acciones: i) El usuario construye una consulta a la base de datos. ii) La consulta entra al SGBD e interactúa con el pre- procesador de consultas, el cual se encarga de convertir la consulta a instrucciones en lenguaje de máquina, las cuales pasan al Gestor de la Base de datos (GBD). iii) El GBD comprueba la autorización de la consulta a la base de datos. iv) Autorizada la consulta, se comprueba la integridad de la consulta a través del procesador de comandos. v) Este procesador pasa los resultados al gestor de transacciones, y este a su vez al Gestor de Datos. vi) Es el gestor de datos quien ordena al gestor de archivos la operación de la transacción. vii) El gestor de archivos activa el método de acceso. viii) El método de acceso se comunica con los búferes del sistema. ix) Los búferes del sistema interactúan directamente con los datos físicos del sistema y la metadata, la cual representa el catálogo del sistema. La recuperación de la información para solucionar la consulta del usuario en un sentido inverso inicia en la base de datos física, pasa al sistema de búferes, y a través del método de acceso en su ejecución se comunica con el gestor de archivos; este software entrega los resultados al gestor de datos (GD). El GD a través del gestor de recuperación entrega los resultados de la consulta al SGBD, y este a su vez da los resultados de la consulta al usuario. Finalmente, las operaciones que efectúa el administrador de la base de datos son: i) La acción del administrador de la base de datos pasa al SGBD, y la recibe el compi- lador DDL; la función de este compilador es convertir las instrucciones en DDL en un conjunto de tablas que contienen la metada (son los datos acerca de los datos almacenados físicamente). ii) El compilador DDL entrega sus resultados al gestor de catálogo (aclarando que el catálogo del sistema es el que se utiliza en la gran parte de los SGBD). iii) Es el gestor del catálogo el que se comunica con el gestor de archi- vos. iv) El gestor de archivos opera el método de acceso. v) El método de acceso se comunica con los búferes del sistema y vi) Estos búferes finalmente interactúan con el catálogo del sistema. Luego, el catálogo del sistema y los datos físicos del sistema devuelven los resultados de los búferes al gestor de archivos, y este los pasa al gestor Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 64. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 34 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal del diccionario de datos, el cual retorna la acción ejecutada al administrador de la base de datos. ARQUITECTURA DE TRES NIVELES ANSI - SPARC Esquema Externo Esquema Conceptual Esquema Interno Programadores Usuarios Administrador de la Base de datos Sistemas de Gestión de Bases de Datos – SGBD Gestor de la Base de datos - GBD Gestor de Datos Controlador de autorizaciones a la base de dsos Gestor de Archivos Métodos de Acceso Buferes del Sistema Base de datos y Metadatos Programa de aplicación Comprobador de integridad a la base de datos Consultas a la Base de datos Esquema de Base de datos (Física) Figura 1.9 Flujo de datos en un SGBD Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 65. Diseño de bases de datos 35 § Sistemas de información construidos en bases de datos 1.5.6 Usuarios de un sistema de bases de datos El funcionamiento de un sistema de base de datos dentro de una organización de- manda la participación de varias personas; personas que cumplen diferentes roles, entre los cuales, sin hacer una enumeración exhaustiva, se encuentran los de gestión, seguridad, diseño, programación, y utilización de la base de datos. Los roles mencio- nados pueden tener perfiles de conocimiento informático, o más cercanos al manejo de los lenguajes de programación que se utilizan para hacer el mantenimiento a la base de datos; o usuarios no informáticos, los que en su perfil son no conocedores de las herramientas de hardware y software y comunicaciones que se manejan en la fase de producción de un sistema de base de datos. Con base en lo anterior, la tecnología de base de datos ha generado diferentes roles y, consecuentemente, diferentes perfiles a nivel de profesiones en el marco de la Inge- niería de Software, dentro de los cuales algunos de los más relevantes son: ‒ ‒ Administrador de datos (Data Administrator): Es la persona que gestiona los datos de la base de datos. La gestión de datos implica planificación, alma- cenamiento, proyección, mantenimiento, estándares y procedimientos en la operación de la base de datos. ‒ ‒ Propietario de la base de datos (Owner Database): Es la unidad organizacio- nal o persona en la empresa dueña de la base de datos; lleva a cabo las acciones de configuración, construcción lógica, mantenimiento, permisos y borrado de la base de datos propietaria. ‒ ‒ Administrador de la base de datos (Database Aministrator (DBA): Responde por la administración física de la base de datos y las acciones de seguridad, integridad, mantenimiento y confiabilidad del sistema y de las aplicaciones de la base de datos. ‒ ‒ Diseñador de la base de datos (Database Designer): Es la persona o conjun- to de personas de la organización (en la mayoría de los casos son ingenieros que interactúa con personas no informáticas con el fin de conocer los reque- rimientos de información de la organización) que se encargan del análisis sintáctico-semántico del contexto de operación de la base de datos, el diseño lógico/físico de base de datos, la identificación de las necesidades de informa- ción derivadas de la base de datos para la organización, en términos de infor- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 66. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 36 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal mes, reportes, listados, o consultas no preestablecidas que se puedan realizar a la base de datos. ‒ ‒ Administrador de la Seguridad de la base de datos (Security Manager Data- base): Debido a las necesidades de seguridad de la información, sobre todo en las grandes organizaciones, se estila el rol de un ingeniero dedicado solo a las funciones de ciframiento, deciframiento y seguridad de la base de datos. Es el encargado por la organización, de común acuerdo con el DBA, de modificar los roles de membresía y los permisos de administración de las diferentes vis- tas de usuarios en la base de datos. ‒ ‒ Programadores de la base de datos (Programmers Database): Son los encar- gados de construir los programas de aplicación que interactúan con el SGDB a fin de dar los resultados de los requerimientos de información de la base de datos. ‒ ‒ Usuarios finales de la base de datos (End-user of the Database): Los usuarios que requieren servicios de información de la base de datos se suelen dividir en dos grupos: i) los inexpertos y los ii) los avanzados. i) los usuarios inexper- tos son aquellos no conocedores de las acciones de diseño, programación y mantenimiento de la base de datos; desconocen por lo regular la existencia de un gestor de bases de datos en la organización, y se comunican con la base de datos a través de programas de aplicación que hacen los usuarios ubica- dos en el nivel por seguir. ii) los usuarios avanzados son aquellos cuyo nivel de conocimiento en base de datos les permite un control casi autónomo a través del SGBD; corresponde a este grupo aquellas personas que utilizan el lenguaje SQL para hacer consultas a la base datos; y dependiendo de su nivel de experiencia en programación en bases datos, pueden llegar a programar sus propias aplicaciones. 1.5.7 Desarrollo histórico de los sistemas de gestión de bases de datos El desarrollo histórico de los Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD) en el marco de la Ingeniería de Software es paralelo al de los Sistemas de Información y los lenguajes de bases de datos en el marco de la Informática. A continuación se presenta una síntesis histórica de los SGBD, sin pretender hacer un desarrollo histórico exhaustivo del nacimiento, desarrollo y evolución de los sis- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 67. Diseño de bases de datos 37 § Sistemas de información construidos en bases de datos temas generadores de información apoyados por máquinas de procesamiento de datos. La síntesis relacionada comprende: 1961: Diseño del almacén de datos integrados (en sus siglas en inglés Integrated Data Store): IDS, a cargo de Charles Bachmann, General Electric (USA). 1964: Creación del sistema jerárquico de archivos por la NAA (North American Aviation), identificado como GUAM (Generalized Update Access Method) dentro del proyecto Apolo de lanzamientos espaciales de la NASA [11]. 1966: Primera base de datos Jerárquica IBM-NAA, identificada como Information Managemente System: IMS [11]. 1967: Creación de normas para el modelo de bases de datos de red a través del grupo Database Task Group (DBTG) en la reunión Conference on Data Systems Langua- ges (CODASYL). 1970: E. F. Ted Codd desarrolló los conceptos del modelo relacional en el docu- mento de la ACM denominado “Un modelo relacional de datos para grandes bancos de datos compartidos”. 1971: Informe de resultados del grupo de trabajo sobre bases de datos del DBTG de la Conference on Data Systems Languages. 1974: Donald Chamberlin en el laboratorio de San José de California (USA) en sus trabajos con la empresa IBM definió el lenguaje definido en inglés como Stuctured Query Language (SQL), el cual operacionaliza con sus especificaciones las caracterís- ticas de las bases de datos que siguen el Modelo Relacional. 1974-1978: Desarrollo del prototipo de bases de datos relacional identificado como System R, liderado por Frank King de la IBM. Conversión del System R en SQL/DS y posteriormente en DB2 a cargo de IBM [11]. 1975: Organización de la primera conferencia internacional sobre grandes bases de datos, identificada como Very Large Database Foundation (VLDF). Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 68. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 38 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal 1976: Creación del Modelo Entidad-Relación (M E-R) de Peter Chen, e IBM desa- rrolló un protortipo de SGBD, el cual recibió el nombre de SEQUEL/2. 1977: Fin del desarrollo del Ingres DBMS a cargo de alumnos de la Universidad de California en Berkeley. Concretamente, en este mismo año, en Silicon Valley (USA), los ingenieros Larry Elison, Bob Miner y Ed Qates fundaron una empresa consulto- ra identificada como Software Development Laboratories (SDL) [12]. 1980: Difusión en el mercado de los sistemas de base de datos relacionales. 1982: Inicio del proyecto Ingres en la Universidad de Berkeley, liderado por Mi- chael Stonebraker; en este año se data el inicio de PostgreSQL. 1984: Mark Hoffman y Bob Epstein fundaron Sybase en Berkeley, California (USA). 1985: Inicia el proyecto denominado Post-Ingres bajo la dirección de Michael Sto- nebraker, con la experiencia de Ingres, y se produce el gestor relacional SGBD con las características de ser orientado a objetos y de libre utilización. 1986: Estandarización del lenguaje SQL, lo cual produjo una mayor utilización de los SGBD relacionales. 1988: Sybase fue la primera empresa que mercadeó la tipología cliente/servidor para bases de datos relacionales [13]. 1989: Sale el SQL Server 1.0 para el sistema operacional OS/2 de IBM. 1990: Aparición de los conceptos de Bases de Datos Distribuidas y Sistemas de Ba- ses de Datos Orientados por Objetos (Informix y DB2). 1999: Microsoft lanza al mercado la versión de SQL Server 7.0, versión que tiene incorporada la herramienta OLAP (On line Analytical Processing); “solución que es utilizada en la llamada inteligencia empresarial o Business Intelligence, donde el objetivo es agilizar la consulta de grandes cantidades de datos” [14]. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 69. Diseño de bases de datos 39 § Ventajas de un sistema de gestión de bases de datos 2000: Adaptación de los sistemas de bases de datos a sistemas de bases de datos mul- timedia, consolidación de las bases de datos orientadas por objetos, bases de datos bajo la Web. 2010: Consolidación de motores de bases de datos a través de las compañías que han investigado y creado sistemas de bases datos tales como Microsoft, IBM. 2013: Avance de las nuevas tendencias en bases de datos relacionales y las herra- mientas de minería de datos (data mining) basada en cubos OLAP. 2014: Bases de datos deductiva utilizando lenguajes de Programación Lógica [15]. 2015: Análisis y diseño de sistemas de información orientados por objetos utilizan- do UML [16]. 1.6 Ventajas de un sistema de gestión de bases de datos El análisis del balance con relación a las ventajas y desventajas de los sistemas de bases de datos como soporte a la construcción de sistemas de información da como resultado una alta favorabilidad de decidir por la utilización de estos, y este hecho se debe a la alta productividad en el diseño de sistemas de informáticos en tiempos relativamente cortos; la alta capacidad de almacenamiento y gestión para el manejo de grandes volúmenes de datos propios de la tecnología de bases de datos en sus conceptos ampliados de bodegas de datos (Data Warehouse) y Minería de Datos (Data Mining). Lo anterior se reafirma con el hecho de que lenguajes para el manejo de bases de datos, tales como el SQL, forman parte de la arquitectura de aplicación identificada como System Application Architecture (SAA) de la compañía IBM, e igualmente es un estándar de la Federal Information Processing Standard: FIPS [17], con la caracterís- tica que como estándar lo hace obligatorio para las ventas de los gestores de bases de datos del Gobierno de Norteamérica. Adicionalmente, SQL se utiliza e influye en otros estándares: sin hacer una enumeración exhaustiva, entre ellos se encuentran los propuestos por la American National Standard en cuanto a las especificaciones del software para computadores pertinentes al diccionario para recursos e información, identificado por sus siglas en inglés como Information Resource Dictionary Systems (IRDS) de la International Standard Organization: ISO [18]. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 70. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 40 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Con base en lo anterior, las principales ventajas [19] de la utilización de un SGBD de soporte al proceso de construcción y producción de un sistema de información son: ‒ ‒ Utilización de estándares: Los sistemas de información del mundo real ma- nejan tanto grandes volúmenes de datos como altos niveles de complejidad creciente para representar los fenómenos cambiantes del mundo real. Ahora bien, las grandes oportunidades para la construcción de sistemas de informa- ción están en el interior de proyectos gubernamentales de los países (USA, Australia o Brasil) o uniones (Unión Europea). Se han relacionado en el aná- lisis las organizaciones ISO, FIPS, ANSI-SPARC, entre otras; luego la utilización de estándares, a más de facilitar el proceso de mantenimiento de los sistemas de información, permite la utilización de normas en procesos de construc- ción, documentación, actualización, procedimientos, reglas de acceso al sis- tema de información; utilización que es lograble mediante los SGBD. ‒ ‒ Aumento de la productividad: El diseño y construcción de un sistema de in- formación soportado en base de datos es más rápido en sus tiempos de desa- rrollo. Realmente, una vez realizado el Modelo Entidad-Relación (M E-R) del sistema (o diseño lógico), convertido el M E-R al Modelo Relacional (MR), el SGBD ofrece funciones estándar al programador para la creación de las tablas, sus relaciones y atributos representativos de la base de datos. Construidos los esquemas de las base de datos, y cargados los datos, ya en este punto el siste- ma entra en la fase de producción y mantenimiento. Luego, se debe tener en cuenta que el M E-R, el MR y el SGBD permiten disminuir los tiempos de dise- ño y programación de los aplicativos de la base de datos y, consecuentemente, aumentar la productividad. ‒ ‒ Disminución de la redundancia de datos: El modelamiento de la organización en su totalidad en bases de datos hace que en el M E-R se identifiquen los re- querimientos de información de las unidades organizacionales de la empresa. Luego, se tiene un diseño de datos pertinente a cada una de las dependencias de la empresa (compras, inventarios, ventas, contabilidad, presupuestos, etc.), pero a su vez también pertinente a las necesidades de la empresa como un todo en sus flujos de información. Se aclara en este punto que la redundancia se disminuye en un sistema de base de datos versus un sistema de archivos no se elimina completamente; hay, de todos modos, duplicidad de elementos de datos en el modelado de las relaciones; pero dicha duplicidad se puede con- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 71. Diseño de bases de datos 41 § Ventajas de un sistema de gestión de bases de datos trolar y es evidentemente menor que al formar islas de datos completamente duplicadas en la empresa. ‒ ‒ Coherencia de datos: Teniendo en cuenta la disminución de la redundancia de los datos, el SGBD en sus operaciones de adición, edición y cancelación de datos en la base de datos se realizan una sola vez, y efectuadas se reflejan para toda la empresa. Es de esperarse que la coherencia de datos implique la apli- cación de políticas adecuadas y estándares en términos de las copias de la base de datos; pero, en síntesis, la coherencia de datos es indudablemente mayor en un sistema de base de datos que cuando se utiliza un sistema de archivos. ‒ ‒ Producción de información genérica: Los sistemas de bases de datos permiten generar una mayor cantidad de información a partir de los mismos datos al- macenados. Luego, los informes, reportes, listados derivados de los datos son para la organización mayores tanto en número como en contenido. Se aclara en este punto que se tienen tres categorías de unidades de información: i) Los informes: son contenidos de información generados de la base de datos que representan la integración de los resultados de los flujos de información de varias unidades de la organización durante períodos mensuales, semestrales o anuales; y contienen los indicadores de gestión, decisión y prospectiva de la organización. Tal es el caso del balance contable de la empresa. ii) Los repor- tes: son piezas de información que representan el estado de operación de una dependencia de la empresa durante períodos cortos de tiempo; estas unida- des representan las acciones de las operaciones diarias de las dependencias de la empresa y forman los indicadores de la gestión-operativa de la dependen- cia, que alimentan los índices de gestión de la empresa, como es el caso del reporte diario de personal. iii) Finalmente, los listados: son vaciados de infor- maciones de la base de datos filtrados con algunas características que generan grupos de datos en la mayoría de los casos ordenados por uno o varios atribu- tos de las relaciones; informaciones que permiten construir los indicadores de operación de la empresa; el listado de paradas de máquina en una línea de producción refleja lo estable o no de la fase operativa del departamento de producción de una empresa. Se debe tener en cuenta que la construcción de los índices mencionados y sus análisis requieren en el accionar de la empresa la producción de informaciones de varios tipos en cualquier dependencia y a cualquier nivel de la empresa. Ello se logra a través de un sistema de bases de datos. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 72. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 42 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal ‒ ‒ Globalización de datos organizacionales: La dinámica del mundo real de las compañías hace que no sean funcionales los sistemas de almacenamiento y edición de datos propietarios de una dependencia de la empresa. La propie- dad de los datos en base de datos no son de una o varias dependencias sino de la organización; lo anterior implica que toda la organización comparte los datos; lo que se llamaría una utilidad de datos globalizada. Este térmi- no implicaría una estructura global de datos integrados en la base de datos, pero una utilización localizada en los requerimientos de información de cada dependencia de la empresa. En tal sentido, los SGBD ofrecen comandos de autorización, definición, manipulación y control de datos que hacen más se- guro utilizar la globalidad de los datos de la empresa y, consecuentemente, la posibilidad de compartir los datos contenidos en la base de datos. ‒ ‒ Integridad de datos: La integridad de datos se define como la fiabilidad y co- herencia que deben tener los datos en sus contenidos sintácticos y semán- ticos. En tal sentido, no hay sueldos alfabéticos porque son numéricos, ni nombres numéricos porque son alfabéticos a nivel sintáctico. Igualmente, no hay sueldos negativos en un sistema de nómina, ni puede haber un stock de artículos negativos en un sistema de inventarios en un sentido semántico. Luego la coherencia de datos el DBA de la base de datos la asegura a través del SGBD con la aplicación de un conjunto de reglas que hacen que los conteni- dos de las base de datos no sean violados. El aseguramiento de la coherencia de los datos implica la confiabilidad de las informaciones generadas por la base de datos a través de los aplicativos de la base de datos. ‒ ‒ Seguridad de datos: La importancia de la utilización de los sistemas de bases de datos radica en el análisis de su seguridad, debido a que la seguridad de la base de datos es centralizada, mientras que la consulta de los datos es distri- buida; es decir, permite el sistema de base de datos la distribución de los datos con el cumplimiento de condiciones de seguridad. La seguridad está centra- lizada en el Administrador de la Base de Datos (DBA); y es precisamente el SGBD el software que permite al DBA imponer las reglas de seguridad para las operaciones en la base de datos. ‒ ‒ Menor costo: Los costos de programación y mantenimiento de sistemas de información basados en archivos son altos porque tanto aplicaciones como datos son propiedad de dependencias específicas de la empresa; ello induce la asignación de presupuestos para cada dependencia al menos en los procesos de construcción de software. Los sistemas de información en base de datos, Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 73. Diseño de bases de datos 43 § Ventajas de un sistema de gestión de bases de datos al permitir una administración centralizada de los datos operacionales de la empresa y un desarrollo de aplicaciones que consulten una única unidad de datos, hacen que se disminuyan los costos tanto de la administración de los datos como de la construcción de programas. Luego, el presupuesto asignado sería el necesario para operar los computadores en red que acezarían al server que contenga la base de datos, porque los costes de gestión de datos y cons- trucción de aplicaciones son compartidos por toda la empresa. ‒ ‒ Accesibilidad de datos: La producción de informaciones con base en un siste- ma de archivos necesariamente requiere de un programador que construya la aplicación que consulte los archivos y genere los resultados. Aplicación o programa de computadora que necesariamente es estático en su lógica de control; o lo que es equivalente, una vez que el programador ha construido el conjunto de instrucciones del programa que cumplen con los requerimientos de información del usuario, dicho programa necesariamente se debe cambiar en el caso de que cambien los requerimientos. En los sistemas de bases de datos, el acceso a los datos para las dependencias de la empresa es distribuido para cada dependencia pero global en términos de la consulta a toda la base datos; se aclara que se tienen las restricciones de las vistas de usuarios a la base de datos impuestas por el DBA. Luego, si se puede consultar la base de datos en su globalidad, aumenta el acceso de los datos para todas las dependencias. Esta accesibilidad se ve potencializada porque los SGBD ofrecen un conjunto de comandos que permiten la resolución de preguntas no preestablecidas o ad hoc contra la base de datos. Luego, por un lado, la dependencia se libera completamente de las consultas preestablecidas y estáticas; y pasa a un sis- tema de consultas a la base de datos que correlacionan con la dinámica de la empresa; incluso, los comandos que ofrecen los SGBD hacen que dichas consultas puedan ser solucionadas por usuarios sin tener un conocimiento experto de programación. ‒ ‒ Mantenimiento simplificado de aplicaciones: El mantenimiento de un sistema de archivos implica la creación de programas en los que la lógica del progra- ma está integrada a la definición de los datos; la dependencia lógico/física en los programas de aplicación da como resultado que cualquier cambio en la definición de los datos implica necesariamente el cambio en los programas de aplicación. En los sistemas de bases de datos, el concepto anteriormente desarrollado de independencia de datos hace que cuando cambie la estructu- ra de los datos en la base de datos no se tengan que cambiar los programas; Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 74. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 44 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal porque precisamente el SGBD cumple con la función de separar la descrip- ción de los datos de las aplicaciones; luego las aplicaciones en este sentido no cambian cuando cambian la estructura de los datos. Por lo tanto, los tiempos y el esfuerzo para mantener las aplicaciones no solo se simplifican sino que disminuyen considerablemente. ‒ ‒ Mayor capacidad de repuesta: Con base en la aplicación de estándares en los sistemas de bases de datos, y teniendo en cuenta la coherencia, integración seguridad, y las posibilidades de compartir los datos, estando ellos almace- nados de una forma centralizada, los sistemas en bases de datos ofrecen en la construcción de sistema de información una mayor capacidad de respuesta justificada porque el SGBD permite: i) La administración centralizada de los datos. ii) La simultaneidad en el acceso de los datos a través de diferentes usuarios. iii) La rápida absorción de la dinámica de la empresa u organización en términos de requerimientos de información, en el mantenimiento de los datos y la construcción de los programas de aplicación. iv) La escalabilidad de los datos en términos de pasar la base de datos a bodegas de datos o minerías de datos; bajo el concepto de repositorios de datos. ‒ ‒ Acceso Concurrrente: Los SGBD ofrecen un acceso concurrente a los datos (si- multaneidad en el acceso), lo cual significa que dos o más usuarios tienen la posibilidad de accesar simultáneamente la base de datos, lo cual asegura las operaciones de gestión (adición, modificación y retiros de la base de datos) a la base de datos, lo cual garantiza tanto la coherencia como la integridad de los datos. ‒ ‒ Facilidad en definición de requerimientos: La construcción de un sistema de información en bases de datos necesariamente implica como uno de sus pri- meros pasos el análisis del contexto de operación del sistema de información con relación al mundo real para el cual la base de datos va a generar infor- mación. Luego, el diseño del modelo de la base de datos para la organiza- ción debe tener en cuenta de una forma integrada toda la organización; en tal sentido, la filosofía de base de datos es considerar la organización como un todo; el DBA a través del SGBD define, en conjunto con los creadores de la base de datos, las acciones tanto de diseño como de uso operativo de la base de datos en términos de prioridades, tiempos de respuestas y generación de requerimientos de información. Lo anterior da como resultado la atención del sistema de base de datos focalizado al cumplimiento de la misión crítica de la organización en términos de generación de información. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 75. Diseño de bases de datos 45 § Desventajas y limitaciones de los sistemas de bases de datos 1.7 Desventajas y limitaciones de los sistemas de bases de datos El análisis de las ventajas de la creación de sistemas de información en bases de datos hace pensar al lector que una vez solucionadas las dificultades de los sistemas de archivos con las bases de datos, estas aseguran la mejor inversión en costo, almace- namiento y funcionalidad del sistema informático. Sin embargo, las bases de datos tienen desventajas; algunas de las cuales, específicas de los SGBD, se presentan a con- tinuación. ‒ ‒ Costos de inversión en software: Dependiendo del estado de desarrollo infor- mático de la organización (sistemas soportados en archivos o empresa no sis- tematizada), la inversión en un SGBD del tipo monousuario no es tan alta; sin embargo, el costo de un SGBD del tipo multiusuario operando en com- putadores del tipo mainframe es costosa. A pesar de que a nivel académico hay SGBD libres, los autores no recomiendan este tipo de gestores, debido a que están en construcción, no han sido probados exhaustivamente y pueden generar fallas irrecuperables en los datos de la organización, con el problema adicional de que el servicio de mantenimiento, garantía y asesoría sobre el SGBD por parte de una empresa informática no existe, pues son de carácter libre. ‒ ‒ Costos de inversión en hardware: Los requerimientos de hardware tanto para el almacenamiento del software del SGBD como para el almacenamiento de la base de datos pueden ser altos; en la mayoría de los casos, la organización necesita aumentar los espacios de almacenamiento secundario; y si el SGBD requiere de una máquina dedicada, se requiere la inversión en hardware. ‒ ‒ Costos de personal: El diseño y operación de sistemas de información para bases de datos involucra un grupo de personas especializadas en informática. Se ha expuesto la importancia del Administrador de la Base de Datos (DBA), los diseñadores de la base de datos y los programadores de aplicaciones como mínimo para iniciar la construcción de este tipo de sistemas de información (a menos que una persona asuma los roles mencionados, lo cual no es fácil). Luego, la inversión en personal de ingenieros es uno de los rubros que la or- ganización debe considerar si desea implantar sus sistemas en bases de datos. ‒ ‒ Complejidad de los sistemas: Es lógico pensar en el hecho de que si los sistemas de bases de datos pueden absorber la dinámica de cambios de la organización, Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 76. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 46 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal el sistema es de complejidad creciente en su dinámica, integración, consis- tencia, control y seguridad de datos. Luego, la complejidad disminuye ase- gurando tanto un SGBD apropiado para la organización como un recurso de talento humando de programadores en bases de datos, diseñadores de bases de datos administradores de datos, y usuarios que comprendan de una forma correcta la creación y operación de un sistema de bases de datos. ‒ ‒ Impacto en la organización por fallos: Teniendo en cuenta que los datos de la organización están centralizados en la base de datos, y todas las dependencias de la empresa se suplen de la misma estructura de los datos almacenados de la base de datos, entonces cualquier falla del SGBD impacta a la organización estructuralmente en términos de atención a las necesidades de información. La fallas por causas de hardware, software o humanas, si bien es cierto se pre- sentan en todos los tipos de sistemas, se resalta el alto impacto alcanzado en la empresa al utilizar bases de datos, por la cobertura y la dificultad de los procesos de recuperación de fallas en este tipo de sistemas. ‒ ‒ Costos de Actualización del Sistemas de Información: El cambio de un sistema de información basado en archivo a un sistema de bases de datos implica en la mayoría de casos cambios en: i) Hardware, porque el sistema ya no está so- portado por una estructura de archivos sino por un SGBD. ii) Conversión de aplicaciones manejadoras de archivos a programas que permitan manejar los datos de la base de datos a través del SGBD. iii) Cambios de personal, ya men- cionado, porque el personal de ingenieros, analistas y programadores debe actualizarse a un grupo de personas conocedoras de los conceptos de base de datos. iv) Cambios en la estructura de procesamiento de la organización, por cuanto ya no se van a manejar islas de información con computadores autónomos en cada dependencia, sino necesariamente se tiene que tener una infraestructura de computadores en red, mediante la cual las dependencias de la empresa se comuniquen con el servidor donde está alojado el SGBD. v) Cambios en la estructura organizacional y de gestión de la empresa; este cambio es quizás uno de los aspectos más difíciles y de mayor impacto en la compañía, porque se entra a trabajar bajo la filosofía de acceso compar- tido de todas las dependencias a un conjunto de datos, donde la seguridad, integridad y coherencia de los datos no solo dependen del DBA sino también de los usuarios directos que afectan los datos fuentes. ‒ ‒ Baja en la calidad de servicio: En un sistema de archivos, los usuarios están acostumbrados a ser servidos por aplicaciones de propósito específico muy Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 77. Diseño de bases de datos 47 § Resumen especializadas; donde los datos fuentes de la dependencia propietaria de la in- formación son manejados por los programas con un alto nivel de detalle; por otro lado, un sistema soportado en base de datos se caracteriza por generar informes, reportes o listados muy generales para las dependencia, en el enten- dido de que los datos para la organización están estructurado de una forma general y al servicio de todas las dependencia, sin altos niveles de detalle y con niveles no tan especializados en las lógicas de control de los programas de cada dependencia en cuanto al nivel de especialización de la información generada por el SGBD; lógicamente, se aclara en este punto que sistemas en bases de datos OLAP prestan un servicio con un buen grado de especializa- ción en cuanto a los requerimientos de información de los usuarios. 1.8 Resumen Un archivo es un conjunto de registros compuestos por un conjunto de campos que tienen valores de información, sobre los cuales se pueden hacer operaciones de adición, cancelación y edición de registros y campos con relación a la estructura de organización del archivo. Las principales limitaciones de la técnica basada en archivos son: la duplicidad de datos, la dependencia lógico/física entre los programas y los datos, la incompati- bilidad de formatos entre los archivos, la generación de islas de información en el sistema de archivos dentro de la organización, las consultas predestinadas o fijas del sistema, el excesivo aumento de programas de aplicación y finalmente lo estático de la gestión de los datos. Una base de datos es una estructura integrada de datos que contiene físicamente la representación lógica de un conjunto de entidades y relaciones que representan el modelo de las necesidades de información de una organización. El diseño lógico de un sistema de bases de datos es la representación de las entidades y relaciones que modelan el sistema, y el diseño físico es la representación estructurada de los datos utilizando una tecnología de bases de datos. Un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) es un software que permite crear, editar y controlar el acceso de la base de datos. Las organizaciones ANSI-SPARC en sus estándares proponen una arquitectura en tres niveles de abstracción para una ar- quitectura de un SGBD. La función de un esquema en bases de datos es independizar Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 78. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 48 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal el gestor de la base de datos de los datos físicos almacenados en la base de datos. Los niveles mencionados son: i) El nivel externo o teoría: es la vista lógica de la base de datos que ven los usuarios. ii) El nivel conceptual o abstracción: es la descripción lógica de la base de datos a través del esquema. iii) El nivel interno o diseño: es el contenido de los datos en el computador. La independencia lógica de los datos ocurre cuando los usuarios de la base de datos no se afectan por lo cambios conceptuales e internos de la base de datos; la indepen- dencia física se presenta cuando los cambios en el nivel físico de la base de datos no afectan los niveles conceptual y externos de la misma. Los lenguajes que componen el SQL son tres: el lenguajes de definición de datos (Data Definition Languaje: DDL), el lenguaje de manipulación de datos (Data Ma- nipulation Languaje: DML) y el lenguaje de control de datos (Data Control Langua- je). Estos lenguajes dan capacidades al SGBD para realizar las operaciones en la base de datos. Las principales ventajas de un SGBD son: i) La posibilidad de utilizar estándares en la creación del sistema. ii) El aumento de productividad en el diseño y la operación del sistema de información. iii) La disminución de la redundancia de datos. iv) La cohe- rencia de los datos. v) La producción de información genérica para la organización. vi) La globalización de los datos organizacionales. vii) La integridad de los datos. viii) La seguridad de los datos. ix) El menor costo en el tratamiento de datos. x) La mejor accesibilidad a los datos. xi) El mantenimiento simplificado de las aplicacio- nes. xii) La mayor capacidad de respuesta del sistema. xiii) El acceso concurrente a los datos. xiv) La facilidad en la definición de los requerimientos de información del sistema. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 79. Diseño de bases de datos 49 § Ejercicios Ejercicios 1. Una organización dedicada a la comercialización y distribución de gas natural requiere mantener actualizada la información de su sistema de quejas, peticiones y reclamos de sus clientes (PQR); para ello se requiere contar con la información del cliente, la factura, el inmueble, las quejas, los reclamos, las peticiones y, naturalmente, las resoluciones. Dentro de este contexto explique por qué en las organizaciones los conceptos de los sistemas de información basados en archivos son relevantes. 2. Elabore una tabla comparativa donde describa las desventajas y limitacio- nes de los sistemas de archivos que describen datos en las organizaciones. 3. En el contexto del sistema PQR identifique cuáles deben ser los datos del cliente, los datos estructurados de algún elemento de la factura, dos enti- dades principales de información, una instancia de una queja dentro del sistema de información. 4. Dentro del mismo contexto del sistema PQR cuál es la diferencia concep- tual entre el diseño lógico y el diseño físico del sistema de información de base de datos. 5. Elabore un diagrama general de bloques donde se puedan visualizar los diferentes componentes de un entorno general de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) en el cual se visualice la independencia de los diferentes componentes. 6. Siguiendo con el contexto del sistema PQR, cuál sería la función de cada uno de los componentes del sistema gestor de base de datos en cuanto al uso del lenguaje de definición (DDL), manipulación (DML) y control de datos (DCL). 7. Si en el Sistema de Información PQR aparecen nuevos requerimientos, como por ejemplo, llevar la prestación del servicio técnico por parte de empleados de la empresa, lo cual puede conllevar a la modificación de la base de datos ¿cuáles serían las herramientas para abordar la actualización del sistema desde el componentes de base de datos? Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 80. Capítulo 1. Introducción a los sistemas de bases de datos 50 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal 8. ¿Qué tipo de usuarios internos y externos se pueden identificar dentro del contexto del sistema PQR anteriormente descrito, incluso con la modifi- cación del punto 7, asociados con el sistema de bases de datos? 9. Utilizando el anterior contexto del sistema PQR elabore una tabla com- parativa donde se visualicen las ventajas, desventajas y limitaciones de un SGBD. 10. Consulte en la web tres productos diferentes del mercado que permitan construir el SGBD para el sistema PQR en mención, describa sus caracterís- ticas tecnológicas, el tipo de licenciamiento y los requerimientos tecnoló- gicos para su instalación, configuración y administración. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 81. 51 Capítulo 2 Diseño de bases de datos 2.1 Introducción Los sistemas de información presente y futuros tienden a manejar datos en los do- minios del conocimiento humano del tacto (o la escritura), la visión (o la imagen), el olfato (o el olor), el gusto (o el sabor), entre otros. Los dominios en los cuales se maneja los datos tienen dos problemas estructurales: el primero, el aumento en complejidad creciente del número de datos que en tiempo se deben almacenar en una base de datos; y el segundo, los datos en sus componentes sintácticas (números o caracteres, entre otros) y semánticas (relativo al significado) no están estructura- dos. Para el primer problema, las redes sociales (Facebook, Twitter, Linkedin, entre otras) manejaron rangos estimados entre [250.000,00 ; 750.000.000] de visitas en un mes [20] en 2013, lo cual significa que el almacenamiento del tracking perma- nente y sin pérdidas de información de una cuenta en una red social para una em- presa de seguridad estatal no es sencillo. Para el segundo problema, casos como el censado ubicuo implica el almacenamiento y consultas de datos heterogéneos, tanto en su sintaxis como en su significado. Con base en lo anterior, y teniendo como soporte los conceptos de los sistemas de bases de datos, sus gestores de datos o Sistemas de Gestión de Bases de datos (SGBD) y los estándares de bases de datos, se hace necesario estructurar una metodología que a través de un conjunto de pasos asegure el éxito del diseño de una base de datos desde su concepción hasta su creación y operación al servir al usuario. Este capítulo expone un método de diseño de bases de datos cuyo fundamento es captar la semántica del sistema de información que se va a modelar en bases de datos. Reconociendo que existen varios modelos para la realización del diseño lógico de una base de datos, el texto optó por la utilización del Modelo Entidad-Relación en la fase de diseño a fin de capturar la semántica del sistema de información que se va Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 82. Capítulo 2. Diseño de bases de datos 52 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal a construir; semántica que se complementa con el análisis del contexto de operación en el cual va a funcionar el sistema de información operando en bases de datos. El método expuesto es útil tanto para el diseño de una base de datos dentro de una empresa que no tenga sus sistemas de información estructurados en bases de datos como para una organización que pretenda rediseñar su sistema de bases de datos. Finalmente, el capítulo cierra con la presentación de un conjunto de casos en los que se muestran los diseños de bases de datos a partir de especificaciones de reque- rimientos, en el entendido de que el lector adquiera experiencia inicial en la estima- ción del costo y el tiempo de la estructuración de un sistema de bases de datos cono- cido; pero cuando el sistema que se va a diseñar en bases de datos no es conocido y es muy improbable estimar con certeza las variables de tiempo y costo del sistemas, el análisis del contexto disminuye la incertidumbre porque selecciona la información pertinente del sistema por construir. 2.2 Objetivos Teniendo en cuenta lo expuesto en el primer capítulo, este capítulo permitirá al lec- tor aprender: ‒ ‒ Las etapas de diseño de un sistema de información fundamentado en bases de datos. ‒ ‒ El diseño conceptual de un sistema de base datos. ‒ ‒ Los constructos básicos del Modelo Entidad-Relación (M E-R). ‒ ‒ El análisis de contexto de un sistema de información en bases de datos. ‒ ‒ La identificación de las componentes esenciales de un sistema de bases de datos. ‒ ‒ El diseño físicos de la base de datos. ‒ ‒ El mantenimiento de la base de datos. ‒ ‒ El diseño de base de datos bajo especificaciones de requerimientos. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 83. Diseño de bases de datos 53 § Síntesis conceptual 2.3 Síntesis conceptual La construcción de un sistema de información en bases de datos implica tanto la apropiación de los conceptos de bases de datos como el análisis del contexto y los requerimientos de información que necesita el usuario del sistema. El éxito de un sistema en base de datos depende necesariamente de las etapas de diseño de un siste- ma de información. Las etapas del diseño del sistema deben tener en cuenta una pla- nificación del desarrollo del sistema de información. Con base en la planificación, el diseño del sistema necesita del análisis del contexto donde va a operar el sistema, lo cual necesariamente implica la apropiación conceptual de los modelos diseño de bases de datos; el texto para la fase de diseño tiene en cuenta los constructos del Modelo Entidad-Relación para la definición de las entidades, relaciones y atributos de la fase de diseño de la base de datos, pero a través del análisis del contexto com- plementa la semántica del sistema que debe contener una base de datos. Una vez realizado el diseño conceptual, se introduce el desarrollo del diseño físico de la base de datos como base para el aprendizaje continuado del manejo de datos a través de un gestor de bases de datos. 2.4 Etapas de diseño de un sistema de bases de datos La creación de una base de datos de soporte a la operación de un sistema informático está estructurada en los siguientes pasos metodológicos: ‒ ‒ Planificación del desarrollo del sistema informático. ‒ ‒ Diseño Conceptual (Lógico) de la base de datos. i) Analizar del contexto del sistema en bases de datos. ii) Identificar las entidades del sistema. iii) Asociar valores semánticos a las componentes del contexto. iv) Agrupar las componentes del contexto. v) Diseñar los atributos de las Entidades y Relaciones. vi) Seleccionar las claves primarias y foráneas de las entidades/relaciones de la base de datos. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 84. Capítulo 2. Diseño de bases de datos 54 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal ‒ ‒ Diseño Físico de la base de datos. ‒ ‒ Carga de los datos a la base de datos. ‒ ‒ Operación de la base de datos. ‒ ‒ Mantenimiento de la base de datos. Los pasos mencionados están enmarcados en el ciclo de vida de desarrollo del soft- ware, el cual comprende las fases de planificar, analizar, diseñar, implementar, operar y mantener un sistema informático, las cuales, sin ser de carácter exhaustivo —por cuanto la fase de diseño se suele interpretar en las subfases de diseño lógico-concep- tual y físico del sistema—, tienen en cada una de sus etapas la estructura de ser un sistema retroalimentado de ciclo cerrado. En el entendido de que en cada una de las fases el constructor del sistema debe fundamentarse en las fases anteriores, es decir que una vez implementada la base de datos, en el caso de no ser útil, debe necesaria- mente volver a las fases predecesoras, y en este sentido analizar el diseño físico y el diseño lógico-conceptual de soporte a los esquemas de la base de datos, o inclusive regresar a la parte inicial de planificación de la construcción del sistema informático. 2.5 Planificación del desarrollo del sistema informático en bases de datos La planificación del sistema informático soportado en base de datos implica el aná- lisis y evaluación de las alternativas del hardware, software, comware (comunicacio- nes) y humanware (o recursos humanos) que se encargarán de la construcción del sistema. Conlleva concretamente: i) Definir el tipo de sistema informático (cen- tralizado, distribuido, bajo Web, inalámbrico, etc.). ii) Identificar la plataforma de hardware que soportará la operación del sistema en base de datos. iii) Identificar el gestor de base de datos que se va a utilizar, los lenguajes de programación que han de interactuar con el gestor de la base de datos para lograr la operación del sistema. iv) La identificación de los recursos de comunicaciones necesarios para la operación del sistema, y v) La identificación del recurso de talento humano encargado de la construcción del sistema. La planificación del análisis, desarrollo y construcción de un sistema de informa- ción en bases de datos requiere por parte de la empresa que lo va a implementar, el conocimiento de las ventajas y posibles desventajas en términos de recursos compu- tacionales y de personal preparado en bases de datos para asegurar el éxito del siste- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 85. Diseño de bases de datos 55 § Diseño conceptual (lógico) de la base de datos ma; bondades y obstáculos presentados en el primer capítulo sin hacer un análisis exhaustivo. Una vez planificado el desarrollo de sistemas de información en su tiempo de eje- cución y costo de inversión, el paso siguiente es construir el diseño conceptual de la base de datos; para lo cual se analizarán inicialmente los modelos que apoyan el diseño lógico-conceptual de la base de datos. 2.6 Diseño conceptual (lógico) de la base de datos El diseño lógico-conceptual de una base de datos corresponde a la estructura de la base de datos. Esta estructura está determinada por un modelo de base de datos. Luego, el modelo de base de datos es un tipo de modelo de datos que determina, en últimas, la estructura lógica de una base de datos. Esta es la forma como los datos es- tán organizados y, consecuentemente, el modelo de datos determina la forma como: i) Los datos son almacenados en la base de datos. ii) La estructura de organización de los datos, en términos de sus estructuras de datos de soporte. iii) La forma como los datos pueden ser gestionados o manipulados a través del SGBD. iv) Implícitamen- te, el modelo en mención también determina las reglas o políticas de seguridad de los datos suministradas por el gestor de la base de datos. Existen varios modelos que apoyan el diseño lógico de una base de datos. Entre estos modelos se encuentran: ‒ ‒ Modelo de bases de datos jerárquico: soportado por la teoría de árboles, en el que los datos son estructurados en una organización de orden familiar: Pa- dre, Hijo, Nieto [21], [8], [6]. ‒ ‒ Modelo de base de datos en red o tipo plex: en este modelo, los datos son or- ganizados en función de un conjunto nodos y arcos que conectan los nodos mencionados, dentro de los cuales se encuentran las unidades de datos prima- rias, formando de esta manera una estructura de grafos [8], [22]. ‒ ‒ Modelo Entidad-Relación (M E-R): en este modelo, los datos son modelados a través de un conjunto de entidades, sus atributos y relaciones, obtenidos con base en un análisis de contexto [23], [24], [25]. ‒ ‒ Modelo orientado por objetos: modelo en el que las unidades de información en la base de datos son representadas en forma de objetos, y el sistema de ges- Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 86. Capítulo 2. Diseño de bases de datos 56 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal tión de la base de datos utiliza la programación orientada por objetos [24], [6], [26]. ‒ ‒ Modelo de datos documental: es un modelo para la organización de informa- ción documental no estructurada o semiestructurada; se le conoce como sis- temas de bases de datos orientados a la documentación [27]. ‒ ‒ Modelo del tipo entidad-atributo-valor: este modelo conserva uno de los nú- cleos principales respecto al modelo entidad relación, el concepto de enti- dad; con la característica de que para este caso la cantidad de atributos en sus especificidades de identidad del atributo, definición de atributo (numérico o no numérico, entre otros), sus parámetros y valores son potencialmente gran- des en su número; pero el número de atributos que participan en un proceso de gestión de la información para una entidad dada no es tan grande. ‒ ‒ Modelo de esquema en estrella: es el conjunto de una o más tablas de hechos que contienen informaciones relativas a las medidas, métricas o datos repre- sentativos de las acciones de un proceso de negocios en la cuales se toman se toman decisiones inteligentes con fundamento en el esquema [28]. Con base en los diferentes tipos de modelos que soportan el diseño lógico de la base se profundizará en el Modelo Entidad-Relación, por su importancia y utilización en el diseño lógico-conceptual de sistemas de bases de datos; y también por la facilidad para transformar el diseño de la base de datos del M E-R al Modelo Relacional. 2.6.1 Diseño conceptual de la base de datos a través del modelo Entidad-Relación (M E-R) Teniendo en cuenta los niveles de la arquitectura ANSI-SPARC, el nivel externo re- presenta la parte lógica del sistema de base de datos en sus vistas a los usuarios finales de la base de datos, sean estos con perfiles de conocimiento informático o no infor- mático. Por su parte, el segundo nivel de la arquitectura mencionada a nivel concep- tual se puede interpretar como un puente de comunicación entre el nivel externo (la lógica del sistema) y el nivel interno (la física del sistema). Luego para el diseño del nivel conceptual de la base de datos se aplicará el Modelo Entidad-Relación; conceptualización que es aplicable a cualquier tipo de base de datos, sea esta de naturaleza del tipo jerárquica, red o relacional, etc. Lo anterior jus- tificado por el hecho de que en la etapa de diseño conceptual de la base de datos aún no se tiene definido concretamente el gestor de la base de datos que se va a utilizar. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 87. Diseño de bases de datos 57 § Diseño conceptual (lógico) de la base de datos La justificación de utilizar el M E-R en el diseño conceptual de base de datos es la siguiente: ‒ ‒ Este modelo interactúa de una forma lógica con la primera etapa del diseño de la base de datos, la de análisis de contexto de la base de datos. ‒ ‒ El M E-R es simple y legible en la conceptualización de bases de datos, por su facilidad para representar las componentes del modelo a través de sencillos gráficos entendibles al usuario. ‒ ‒ Por su simplicidad y legibilidad, este modelo es fácil de aprender y utilizar rápidamente por los diseñadores de la base de datos, con el valor agregado adicional en productividad que se emplea en el diseño de la mayoría de las aplicaciones. ‒ ‒ Existen en el mercado herramientas informáticas tanto públicas como pro- pietarias que facilitan la utilización del M E-R, como es el caso del producto DIA (Diagram Editor), que es libre, o las herramientas CASE, que utilizan variantes del M E-R para hacer el diseño conceptual del modelado de datos. ‒ ‒ La notación gráfica del modelado de datos utilizando el M E-R es base para el modelamiento orientado por objetos, identificado con UML por sus siglas en inglés (Unified Modeling Language) de Booch [29]. ‒ ‒ El M E-R permite reflejar en el diseño tanto la estructura de los datos como su integridad; como este modelo no refleja la manipulación de los datos al convertir el diseño conceptual diagramático al Modelo Relacional, esto per- mite una mejor aproximación a los procesos de manipulación de los datos en cuanto a su manipulación. 2.6.1.1 Constructos básicos del modelo Entidad-Relación según la notación de P. Chen El modelado conceptual de una base de datos a través del Modelo Entidad-Relación tiene tres constructos principales: ‒ ‒ Las entidades. ‒ ‒ Los atributos de las entidades. ‒ ‒ Las relaciones. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 88. Capítulo 2. Diseño de bases de datos 58 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Una entidad es un objeto identificable y diferenciable de los demás de su especie; en tal sentido se catalogan como objetos: organizaciones, personas, conceptos, ca- tegorías, lugares o situaciones, los cuales se identifican en el contexto de un sistema de información como una entidad tipo o un tipo de entidad. Formalmente, el tipo de entidad es Un grupo de objetos con las mismas propiedades que la empresa identi- fica como poseedores de una existencia independiente [6]. Tipos de entidades que se pueden instanciar, siendo la instancia de una entidad Un objeto identificable de forma unívoca dentro de un tipo de entidad [6]. Se identifican como entidades: un alumno en un Sistema de Información Académico; un artículo en un Sistema de Inventarios; una cuenta en un Sistema Bancario. Es de la mayor importancia resaltar que el diseño de entidades de un sistema de información en el marco del M E-R no se hace de forma intuitiva, sino que requiere de una metodología formal que asegure la correcta identificación y selección de las entidades que cumplen con responder a los requerimientos de información del usua- rio; metodología que será desarrollada en este capítulo. Los atributos de una entidad son las propiedades sintáctico-semánticas que como datos específicos y pertinentes a la entidad la identifican y definen como elemen- tos que son almacenados en la base de datos. Las propiedades enunciadas son base para los sistemas basados en conocimiento [30]. Con relación a los sistemas antes mencionados, los atributos propios de las entidades ejemplificadas se muestran en la tabla 2.1. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 89. Diseño de bases de datos 59 § Diseño conceptual (lógico) de la base de datos Tabla 2.1 Definición de atributos de entidades de Sistemas de Información Sistema de Información Académicos Sistema de Inventarios Sistema Bancario Entidad Atributos Entidad Atributos Entidad Atributos ALUMNO Código ARTÍCULO Referencia CUENTA Número de cuenta Nombre Nombre Propietario Dirección Valor de compra Saldo anterior Teléfono Proveedor Movimiento E_mail Stock Saldo actual Sexo Promedio Por su parte, una relación puede ser definida como el grado de asociatividad entre una o varias entidades que se pueden instanciar como objetos dentro de una base de datos, y son significativas sintáctica y semánticamente para el contexto de operación del sistema que soporta la base de datos. Conceptualmente, la instancia de una re- lación se define como Una asociación identificable de forma unívoca que incluye una instancia de cada uno de los tipos de entidad participantes [6]. La utilización del M E-R en el diseño de bases de datos requiere de una simbología gráfica, la cual es base para el diseñador en sus símbolos de apoyo para capturar el modelamiento del sistema de información a través del modelo de bases de datos mencionados. Es de la mayor importancia aclarar que existen simbologías o notacio- nes alternas del M E-R; entre ellas están la notación de P. Chen o la de pie de cuervo, entre otras. El modelado gráfico Entidad-Relación según la notación de Peter Chen se presenta en la tabla 2.2. La simbología del Modelo Entidad-Relación, de acuerdo con pie de cuervo, se presenta en la tabla 2.3. Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 90. Capítulo 2. Diseño de bases de datos 60 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal Tabla 2.2 Simbología del modelo Entidad-Relación, de acuerdo con la notación de P. Chen Símbolo Significado Concepto Ejemplo Simbología Nombre de la Entidad Entidad Fuerte Tienen atributos que las identifican completamente a través de sus claves primarias. ESTUDIANTE es una entidad en un Sistema Académico. ESTUDIANTE Nombre de la Entidad Débil Entidad Débil Aquella cuyos atributos no la identifican completamente. La UBICACIÓN de la entidad OFICINA depende de la entidad EDIFICIO para su ubicación en un Sistema de Planta Física de una Universidad. UBICA EDIFICIO OFICINA Relación Asocia una o varias entidades. La entidad ESTUDIANTE está relacionada con la entidad ASIGNATURA en su matrícula en un Sistema Académico. MATRICULA ESTUDIANTE ASIGNATURA Relación asociada con una entidad débil. La UBICACIÓN de la entidad SALÓN depende de la entidad EDIFICIO para su ubicación en un Sistema de Planta Física de una Universidad. UBICA EDIFICIO SALON Relación Nombre de la Entidad Rol Rol Relación Recursiva en la cual se indica el nombre del rol de la entidad en la relación. Es una relación en la que alguna entidad está asociada más de una vez. En la relación TRIPULACIÓN, la entidad PERSONA se asocia más de una vez con los roles Piloto y Azafata. TRIPULACIÓN PERSONA PILOTO AZAFATA Continúa... Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102
- 91. Diseño de bases de datos 61 § Diseño conceptual (lógico) de la base de datos Símbolo Significado Concepto Ejemplo Simbología Nombre atributo Atributo Se utiliza para identificar un atributo de una entidad. La entidad ESTUDIANTE en un Sistema Académico tiene como atributos: (Nombre, E_mail,Teléfono) Nombre E-mail Teléfono ESTUDIANTE Nombre atributo Atributo de clave principal Se utiliza para identificar la clave principal de una entidad. La entidad ESTUDIANTE en un Sistema Académico tiene como atributos: (Código,Nombre, E_ mail,Teléfono) y se identifica completamente con la llave primaria Código en un Sistema Académico. Código Nombre E-mail Teléfono ESTUDIANTE Nombre atributo Atributo multivaluado Es aquel que tiene más de una ocurrencia para un determinado valor de una clave. A la entidad ESTUDIANTE en un Sistemas Académico se le puede agregar el atributo “habilidad”. (Código,Nombre, E_ mail,Teléfono, habilidad), Donde “habilidad” puede tomar los valores de lectura, de escritura, de razonamiento abstracto. Código Nombre E-mail Habilidad Teléfono ESTUDIANTE Continúa... Copyright © 2017. Universidad del Norte. All rights reserved. May not be reproduced in any form without permission from the publisher, except fair uses permitted under U.S. or applicable copyright law. EBSCO Publishing : eBook Collection (EBSCOhost) - printed on 8/17/2022 8:58 PM via UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD AN: 1690049 ; Capacho Portilla, Jose Rafael, Nieto Bernal, Wilson.; Diseno de base de datos Account: ns145102