Enfoques de Bases de Datos

Unidad 1: Enfoques de Bases de datos Base de datos Geraldo Valenzuela Año 2009

Agenda 1.1. El dato como recurso 1.2. Enfoque tradicional de procesamiento de datos 1.2.1. Sistemas de procesamiento de archivos 1.2.2. Desventajas 1.3. Enfoque de bases de datos 1.3.1. Elementos del enfoque de base de datos 1.3.2. Implementación del enfoque de base de datos 1.3.3. Beneficios de usar el enfoque de base de datos 1.3.4. Riesgos al usar el enfoque de base de datos 1.3.5. Tipos de sistemas de información Base de Datos - 2009

1.1. El dato como recurso • En las organizaciones, se ha incorporado al dato dentro de sus recursos básicos (humanos, financieros y materiales) • El dato, al igual que los demás recursos, tiene un costo y un valor asociado • El dato debe ser administrado, planificado y controlado, es decir, tratado como un activo más de la empresa • Los datos son hechos relacionados con personas, objetos, eventos u otras entidades del mundo real (pueden ser cuantitativos o cualitativos, internos o externos, históricos o predictivos) Base de Datos - 2009

1.1. El dato como recurso • La información está compuesta de datos que han sido organizados o preparados en una forma adecuada para apoyar la toma de decisiones • Para lograr un efectivo tratamiento del recurso dato, muchas organizaciones están trabajando con bases de datos • Una base de datos es un conjunto de datos relacionados, que permiten satisfacer las necesidades de información de una organización

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1.1. El dato como recurso • Una base de datos tiene dos funciones importantes: integrar y compartir

Usuario 1 Aplicación

Base de Datos Usuario 2

Terminal

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1.1. El dato como recurso • Desde una perspectiva organizacional, una base de datos se puede definir como un conjunto de datos operacionales relevantes para la toma de decisiones • Permite satisfacer diversos requerimientos de información

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1.2. Enfoque tradicional de procesamiento de datos • El enfoque tradicional utilizado en el desarrollo de sistemas de información para el tratamiento de los datos, se relaciona con el procesamiento de datos por unidad organizacional • Cada sistema desarrollado es diseñado para satisfacer las necesidades de un departamento o grupo de usuarios, no existiendo una planificación corporativa o un modelo que guíe el desarrollo de aplicaciones • Este enfoque es conocido como enfoque por agregación • El nombre por agregación, representa a un proceso evolutivo que se presenta al ir acoplando a un sistema de información nuevas funciones (nuevos requerimientos que no habían sido considerado en el momento del diseño inicial del sistema) Base de Datos - 2009

1.2.1. Sistemas de procesamiento de archivos • Cada nueva aplicación es diseñada con su propio conjunto de archivos de datos • Muchos de esos datos pueden ya existir en archivos de otras aplicaciones, pero para ser usados en la nueva aplicación requerirían de reestructuración • Es más simple diseñar nuevos archivos para cada aplicación

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Programa Facturación

Archivo Clientes

Archivo Cuentas

Programa Ventas

Archivo Inventario

Archivo Clientes

1.2.2. Desventajas • Redundancia no controlada (pérdida de espacio, tiempo perdido en actualización) • Inconsistencia de datos (errores en las aplicaciones, reportes inconsistentes, pérdida de la confianza del usuario en la integridad del sistema de información) • Inflexibilidad (lenta evolución del sistema de información, frustración de los usuarios) • Escasa posibilidad de compartir datos (nuevas aplicaciones requieren nuevos archivos con datos duplicados)

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1.2.2. Desventajas • Pobre estandarización (inconsistencia por sinónimos y por homónimos, dificultad en las mantenciones de la aplicación) • Baja productividad del programador (mayor costo del software) • Excesiva mantención (cerca del 80% del esfuerzo de programación es ocupado en esta tarea)

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1.3. Enfoque de bases de datos • Los datos son visualizados como un recurso que debe se compartido entre diferentes usuarios • Cada usuario puede contar con una visión propia de la base de datos, de acuerdo a sus requerimientos de información • Los datos son almacenados de tal manera que son independientes del programa que los usa • Se tiene un control centralizado de las operaciones de protección, ingreso, modificación, eliminación y recuperación de datos, a través de un software específico (Sistema de Administración de Base de Datos, DBMS)

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1.3.1. Elementos del enfoque de base de datos

Administrador de BD

Desarrollador de SI

Usuario final

Herramienta CASE

Interface Usuario

Programas de Aplicación

Repositorio DBMS

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BD

1.3.1. Elementos del enfoque de base de datos • Usuarios (personas que requieren datos) • Usuarios finales (usuarios que modifican datos en la base de datos y que reciben información desde ésta) • Desarrolladores de aplicaciones (analistas de sistemas y programadores que diseñan nuevos programas de aplicación) • Administradores de Datos (responsables por el diseño de la base de datos y por fijar normas que resguardan la seguridad e integridad de sus datos)

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1.3.1. Elementos del enfoque de base de datos • DBMS (software, hardware y firmware, que permite manejar una o más bases de datos, y también el repositorio) • Función definición de datos (permite especificar el tipo de dato que irá en la base de datos, su estructura lógica, las relaciones entre datos y características físicas sobre organización y acceso)

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1.3.1. Elementos del enfoque de base de datos • Función manipulación de datos (permite almacenar, modificar y recuperar los datos de la Base) • Función seguridad de datos (permite controlar el acceso y la concurrencia de los usuarios y provee mecanismos de respaldo y recuperación de la base de datos)

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1.3.1. Elementos del enfoque de base de datos • Base de datos (lugar físico donde quedan los datos de un usuario, puede ser centralizada o distribuida) • Repositorio o diccionario de datos (lugar donde quedan las definiciones de los datos, formatos de pantallas, reportes) • Interface usuario-sistema (lenguajes o paquetes generadores de interfaces y reportes, que permiten a los usuarios interactuar con la base de datos) • Programas de aplicaciones (usados para crear y mantener las base de datos, y para proveer información a los usuarios) Base de Datos - 2009

1.3.1. Elementos del enfoque de base de datos • Herramientas CASE (apoyan el desarrollo de software, especialmente en lo que respecta al diseño de la base de datos y sus programas de aplicación) • CASE de alto nivel (planificación, análisis de requerimientos) • CASE de medio nivel (análisis y diseño) • CASE de bajo nivel (generación de código, RAD)

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1.3.2. Implementación del enfoque de base de datos Modelado de datos

Creación de la BD

Requerimientos

Modelo Conceptual

Definición BD

Compilador DDL

Uso de la BD

Aplicación

Consulta

Traductor DML

DBMS

BD Lógica

BD Física

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1.3.3. Beneficios de usar el enfoque de base de datos • Mínima redundancia de datos (la redundancia es controlada) • Consistencia de datos (si existe redundancia, se modifican todos los registros donde está el dato) • Integración de datos (los datos son organizados de una manera lógica que permite definir los relacionamientos entre ellos) • Compartir datos (permite concurrencia, aunque bajo ciertas restricciones)

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1.3.3. Beneficios de usar el enfoque de base de datos • Esfuerzo por estandarización (se establece la función de administración de datos) • Facilita el desarrollo de aplicaciones (el programador no necesita cargar con las tareas de diseño, construcción y mantención de archivos maestros) • Controles de seguridad, privacidad e integridad (se establece la función de administración de datos)

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1.3.3. Beneficios de usar el enfoque de base de datos • Flexibilidad en el acceso (múltiples trayectorias de recuperación de cada dato, satisfacción de requerimientos ad-hoc mediante SQL) • Independencia de los datos (separación de las descripciones de datos de los programas de aplicaciones que usan los datos) • Reducción de la mantención de programas (como los datos son independientes de los programas se reduce la necesidad de modificar los programas)

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1.3.4. Riesgos al usar el enfoque de base de datos • Personal especializado (convertir sistemas existentes, desarrollar y estimar nuevos estándares de programación, diseñar bases de datos y administrar al nuevo equipo de personas) • Necesidad de respaldos (tener mínima redundancia, puede llevar a problemas al no contar con copias de datos que sirvan de respaldo)

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1.3.4. Riesgos al usar el enfoque de base de datos • Problemas al compartir datos (se exige sincronización de datos en acceso concurrente y detección de bloqueos por interferencias) • Conflicto organizacional (al compartir datos se exige un consenso en la definición, la propiedad y responsabilidad por la exactitud de éstos)

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1.3.5. Tipos de sistemas de información • Los sistemas de información (y las bases de datos) deben satisfacer los requerimientos de información de todos los niveles de la organización (operacional, táctico y estratégico) • Los requerimientos en los distintos niveles son bastantes diferentes • Estos niveles se caracterizan por la decisión que apoyan, el tipo de decisión, el modelo usado para apoyar tal decisión y el tipo de información que requieren

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1.3.5. Tipos de sistemas de información Características

Nivel estratégico

Nivel táctico

Decisión que apoya

Planificación a largo Control gerencial plazo

Control operacional

Tipo de decisión

No estructurada

Semi estructurada

Estructurada

Modelo más usado

Predictivo

Descriptivo

Nominativo

Fuente

Medio ambiente

Registros internos

Operación interna

Exactitud

Razonable

Buena

Exacta

Amplitud

Resumida

Detallada

Muy detallada

Frecuencia

A solicitud

Periódica

Tiempo real

Rango de tiempo

Años

Años

Meses

Uso

Predicción

Control

Acción diaria

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Nivel operacional

1.3.5. Tipos de sistemas de información • Sistemas de información operacionales o TPS (Transaction Processing Systems), que apoyan las operaciones diarias de la organización, entregan información detallada en forma oportuna y exacta • Sistemas de apoyo a la toma de decisiones o DSS (Decision Support Systems), buscan apoyar al tomador de decisiones con información y herramientas de análisis

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1.3.5. Tipos de sistemas de información • Sistemas de información administrativos o MIS (Management Information Systems) proveen información requerida por los administradores para planificar y controlar, en general es información resumida, tienden a ser flexibles y de fácil uso (aunque lo común es que solo apoyen la planificación y los procesos de toma de decisiones)

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1.3.5. Tipos de sistemas de información • Un DSS debería incluir: • Un terminal (a menudo un PC) ubicado en la oficina del tomador de decisiones o en otro lugar adecuado • Un DBMS para crear, accesar y mantener archivos o bases de datos locales o distribuidas • Un lenguaje de alto nivel poderoso para recuperar y manipular datos • Herramientas de modelación que permitan evaluar diferentes alternativas de decisión (herramientas como simuladores, planillas de cálculo, gráficadores) Base de Datos - 2009

1.3.5. Tipos de sistemas de información

Computador central DBMS

PC Consulta | Planilla Requerimientos de información

• El tomador de decisiones (PC) se enlaza al computador central para manejar la BD corporativa (datos nivel operacional) • Los datos extraídos pasan al PC donde pueden ser desplegados o almacenados en un archivo o base de datos local

Base de datos

Base de datos corporativas

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Archivo local

1.3.5. Tipos de sistemas de información • Data Warehouse es un almacén donde se pueden depositar los datos de importancia crítica para la toma de decisiones • Un Data Warehouse consiste básicamente de tres componentes: • Herramientas extractoras, de transformación y carga para los datos operacionales y fuentes externas • Un Warehouse (almacén) para almacenar los datos seleccionados • Herramientas para referenciar y analizar los datos contenidos en el Warehouse Base de Datos - 2009

1.3.5. Tipos de sistemas de información • Los datos básicos de una organización son transformados, integrados y cargados en el Data Warehouse de una forma tal que tenga sentido para el tomador de decisiones • El Data Warehouse trata de resolver la problemática que tienen las empresas en el análisis rápido de situaciones, la integración de datos procedente de diversas fuentes, el contar con una perspectiva histórica de los datos y el aprovechamiento óptimo de la información organizacional, apoyándose para ello en un proceso actualmente conocido como Data Mining Base de Datos - 2009

1.3.5. Tipos de sistemas de información • Los sistemas de información, en general, son clasificables en: • Orientados a las transacciones, como los TPS y MIS apoyados en datos relacionales (del tipo OLTP, On Line Transaction Processing) • Orientados a analizar temas de interés específico del tomador de decisiones, como el Data Warehouse (del tipo OLAP, On Line Analytic Processing, o del tipo ROLAP, Relational On Line Analytic Processing)

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