Diseño de base de datos

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

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

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

José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal    x

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

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

 José Rafael Capacho Portilla y Wilson Nieto Bernal    xii

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

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