Gestión de Bases de Datos

Descripción

“El presente manual pretende ser un manual de aprendizaje del modelado conceptual y del diseño de bases de datos relacionales. En ella, el lector
encontrará una introducción al modelado conceptual de datos, al modelo relacional y a la transformación de los esquemas conceptuales en esquemas relacionales. Se completa el diseño de esquemas relacionales estudiando la teoría de la normalización, inherente al modelo relacional.
También, se cubre la parte dinámica del modelo relacional, comenzando con el estudio del álgebra relacional como herramienta para manejar esquemas relacionales y como base para el lenguaje de consulta por excelencia en el modelo relacional: el lenguaje SQL.
El libro termina con el estudio de los problemas de los accesos concurrentes a las bases de datos relacionales y la solución propuesta para resolverlos: el procesamiento de transacciones.”

Es profesor titular en la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), Santiago, Chile. Anteriormente, fue profesor titular y jefe del Departamento de Ciencias de la Computación, en la Universidad de Concepción, Chile, donde también fue fundador y director del Laboratorio de Inteligencia Artificial (2004-2016). Fue profesor asistente en la Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM, Valparaíso, Chile), y profesor en la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. Obtuvo un doctorado en Inteligencia Artificial de la Universidad de Edimburgo, Escocia (Reino Unido), y un B.Eng y M.Eng en Ciencias de la Computación de UTFSM. En los últimos 25 años, ha estado involucrado en la docencia, investigación y consultoría en Chile y universidades y centros de investigación en todo el mundo. También ha liderado varios proyectos científicos y tecnológicos financiados por agencias nacionales e internacionales, y empresas privadas.

En 2010, recibió el Premio ACM Senior Member por sus contribuciones internacionales a las ciencias de la computación en el lado científico y práctico.
Está activamente involucrado en investigación básica y aplicada en las áreas de Procesamiento del Lenguaje Natural, Minería de Textos, Aprendizaje Automático e Inteligencia Artificial. Parte de su investigación se ha aplicado actualmente para abordar problemas complejos en empresas privadas, incluido el análisis y la minería inteligente de textos, modelos predictivos para la detección de fraudes, minería de opiniones, interfaces inteligentes y sistemas de preguntas y respuestas.

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
1.1 ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LAS BASES DE DATOS
1.2 CONCEPTO DE BASE DE DATOS. OBJETIVOS
1.2.1 Sistemas orientados al Proceso
1.3 INDEPENDENCIA DE LOS DATOS. ARQUITECTURA
1.3.1 Tipos de independencia
1.4 SISTEMA DE GESTIÓN DE BASES DE DATOS
1.5 BENEFICIOS DE LAS BASES DE DATOS
1.6 INCONVENIENTES DE LAS BASES DE DATOS

CAPÍTULO 2. MODELOS DE DATOS
2.1 MODELOS DEL ANÁLISIS (I)
2.2 OBJETIVOS DE LOS MODELOS DE DATOS
2.3 ESQUEMA
2.4 ESQUEMA VS. EJEMPLAR
2.5 COMPONENTES DE UN MODELO DE DATOS
2.5.1 Estática
2.5.2 Dinámica
2.6 TIPOS DE MODELOS DE DATOS
2.6.1 Primitivos
2.6.2 Clásicos
2.7 DIFERENCIAS ENTRE LOS MODELOS SEMÁNTICOS
2.7.1 Semánticos
2.7.2 Clásicos
2.7.3 Modelo Jerárquico
2.7.4 Modelo en Red CODASYL
2.8 CARACTERIZACIÓN DE LOS LENGUAJES DE DATOS

CAPÍTULO 3. MODELO ENTIDAD / INTERRELACIÓN
3.1 PRESENTACIÓN DEL MODELO
3.2 ELEMENTOS DEL MODELO
3.2.1 Entidad
3.2.2 Interrelación
3.2.3 Dominio
3.2.4 Atributo
3.3 RESTRICCIONES INHERENTES
3.3.1 Restricciones de integridad estática
3.4 IDENTIFICADORES
3.4.1 Cardinalidades de atributos
3.4.2 Cardinalidad
3.4.3 Dependencia en existencia y en identificación
3.5 CONTROL DE REDUNDANCIA
3.6 INTERRELACIONES N-ARIAS
3.6.1 Cardinalidad en interrelaciones n–arias
3.7 GENERALIZACIÓN
3.7.1 Características.
3.8 EL TIEMPO EN EL MODELO E/R

CAPÍTULO 4. DISEÑO DE BASES DE DATOS RELACIONALES: EL MODELO RELACIONAL
OBJETIVOS
4.1 INTRODUCCIÓN
4.1.1 Reseña histórica
4.2 ELEMENTOS BÁSICOS
4.2.1 Dominios
4.2.2 Elementos básicos: relaciones
4.3 CLASES DE RELACIONES
4.3.1 Relaciones derivadas
4.4 CLAVES
4.4.1 Claves Candidatas
4.4.2 Claves Ajenas
4.5 RESTRICCIONES
4.5.1 Inherentes
4.5.2 Semánticas
4.6 ESQUEMAS RELACIONALES
4.7 SGBDR.
4.7.1 El MR y la arquitectura ANSI
4.7.2 Reglas de Codd
4.7.3 Tratamiento de valores nulos

CAPÍTULO 5. EL MODELO RELACIONAL. ESTÁTICA TRANSFORMACIÓN DE ESQUEMAS E/R A ESQUEMAS RELACIONALES
5.1 MODELO LÓGICO DE DATOS. OBTENCIÓN MODELO LÓGICO DE DATOS (MLD) A PARTIR DEL MODELO CONCEPTUAL DE DATOS
5.1.1 Etapas del diseño lógico

5.1.2 Transformación del esquema conceptual al lógico
5.1.3 Reglas de transformación
5.2 DEFINICIÓN DE OBJETOS EN EL MODELO RELACIONAL
INTRODUCCIÓN AL DDL DEL SQL
5.2.1 Creación de dominios
5.2.2 Tipos de datos
5.2.3 Tipos de datos de usuario: Sentencia CREATE DATATYPE
5.2.4 Creación de relaciones (Tablas): CREATE TABLE
5.2.5 Descripción
5.2.6 Restricciones de tabla
5.2.7 Restricciones de columna
5.2.8 Restricciones de integridad
5.2.9 Creación de índices: CREATE INDEX
5.2.10 Modificación de la estructura de una tabla: ALTER TAB
5.2.11 Borrado de objetos: DROP
5.2.12 Desencadenadores (Triggers)

CAPÍTULO 6. DISEÑO EN EL MODELO RELACIONAL.
6.1 INTRODUCCIÓN
6.2 TEORÍA DE LA NORMALIZACIÓN
6.2.1 La aproximación por descomposición
6.2.2 Operaciones básicas sobre relaciones
6.3 FORMAS NORMALES
6.3.1 Normalización, enfoque intuitivo
6.3.2 Concepto de dependencia funcional
6.3.3 Esquemas de relación
6.3.4 Propiedades de las dependencias funcionales
6.3.5 Tipos de dependencias funcionales
6.3.6 Diagrama de dependencias funcionales
6.3.7 Claves
6.3.8 Algoritmo de Ullman para el cálculo del cierre
6.3.9 Cálculo de Claves
6.4 NORMALIZACIÓN BASADA EN DEPENDENCIAS FUNCIONALES.1
6.4.1 Segunda forma normal (2FN)
6.4.2 Tercera forma normal (3FN)
6.4.3 Forma normal de Boyce y Codd (FNBC)
6.5 OTRAS DEPENDENCIAS Y FORMAS NORMALES
6.5.1 Dependencias multivaluadas y 4FN
6.5.2 Definición de dependencia multivaluada
6.5.3 Definición de 4FN
6.5.4 Dependencias de reuniones y 5FN
6.5.5 Definición de dependencia de reunión
6.5.6 Ejemplo de dependencia de reunión
6.5.7 Dependencias multivaluadas y dependencias de reunión
6.5.8 Definición de 5FN
6.5.9 Ejemplos y observaciones
6.6 BIBLIOGRAFÍA

CAPÍTULO 7. DINÁMICA DEL MODELO RELACIONAL
7.1 INTRODUCCIÓN
7.2 ÁLGEBRA RELACIONAL
7.2.1 Operaciones tradicionales de conjuntos
7.2.2 Operaciones relacionales especiales
7.2.3 Operadores primitivos
7.2.4 Operadores derivados
7.3 OPERACIONES DE ASIGNACIÓN Y DE RENOMBRADO DE ATRIBUTOS
7.4 OPERADORES PRIMITIVOS
7.4.1 Unarios.
7.4.2 Restricción
7.4.3 Proyección
7.4.4 Binarios
7.4.5 Unión
7.4.6 Diferencia
7.4.7 Producto cartesiano
7.5 PROPIEDADES DE LOS OPERADORES PRIMITIVOS
7.6 OPERADORES DERIVADOS
7.6.1 Reunión theta
7.6.2 Reunión natural
7.6.3 Intersección
7.6.4 División
7.7 RESUMEN DE OPERADORES
7.8 REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA

CAPÍTULO 8. TABLAS UTILIZADAS EN LOS EJEMPLOS
8.1 TABLAS UTILIZADAS EN LOS EJEMPLOS
8.1.1 Sentencias de creación de las tablas
8.1.2 Contenido de las tablas
8.2 SQL
8.2.1 Formato básico de la sentencia SELECT
8.2.2 Eliminación de filas repetidas
8.2.3 Expresiones
8.2.4 Predicados
8.2.5 Sentencias subordinadas
8.2.6 Predicados propios de SQL
8.2.7 Funciones de columnas
8.2.8 Funciones colectivas
8.2.9 Reglas y formatos de las funciones colectivas
8.2.10 Consultas con agrupamiento de filas
8.2.11 Sentencia Select con agrupamiento de filas
8.2.12 Consultas sobre varias tablas
8.2.13 Operación de reunión (Join)
8.2.14 Sentencias subordinadas
8.2.15 Consultas correlacionadas
8.3 EJERCICIOS
8.3.1 Composición de consultas
8.3.2 Creación de vistas
8.4 INSERCIÓN, MODIFICACIÓN Y BORRADO DE INFORMACIÓN
8.4.1 Inserción, modificación y borrado de información en vi
8.5 SEGURIDAD
8.5.1 Sentencias GRANT y REVOKE

CAPÍTULO 9. PROCESAMIENTO DE TRANSACCIONES
9.1 EL PROBLEMA
9.1.1 Concepto
9.1.2 Propiedades de las transacciones
9.2 CONTROL DE LAS TRANSACCIONES
9.2.1 Definición de transacción en SQL
9.2.2 Inicio de transacciones
9.2.3 Finalización de transacciones
9.3 MODELOS DE TRANSACCIÓN
9.3.1 El modelo del transacción ANSI/ISO
9.3.2 Otros modelos de transacciones
9.4 TRANSACCIONES Y PROCESAMIENTO MULTIUSUARIO

9.5 PLANIFICACIONES
9.5.1 Planificaciones en serie y en paralelo
9.5.2 Cuatro problemas de la concurrencia
9.6 GARANTÍA DE CONSISTENCIA
9.6.1 Recuperabilidad
9.6.2 Planificaciones recuperables
9.6.3 Planificaciones que evitan abortos en cascada
9.6.4 Conflicto en planificaciones serializables
9.6.5 Serializabilidad de vistas
9.6.6 Pruebas de serializabilidad
9.7 CONTROL DE CONCURRENCIA
9.7.1 Cerramiento o bloqueo (Locking)
9.7.2 Control de concurrencia optimista y pesimista
9.8 CERRAMIENTO (LOCKING)
9.8.1 Granularidad de los bloqueos
9.8.2 Cierres compartidos y exclusivos
9.8.3 Interbloqueos
9.8.4 Técnicas avanzadas de cerramiento
9.8.5 Cerramiento explícito
9.8.6 Niveles de aislamiento (Niveles de Consistencia)
9.8.7 Parámetros de cerramiento
9.9 PROTOCOLOS BASADOS EN MARCAS TEMPORALES
9.9.1 Hora de entrada
9.9.2 Protocolo de ordenación por hora de entrada
9.10 LAS OPERACIONES INSERTAR Y BORRAR
9.10.1 Borrado
9.10.2 Inserción
9.11 RECUPERACIÓN
9.11.1 Clasificación de fallos
9.11.2 La jerarquía de almacenamiento
9.11.3 Recuperación basada en bitácora
9.11.4 Gestión de registros intermedios