02.BD.INTR.Sistemes gestors de bases de dades

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Sistemes gestors de bases de dades (SGBD)

Autor: Miquel Boada Artigas

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 1 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Sistemes gestors de bases de dades

Introducció.........................................................................................................................3 Característiques dels sistemes gestors de bases de dades...........................................3 Execució de transaccions...........................................................................................4 Abstracció de dades...................................................................................................4 Nivell extern (View)................................................................................................4 Nivell conceptual (Schema)....................................................................................4 Nivell intern (Physical)............................................................................................4 Nivell físic...............................................................................................................5 Eines sistemes gestors de bases de dades....................................................................5 Tipus de bases de dades................................................................................................6 Tipus d'usuaris...............................................................................................................7 Usuari administrador..................................................................................................7 Usuari analista/programador......................................................................................7 Usuari final.................................................................................................................7 Llenguatges SGBD.........................................................................................................8 Data description language (DDL)...............................................................................8 Data control language (DCL)......................................................................................8 Data manipulation language (DML)...........................................................................8 Coherència en les dades................................................................................................9 Webgrafia........................................................................................................................10

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 2 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Introducció Com es pot deduir dels diferents tipus d'organització dels fitxers, dels sistemes de cerca de la informació ... montar un sistema per a treballar amb una base de dades seria com crear el sistema operatiu d'un ordinador: una feinada inacabable! Per sort, en el mercat hi ha diferents programes òptims per a treballar amb bases de dades. Alguns d'aquests són totalment lliures: MySQL, PostgreSQL,... i altres disposen de versió de pagament: Microsoft SQL Server , Oracle database ... Aquests programes implementen totes les eines necessàries per a gestionar la informació de forma eficient, de forma que el programador «només» cal que envii les instruccions al SGBD per tal que aquest les executi. El programador no necessita saber com les dades estan guardades físicament en el disc, ni l'estructura del fitxer ni cap altre detall intern d'implementació. Imatge 1: Visió general nivells base de dades

Característiques dels sistemes gestors de bases de dades Els sistemes gestors de bases de dades als quals es referencia en aquest apartat són els que implementen el model relacional. Per tant, les característiques aplicables al model relacional o són també als gestors de bases de dades. Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 3 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Execució de transaccions Un sistema gestor de base de dades treballa mitjançant transaccions. Les transaccions poden ser simples instruccions, insertar o modificar una determinada informació, o vàries instruccions que s'han d'executar com a una unitat. El sistema gestor de base de dades és el responsable de garantir que les operacions no quedaran a mig fer: o bé s'executen en la seva totalitat o bé es cancel·len en la seva totalitat. D'aquesta forma es garanteix que la informació continguda en la base de dades sempre serà coherent.

Abstracció de dades Els sistemes gestors de bases de dades garantitzen l'abstracció de les dades implementant diversos nivells per accedir a la informació. Cada un d'aquests nivells aporta abstracció de dades pel nivell al qual ha estat definit. Tots els nivells d'abstracció del model ANSISAPRC interactuen entre ells amb l'objectiu que la informació arribi de l'usuari al suport d'emmagatzematge i viceversa. Els quatre nivells establerts són: 1. Nivell externes 2. Nivell conceptual 3. Nivell intern 4. Nivell físic

Imatge 2: Arquitectura ANSI-SPARC

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm ons/5/5c/ANSI-SPARC_DB_model.jpg

Nivell extern (View) En aquest nivell es determina com s'han de mostrar les dades a l'usuari. La visió que tingui l'usuari de les dades no ha de coincidir a l'estructura de les dades en la base de dades. Així, per exemple, un usuari pot veure una part de les dades o pot veure dades de diferents orígens com a una unitat. Nivell conceptual (Schema) El nivell conceptual és tal com estan emmagatzemades les dades en el sistema gestor de base de dades. En aquest nivell es determina quina relació hi ha entre les diferents informacions, les restriccions de les dades … Nivell intern (Physical) El nivell intern s'ocupa de com organitzar les dades en el disc, però no s'ocupa del seu emmagatzematge físic (suport on emmagatzemar la informació, pista, sector...). L'emmagatzematge físic en el dispositiu el realitzarà el sistema operatiu en el nivell físic. Algunes de les funcions de les quals és responsable aquest nivell són: 1. Rendiment del sistema gestor de base de dades. 2. Creació d'índexos. 3. Codificació de les dades (accents, símbols especials ...). 4. Gestió de l'espai d'emmagatzematge (reduir la quantitat d'espai necessari).

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 4 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Nivell físic El nivell físic determina com s'emmagatzema la informació físicament en el dispositiu. Aquest nivell depèn del sistema operatiu i simplement intercanvia informació amb el nivell intern de l'arquitectura per tal que aquest pugui gestionar la informació.

Eines sistemes gestors de bases de dades Els sistemes gestors de bases de dades incorporen una gama amplia d'eines per tal que l'administrador de la base de dades o els usuaris programadors puguin utilitzar i gestionar de forma ràpida i eficient la informació. A continuació es citen algunes de les eines més comunes en la majoria dels sistemes gestors de bases de dades. Cal tenir en compte que algunes eines poden ser gràfiques mentre que d'altres caldrà introduir les instruccions per teclat o mixtes: només algunes operacions es poden generar de forma gràfica. ✔ Llenguatge de consulte: eines per a poder fer cerques en la informació. ✔ Generadors d’informes: creació de llistats ✔ Generadors d'aplicacions: generador de codi de programació en diferents llenguatges de programació. ✔ Eines de gestió de copies i recuperació. ✔ Exportació de la informació a diferents formats. ✔ Paquets estadístics.

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 5 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Tipus de bases de dades Les necessitats no són sempre iguals per a tothom. Si un usuari vol una base de dades per emmagatzemar les receptes de cuina, o les pel·lícules està clar que no necessitarà la mateixa base de dades ni les mateixes eines que una gran multinacional! Així, podem diferenciar quatre tipus diferents de bases de dades: 1. Monousuari Són aquelles bases de dades en les quals no cal compartir la informació concurrentment entre diferents persones. Aquest tipus de bases de dades normalment són utilitzades a nivell personal. 2. Centralitzades Tota la informació està emmagatzemada en un únic lloc central, tot i que pot estar distribuida amb diferents discos físics. Aquest tipus de base de dades és multiusuari i, per tant, permet accedir diferents usuaris a la informació de forma concurrent. Les bases de dades centralitzades es caracteritzen per tenir una arquitectura client servidor. Aquesta arquitectura consisteix en què un usuari , des d'un equip remot, envia les peticions a un altre equip (servidor) . El sistema gestor de base de dades del servidor gestiona aquestes peticions i retorna la resposta a la petició realitzada per l'usuari. Un dels problemes de les bases de dades centralitzades és el coll d'ampolla que pot significar la pròpia xarxa de comunicacions o la capacitat del propi servidor si es realitzen moltes peticions a la vegada. 3. Paral·leles o multiprocessador Aquest tipus de base de dades es caracteritza per què el seu software està preparat per a treballar amb varis processadors a la vegada. Per exemple, si cal realitzar una consulta complexe, el software de base de dades pot dividir aquesta consulta en diverses parts i executar aquestes parts a la vegada. Quan tingui el resultat de les diferents parts s'unificarà la informació. 4. Distribuides Les bases de dades distribuides es caracteritzen per què la informació està geogràficament en diferents llocs.

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 6 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Tipus d'usuaris No tots els usuaris són iguals, ni tots els usuaris han de tenir el mateix accés a la informació. Alguns usuaris tenen coneixements tècnics mentre que d'altres usuaris utilitzen el sistema per a obtenir la informació, tot i que necessiten que se'ls hi desenvolupin interfícies gràfiques sencilles per a poder-la obtenir. Per a poder cobrir totes les necessitats de tots els usuaris i no hi hagi interferències entre ells , els sistemes gestors de bases de dades implementen diferents tipus d'usuaris, cada un d'ells amb el seu rol. A part d'aquest grans grups d'usuaris, el sistema permet definir també diverses atribucions «menors» a cada un dels usuaris de forma independent o per grup d'usuaris. En aquest document s'han definit tres grans grups d'usuaris, si bé els SGBD una mica potents incorporen molt més grups o subdivisions d'aquests tres grans grups.

Usuari administrador L'usuari administrador o administradors, si se'n defineix més d'un, són aquells usuaris que fan totes les tasques relacionades amb: ✔ Configuració del SGBD ✔ Configuració i manteniment de les bases de dades ✔ Configurar usuaris i privilegis (què poden fer dins el sistema) ✔ Monitorització del funcionament ✔ Còpies de seguretat ✔ ...

Usuari analista/programador Els usuaris analistes són els encarregats de definir l'estructura que la informació haurà de tenir en la base de dades. Els programadors són els encarregats de: ✔ Disseny de la base de dades ✔ Programació de les restriccions relacionades en la informació ✔ Realització d'interfícies gràfiques i programes per operar amb la base de dades ✔ Programació de consultes ✔ Programació de llistats

Usuari final Els usuaris finals són aquells que necessiten normalment utilitzen les eines desenvolupades per un programador per accedir a la informació. L'usuari final es caracteritza per saber molt bé el que vol, però no té els coneixements tècnics per aconseguir-ho.

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 7 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Llenguatges SGBD Tot i que molts sistemes gestors de bases de dades incorporen eines que ens permeten realitzar tasques més o menys complexes amb les bases de dades, tots ells incorporen una sèrie de llenguatges estàndards que ens permeten interactuar amb el sistema. El coneixement d'aquests llenguatges ens permeten interactuar amb qualsevol sistema gestor de base de dades i no dependre de quines utilitats gràfiques hi ha instal·lades o disposa el sistema gestor de base de dades. Els sistemes gestors de bases de dades incorporen tres llenguatges diferents, cada un d'ells desenvolupat amb una finalitat determinada.

Data description language (DDL) El llenguatge de descripció de dades és el llenguatge que permet crear la pròpia base de dades amb les estructures necessàries per a poder emmagatzemar la informació de forma òptima. Tots els elements que formen part de l'estructura de dades de la base de dades així com la definició d'aquests elements són creats i mantinguts mitjançant les instruccions disponibles en el llenguatge DDL.

Data control language (DCL) El llenguatge de control permet: ✔ Crear i gestionar els usuaris: crear, bloquejar, canviar paraules claus... ✔ Gestionar els seus accesos. ✔ Gestionar els seus privilegis.

Data manipulation language (DML) El llenguatge de manipulació de dades permet la introducció d'informació a la base de dades, la consulta d'aquesta informació i, finalment, la seva modificació o eliminació.

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 8 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Coherència en les dades Quan s'executa una instrucció o un conjunt d'instruccions en un sistema gestor de base de dades es pot donar el cas que l'operació no es pugui dur a terme per a qualsevol motiu: hardware, error de sistema ... Quan això passa, cal que s'executin una sèrie de processos automàtics que garanteixen el restabliment de la informació a un punt que aquesta no sigui incoherent: per exemple, si la meva base de dades guarda informació sobre llogaters i contractes, no pot ser que tingui un contracte sense cap llogater associat. Quan es produeix un error en un procés, bàsicament hi ha dues estratègies ( tot i que múltiples implantacions de la mateixa ) per a deixar les dades en un estat consistent: 1. Processar les operacions restants Alguns sistemes gestors de bases de dades registren les operacions que cal realitzar i l'estat de cada una d'elles. Si no s'han executat totes les operacions de forma correcte, quan es restableix el sistema, s'executen les operacions pendents de forma automàtica. 2. Cancel·lar les operacions realitzades Si les dades abans d'iniciar el procés eren coherents, quan es restableixi el sistema cal tirar endarrera totes les operacions efectuades en el procés per tal que les dades tornin a ser coherents. Els sistemes gestors de bases de dades normalment implementen els dos sistemes i apliquen el mètode més eficient per a cada una de les situacions.

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 9 de 10

Introducció a les bases de dades - Tema 0 – Introducció

Autor: Miquel Boada Artigas

Webgrafia https://www.dlsweb.rmit.edu.au/toolbox/knowmang/content/models/network_model.htm http://osm.cs.byu.edu/CS452/supplements/FileOrg.pdf http://robotica.uv.es/pub/Libro/PDFs/CAPI6.pdf http://www.comphist.org/computing_history/new_page_9.htm https://www.seas.upenn.edu/~zives/03f/cis550/codd.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_relacional#Ventajas

Data última modificació: 30/09/2016

Pàgina 10 de 10