EL FUTURO DE LAS BASES DE DATOS

1
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INFORMÁTICA MAGÍSTER EN INGENIERÍA INFORMÁTICA
BASES DE DATOS MODERNAS
Dra. Angélica Urrutia Sepúlveda
2
EL FUTURO DE LAS BASES DE DATOS
INDICE
1.- EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BASES DE
DATOS 2.- BASES DE DATOS ACTIVAS 3.- REGLAS DE
NEGOCIO PARA DISEÑO DE BASES DE DATOS 4.- OTROS
TIPOS DE BASES DE DATOS
3
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BASES DE DATOS
4
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
INTRODUCCION
TECNOLOGÍA DE LAS BASES DE DATOS
. Excepcional productividad . Impresionante
impacto económico . Grandes inversiones -
Aplicaciones desarrolladas con SGBD -
Investigación y Desarrollo - Marketing
LAS BASES DE DATOS SE HAN CONVERTIDO EN UN
PRODUCTO ESTRATÉGICO DE PRIMER ORDEN
5
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
EV. GESTION DE DATOS
- PROCESOS DATOS - GENERACIONES DE BASES DE
DATOS 1ª SGBD EN RED 2ª SGBD
RELACIONALES 3ª SGBD INTELIGENTES, ACTIVOS,
ORIENTADOS A OBJETOS, ...
6
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
EV. GESTION DE DATOS
3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS
Proporciona capacidades de gestión de datos al
igual que sus predecesoras, permitiendo que
grandes cantidades de datos persistentes sean
compartidos por muchos usuarios. También
proporcionan gestión de objetos, permitiendo
tipos de datos muchos más complejos, objetos
multimedia, datos derivados, encapsulamiento de
la semántica de los datos, así como otras nuevas
capacidades. Algunos proporcionan incluso gestión
de conocimiento, soportando un gran número de
reglas complejas para inferencia automática de
información y mantener las restricciones de
integridad entre datos
Cattell (1991)
7
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
EV. GESTION DE DATOS
3ª GENERACIÓN DE BASES DE DATOS
Gestiona información de una manera natural,
haciendo esta información fácil de almacenar,
acceder y utilizar. Es necesario - Un fuerte
soporte para texto, imagen, voz, animación y
vídeo - Un modelo de bases de datos orientado al
objeto - Un soporte de reglas declarativas para
expresar las interrelaciones semánticas entre
objetos
Khoshafian et al. (1990)
8
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
NUEVOS RETOS
CAMBIOS EN EL ENTORNO EMPRESARIAL
Keen (1985)
- Flexibilidad organizacional - Adaptación al
cambio - Cobertura - Extensiones inter-empresa -
Cooperaciones y alianzas - Procesos integrados -
Gestión integrada y consistente
EMPRESA ABIERTA
9
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
NUEVOS RETOS
HARDWARE Y COMUNICACIONES
- LEYES DE LA EVOLUCIÓN DEL HARDWARE - Ley de
Moore - Ley de Hoagland - Ley de Joy -
Predicción de Gray - MÁQUINAS PARALELAS -
TÉCNICAS DE COMPRESIÓN - DISPOSITIVOS DE
ALMACENAMIENTO ÓPTICO - DIGITALIZADORES DE AUDIO
Y VÍDEO
10
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
NUEVOS RETOS
DATOS MAL GESTIONADOS
Zachman (1996)
- El 70 de los informes se utilizan para volver
a introducir datos en bases de datos - 80/90 del
tiempo se dedica al mantenimiento - 60/70 se
dedica a mantener interfaces y transformar datos
de una base a otra - 100M a parchear progs.
por errores al pasar datos - 70 de las líneas de
código sólo mueven datos - 20/40 de toda la mano
de obra de EEUU se dedica a recoger, almacenar,
recuperar, ... información
11
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
LÍNEAS DE EVOLUCIÓN
FACTORES CLAVE
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
APLICACIONES PRÁCTICAS
PRODUCTOS
12
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
LÍNEAS DE EVOLUCIÓN
FUNCIONALIDAD/ INTELIGENCIA
RENDIMIENTO
BD
DISTRIBUCIÓN/ INTEGRACIÓN
13
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
LÍNEAS DE EVOLUCIÓN
RENDIMIENTO
- BD PARALELAS - BD EN TIEMPO REAL - BD EN
MEMORIA PRINCIPAL
14
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
LÍNEAS DE EVOLUCIÓN
DISTRIBUCIÓN
- BD DISTRIBUIDAS - BD FEDERADAS - MULTIBASES
DE DATOS - BD MÓVILES - BD Y WEB
15
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
LÍNEAS DE EVOLUCIÓN
INTELIGENCIA
- BD ACTIVAS - BD DEDUCTIVAS - BD ORIENTADAS A
OBJETOS - BD MULTIMEDIA - BD TEMPORALES - BD
SEGURAS - BD DIFUSAS
16
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
MADUREZ
PLANO CIENTÍFICO
PLANO COMERCIAL
PLANO INDUSTRIAL
17
EVOLUCIÓN Y TENDENCIAS DE LAS BD
MADUREZ
Difusas

-
-
Dist. homogéneas



Federadas


-
Multibases de datos


-
Móviles

-
-
Datawarehousing



18
BASES DE DATOS ACTIVAS
PORTADA
BASES DE DATOS ACTIVAS
19
BASES DE DATOS ACTIVAS
INTRODUCCIÓN
SGBD ACTIVO

• Cuando se producen ciertas condiciones ejecuta de
  forma
• automática ciertas acciones.

• Debe ser capaz de monitorizar y reaccionar ante
  eventos
• de manera oportuna y eficiente.

SGBD DEDUCTIVO

• Capaz de deducir hechos adicionales a partir de
  la base
• de datos extensional aplicando axiomas
  deductivos y
• reglas de inferencia.

20
BASES DE DATOS ACTIVAS
INTRODUCCIÓN
SGBD PASIVO
sentencias SQL
optimizador consultas
APLICACION
resultado
procesador consultas
datos
21
BASES DE DATOS ACTIVAS
INTRODUCCIÓN
SGBD ACTIVO
optimizador reglas
prog. de reglas
APLICACION
gestión eventos
procesador consultas
datos
reglas
22
BASES DE DATOS ACTIVAS
INTRODUCCIÓN
VENTAJAS

• Mayor productividad
• Mejor mantenimiento
• Reutilización de código
• Reducción del tráfico de mensajes
• Posibilidad de optimización semántica
• Facilitar el acceso a la BD a usuarios finales

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BASES DE DATOS ACTIVAS
INTRODUCCIÓN
APLICACIONES
KOTZ (1994)

• Monitorización de Situaciones (Banco)

• Gestión de Flujos de Trabajo

• Gestión de Documentos

• Telecomunicaciones/Gestión de Redes

• Gestión Comercial

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BASES DE DATOS ACTIVAS
INTRODUCCIÓN
UTILIDAD EN SGBD
- INSTANTÁNEAS - DATOS DERIVADOS - REGLAS DE
INTEGRIDAD - SEGURIDAD Y AUDITORÍA - GESTIÓN DE
VERSIONES
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BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
COMPONENTES
Paton y Díaz (1998)
MODELO DE CONOCIMIENTO

• Describe la situación y la reacción
  correspondiente

MODELO DE EJECUCION

• Realiza un seguimiento de la situación y
  gestiona
• el comportamiento activo

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BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE CONOCIMIENTO
EVENTO

• FUENTE (operación, envío de mensajes, gestión
  de
• transacciones, excepciones, reloj, aplicación...)

• GRANULARIDAD (registro, conjunto)

• TIPO DE EVENTO (primitivo, compuesto)

• PAPEL (obligatorio, opcional, ninguno)

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BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
TIPOS DE REGLAS

• REGLAS DE INTEGRIDAD
• REGLAS DE INTEGRIDAD REFERENCIAL
• REGLAS DEL NEGOCIO
• REGLAS DE MODELO DE DATOS
• REGLAS DE RELACION
• REGLAS DE DERIVACION
• REGLAS DE RESTRICCION
• REGLAS DE FLUJO

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BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE CONOCIMIENTO
CONDICIÓN

• PAPEL (obligatorio, opcional, ninguno)

• AMBITO

• Sobre parámetros del evento
• Sobre estado de la BD

• Al comienzo de la transacción (BDT)

• Cuando ocurrió el evento (BDE)

• Cuando se evalúa la condición (BDc)

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BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE CONOCIMIENTO
ACCIÓN

• OPCIONES (operación, envío de mensajes,
  actualización de
• reglas, abortar transacción, hacer en lugar
  de,
• externo)

• AMBITO

• Al comienzo de la transacción (BDT)

• Cuando ocurrió el evento (BDE)

• Cuando se evalúa la condición (BDc)

30
BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE EJECUCION
MODOS DE ACOPLAMIENTO
FUENTE DE EVENTOS
OCURRENCIA DE EVENTOS
REGLAS DISPARADAS
REGLAS EVALUADAS
REGLAS SELECCIONADAS
señalar
disparar
evaluar
planificar
ejecutar
Modo de acoplamiento evento-condición
Modo de acoplamiento condición-acción
31
BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE ACOPLAMIENTO INMEDIATO
32
Algoritmo de acoplamiento Condición-acción de
tipo inmediato
33
BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE ACOPLAMIENTO DIFERIDO
INICIO DE TRANSACCION
EVENTO
EJEC. ACCION
EVALU. CONDICI.
FIN DE TRANSACCION
34
BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO
INICIO DE TRANSACCION T1
INICIO DE TRANSACCION T2
EVENTO
EVALU. CONDICI.
EJEC. ACCION
FIN DE TRANSACCION T1
FIN DE TRANSACCION T2
35
BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE ACOPLAMIENTO DESPRENDIDO CON
DEPENDENCIA CAUSAL
INICIO DE TRANSACCION T1
INICIO DE TRANSACCION T2
EVENTO
EVALU. CONDICI.
EJEC. ACCION
FIN DE TRANSACCION T1
FIN DE TRANSACCION T2
36
BASES DE DATOS ACTIVAS
COMPONENTES
MODELO DE EJECUCION

• GRANULARIDAD DE LA TRANSICION (registro,
  conjunto)

• PRIORIDAD (dinámica, numérica, relativa, basada
  en eventos, ninguna)

• POLITICA DE EFECTOS NETO (sí, no)

• POLITICA DE CONSUMO (reciente, cronológica,
  continua, acumulativa)

• MODO DE PLANIFICACION (paralelo, secuencial,
  saturación, ninguno)

• MODO DE GESTION DE ERRORES (abortar, ignorar,
  retroceder
• 
  y contingencia)

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BASES DE DATOS ACTIVAS
PRODUCTOS
INTERBASE
DEFINE TRIGGER disparador FOR relación ACTIVE
INACTIVE PRE POST STORE MODIFY
ERASE nº_de_secuencia acción-disparador END
TRIGGER lista_descripción_mensaje
comentarios_textuales
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BASES DE DATOS ACTIVAS
PRODUCTOS
POSTGRES
DEFINE RULE regla AS EXCEPTION TO regla ON
evento TO objeto cláusula FROM cláusula
WHERE THEN DO INSTEAD acción DEFINE RULESET
conjunto_reglas INHERITS conjunto_reglas
guión_inicial procedimiento
guión_eliminación procedimiento
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BASES DE DATOS ACTIVAS
PRODUCTOS
SQL 3
CREATE TRIGGER disparador AFTER BEFORE
INSTEAD OF INSERT DELETE UPDATE OF
ATRIBUTOS ON tabla REFERENCING OLD AS id NEW
AS id REFERENCING OLD_TABLE AS id NEW_TABLE AS
id WHEN condición acciones BD FOR EACH ROW
STATEMENT
40
BASES DE DATOS ACTIVAS
MANIFIESTO
Manifiesto de los SGBDA
ACTNET (1996)
Características de los SGBDA Un SGBDA es un
SGBD Un SGBDA tiene un modelo de reglas ECA Un
SGBDA debe soportar la gestión de reglas y
la evolución de la base de reglas
Características de ejecución de reglas ECA Un
SGBDA tiene un modelo de ejecución Un SGBDA debe
ofrecer difs. modelos de acoplamiento
41
BASES DE DATOS ACTIVAS
MANIFIESTO
Manifiesto de los SGBDA
ACTNET (1996)
Un SGBDA debe implementar modos de consumo Un
SGBDA debe gestionar la historia de eventos Un
SGBDA debe implementar resolución de conflictos
Características de aplicación y usabilidad Un
SGBDA debería poseer un entorno de
programación Un SGBD A debería ser ajustable
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BASES DE DATOS ACTIVAS
PROBLEMAS
PROBLEMAS
Dudley (1994)
B1
UPDATE B1 SET y y 1
X Y
Luis 1 María 2 Paco
3
CREATE TRIGGER pasar-curso AFTER UPDATE ON B1 FOR
EACH ROW BEGIN UPDATE B2 SET y y 1 WHERE
y OLD.y END
B2
X Y
Luis 1 María 2 Paco
3
43
Ejemplo Comprobación de la integridad
-        Figura 2.10 Modelo relacional de
comprobación de integridad Se muestra un
modelo relacional y su correspondiente forma de
guardar la integridad de los datos
44
Ejemplo Trigger de comprobación de Integridad
Los profesores que imparten la asignatura del
código EST1 deben ser del departamento de
estadística
45
Ejemplo Trigger de Reglas de Funcionamiento de
la Organización
" Cuando la cantidad en almacén de una pieza
esté por debajo de la cantidad mínima
establecida, se debe lanzar un orden de
producción para asegurar la cantidad mínima de la
pieza en el almacén",
46
Ejemplo Pantalla de Eventos
    Figura 5.7 Pantalla de Eventos
47
Ejemplo Modelo de eventos
48
Ejemplo Modelo condición
49
Ejemplo Modelo acción
50
Ejemplo Modelo Evento
51
REGLAS DEL NEGOCIO
PORTADA
REGLAS DEL NEGOCIO
52
REGLAS DEL NEGOCIO
INTRODUCCIÓN
ANALISIS ESTRUCTURADO
INGENIERIA DE LA INFORMACION
ORIENTACION AL OBJETO
REGLAS DEL NEGOCIO
REGLA DEL NEGOCIO
PROCESOS
INFORMACION
OBJETO
ALMACEN DE DATOS
PROCESOS
ATRIBUTOS
ENTIDADES
ENTIDADES
ATRIBUTOS
SERVICIOS
DATOS
PROCESO DE LA REGLA
ATRIBUTOS
1970
1990
2000
1980
53
REGLAS DEL NEGOCIO
INTRODUCCIÓN

• Enlazar las necesidades de la empresa y el
  sistema de información
• Validar el modelo de la empresa
• Facilitar compartir datos
• Ahorrar costes de desarrollo

CONVERTIR LA INFORMACIÓN EN UN ACTIVO DE LA
EMPRESA
54
REGLAS DEL NEGOCIO
CICLO DE VIDA
ADQUISICION
ANALISIS
ESTUDIO PREVIO
reglas
DATOS PROC. RED.
CLASIFICACION Y ALMACENAMIENTO
MODELADO
VALIDACION
55
REGLAS DEL NEGOCIO
CONCLUSIONES
Debe ser nuestro trabajo liberar las reglas de
negocio. La empresa necesita acceder a las reglas
para poder aprender de ellas, comportarse de
acuerdo a las mismas, desafiarlas y hacerlas
evolucionar con el fin de encontrar oportunidades
de negocio". VON HALLE (1996)
56
REGLAS DEL NEGOCIO
CONCLUSIONES
57
Otros tipos de Bases de Datos
58
Interconectar, Integrar o Interoperar?

• Interconectar conectar a nivel de hardware
  distintos sistemas entre sí. El objetivo de una
• interconexión es intercambiar información.
• Integrar unificar la información que se
  encuentre replicada resolviendo posibles
  conflictos de heterogeneidad entre las diferentes
  fuentes de origen de la información.
• Interoperar se refiere no sólo a integrar
  información sino también a integrar
  funcionalidades.

59
DBMS distribuídos y heterogéneos
Lenguajes para Multiple-DBMS
DBMS Federados
DDBMS
DBMS Distribuídos y Heterogéneos
Esquema Global para Multiple-DBMS
Sistemas Interoperables
60
Esquema Global
Integración completa de varias DBMS para
proveer una vista única. SP94
Esquema Global
Esquema local 1
Esquema local 2
Esquema local n
BD2
BD1
BDn

• Ventajas
• Consistencia
• Vista y acceso uniforme a datos
• Distribución transparente al usuario.

• Desventajas
• Pobre autonomía
• Pobre automatización

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Bases de Datos Federadas (FDBS)
FDBS Una colección de sistemas de bases de datos
independientes, cooperativos, posiblemente
heterogéneos, que son autónomos y que permiten
compartir todos o algunos de sus datos. SL90
FDBS
Componente DBS 2
Componente DBS n
DBMS 2 (distribuido)
DBMS n (otro FDBS )
BD2-1
BD2-2
62
Arquitectura de 5 Niveles FDBS
Version 1
Esquema Externo
Esquema Externo
Esquema Federado
Esquema de Exportación 1
Esquema de Exportación 2
Common Data Model
Esquema Componente 1
Esquema Componente 2
Esquema Local 1
Esquema Local 2
DB1
DB2
63
Arquitectura de 5 Niveles FDBS (III)
Version 2
Esquema Externo
Esquema Externo
Esquema Federado
64
Sistemas Interoperables

• Características
• Componentes locales son cualquier tipo de datos.
• Son los sistemas más débilmente acoplados
• No soportan todas las funciones de DBMS

Sistema Interoperable
Componente DBS 1
Componente n
DBMS 1 (centralizado)
Sistemas legados
BD1