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Repaso de Base de Datos

 

El Modelo Relacional

El modelo relacional se ha establecido como el principal modelo de datos para las aplicaciones de procesamiento de datos. Los primeros sistemas de bases de datos se basaba en el modelo de red o en el modelo jerárquico. El modelo relacional se utiliza ahora en numerosas aplicaciones fuera del dominio del procesamiento de datos tradicional.

Una base de datos relacional consiste en un conjunto de tablas, a cada una de las cuales se le asigna un nombre exclusivo. En las bases de datos relacional, los datos son almacenados en tablas, llamadas relaciones, cada relación tiene un numero de columnas llamadas atributos y un numero de filas llamados tuplas.  El numero de atributos de la relación es llamado grado, y el numero de tuplas es llamado cardinalidad.

 Este ejemplo muestra la relación Emp (empleados), consiste en 4 atributos ( No_emp, Nom, Edad, No_depto). La relación tiene 5 tuplas, (por Ej.  3, Juan, 27, 1) es una tupla de la relación Emp. El grado de relación de empleados es 4 y la cardinalidad es 5.

Un aspecto importante en la definición del modelo relacional es la consideración de las relaciones como conjuntos de tuplas, como consecuencia:

a) No se puede tener dos tuplas idénticas en la misma relación.

b) Debe estar definido el orden de las tuplas.

Una propiedad importante de algunos atributos, es que en la relación debe haber un atributo llave, es decir que los valores de ese atributo sean únicos para esa relación, y que puedan ser usados para identificar las tuplas de la relación. En la figura de arriba, No_emp es la llave, ya que el numero de empleado es único, porque los demás atributos no pueden serlo?, bueno porque varios empleados pueden tener la misma edad o el mismo nombre o pertenecer al mismo departamento.

Álgebra Relacional

El álgebra relacional es un lenguaje de consulta procedimental. Consta de un conjunto de operaciones que toman como entrada una o dos relaciones y producen como resultado una nueva relación.

A continuación definiremos las 5 operaciones básicas para el álgebra.

Las operaciones selección y proyección se denominan operaciones unarias, porque operan sobre una sola relación.

1) SL, Selección.- Selecciona tuplas que satisfacen un predicado. Se utiliza la letra griega sigma minúscula ( σ  para denotar la selección. El predicado  aparece como subíndice de sigma. La relación del argumento se da entre paréntesis a continuación de sigma. Por tanto, para seleccionar las tuplas de la relación empleados en que el nombre es "Bob"  hay que escribir:

   (σ nom= Bob (emp)

2) PJ, Proyección.- Suponga que desea hacer una lista de todos los empleados con solo algunos atributos (o todos),  la operación proyección permite producir esta relación. La operación proyección es una operación unaria que devuelve su relación de argumentos, excluyendo algunos. La proyección se denota por la letra griega pi (Π ).  Por ejemplo si quiero una lista de los empleados  por nombre y departamento hay que escribir:

  (Π) No_emp,nom,edad (emp)

Es importante recalcar que en cada fragmento debe estar la llave primaria que en este caso es el No_emp.

Las operaciones binarias operan sobre pares de relaciones, estas son: Unión, Diferencia, Producto Cartesiano. Consideremos estas relaciones:

3) U, Unión.- La unión representa a los elementos que están en una u otra relación, consideremos que necesitamos saber los nombres de nuestros clientes de crédito o contado:

(Π) nom(ctes_contado) U (Π) nom(ctes_credito)

Es importante considerar que para realizar una unión entre dos relaciones es necesario que coincida el tipo, tamaño y posición de los atributos. En este ejemplo los atributos de la relación Ctes_contado y Ctes_credito son: Cve_cte, Nom, Cd, No_fact, en ese orden.

4) - Diferencia.- La operación diferencia de conjuntos denotada por el signo menos (-) permite buscar las tuplas que este en una relación pero NO en la otra. Si queremos saber que clientes compran solo de contado:

(Π) nom(ctes_contado) - (Π) nom(ctes_credito)

5) (x) Producto cartesiano.- La operación producto cartesiano, denotada por un aspa (X), permite combinar la información de cualesquiera dos relaciones.  Si quiero saber el nombre de los clientes y el monto de facturación, consideremos las siguientes relaciones:

(Π) nom, monto (Clientes X Facturas)

Para hacer una consulta por la operación producto cartesiano deberán tener un campo en común las dos relaciones, en este caso es No_fact.

De estas operaciones se derivan otras operaciones que son intersección, división, join y semi-join.

** Intersección.-  Esta es una operación adicional y se hace cuando queremos a los elementos que se encuentran en un conjunto y en otro. Ej. Si quiero que me muestre los clientes que tienen crédito y que también pertenecen a la relación clientes de contado.

(Π) nom (ctes_credito) intersección (Π) nom (ctes_contado) 

** División.- La operación división denotada por (/) resulta adecuada para las consultas que incluyen la expresión "para todos". Suponga que se desee hallar a todos los clientes que tienen monto de facturación >1000.

(Π) nom, no_fact (clientes) / (Π) no_fact (monto>1000) (facturas)

** Join (reunión natural).- Es una operación binaria que permite combinar ciertas selecciones y un producto cartesiano en una sola operación. se denota por Jn, forma un producto cartesiano de sus dos argumentos, realiza una selección forzando la igualdad de los atributos que aparecen en ambos esquemas de relación y finalmente elimina los atributos duplicados.

 

 

Repaso de Redes de Computadoras

 

La fusión de las computadoras y las comunicaciones ha tenido una profunda influencia en la forma en que los sistemas de computo se organizan, el concepto de centro de computo como cuarto con una gran computadora a la cual los usuarios traían sus trabajos para procesar es ahora totalmente obsoleto. El viejo modelo de una sola computadora que atendía todas las necesidades de computación de la organización ha sido reemplazado por uno en el cual un gran numero de computadoras separadas pero interconectadas hacen el trabajo. Estos sistemas se llaman redes de computadoras. 

Una red de computadoras es una colección interconectada de computadoras autónomas. Se dice que dos computadoras están interconectadas si son capaces de intercambiar información.

El objetivo principal de una red de computadoras es el de compartir los recursos y la meta es hacer que todos los programas, el equipo y especialmente los datos estén disponibles para cualquiera en la red sin importar la localización física  de los recursos y de los usuarios.  También es de suma importancia lograr una alta confiabilidad al contar con fuentes alternativas de suministro. Por ejemplo todos los archivos podrían replicarse en dos o tres maquinas así, si una de ellas no esta disponible podrían usarse las otras copias, otro aspecto importante es el ahorro de dinero, al construir sistemas compuestos por computadoras personales, una por usuario con los datos guardados en una o mas maquinas servidoras de archivos compartidas. en este modelo, los usuarios se denominan clientes, y el arreglo completo se llama  modelo cliente-servidor, como se ilustra a continuación:

El modelo de referencia OSI

El modelo OSI se basa en una propuesta que desarrollo la Organización Internacional de Normas (ISO, por sus siglas en inglés) como primer paso hacia la estandarización internacional de los protocolos que se usan en las diversas capas. El modelo se llama  modelo de referencia OSI (Open Systems Inteconection, interconexión de sistemas abiertos) puesto que se ocupa de la conexión de sistemas abiertos, esto es, sistemas que están abiertos a la comunicación con otros sistemas. 

 

El modelo OSI tiene 7 capas,  las cuales se detallan a  continuación:

Capa Física

Se encarga de la transmisión de bits por un canal de comunicación de una maquina a  otra. se pueden usar varios medios físicos para la transmisión real. 

Medios de transmisión:  En cualquier red de computadoras los medios de transmisión llevan los datos en forma de señales analógicas o digitales, a través de los nodos de la red. Estas señales pueden estar en forma de:

* Corrientes eléctricas

* Microondas

* Ondas de Radio

* Energía luminosa

Existen los medios de transmisión guiados como:

* Cable de par trenzado

* Cable coaxial

* Fibra Óptica

Y los no guiados como:

* Microonda Terrestre

* Microonda Satelital

* Transmisión Láser

 

Capa de Enlace de Datos

Su tarea principal es tomar un medio de transmisión en bruto y transformarlo en una línea que este libre de errores de transmisión no detectados a la capa de red. Esta tarea se cumple al hacer que el emisor divida los datos de entrada en marcos de datos, que transmita los marcos en forma secuencial y procese los marcos de acuse de recibo que devuelve el receptor.

Capa de Red

Se ocupa de controlar el funcionamiento de la subred. Determina como se encaminan los paquetes de la fuente a su destino y controla el trafico de los mismos.

Capa de Transporte

Su función básica es aceptar datos de la capa de sesión, dividirlos en unidades mas pequeñas si es necesario, pasarlos a la capa de red y asegurar que todos los pedazos lleguen correctamente al otro extremo. 

Capa de Sesión

Esta capa permite a los usuarios de maquinas diferentes establecer sesiones entre ellos, una sesión permite el transporte ordinario de datos, como lo hace la capa de transporte, pero también proporciona servicios mejorados que son útiles en las aplicaciones. Se podría usar una sesión para que el usuario se conecte a un sistema remoto de tiempo compartido o para transferir un archivo entre dos maquinas.

Capa de Presentación

Realiza ciertas funciones que se piden con suficiente frecuencia para  justificar la búsqueda de una solución general, en lugar de dejar que cada usuario resuelva los problemas, es decir que se ocupa de la sintaxis y la semántica de la información que se transmite.

Capa de Aplicación

Elige el servicio apropiado para el proceso (interfase de usuario). Proporciona comunicación entre dos procesos de aplicación, tales como programas de aplicación, aplicaciones de red.

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