METODOLOGÍA PRÁCTICA DE DISEÑO DE BASES DE DATOS Y USO DE DIAGRAMAS UML

EDGAR IVÁN ARIAS MALDONADOINGENIERIA DE SISTEMAS

APLICACIÓNSe implementan en bases de datos cuya

función objetivo esté administrada por:

◦ RDBMS (Sistemas gestores de BD relacionales

◦ODBMS (Sistemas gestores de base de datos orientada a objetos)

◦ORDBMS (Sistemas gestores de base de datos relacionales con objetos)

Sobre todo si son sistemas de procesamiento de transacciones.

HERRAMIENTAS DE DISEÑO

Entre las más populares están:◦Enterprise Architect◦CASE Studio◦Sybase PowerDesigner◦MySQL Workbench◦CA Erwin Data Modeler◦Xcase◦Oracle designer◦Bpwin◦AllFusion Modeling Suite◦ER Studio

EL PAPEL DE LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN EN LAS EMPRESASA comienzos de los 70’ los sistemas

de información de muchas empresas empezaron a migrar de los sistemas de ficheros a los sistemas de bases de datos.◦Muchas empresas crearon el puesto de

DBA◦E implementaron IT y IRM.

Se evita duplicidad, independencia, incompatibilidad, proliferación de programas

USO DE SISTEMAS DE DBPermite que la administración y control

se realice de forma centralizada para que la empresa trabaje de forma efectiva

Incrementa la posibilidad de obtener grandes volúmenes de información al minuto

La complejidad de las relaciones es mantenida y modelada

Se reducen costes de personal (Pej: servicios financieros, distribución online)

OTROS DESARROLLOS A mediados de los 80’ la práctica de crear bases de

datos personales gana popularidad Los usuarios locales pueden acceder a través de la red

y enlazar aplicaciones a varios servidores Empresas usan sistemas de diccionarios de datos

(mini DBMS) que gestionan metadatos. Administra y almacena los siguientes tipos de información:◦ Descripciones de los esquemas◦ Información detallada del diseño físico◦ Descripciones de los usuarios, responsabilidades y permisos

de acceso◦ Descripción de alto nivel de sus transacciones y

aplicaciones, así como de sus relaciones con los usuarios.◦ Estadísticas de uso, como las frecuencias de las consultas y

las transacciones, y el número de accesos a diferentes partes de la base de datos

CICLO VITAL DEL SISTEMA DE INFORMACIÓN (CICLO VITAL PRIMARIO)

•Análisis de áreas potenciales de la aplicación, costes de obtención y diseminación de información, determinación de complejidad y establecimientos de las prioridades entre aplicaciones.

1. Análisis de viabilidad:

•Se recopilan los requisitos de forma detallada interactuando con los usuarios potenciales, para identificar sus problemas y necesidades. Se identifican las dependencias entre aplicaciones.

2. Recopilación de requisitos

y análisis:

•Dada por dos fases: Diseño de la base de datos y el diseño de los sistemas de aplicación que usan y procesan la información.

3. Diseño:

•Se implementa el sistema de información, se carga la base de datos, y se implantan y prueban las transacciones.

4. Implementaci

ón:

•Se valida el sistema en términos de rendimiento según los requisitos de las reuniones con los usuarios. El sistema se verifica contra criterios de rendimiento y especificaciones de comportamiento.

5. Validación y pruebas de aceptación:

•Incluye la conversión de los usuarios desde los sistemas antiguos a su formación en los nuevos , monitorizando el rendimiento y el mantenimiento del sistema.

6. Implantación, operativa y

mantenimiento:

CICLO VITAL DEL SISTEMA DE INFORMACIÓN (CICLO VITAL PRIMARIO)

•Se define el ámbito de la base de datos, sus usuarios y aplicaciones. Se identifican las interfaces, las restricciones del tiempo de respuesta y las necesidades de almacenamiento y procesamiento.

1. Definición del sistema:

•Al final de esta fase esta preparado completamente el diseño lógico y físico de la DB en el DBMS elegido.

2. Diseño de la base de datos:

•Especificación de definiciones internas, externas y conceptual de la DB, creación de ficheros vacios e implementación de aplicaciones.

3. Implementación

de la base de datos:

•La base de datos se rellena ya sea mediante una carga directa de datos o convirtiendo los ficheros existentes al nuevo formato del sistema.

4. Carga o conversión de la

DB

•Cualquier aplicación del sistema anterior se convierte al nuevo sistema.

5. Conversión de la aplicación:

•El nuevo sistema se valida y verifica.

6. Verificación y validación:

•La base de datos y sus aplicaciones se ponen en marcha.

7. Operativa:

•Durante esta fase la monitorización y el mantenimiento son constantes. Pueden ser necesarias modificaciones y reorganizaciones.

8. Monitorización y mantenimiento:

DISEÑO DE LA DB Y EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓN

Fase 1: Recopilación y análisis de requisitos

Fase 2: Diseño conceptual de la DB

Fase 3: Elección de un DBMS

Fase 4: Mapeo del modelo de datos

Fase 5: Diseño físico

Fase 6: Implementación y puesta a punto del sistema

Contenido de datos y estructura

Aplicaciones de la DB

Requisitos de datos

Requisitos de procesamiento

Diseño del esquema conceptual (independiente del DBMS)

Diseño de transacciones y de la aplicación

Diseño del esquema lógico y diseño de vistas (depende del DBMS)

Restricciones de

rendimiento de

frecuencias

Diseño del esquema interno (depende del DBMS)

Sentencias DDL Sentencias SDL

Implementación de transaccions y aplicaciones

DISEÑO DE LA DB Y EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓNFase 1. Recopilación y análisis de

requisitos1. Identificar las áreas de aplicaciones

principales y los grupos de usuarios. 2. Estudiar y analizar la documentación

existente relativa a las aplicaciones.3. Estudiar el entorno operativo y uso que se

pretende dar a la información. Así como ha ubicaciones geográficas, destinos y orígenes.

4. Recabar preguntas y escribir respuestas de estas.

DISEÑO DE LA DB Y EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓNFase 2. Diseño conceptual de la DB1. Llegar al conocimiento completo de la

estructura de la base de datos.2. Es inestimable como descripción estable

del contenido de la base de datos. 3. Buena comprensión del esquema

conceptual4. Descripción diagramática del esquema

conceptual como vehículo de comunicación entre usuarias, diseñadores y analistas.

DISEÑO DE LA DB Y EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓNFase2. Estrategias-Estrategia

descendente:

• Fase2. Estrategias ascendentes:

Modificación de vistas antes de la integración

1.

2.

Modificación de la primera vista antes de la integración

3.

Esquema después de la integración

4.

Diferentes estrategias para el proceso de integración de vistas

DISEÑO DE LA DB Y EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓNFase 3. Elección de un DBMS

1. Coste de adquisición de software: Coste directo de compra. No incluye herramientas de diseño, de desarrollo y soporte adicional de idioma.

2. Coste de mantenimiento: Es el coste por recibir un servicio de mantenimiento y mantener actualizada la base de datos.

3. Coste de adquisición de hardware.4. Coste de creación y conversión de la base de

datos: Este coste es difícil de proyectar y por lo general se subestima.

5. Coste de personal.6. Coste de formación.7. Coste de funcionamiento.

DISEÑO DE LA DB Y EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓNFase 4. Mapeo del modelo de datos

◦Se divide en dos etapas:1. Mapear independientemente del

sistema: No se consideran características o casos especiales que se aplique a la implementación DBMS del modelo de datos.

2. Ajustar los esquemas a un DBMS específico: Se utilizan las características de modelado y las restricciones especificas dadas según el DBMS

DISEÑO DE LA DB Y EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓNFase 5. Diseño físico de la base de datosEs el proceso de elegir estructuras de almacenamiento específicas y rutas de acceso para los ficheros de la basa.

Criterios:1. Tiempo de respuesta: Tiempo transcurrido entre

el envió de la DB para su ejecución y la recepción de su respuesta, carga del sistema, retardos de comunicación.

2. Utilización del espacio: Incluyendo índices y otras rutas de acceso.

3. Rendimiento o flujo de transacciones: Es la cantidad media de transacciones que se pueden procesar por minuto.

DISEÑO DE LA DB Y EL PROCESO DE IMPLEMENTACIÓNFase 6. Implementación y puesta

a punto del sistema◦Normalmente responsabilidad del

DBA junto con los diseñadores de la DB.

Para crear los esquemas de la base de datos y los ficheros de la misma, se utilizan las sentencias del lenguaje DDL, incluso del SDL del DBMS. Después se puede cargar con los datos, es posible que necesiten rutinas de conversión para formatear datos y poder cargarlos.

Uso de diagramas UML como ayuda a la especificación de la DBUML combina conceptos comúnmente

aceptados de muchas metodologías y métodos O-O. Es aplicable a cualquier dominio y es independiente del lenguaje de programación o de red. Lo que ha logrado que sea ampliamente aplicable.

Una de las mayores contribuciones es que ha logrado juntar a los modeladores, analistas y diseñadores tradicionales de DB con los desarrolladores de software.

Diferentes diagramas de UML

UML

Diagramas de

comportamiento

Diagrama de caso de uso

Diagrama de secuencia

Diagrama de colaboración

Diagrama de estado

Diagrama de actividad

Diagramas estructurale

s

Diagrama de clases

Diagrama de objetos

Diagrama de componente

s

Diagrama de implantació

n

Uso de diagramas UML como ayuda a la especificación de la DB

1.

2. Diagrama de secuencia

3. Diagrama de estado

4.1 Ejemplo de diagrama de estado

5. Diagrama de secuencia

6. Diagrama de clases

7. Diagrama de objetosUn diagrama de Objetos está

relacionado de cerca con un diagrama de Clases, con la diferencia de que éste describe las instancias de los objetos de clases en un punto en el tiempo.

8. Diagrama de componentes

GLOSARIO Sistema de ficheros: Conjunto de programas que prestan servicio a

los usuarios finales. Cada programa define y maneja sus propios datos. IRM (Information Resource Management) Administración y Recursos

de información DDL (Data Definition language):  Lenguaje de Definición de Datos. 

Por medio de este el DBMS identifica las descripciones de los elementos de los esquemas y almacena la descripción del esquema en el catálogo del DBMS. Por medio de este el DBMS especifica el esquema conceptual e interno (Base de datos Almacenada).  SDL (Store Definition language): Lenguaje de definición de almacenamiento.  Es utilizado por el DBMS para especificar el esquema interno que corresponde a la Base de Datos Almacenada.

VDL (View Definition language): Lenguaje de Definición de Vistas.  Es utilizado por el DBMS para especificar las vistas del usuario y sus correspondencias con el esquema conceptual.

En las Bases de Datos Relacionales, el SQL, representa una combinación de los anteriores. DML (Data Manipulation language): Lenguaje de Manipulación de Datos.  Permite la manipulación de las operaciones de Inserción, Eliminación y Modificación.