miércoles, 23 de noviembre de 2016

SQL
Orígenes y Evolución
  • (Por sus siglas en inglés Structured Query Language) es un lenguaje declarativo de acceso a bases de datos relacionales que permite especificar diversos tipos de operaciones en ellas. Una de sus características es el manejo del álgebra y el cálculo relacional que permiten efectuar consultas con el fin de recuperar, de forma sencilla, información de bases de datos, así como hacer cambios en ellas.
  • Entre 1974 y 1975 se implementó en un prototipo llamado SEQUEL-XRM.
  • Entre 1976 y 1977, condujeron a una revisión del lenguaje (SEQUEL/2)
  • Cambio de nombre por motivos legales, convirtiendose en SQL.
  • A partir de 1981, IBM comenzó a entregar sus productos relacionales.
  • En 1983 empezó a vender DB2
  • En 1986, el ANSI adoptó SQL como estándar para los lenguajes relacionales.
  • En 1987 se transformó en estándar ISO, con el nombre de SQL/86.
  • Luego se presento la versión SQL/89.
  • En 1992 se lanza un nuevo estándar ampliado y revisado del SQL llamado "SQL-92"
  • SQL3 nuevo estándar de SQL en 1999, después de más de 7 años de debate.
Con SQL podemos hacer entre otras las siguientes operaciones en el programa que gestiona las bases de datos:
  • Crear nuevas bases de datos.
  • Crear nuevas tablas en una base de datos.
  • Crear nuevos registros en las tablas de una base de datos
  • Crear tablas de consulta en una base de datos.
  • Borrar tablas o bases de datos.
  • Borrar registros.
  • Cambiar uno o varios datos de un registro.
  • Mostrar los datos de una tabla o consulta.
  • Buscar y mostrar sólo algunos datos de una tabla o consulta, poniendo una serie de condiciones para la búsqueda.
Resultado de imagen para modelo relacional(Codd-IBM) ibm db2
Funciones de SQL:
  •  DDL – Data Definition Language

-Creación de estructuras de la base de datos.

- Integridad de los datos.

Create: crear.
alter: modificar objeto.
drop: borra objeto.
  •  DML – Data Manipulation Language
-Recuperación de datos.
-Manipulación de datos.

Insert: insertar datos.
Update: actualizar datos.
Delete: borrar datos.
  • DCL – Data Control Language
 -Control acceso.
- Compartición de datos.

Grant: da permisos al usuario.
Remoke: quita permisos a un usuario.
Ventajas de SQL:
  • Independencia de los fabricantes.
  • Portabilidad a cualquier tipo de plataforma.
  • SQL está estandarizado.
  • Basado en el modelo relacional.
  • Lenguaje de alto nivel.
  • Consultas interactivas ad-hoc.
  • Utilización en Lenguaje de programación.
  • Múltiples vistas de los datos.
  • Lenguaje de base de datos.
  • Definición dinámica de datos.
  • Arquitectura cliente/servidor.
Tipos de datos:
Char[10]: Deja en vacio caracteres que no lo ocupa.(cédula)
VarChar[10]:Menor performance a la base de datos.(comentario)
En Oracle se usa el VarChar2.
Creación de Dominios:
Los dominios se pueden utilizar como tipos de datos.
Permite cambiar el tipo simultaneamente a varios atributos.
CREATE DOMAIN dominio [AS] tipotipodatos
[DEFAULT valor_defecto]
[CRECK condicion]
Operadores:
Creación de Objetos: Tablas
  • Se utiliza el comando CREATE TABLE. 
  •  Se especifican los atributos de la relación y sus tipos. 
  • Se especifica la clave primaria. 
  •  Se especifica las restricciones de integridad. 
  •  Se especifica la integridad referencial.
Restricciones de tabla
UNIQUE (nombre_atributo, ……)  
PRIMARY KEY (nombre_atributo, ……) 
FOREIGN KEY (nombre_atributo, ……) REFERENCES nombre_tabla(nombre_atributo) accion_referencial 
CHECK (condición) 
Acciones referenciales 
ON UPDATE acción 
ON DELETE acción 
RESTRICT 
Si no se especifica nada, se considera RESTRICT 
CASCADE 
SET NULL 
SET DEFAULT valor
Restrcciones de columna:
  • UNIQUE
  • NOT NULL
  • DEFAULT<valor_por_defecto>
  • CHECK(Condicion)
  • PRIMARY KEY
  • REFERENCES nombre_tabla(nombre_atributo)
Restricción de tabla:
  • UNIQUE
  • PRIMARY KEY
  • FOREIGN KEY
  • CHECK
Acciones referenciales:
  • ON UPDATE
  • ON DELETE
  • RESTRICT
Ejemplo:
Pelicula (titulo, anio, duracion, color, nombre_estudio, productora) , Protagoniza (titulo_pelicula, anio_pelicula, nombre_actor) , Actor (nombre, direccion, sexo, fecha_nacimiento) , Productora (numero, nombre, direccion) , Estudio (nombre, direccion)

CREATE TABLE pelicula (
              titulo VARCHAR(50),
              anio CHAR(4),
              duracion INTEGER,
              color CHAR(12),
              nombre_estudio VARCHAR(30),
              productora INTEGER,
              PRIMARY KEY (titulo, anio),
              FOREIGN KEY nombre_estudio
              REFERENCES estudio (nombre)
              ON DELETE SET NULL
              ON UPDATE CASCADE,
              FOREIGN KEY productora REFERENCES productora (numero) ON DELETE CASCADE );
Borrado de tablas:
DROP TABLE nombre_tabla [CASCADE CONSTRAINT]
Si se utiliza CASCADE CONSTRAINT se elimina la tabla y todas sus restricciones. 
Si no se utiliza CASCADE CONSTRAINT, si la tabla tiene restricciones asociadas no se elimina, hasta que no se eliminen las restricciones. 
 Al eliminar una tabla de la base de datos, también se eliminan los datos que tuviera almacenados. 
Modificar una tabla:
Acciones de modificación. 
Añadir atributos. 
  • ADD nuevo_atributo tipo restricciones. 
  • Las restricciones sólo pueden ser NOT NULL, CHECK y DEFAULT. 
  • Un atributo NOT NULL sólo se puede añadir a una tabla si esta vacía. 
Borrar atributos. 
  • DROP (nombre_atributo, …). 
  • DROP COLUMN nombre atributo [CASCADE CONSTRAINT]. 
Modificar atributos. 
MODIFY nombre_atributo nuevo_tipo restricciones. 
  • Se puede cambiar el tipo o disminuir el tamaño de un atributo si todas las tuplas tienen ese campo vacío. 
  • Un atributo existente se puede hacer NOT NULL si todas las tuplas tienen valor en ese atributo. 
  • Si no se especifica algo en la modificación, permanece como estaba.
EJEMPLOS 
Borrado de tabla 
DROP TABLE pelicula CASCADE CONSTRAINT DROP TABLE pelicula 
Modificación de tabla
 ALTER TABLE pelicula ADD fecha_estreno DATE

Manipulación de datos:
Inserción de datos:

INSERT INTO nombre_tabla (lista_atributos) VALUES (lista_valores);
  • Introduce información en la tabla y atributos indicados. 
  • El orden y el tipo de los atributos debe coincidir con el orden y tipo de los valores. 
  • Los valores se pueden obtener mediante una consulta. 
  • Si un atributo no se indica, toma valor NULL. 
INSERT INTO nombre_tabla VALUES (lista_valores);
  • Si se omite la lista de atributos, los valores se almacenan de acuerdo al orden de definición de los mismos en el CREATE TABLE. 
  • Los tipos de la lista de valores deben coincidir con los tipos de definición en el CREATE TABLE.
Ejemplo:
Todos los valores de la tupla: 
INSERT INTO empleados VALUES (‘Juan’, ‘Pérez’, 555); 
Algunos valores de la tupla: 
INSERT INTO empleados (nombre, codigo) VALUES (‘Juan’, 555); 
Valores desde consulta: 
INSERT INTO empleados SELECT nombre, apellido, codigo FROM personal WHERE codigo > 555; 

Modificación de Datos:
UPDATE nombre_tabla SET nombre_atributo = nuevo_valor, … WHERE condicion; 
  • Actualiza en la tabla indicada los valores del atributo siempre y cuando se cumpla la condición especificada. 
  • Los valores se pueden obtener mediante una subconsulta o mediante fórmulas matemáticas.
  • Si no hay condición, se actualizan todas las filas de la tabla (PELIGRO).
Borrado de datos:
DELETE nombre_tabla WHERE condición
  • Borra de la tabla las tuplas que cumplen cierta condición. 
  • Si no hay condición se borran todas las filas de la tabla (PELIGRO). 
  • A diferencia de DROP TABLE no borra la estructura de la tabla 
Consulta de datos:
SELECT lista_atributos FROM lista_tablas WHERE condición GROUP BY lista_atributos HAVING condición ORDER BY lista_atributos [ASC/DESC]
  • Consulta valores de una o varias tablas de acuerdo a las condiciones impuestas en la sentencia. 
  • Las únicas partes obligatorias son SELECT y FROM, el resto son opcionales. 
  • Si aparecen deben ir en el orden que aparecen en la sentencia. 
  • HAVING sólo puede aparecer si hay GROUP BY
En la cláusula SELECT se indican los atributos que se quieren obtener como respuesta a la consulta.
La cláusula FROM indica la tabla o tablas que son necesarias para obtener la información.
En la cláusula WHERE se indican las condiciones que deben cumplir las tuplas obtenidas como resultado de la consulta.
 GROUP BY se utiliza para formar grupos de datos en función de algún atributo.
HAVING establece condiciones sobre los grupos que se formen.
ORDER BY indica si muestra el resultado ordenado en función de algún atributo.

Select:
Lista de atributos separados por comas.
SELECT at1 , at2 , …, atn … 
 Se indican solamente aquellos atributos que queremos que aparezcan en el resultado.
Se utiliza * si queremos todos los atributos de las tablas involucradas. SELECT * … 
Pueden aparecen filas duplicas.
 Para evitarlos se puede utilizar DISTINCT.
SELECT DISTINCT lista_atributos … 
Sólo se obtienen como resultado filas no duplicadas para la combinación de los atributos que aparecen en el SELECT.
Los nombres de los atributos se pueden cambiar en el resultado de la consulta (alias de atributo) SELECT nombre_atributo [AS] nuevo_nombre … 

From:
Lista de tablas que se utilizan en la consulta separadas por comas. …FROM tab1 , tab2 , …, tabn … 
Realiza el producto cartesiano (X) de las mismas
Las condiciones (WHERE, GROUP BY) se imponen sobre el producto cartesiano
Los atributos que aparecen en el SELECT se toman del producto cartesiano
Dentro de la consulta una tabla se puede renombrar (alias de tabla) … FROM nombre_tabla nuevo_nombre_tabla …

Where:

  • Indica las condiciones que deben cumplir las filas obtenidas como resultado. 
  • Si no aparece se recuperan todas las filas del producto cartesiano de las tablas que hay en el FROM. 
  • La condición es una expresión n booleana. 
  • Sólo se obtienen aquellas filas que cumplen la condición.

Join(reunión):

  • No se realiza automaticamente. 
  • Hay que escribir la condición en la consulta. 
  • Si no se pone la condición de join, se obtiene el producto cartesiano (X). 

Escritura de join:

  • Las tablas tienen que estar relacionadas mediante claves foráneas (atributos comunes). 
  • Igualar los atributos comunes de las tablas participantes en la consulta.

Ambiguedades:
Cuando el mismo nombre de atributo aparece en más de una tabla:

  • Hay que distinguir a que atributo se refiere. 
  • Se cualifica el atributo con el nombre de la tabla. 

nombre_tabla.nombre_atributo
SELECT empleado.nombre, CI FROM empleado, departamento WHERE empleado.codigo = departamento.codigo AND departamento.nombre = ‘nomina’

Alias en tablas:

  • Cuando la misma relación se la usa más de una vez en la consulta.  
  • En ese caso se utilizan alias para las tablas. 

SELECT E.nombre, J.nombre FROM empleado E, empleado J WHERE E.ID_jefe = J.ID
Referencias:
- Galaza. M (2016) "Normalización". Recuperado el 23-11-2016 de http://www2.udla.edu.ec/udlapresencial/mod/resource/view.php?id=905785

-   (2007) "Fundamentos de la normalización de bases de datos ". Recuperado el 
23-11-2016 de https://support.microsoft.com/es-ec/kb/283878

-  Orígenes y Evolución de SQL. (Sin fecha). Recuperado el 23 de noviembre de 2016 de http://sql3.wikispaces.com/4.-+Or%C3%ADgenes+y+Evoluci%C3%B3n+de+SQL.

-  Características de SQL. (Sin fecha). Recuperado el 23 de noviembre de 2016 de http://aprende-web.net/progra/sql/sql_2.php

miércoles, 16 de noviembre de 2016

Normalización:
En un conjunto de reglas que sirven para ayudar a los diseñadores a desarrollar un esquema que minimice los problemas de lógica.
Cada regla esta basada en la que le antecede. Se la adopto por que el viejo estilo de poner todos los datos en un solo lugar, como un archivo o tabla de base de datos, es ineficiente y conducía a errores de lógica.
Existen tres niveles básico de normalización:
Primera forma normal (1NF).
Segunda forma normal (2NF).
Tercera forma normal (3NF).
Existen cuatro niveles mas de normalizacion:
Forma Normal Boyce-Codd(BCNF)
Cuarta forma normal(4NF).
Quinta forma normal o forma normal de proyección-unión(5NF).
Forma normal de dominio/clave.
Primera Forma Normal (1NF)
  • Todo los atributos son atómicos. Un atributo es atómico si los elementos del dominio son indivisibles, mínimos.
  • La tabla contiene una clave primaria.
  • La clave primara no contiene atributos nulos.
  • No posee ciclos repetitivos.
  • No debe de existir una variación en el numero de columnas.

Suponga que un diseñador principiante desea guardar los nombres y los números telefónicos de los clientes. Procede a definir una tabla de cliente como la que sigue:
Cliente
ID ClienteNombreApellidoTeléfono
123RachelIngram555-861-2025
456JamesWright555-403-1659
789CesarDure555-808-9633
En este punto, el diseñador se da cuenta que un requerimiento es guardar múltiples números telefónicos para algunos clientes. Razona que la manera más simple de hacer esto es permitir que el campo "Teléfono" contenga más de un valor en cualquier registro dado:
Cliente
ID ClienteNombreApellidoTeléfono
123RachelIngram555-861-2025
456JamesWright555-403-1659
555-776-4100
789CesarDure555-808-9633
El diseñador puede evitar esta restricción definiendo múltiples columnas del número telefónico:
Cliente
ID ClienteNombreApellidoTeléfono 1Teléfono 2Teléfono 3
123RachelIngram555-861-2025
456JamesWright555-403-1659555-776-4100
789CesarDure555-808-9633
Sin embargo, esta representación hace uso de columnas que permiten valores nulos, y por lo tanto no se conforman con la definición de la 1NF de Date. Incluso si se contempla la posibilidad de columnas con valores nulos, el diseño no está en armonía con el espíritu de 1NF. Teléfono 1, Teléfono 2, y Teléfono 3, comparten exactamente el mismo dominio y exactamente el mismo significado; dividir los números de teléfono en tres encabezados es artificial y causa problemas lógicos.
  • Dificultad en hacer consultas a la tabla. Es difícil contestar preguntas tales como "¿Qué clientes tienen el teléfono X?" y "¿Qué pares de clientes comparten un número de teléfono?".
  • La imposibilidad de hacer cumplir la unicidad los enlaces Cliente-a-Teléfono por medio del RDBMS. Al cliente 789 se le puede dar equivocadamente un valor para el Teléfono 2 que es exactamente igual que el valor de su Teléfono 1.
  • La restricción de los números de teléfono por cliente a tres. Si viene un cliente con cuatro números de teléfono, estamos obligados a guardar solamente tres y dejar el cuarto sin guardar. Esto significa que el diseño de la base de datos está imponiendo restricciones al proceso del negocio, en vez de (como idealmente debe ser el caso) al revés.
Ejemplos:

  • Múltiples valores:
Multiples datos en número de teléfono
 La forma correcta sería:
Número de teléfono normalizado


  • Redundancia de datos:
Datos redundantes en dos registros
 La forma correcta de representar la tabla sería:
Sin redundancia. Cabe mencionar que la llave primaria de la segunda tabla es compuesta
  • Columnas que permiten valores nulos:


La forma correcta de representar esta tabla seria como en el ejemplo anterior


  • Tabla sin llave principal:
La forma correcta sería agregando una llave principal
Segunda forma normal:
Una tabla 1NF estará en 2NF si y solo si, dada una clave candidata y cualquier atributo que no sea un constituyente de la clave candidata, el atributo no clave depende de toda la clave candidata en vez de solo una parte de ella.
Observe que cuando una tabla 1NF no tiene ninguna clave candidata compuesta(claves candidatas consistiendo en mas de un atributo), la tabla esta automaticamente en 2NF.
Ejemplos:
  • Ejemplo1:
Esto se soluciona separando el atributo N_TRABAJADOR a una tabla separada
  • Ejemplo 2:
en este caso se puede separar la tabla en 3 tablas diferentes para cumplir con la 2FN

Ejemplo3: 
Esta tabla esta en FN2

Ejemplo4:
Esta tabla esta en FN2

La Segunda Forma Normal presenta anomalias, en donde si existe dependencia funcional completa entre los atributos. como en el ejemplo siguiente: 
Habilidades de los empleados
EmpleadoHabilidadLugar actual de trabajo
JonesMecanografía114 Main Street
JonesTaquigrafía114 Main Street
JonesTallado114 Main Street
BravoLimpieza ligera73 Industrial Way
EllisAlquimia73 Industrial Way
EllisMalabarismo73 Industrial Way
HarrisonLimpieza ligera73 Industrial Way
La única clave candidata de la tabla es {Empleado, Habilidad}.
El atributo restante, Lugar actual de trabajo, es dependiente solo en parte de la clave candidata, llamada Empleado. Por lo tanto la tabla no está en 2NF. Observe la redundancia de la manera en que son representadas los Lugares actuales de trabajo: nos dicen tres veces que Jones trabaja en la 114 Main Street, y dos veces que Ellis trabaja en 73 Industrial Way. Esta redundancia hace a la tabla vulnerable a anomalías de actualización: por ejemplo, es posible actualizar el lugar del trabajo de Jones en sus registros "Mecanografía" y "Taquigrafía" y no actualizar su registro "Tallado". Los datos resultantes implicarían respuestas contradictorias a la pregunta "¿Cuál es el lugar actual de trabajo de Jones?".
Una alternativa 2NF a este diseño representaría la misma información en dos tablas:
Empleados
EmpleadoLugar actual de trabajo
Jones114 Main Street
Bravo73 Industrial Way
Ellis73 Industrial Way
Harrison73 Industrial Way
Habilidades de los empleados
EmpleadoHabilidad
JonesMecanografía
JonesTaquigrafía
JonesTallado
BravoLimpieza ligera
EllisAlquimia
EllisMalabarismo
HarrisonLimpieza ligera
Las anomalías de actualización no pueden ocurrir en estas tablas, las cuales están en 2NF.
Sin embargo, no todas las tablas 2NF están libres de anomalías de actualización. Un ejemplo de una tabla 2NF que sufre de anomalías de actualización es:
Ganadores del torneo
TorneoAñoGanadorFecha de nacimiento del ganador
Des Moines Masters1998Chip Masterson14 de marzo de 1977
Indiana Invitational1998Al Fredrickson21 de julio de 1975
Cleveland Open1999Bob Albertson28 de septiembre de 1968
Des Moines Masters1999Al Fredrickson21 de julio de 1975
Indiana Invitational1999Chip Masterson14 de marzo de 1977
Aunque el Ganador y la Fecha de nacimiento del ganador están determinadas por una clave completa {Torneo, Año} y no son partes de ella, particularmente las combinaciones Ganador / Fecha de nacimiento del ganador son mostradas redundantemente en múltiples registros. Este problema es tratado por la tercera forma normal (3NF).
Tercera forma normal(3NF):
Es una forma normal usada en la normalización de bases de datos. Para que la tabla esté en 3NF, se debe cumplir que la tabla ya esté en 2NF. Adicionalmente, ningun atributo no primario de la tabla debe ser dependiende transitivamente de una clave primaria.
Un ejemplo de una tabla 2NF que falla en satisfacer los requerimientos de la 3NF es:
Ganadores del torneo
TorneoAñoGanadorFecha de nacimiento del ganador
Indiana Invitational1998Al Fredrickson21 de julio de 1975
Cleveland Open1999Bob Albertson28 de septiembre de 1968
Des Moines Masters1999Al Fredrickson21 de julio de 1975
Indiana Invitational1999Chip Masterson14 de marzo de 1977
La única clave candidata es {Torneo, Año}.
La violación de la 3NF ocurre porque el atributo no primario Fecha de nacimiento del ganador es dependiente transitivamente de {Torneo, Año} vía el atributo no primario Ganador. El hecho de que la Fecha de nacimiento del ganador es funcionalmente dependiente en el Ganador hace la tabla vulnerable a inconsistencias lógicas, pues no hay nada que impida a la misma persona ser mostrada con diferentes fechas de nacimiento en diversos registros.
Para expresar los mismos hechos sin violar la 3NF, es necesario dividir la tabla en dos:
Ganadores del torneo
TorneoAñoGanador
Indiana Invitational1998Al Fredrickson
Cleveland Open1999Bob Albertson
Des Moines Masters1999Al Fredrickson
Indiana Invitational1999Chip Masterson
Fecha de nacimiento del jugador
GanadorFecha de nacimiento
Chip Masterson14 de marzo de 1977
Al Fredrickson21 de julio de 1975
Bob Albertson28 de septiembre de 1968
Las anomalías de actualización no pueden ocurrir en estas tablas, las cuales están en 3NF.
Referencias:
http://basesdedatosjc.blogspot.com/2012/04/primera-forma-normal-en-bases-de-datos.html