Unidad 3. Bases de Datos Activas, Deductivas y Espaciales

BASES DE DATOS ACTIVAS Un sistema de bases de datos activas es un sistema de gestión de bases de datos(SGBD) que contien

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BASES DE DATOS ACTIVAS Un sistema de bases de datos activas es un sistema de gestión de bases de datos(SGBD) que contiene un subsistema que permite la definición y la gestión de reglas de producción (reglas activas). UN SGBD ACTIVO Un Sistema Gestor de Base de Datos Activo debe ser capaz de monitorizar y reaccionar ante eventos de manera oportuna y eficiente, cuando se producen ciertas condiciones o ejecutan de manera automática ciertas acciones. VENTAJAS 

Mayor productividad.



Mejor rendimiento.



Reutilización del código.



Reducción de tráfico de datos.



Posibilidad de optimización.



Facilitar el acceso de la BD a usuarios finales.

CARACTERISTICAS 

Un SGBDA es un SGBD.



Un SGBDA tiene un modelo de reglas ECA.



Un SGBDA debe so portar la gestión de reglas y la evolución de la base de reglas.

CARACTERISTICAS DE LA EJECUCION DE LAS REGLAS 

Un SGBDA n tiene un modelo de ejecución.



un SGBDA debe ofrecer diferentes modelos de acoplamiento.



un SGBDA debe implementar modos de consumo.



un SGBDA debe gestionar la historia de eventos.



un SGBDA debe implementar la resolución de conflictos.

REGLAS ACTIVAS: Las reglas que siguen el modelo ECA: Cada regla reacciona ante un determinado evento, evalúa una condición y, si esta es cierta se ejecuta una acción. Se encarga de detectar los eventos que vas sucediendo y de planificar las reglas que se ejecuten.

MODELO DE CONOCIMIENTO Reglas ECA – Evento – Condición – Acción Evento: o

Causa qué dispara la acción / Suceso al que debe responder el sistema

Condición: o

Estado que debe darse

o

Determina si la acción asociada a la regla se debe ejecutar

Acción: o

Acciones que debe ejecutar el sistema cuando se produce el evento y la condición es cierta.

MODELO DE ACOPLAMIENTO 

Inicio de transacción



Evento



Fin de transacción -> Evaluación de condición -> Ejecución de acción (retornar).



Se evalúa al terminar la transacción donde se ha activado (tras la sentencia COMMIT)

TRIGGER Un trigger (Disparador) es un procedimiento que el SGBD invoca automáticamente en respuesta a cambios concretos de la BD. Generalmente un Trigger es invocado por el DBA (Administrador la Base de Datos). Las BD que tienen un conjunto de triggers asociados se denominan Base de Datos Activas. Un Trigger está compuesto por tres partes: 

Evento: Una modificación en la BD que activa el trigger. Las operaciones que pueden activar un trigger son: DELETE, UPDATE, INSERT, entre otros.



Condición: una consulta o prueba se ejecuta cuando se activa un trigger.



Acción: un procedimiento que se ejecuta cuando se activa el trigger y su condición es verdadera.

BASES DE DATOS DEDUCTIVAS Un sistema de base de datos deductiva, es un sistema de base de datos, pero con la diferencia de que permite hacer deducciones a través de inferencias. Se basa principalmente en reglas y hechos que son almacenados en la base de datos. Las bases de datos deductivas son también llamadas bases de datos lógicas, a raíz de que se basa en lógica matemática. Este tipo de base de datos surge debido a las limitaciones de la Base de Datos Relacional de responder a consultas recursivas y de deducir relaciones indirectas de los datos almacenados en la base de datos. LENGUAJE Utiliza un subconjunto del lenguaje Prolog llamado Datalog el cual es declarativo y permite al ordenador hacer deducciones para contestar a consultas basándose en los hechos y reglas almacenados. VENTAJAS 

Uso de reglas lógicas para expresar las consultas.



Permite responder consultas recursivas.



Cuenta con negaciones estratificadas



Capacidad de obtener nueva información a través de la ya almacenada en la base de datos mediante inferencia.



Uso de algoritmos que optimizan las consultas.



Soporta objetos y conjuntos complejos.

FASES 

Fase de Interrogación: se encarga de buscar en la base de datos informaciones deducibles implícitas. Las reglas de esta fase se denominan reglas de derivación.



Fase de Modificación: se encarga de añadir a la base de datos nuevas informaciones deducibles. Las reglas de esta fase se denominan reglas de generación.

INTERPRETACIÓN Encontramos dos teorías de interpretación de las bases de datos deductiva por lo cual consideramos las reglas y los hechos como axiomas. Los hechos son axiomas base que se consideran como

verdaderos y no contienen variables. Las reglas son axiomas deductivos ya que se utilizan para deducir nuevos hechos. 

Teoría de Modelos: una interpretación es llamada modelo cuando para un conjunto específico de reglas, estas se cumplen siempre para esa interpretación. Consiste en asignar a un predicado todas las combinaciones de valores y argumentos de un dominio de valores constantes dado. A continuación, se debe verificar si ese predicado es verdadero o falso.

MECANISMOS Existen dos mecanismos de inferencia: 

Ascendente: donde se parte de los hechos y se obtiene nuevos aplicando reglas de inferencia.



Descendente: donde se parte del predicado (objetivo de la consulta realizada) e intenta encontrar similitudes entre las variables que nos lleven a hechos correctos almacenados en la base de datos.

SISTEMA DE GESTIÓN DE BASES DE DATOS DISTRIBUIDA (SGBD) La base de datos y el software SGBD pueden estar distribuidos en múltiples sitios conectados por una red. Hay de dos tipos: 1. Distribuidos homogéneos: utilizan el mismo SGBD en múltiples sitios. 2. Distribuidos heterogéneos: Da lugar a los SGBD federados o sistemas multibase de datos en los que los SGBD participantes tienen cierto grado de autonomía local y tienen acceso a varias bases de datos autónomas preexistentes almacenados en los SGBD, muchos de estos emplean una arquitectura cliente-servidor. Estas surgen debido a la existencia física de organismos descentralizados. Esto les da la capacidad de unir las bases de datos de cada localidad y acceder así a distintas universidades, sucursales de tiendas, etc. BASES DE DATOS ORIENTADAS A OBJETOS Este modelo, bastante reciente, y propio de los modelos informáticos orientados a objetos, trata de almacenar en la base de datos los objetos completos (estado y comportamiento).

Una base de datos orientada a objetos es una base de datos que incorpora todos los conceptos importantes del paradigma de objetos: 

Encapsulación - Propiedad que permite ocultar la información al resto de los objetos, impidiendo así accesos incorrectos o conflictos.



Herencia - Propiedad a través de la cual los objetos heredan comportamiento dentro de una jerarquía de clases.



Polimorfismo - Propiedad de una operación mediante la cual puede ser aplicada a distintos tipos de objetos.

En bases de datos orientadas a objetos, los usuarios pueden definir operaciones sobre los datos como parte de la definición de la base de datos. Una operación (llamada función) se especifica en dos partes. La interfaz (o signatura) de una operación incluye el nombre de la operación y los tipos de datos de sus argumentos (o parámetros). La implementación (o método) de la operación se especifica separadamente y puede modificarse sin afectar la interfaz. Los programas de aplicación de los usuarios pueden operar sobre los datos invocando a dichas operaciones a través de sus nombres y argumentos, sea cual sea la forma en la que se han implementado. Esto podría denominarse independencia entre programas y operaciones. SQL:2003, es el estándar de SQL92 ampliado, soporta los conceptos orientados a objetos y mantiene la compatibilidad con SQL92. BASES DE DATOS ESPACIALES O (DE IMÁGENES) Una base de datos espacial almacena datos relacionados con los objetos geométricos o el espacio en sí mismo. Las bases de datos espaciales se utilizan para almacenar datos espaciales, o en otras palabras, los datos relacionados con los espacios en el mundo físico, las partes de los organismos vivientes, el diseño en ingeniería y muchos otros espacios de interés. La información en una base de datos espacial suele capturarse inicialmente en forma de imágenes digitales, lo que hace que estos sistemas se conozcan también como bases de datos pictóricas o de imágenes. Datos espaciales versus no espaciales Una base de datos espacial es, en primer lugar, una base de datos. Dicho de otro modo, una base de datos espacial es capaz de modelar, almacenar y consultar tanto datos estándar no espaciales (o

alfanuméricos) como datos espaciales. En la práctica, los primeros siempre están conectados con los segundos, por lo que una base de datos que manejara solamente información espacial específica sería insuficiente para hacer un modelaje correcto. Tipos de datos espaciales Estas bases de datos incluyen un conjunto de tipos de datos espaciales, como POINT, LINE y REGION, para modelar entidades geométricas en el espacio, y un conjunto de operaciones espaciales como INSIDE, INTERSECTION y DISTANCE, para definir las relaciones entre ellos. Las operaciones y tipos exactos dependen de la naturaleza de los datos (bidimensionales o tridimensionales) almacenados en la base de datos. Estos tipos y operaciones pueden formar parte de un lenguaje de consultas de bases de datos, como SQL, de manera que la información espacial puede ser consultada. Extender los sistemas de gestión de bases de datos existentes, para introducir tipos de información espacial y extender SQL de la manera adecuada, fue el principal inconveniente con las primeras bases de datos espaciales. Ni siquiera en la actualidad se comprenden totalmente todos los tipos de datos espaciales. Indexación espacial Generalmente, una base de datos espacial debe manejar grandes colecciones de objetos geométricos, como cientos de miles o millones de polígonos. En particular, debe ser capaz de recuperar una selección de objetos, sin escanear cada objeto almacenado. Esto significa que las bases de datos espaciales deben usar la indexación espacial (un sistema de numeración empleado para seleccionar elementos de una lista) y usar una fórmula matemática eficiente, o algoritmo, para conectar o unir objetos espaciales de diferentes clases entre sí. Aplicaciones La aplicación principal de las bases de datos espaciales se encuentra en los sistemas para almacenar, editar y mostrar información geográfica en una computadora, conocidos como sistemas de información geográfica (GIS, por sus siglas en inglés). Las aplicaciones de estas bases de datos generalmente están relacionadas con la representación de objetos geométricos distintos acomodados en el espacio, o cada punto de un espacio en particular. El primer tipo de aplicaciones permite a los geógrafos modelar ciudades, bosques y ríos, mientras que el segundo les permite modelar el uso de la tierra o la división de un país en estados, provincias y distritos.