ALMACENES DE DATOS BASES DE DATOS XML - Grupo Alarcos

ALMACENES DE DATOS
BASES DE DATOS XML
García Pérez, Guillermo
Lucas-Torres Torrillas, Fco. José
Navarro Gil, Sergio
Román Birriales, Esther
índice
1. ALMACENES DE DATOS
1.1 Introducción
1.2 Arquitectura
1.3 Mercados de Datos
1.4 Flujos de Datos
1.5 Ventajas e Inconvenientes
1.6 Ejemplo: Entorno Oracle 9i olap
2. BASES DE DATOS XML
2.1 Introducción
2.2 Lenguajes de Definición de Datos XML
2.3 Almacenamiento de Datos XML
2.4 Ajemplo: Entorno XQuery
3. COMPARATIVA
4. BIBLIOGRAFÍA
Modelos Avanzados de Bases de Datos
2

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Almacenes de Datos
¿Para qué se utilizan?
Ejemplo:
Oracle 9i olap 3
Cubrir las necesidades a las organizaciones con
el fin de obtener un sistema de soporte para la
gestión, control y apoyo de la toma de
decisiones de una organización.
Introducción Arquitectura
VENTAJA COMPETITIVA
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Almacenes de Datos
Ejemplo:
Oracle 9i olap 4
Hill Inmon, considerado “El Padre de los Almacenes de
Datos” los define como:
• Clasificados por temas: Los datos están organizados de
manera que todos los elementos de datos relativos al
mismo evento u objeto del mundo real queden unidos
entre sí.
Ejemplo:
Temas de la organización -> Clientes, Productos, Ventas …
Áreas de aplicación -> Facturación, Control de Almacén …

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Almacenes de Datos
Ejemplo:
Oracle 9i olap 5
• Integrados: Contienen datos de todos los
sistemas operacionales de la organización.
Introducción Arquitectura
Los datos suelen ser incoherentes
Vista unificada de los datos al usuario
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Almacenes de Datos
Ejemplo:
Oracle 9i olap 6
• Variables en el tiempo: los cambios producidos
en los datos a lo largo del tiempo quedan
registrados para que los informes que se puedan
generar reflejen esas variaciones.

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Almacenes de Datos
Ejemplo:
Oracle 9i olap 7
• No Volátil: Los datos no se modifican ni se
elimina, una vez almacenado un dato, éste se
convierte en información de solo lectura.
Se mantiene para futuras consultas, en lugar de
sustituir la información ya existente.
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Almacenes de Datos
• OBJETIVO
Ejemplo:
Oracle 9i olap 8
Integrar todos los datos en un único almacén en el
cual los usuarios puedan ejecutar:
– Consultas
– Generación de informes y
– Realizar Análisis de los datos

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Almacenes de Datos
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Repositorio de Datos
• Se encuentran los datos primitivos.
• Suministrar datos al sistema.
• Los datos operacionales pueden
ser:
– Precedentes de sistemas
mainframe
– Datos de estaciones de trabajo
o servidores privados.
– Sistemas externos (proveedores,
clientes,… )
– Datos departamentales
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 9
Ejemplo:
Oracle 9i olap 10

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Gestor de Carga
Ventajas e
Inconvenientes
• Encargado de la extracción y carga de
los datos del repositorio de datos
• Realiza transformaciones simples a los
datos
Adaptarlos a las necesidades del
almacén
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 11
Fuente de datos
1 1
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
Fuente de datos
n
Gestor del Almacén de
datos
• Realiza las operaciones de la gestión de
los datos
• Utiliza Herramientas:
DATOS
-Tablas
-Índices
-Vistas
-Copias de seguridad y
-Archivado de datos
Fuente de datos 1
1
Fuente de datos 2
Fuente de datos 3
Fuente de datos
Fuente de datos n
Datos muy
resumidos
Gestor
de
Carga
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor
de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta
2
Herramienta
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 12
Gestor de
Carga
Datos muy
resumidos
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta 1
Herramienta 2
Herramienta n
Garantizar la coherencia de los datos

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Tipos de Datos:
Detallados
• Se accede mediante
agregaciones con menor nivel de
detalle.
• Ocupando mucho espacio
• Se almacenan en disco, para
facilitar el acceso
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Fuente de datos
1 1
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
n
Poco resumidos y muy
resumidos
• Acelerar las consultas
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
• Es transitorio, con fin de responder a
las variaciones de las consultas
• POCO RESUMIDOS
1er nivel de agregación
• MUY RESUMIDOS
Nivel más alto de agregación
Fuente de datos
1 1
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 13
Datos muy
resumidos
Gestor
de
Carga
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor
de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta
2
Herramienta
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 14
Datos muy
resumidos
Gestor
de
Carga
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor
de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta
2
Herramienta
n

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Datos de Archivo /
Copia de Seguridad
• Donde se guardan los datos
detallados y resumidos para crear
copias de seguridad y archivos de
datos
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Metadatos
Flujos de
Datos
• Describen la estructura de los
datos
• Se utilizan para:
– Mapear las fuentes de datos
– Automatizar la producción de
tablas
– Dirigir una consulta a la fuente de
datos
Fuente de datos
1 1
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
n
Ventajas e
Inconvenientes
Fuente de datos
1 1
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 15
Datos muy
resumidos
Gestor
de
Carga
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor
de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta
2
Herramienta
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 16
Datos muy
resumidos
Gestor
de
Carga
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor
de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta
2
Herramienta
n

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Sistema Gestor de Bases
de Datos (SGBD)
• Características:
– Buena velocidad de carga
– Procesamiento de carga
– Gestión de la calidad de los datos
– Velocidad de las consultas
– Escalabilidad en el nº de usuarios
– Administración del almacén
– Análisis dimensional integrado
– La funcionalidad avanzada de
consultas
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Fuente de datos
1 1
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
n
Ventajas e
Inconvenientes
Gestor de Consultas
• Encargado de gestionar las operaciones
asociadas a las consultas que realizan
los usuarios.
• Su complejidad depende de la
funcionalidad de la BBDD y las
herramientas de acceso de usuarios
– Dirige las consultas a las tablas
apropiadas
– Planificar su ejecución
Fuente de datos
1 1
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 17
Datos muy
resumidos
Gestor
de
Carga
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor
de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta
2
Herramienta
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 18
Datos muy
resumidos
Gestor
de
Carga
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor
de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta
2
Herramienta
n

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Herramientas de Acceso
para Usuario
• Herramientas específicas para la
toma de decisiones estratégicas
• Tipos:
– Herramientas de consulta y
generación de informes
– Herramientas de desarrollo de
aplicaciones
– Sistemas de información
ejecutiva
– Herramientas de Procesamiento
analítico en línea (OLAP)
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Fuente de datos
1 1
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
n
Ventajas e
Inconvenientes
Mercados de Datos
Ejemplo:
Oracle 9i olap 19
Datos muy
resumidos
Gestor
de
Carga
Metadatos
Gestor del
Almacén de Datos
Datos Detallados
Datos poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de Seguridad
Gestor
de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta
2
Herramienta
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 20
• Subconjunto de datos de un almacén relativos a
los requisitos de un departamento o área de
negocio concretos
• Puede funcionar de forma autónoma o enlazado
al almacén de datos
Diferencia con los Almacenes de datos:
• No contiene datos operacionales detallados
• Más sencillos de utilizar y comprender

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Flujos de Datos
• ENTRADA: Extracción y carga
• ASCENDENTE: Resumen,
empaquetamiento y distribución
• DESCENDENTE: Archivado y
creación de copias de seguridad
• SALIDA: Disponibilidad de los
datos a los usuarios
• METAFLUJO: Transferencia de los
metadatos
Introducción Arquitectura
Ventajas e
Inconvenientes
REPOSITORIO DE
DATOS
Fuente de datos
2
Fuente de datos
3
Fuente de datos
n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 21
Fuente de datos
1
Flujo Entrada
Datos muy
resumidos
Gestor de
Carga
Ventajas e Inconvenientes
• Retorno de la inversión es
garantizado
•Ventaja competitiva
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Metaflujo
Metadato
s
Flujo Descendente
Gestor del
Almacén de Datos
Datos
Detallados
Datos
poco
resumidos
SGBD
Datos de Archivo/
Copia de
Seguridad
Flujo Salida
Gestor de
Consultas
HERRAMIENTAS DE
ACCESO PARA USUARIOS
FINALES
Herramienta
1
Herramienta 2
Herramienta n
Ejemplo:
Oracle 9i olap 22
VENTAJAS INCONVENIENTES
•Ayudan a los responsables en la toma de
decisiones:
‒ Fácil el acceso a una gran variedad
de datos
‒ Base de datos clasificada por temas
e histórica
‒ Integración de información de
sistemas externos
•Subestimación del tiempo requerido para
extraer, limpiar y cargar los datos
•Problemas con los sistemas de origen de
los datos
•Los datos obtenidos no son suficientes
•Supone muchos gastos de mantenimiento

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Utilidades Almacenes de
Datos
Ejemplo:
Oracle 9i olap 23
• Disponibilidad de información relevante.
• Datos históricos.
• Inconsistencias en la interpretación de los
datos.
• Obtener información de dos sistemas
distintos.
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Dimensional
vs
Entidad-Relacional
Ejemplo:
Oracle 9i olap 24

Introducción Arquitectura
Fact Table
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
• En ella se guardan todos los datos
detallados.
• Crece rápidamente.
Ejemplo:
Oracle 9i olap 25
• Es la tabla más grande del almacén de
datos.
• Se puede elegir el nivel de detalle que
representará. (Granularidad)
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Dimension Table
Flujos de
Datos
• Puede haber muchas.
Ventajas e
Inconvenientes
• Tabla referencia de la Fact Table.
• Guarda los datos estáticos.
• Menos filas que en la Fact Table.
Ejemplo:
Oracle 9i olap 26
• Cómo mínimo cuatro y cómo máximo 20.

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Normalización
Introducción Arquitectura
Ejemplo
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 27
Ejemplo:
Oracle 9i olap 28

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Índice B*Tree
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 29
• Estructuras jerárquicas que permiten búsquedas
rápidas para obtener la dirección de una fila.
• Punteros a filas (RowIds).
• Dos tipos: Unique y Non-Unique.
ALTER INDEX customer_gender_index UNUSABLE;
INSERT /*+ APPEND */ INTO customers ... COMMIT;
ALTER INDEX customer_gender_index REBUILD;
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Índice Bitmap
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 30
• Resolver consultas sobre columnas con
cardinalidad pequeña.
• Potencialmente muchas filas para cada valor.
• El bit es uno si la columna en cuestión de la fila
contiene ese valor.
CREATE BITMAP INDEX
easydw.customer_gender_index
ON customer(sex)

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Índice Bitmap
Introducción Arquitectura
Bitmap Join
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 31
Ejemplo:
Oracle 9i olap 32
• Índice del Resultado de unir una fact table y una o
más dimension tables.

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Bitmap Join
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 33
CREATE BITMAP INDEX easydw.purchase_cust_index
ON purchases (customer.sex)
FROM purchases, customer
WHERE purchases.customer_id = customer.customer_id;
Introducción Arquitectura
Particiones
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 34
• Las tablas y los índices demasiado grandes se
pueden dividir en particiones más pequeñas y
manejables.
• Optimización de consultas.
• Selección de columna para la partición,
normalmente el tiempo: partition_key

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Partición por rango
CREATE TABLE easydw.purchases
(columns)
PARTITION by RANGE (time_key)
(partition purchases_jan2002
values less than (TO_DATE('01‐02‐2002', 'DD‐MM‐
YYYY'))
pctfree 0 pctused 99
storage (initial 64k next 64k pctincrease 0)
tablespace purchases_jan2002,
partition purchases_feb2002
values less than (TO_DATE('01‐03‐2002', 'DD‐MM‐
YYYY'))
pctfree 0 pctused 99
storage (initial 64k next 64k pctincrease 0)
tablespace purchases_feb2002,
partition purchases_mar2002
values less than (TO_DATE('01‐04‐2002', 'DD‐MM‐
YYYY'))
pctfree 0 pctused 99
storage (initial 64k next 64k pctincrease 0)
tablespace purchases_mar2002,
partition purchase_catchall
values less than (MAXVALUE)
pctfree 0 pctused 99
storage (initial 64k next 64k pctincrease 0)
tablespace purchases_maxvalue);
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Partición Hash
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 35
Ejemplo:
Oracle 9i olap 36
CREATE TABLE easydw.purchases
(product_id varchar2(8),
time_key date,
customer_id varchar2(10),
purchase_date date,
purchase_time number(4,0),
purchase_price number(6,2),
shipping_charge number(5,2),
today_special_offer
varchar2(1))
PARTITION BY
HASH(product_id)
PARTITIONS 3;

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Partición List
Flujos de
Datos
CREATE TABLE easydw.regional_sales
(state varchar2(2),
store_number number,
dept_number number,
dept_name varchar2(10),
sales_amount number (6,2) )
PARTITION BY LIST(state)
(
PARTITION northeast VALUES ('NH', 'VT', 'MA',
'RI', 'CT'),
PARTITION southeast VALUES ('NC', 'GA', 'FL'),
PARTITION northwest VALUES ('WA', 'OR'),
PARTITION midwest VALUES ('IL', 'WI', 'OH'),
PARTITION west VALUES ('CA', 'NV', 'AZ'),
PARTITION otherstates VALUES (DEFAULT));
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Partición Composite
PARTITION by RANGE (time_key) SUBPARTITION BY
HASH(product_id) SUBPARTITIONS 3 (
partition purchases_jan2002
values less than (TO_DATE('01‐02‐2002', 'DD‐MM‐YYYY'))
pctfree 0 pctused 99
storage (initial 64k next 16k pctincrease 0)
STORE IN (purchases_jan2002, purchases_jan2002_2,
purchases_jan2002_3),
partition purchases_feb2002
values less than (TO_DATE('01‐03‐2002', 'DD‐MM‐YYYY'))
pctfree 0 pctused 99
storage (initial 64k next 16k pctincrease 0)
STORE IN (purchases_feb2002, purchases_feb2002_2,
purchases_feb2002_3),
partition purchases_mar2002
values less than (TO_DATE('01‐04‐2002', 'DD‐MM‐YYYY'))
pctfree 0 pctused 99
storage (initial 64k next 16k pctincrease 0)
STORE IN (purchases_mar2002, purchases_mar2002_2,
purchases_mar2002_3));
Ventajas e
Inconvenientes
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 37
Ejemplo:
Oracle 9i olap 38

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Funciones SQL: Agregación
Ejemplo:
Oracle 9i olap 39
CUBE: Construye todas las posibles combinaciones de las
columnas especificadas en la sección GROUP BY
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Funciones SQL: Agregación
Ejemplo:
Oracle 9i olap 40
RollUp: genera un conjunto de resultados que muestra agregados para una
jerarquía de valores de las columnas seleccionadas.

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Funciones SQL: Agregación
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Funciones SQL: Agregación
Ejemplo:
Oracle 9i olap 41
GROUPING SETS: Proporciona un
mecanismo para la selección
sólo de las combinaciones de
grupos interesantes en lugar
del cubo entero.
Ventajas e
Inconvenientes
GROUPING Y GROUPING_ID: Proporcionan una forma de definir
el nivel de agregación deseado en la salida de la consulta.
Ejemplo:
Oracle 9i olap 42

Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Ventajas e
Inconvenientes
Funciones SQL:
Computación Analítica
• Ranking
• Moving Window
• Reporting Aggregates
• Lag and lead
• Statistical
Introducción Arquitectura
Mercados de
Datos
Flujos de
Datos
Minería de Datos
• Asociación
• Clasificación
• Clustering
Ventajas e
Inconvenientes
Ejemplo:
Oracle 9i olap 43
Ejemplo:
Oracle 9i olap 44

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos XML
• Lenguaje de marcas extensible.
• Definido por el Consorcio WWW, (W3C,2004).
• Deriva de SGML.
Ejemplo: Entorno
XQuery 45
• Permite la representación de datos estructurados (bases
de datos) o semi-estructurados (aplicaciones de
negocio).
• Lenguaje de formato de datos.
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos XML
Ejemplo: Entorno
XQuery 46
• Lenguaje más utilizado para la representación de datos
semi-estructurados.
• Lenguaje estándar para el intercambio de información,
integración de datos y de aplicaciones.
• ChemML o BSML adaptaciones de XML a diferentes áreas.
• XML no está diseñado para el almacenamiento de datos
(Alta redundancia debido a la repetición de etiquetas).

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos XML
Ejemplo: Entorno
XQuery 47
• Ventajas como lenguaje para el intercambio de datos:
– Las etiquetas hacen que los datos estén
autodocumentados
– Capacidad de extensión
– Permite representar estructuras anidadas
– Los documentos XML tienen un formato no rígido
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Lenguajes de Datos XML
Ejemplo: Entorno
XQuery 48
• Lenguaje que permite describir la estructura que van
a tener los datos
• Puede poseer un modelo subyacente y una síntaxis
para descrbir los datos.
• Este modelo puede ser un DTD o XML Schema

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Lenguajes de Datos XML
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Almacenamiento de Datos XML
• Gran aceptación de XML en diversos campos
• Necesidad de almacenarlos y gestiónarlos
• 1ª Solución: Almacenamiento como fichero plano
– Presenta una serie de problemas
Ejemplo: Entorno
XQuery 49
Ejemplo: Entorno
XQuery 50
• 2ª Solución: Utilizar las ventajas de la tecnología de las bases
de datos

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Almacenamiento de Datos XML
• Alternativas de almacenamiento de datos XML:
– Almacenamiento en ficheros planos
– Almacenamiento en BD
Introducción
• En BD relacionales
– Almacenamiento como cadenas de caracteres
– Representación en árbol
– Asignación a relaciones
Ejemplo: Entorno
XQuery 51
• En BD como ficheros planos: atributo de tipo XML en una columna
• Almacenamiento en BD XML nativas
– Construidas directamente con un modelo XML
– Construidas como una capa sobre tecnología existen (OO u OR)
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos Relacionales y
XML
Diseño de BD Relacionales
Adoracion
De Miguel
Adoracion
De Miguel
Adoracion
De Miguel
RA-MA
Madrid
Ejemplo: Entorno
XQuery 52

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos Relacionales y
XML
Ejemplo: Entorno
XQuery 53
• Almacenamiento como cadenas de caracteres:
Tabla ELEMENTOS
datos
Diseño de BD Relacionales
AdoracionDe Miguel
AdoracionDe Miguel
AdoracionDe Miguel
RA-MAMadrid
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos Relacionales y
XML
• Representación en árbol
Nodos(id, tipo, etiqueta, valor)
Hijos(id-hijo, id-padre)
Ejemplo: Entorno
XQuery 54

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos Relacionales y
XML
Nodos Hijos
ID TIPO ETIQUETA VALOR
1 elemento referencia
2 elemento titulo Diseño de BD
relacionales
3 elemento autor
4 elemento nombre Adoración
5 elemento apellidos De Miguel
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos Relacionales y
XML
• Asignación a relaciones
Referencia
id Tipo
1 libro
Editorial
Título
id nombreE Dirección
3 RA-MA Madrid
id Título
2 Diseño de BD Relacionales
Autor
Id nombre apellidos
4 Adora. De
Miguel
5 Mario Piattini
6 Esperan
za
Marcos
Ejemplo: Entorno
XQuery 55
ID-HIJO ID-PADRE
2 1
3 1
4 3
5 3
Ejemplo: Entorno
XQuery 56
Hijos
subelementos Padre
2 1
3 1
4 1
5 1
6 1

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Bases de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Ejemplo: Entorno
XQuery 57
• Dos tipos (Según WESTERMAN Y KLAS(2003)):
– Bases de datos XML nativas
– Extensiones XML a las bases de datos
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos XML Nativas
Ejemplo: Entorno
XQuery 58
• Los documentos XML no se pueden almacenar en
SGBD convencionales debido a su naturaleza
jerárquica y semiestructurada.
• Los productos de bases de datos XML nativas,
están centrados en el almacenamiento y gestión
de documentos XML

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos XML Nativas
• Características:
– Definen un modelo para estructura de los
documentos XML.
Ejemplo: Entorno
XQuery 59
– Almacenan y recuperan documentos de acuerdo a
ese modelo.
– Para el almacenamiento final, el gestor puede tener
Introducción
su propio modelo de almacenamiento.
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Bases de Datos XML Nativas
Ejemplo: Entorno
XQuery 60
• Dependiendo del modelo de almacenamiento, los gestores pueden
clasificarse en:
– Almacenamiento basado en texto
• Aplican técnicas de compresión
• Mantienen índices adicionales
• Pueden definirse sobre bases de datos o sobre sistemas de ficheros
– Almacenamiento basado en modelo:
• Define un modelo de datos lógico (como DOM) para la estructura
jerárquica de los documentos XML
• Almacenan los documentos de acuerdo con este modelo usando el
modelo de almacenamiento que se desee

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Extensiones XML a las Bases de
Datos
Ejemplo: Entorno
XQuery 61
• Permiten el almacenamiento y la gestión de documentos XML
en SGBD convencionales
• Existen diferentes aproximaciones para el almacenamiento:
– Almacenamiento no estructurado: los XML se almacenan
directamente en formato de texto (ej:CLOB)
– Almacenamiento estructurado: se usa un metamodelo de
documentos XML capaz de representar árboles de nodos
de documentos XML, que se construye usando primitivas
de modelado del SGBD convencional que hay por
debajo.
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Lenguajes de consulta y
manipulación
Ejemplo: Entorno
XQuery 62
• Elevado número de documentos e información en
formato XML.
• Necesidad de recuperar y consultar toda esta
información.
• Se deben permitir la selección de datos, búsqueda de
información y búsqueda mixta como combinación de
información y estructura.
• El resultado es otro documento XML.

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Lenguajes de consulta más
extendidos
Ejemplo: Entorno
XQuery 63
• Aunque surgieron diferentes aproximaciones (Lorel,
XML-QL, Quilt), se van a destacar los de mayor
aceptación comercial y que han sido más
ampliamente utilizados:
– XPath
– XSLT
– XQuery
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Características comunes a los
lenguajes de consulta XML
Ejemplo: Entorno
XQuery 64
• Utilización de un modelo de árbol para el documento.
• Un documento XML se modela como un árbol con
nodos correspondientes a elementos y atributos:

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Ejemplo de documento XML
Introducción
0001
Mezzanine
Massive Attack
01
Teardrop
4:50 min.
0002
Third
Portishead
04
The Rip
5:31 min.
0003
El Manifiesto Desastre
Nacho Vegas
11
Morir o Matar
5:47 min.
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
Ejemplo de documento XML en
árbol
1..N
Discografía
Disco
Ejemplo: Entorno
XQuery 65
Ejemplo: Entorno
XQuery 66
1 num_ref 1 título 1..N artista 1..N single
1 1 1
num_track nombre

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
El lenguaje XPath:
Características
Almacenamiento de
Datos XML
Ejemplo: Entorno
XQuery 67
• Lenguaje de consulta navegacional que permite
recorrer un documento XML en base a expresiones de
ruta de acceso.
• Una expresión de ruta, es una secuencia de pasos de
ubicación separados por el operador ‘/’.
• Se compara con las BDOO o las BDOR.
• Se puede utilizar como constructor de otros lenguajes
de consulta (como XSLT y Xquery)
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje Xpath: Ejemplo (I)
Ejemplo: Entorno
XQuery 68
• Tomando el documento XML de ejemplo, vamos a realizar una consulta:
– /Discografía/Disco/artista
• Obteniendo el siguiente resultado:
– Massive Attack
– Portishead
– Nacho Vegas
• Podemos poner una condición a la selección con el operador ‘[ ]’ situado en
cualquier parte de la cadena:
– /Discografía/Disco [artista=‘Nacho Vegas’]/singles/nombre
• Acceder a los atributos:
– /Discografía/Disco/@num_ref
• Combinando operadores, podemos realizar la siguiente consulta:
– /Discografía/Disco/singles [@duración=‘5,30 min.’]/@nombre

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje Xpath: Ejemplo (II)
• El operador count, número de nodos devueltos por ruta:
– /Discografía/Disco [count(artista)>1]/titulo
• Operador ‘|’, para indicar uniones de resultados:
– /Discografía/Disco [count(artista)>1]/titulo |
/Discografía/Disco [artista= ‘Portishead ’]/singles/nombre
• Otros operadores:
– And, or, not: operadores lógicos
– Id: operador de deferencia
– //: especifica “todos los descendientes”
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XSLT: Características
Ejemplo: Entorno
XQuery 69
Ejemplo: Entorno
XQuery 70
• No es un lenguaje de consulta específico, es una hoja de
estilo para la especificación de formato en un documento.
• XSLT realiza una transformación sobre un documento XML
obteniendo otro documento de este tipo mediante reglas
recursivas denominadas plantillas.
• Debido a la potencia de las transformaciones de XSLT, este
lenguaje puede usarse como un lenguaje de consulta. Aún
así su sintaxis y semántica difieren respecto a otros lenguajes
de consulta.

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XSLT: Ejemplo (I)
Ejemplo: Entorno
XQuery 71
• Una plantilla XSLT consta de dos secciones: una de coincidencia (match) y otra de
selección (select):
• La sección de coincidencia especifica una ruta Xpath para seleccionar nodos, mientras
que devuelve los valores específicados en título.
• En la segunda plantilla devuelve como resultado todos los nodos que no coinciden con
alguna plantilla anterior de una forma recursiva.
• Para insertar nuevas etiquetas, ampliando la profundidad del árbol, se utiliza el
constructor xsl:attribute. Este comando añade el atributo al elemento que le precede:
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XSLT: Ejemplo (II)
Ejemplo: Entorno
XQuery 72
• Vemos otros constructores principales para XSLT así como un
resumen de los anteriores:
– : selecciona los nodos a
devolver.
– : devuelve valores de los nodos
seleccionados.
– : Añade un atributo al
elemento precedente.
– : Recursividad estructural
– : Define una clave.
–

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
El lenguaje XQuery:
Características
Almacenamiento de
Datos XML
Ejemplo: Entorno
XQuery 73
• Lenguaje de consulta de propósito general para XML.
• Auna funcionalidades de otros lenguajes (XPath, XQL,
XML-QL), presentando una sintaxis muy similar a SQL.
• Su principal función es extraer información de un
conjunto de datos organizados como un árbol de orden
n de etiquetas XML.
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XQuery: Consultas
Ejemplo: Entorno
XQuery 74
• Expresión que lee una secuencia de datos en XML y devuelve como resultado otra
secuencia del mismo tipo.
• Siguen la norma FLWOR (For, Let, Where, Order by, Return).
For
Let
Where
Vincula una o más variables a expresiones escritas en XPath, creando un flujo de tuplas
en el que cada tupla está vinculada a una de las variable.
Vincula una variable al resultado completo de una expresión añadiendo esos vínculos a
las tuplas generadas por una cláusula for o, si no existe ninguna cláusula for, creando
una única tupla que contenga esos vínculos.
Filtra las tuplas eliminando todos los valores que no cumplan las
condiciones dadas.
Order by Ordena las tuplas según el criterio dado.
Return
Construye el resultado de la consulta para una tupla dada, después de haber sido
filtrada por la cláusula where y ordenada por la cláusula order by.

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XQuery: Funciones
de entrada
• Dos funciones de entrada:
Ejemplo: Entorno
XQuery 75
– Función doc (URI): devuelve el nodo documento, o
nodo raíz, del documento referenciado por la URI.
– Función collection (URI): devuelve una secuencia de
Introducción
nodos referenciados por una URI, sin necesidad de
que exista un nodo documento o nodo raíz.
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XQuery: Condicionales y
Cuantificadores
Ejemplo: Entorno
XQuery 76
• Where: en una consulta permite filtrar las tuplas que
aparecerán en el resultado.
• if-then-else:expresión condicional nos permite crear una
u otra estructura de nodos en el resultado que dependa
de los valores de las tuplas filtradas.
• Some: permite definir consultas que devuelva algún
elemento que satisfaga la condición.
• Every: consultas que devuelvan los elementos en los que
todos sus nodos satisfagan la condición.

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XQuery: Operadores y
funciones
Ejemplo: Entorno
XQuery 77
Matemáticas +, ‐, *, div(*), idiv(*), mod.
Comparación =, !=, , =, not()
Secuencia union (|), intersect, except
Redondeo floor(), ceiling(), round()
F. de agrupación count(), min(), max(), avg(), sum()
concat(), string‐length(), startswith(), ends‐with(),
F. de cadenas
substring(),
upper‐case(), lower‐case(), string()
Uso general distinct‐values(), empty(), exits()
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XQuery: Ejemplo (I)
Ejemplo: Entorno
XQuery 78
• Obtener todas las referencias cuyo single tenga una
duración superior a 5 minutos. Cada resultado es
guardado en la etiqueta …
for $x in /Discografía/Disco
let $refTime := $x/titulo
where $x/single/duración > ‘ 5 ’
return $refTime

Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XQuery: Ejemplo (II)
Ejemplo: Entorno
XQuery 79
• Podemos crear funciones: devuelve los títulos de los discos con más
de un autor.
function DevTitulos (xsd: string $c)
returns list (xsd: string)
{
for $x in /Discografía/Disco
where $x/count(autor)>1
return $x/titulo
}
Introducción
Lenguaje de definición
de Datos XML
Almacenamiento de
Datos XML
El lenguaje XQuery: Herramientas
relacionadas
Ejemplo: Entorno
XQuery 80
•XQueryX es la especificación de una sintaxis alternativa para
XQuery que permite definir una consulta XQuery mediante
etiquetas XML.
XQEngine es un motor GPL dedicado al indexado y búsqueda
de información en ficheros XML cuya sintaxis de consulta es una
implementación de XQuery.
XQuark Bridge es una herramienta que permite importar y
exportar datos a bases de datos relacionales utilizando XML.

Comparativa
• ORIENTACIÓN
– AL Hacen operaciones sobre los datos para extraer información y dar
soporte a la toma de decisiones de una organización
– XML Definir un estándar de consulta para integrar información de varias
aplicaciones
• LENGUAJE DE CONSULTA
– AL Una extensión de SQL
– XML Lenguaje de marcado común a todas las aplicaciones
• PERSISTENCIA DE LOS DATOS
– AL Accede tanto a los datos actuales cómo a los datos históricos
– XML Como las bases de datos tradicionales, los datos se sobreescriben
• CARACTERÍSTICAS PROPIAS
– AL Utilizan un sistema intermedio entre el repositorio
– XML XML no es un lenguaje de bbdd debido a la alta redundacia (repetición
de etiquetas)
• ENTORNO DE TRABAJO
– AL Suele estar integrados en aplicaciones normales
– XML Están muy ligados a un entorno Web
Bibliografía
•“Tecnología y Diseño de Bases de Datos”, PIATTINI VELTHUIS, MARIO G /
MARCOS MARTINEZ, ESPERANZA / CALERO MUÑOZ, CORAL / VELA
SÁNCHEZ, BELÉN
“Sistemas de Bases de Datos. Un enfoque práctico para diseño,
implementación
y gestión”, THOMAS M. CONNOLLY/ CAROLYN E. BEGG
Oracle9i Data Warehousing Guide Release 2 (9.2):
http://www.mpiinf.
mpg.de/departments/d5/teaching/ss05/is05/oracle/server.920/a96520/toc.htm
http://es.geocities.com/lenguajesde_recuperacion/xquery.htm
http://www.rhernando.net/modules/tutorials/doc/bd/dw.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Almac%C3%A9n_de_datos
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Preguntas
¿Por qué esta magnífica tecnología científica, que ahorra trabajo y nos hace la vida mas
fácil, nos aporta tan poca felicidad? La repuesta es esta, simplemente: porque aún no
hemos aprendido a usarla con tino.
Albert Einstein (1879-1955) Científico alemán nacionalizado estadounidense.
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