BASE DE DATOS

¿Qué es una Base de Datos?

Una base de datos es un almacén para colecciones de datos o hechos relacionados, ordenados en una estructura específica.

Sistemas de bases de datos frente a sistemas de archivos

Una manera de mantener información en un computador es hacerlo mediante un sistema de procesamiento de archivos típico o tradicional, que permitirá tener a los archivos estructurados y organizados, y poder realizar operaciones con ellos. Este sistema de archivos se mantiene mediante un sistema operativo convencional. Estos sistemas de archivos tiene una serie de inconvenientes importantes:

Inconvenientes de los sistemas de archivos

Redundancia e inconsistencia de datos. Existen datos que pueden repetirse en diferentes lugares o archivos, esto provoca que, teniendo esa duplicidad de datos, el almacenamiento y el costo (en recursos del sistema) de acceso sean más altos. Inconsistencia de datos se presentará porque las copias de los mismos datos en diferentes archivos pueden no coincidir.

Dificultad en el acceso a los datos. Cuando se requiere de ciertos datos diferentes de archivos diferentes, la obtención, consulta y modificación de los datos no puede hacerse directamente de forma práctica y eficiente.

Aislamiento de datos. Debido a que los datos están dispersos en varios archivos, y los archivos pueden estar en diferentes formatos, es difícil escribir nuevos programas de aplicación para recuperar los datos apropiados.

Inconvenientes de los sistemas de archivos

Problemas de integridad. Los valores de los datos almacenados en la BD deben satisfacer ciertas restricciones de consistencia. Los desarrolladores hacen cumplir estas restricciones en el sistema añadiendo código apropiado en las diversas aplicaciones.

Problemas de atomicidad. En muchas aplicaciones es crucial asegurar que, cuando ocurra un fallo y sea detectado, se restauren los datos a un estado de consistencia que existía antes del fallo.

Anomalías en el acceso concurrente. En estos sistemas un entorno en el que permita a múltiples usuarios actualizar los datos de un mismo archivo simultáneamente puede dar lugar a datos inconsistentes o un estado incorrecto.

Problemas de seguridad. No todos los usuarios de un sistema de bases de datos deberían poder acceder a todos los datos.

Conceptos básicos de base de datos

Tablas. - Una tabla de base de datos es similar en apariencia a una hoja de cálculo en cuanto a que los datos se almacenan en filas y columnas. Por ende, es bastante fácil importar una hoja de cálculo en una tabla de base de datos.

Conceptos básicos de base de datos

Formularios. - Los formularios permiten crear una interfaz de usuario en la que puede escribir y modificar datos. Los formularios a menudo contienen botones de comandos y otros controles que realizan distintas tareas.

Conceptos básicos de base de datos

Informes. - Los informes se usan para dar formato a los datos, resumirlos y presentarlos. Por lo general, un informe responde a una pregunta específica como: "¿Cuánto dinero recibimos de cada cliente este año?"

Conceptos básicos de base de datos

Consultas. - Las consultas pueden realizar diversas funciones en una base de datos. La función más común es recuperar datos específicos de las tablas.

Debido a que muchas veces no quiere ver todos los registros a la vez, las consultas le permiten agregar criterios para "filtrar" los datos y obtener solo los registros que quiere.

Conceptos básicos de base de datos

Macros. - Es una serie de instrucciones que se almacenan para que se puedan ejecutar de forma secuencial mediante una sola llamada u orden de ejecución.

Módulos. - Los módulos, como las macros, son objetos que puede usar para agregar funciones a la base de datos.

Visión de los datos.

Uno de los propósitos principales de un sistema de bases de datos es proporcionar a los usuarios una visión abstracta de los datos. Nivel Físico: Describe cómo se almacenan realmente los datos. Se describen en

detalle las estructuras de datos complejas de bajo nivel. Nivel Lógico: Es el siguiente nivel más alto de abstracción. Describe que datos se

almacenan en la base de datos y qué relaciones existen entre esos datos.  Los administradores de bases de datos, que deben decidir la información que se mantiene en la base de datos, usan el nivel lógico de abstracción.

Nivel de Vistas: El nivel más alto de abstracción describe sólo parte de la base de datos completa. Los usuarios que utilizan este nivel de abstracción tienen una gran simplificación en su interacción con el sistema, ya que ven un conjunto de programas de aplicación (vistas) que esconden los detalles de los tipos de datos. Además de esconder detalles de nivel lógico también proporcionan un mecanismo de seguridad para evitar que los usuarios accedan a ciertas partes, prohibidas para ellos, de la base de datos.

Modelos de datos

Bajo la estructura de la base de datos se encuentra el modelo de datos: una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones, la semántica y las restricciones de consistencia. Para ilustrar el concepto de un modelo de datos son usados dos modelos; el modelo entidad-relación y el modelo relacional.

Modelo entidad-relación

Está basado en la precepción del mundo real que consta de una colección de objetos básicos llamados entidades, y de relaciones entre estos objetos. Una entidad es una cosa u objeto del mundo real que se distingue de otros objetos. Las entidades se describen en una base de datos mediante un conjunto de atributos. Una relación es una asociación entre varias entidades. Al conjunto de todas las entidades del mismo tipo se le llama conjunto de entidades, y al conjunto de todas las relaciones del mismo tipo se le llama conjunto de relaciones.

Modelo relacional

En el modelo relacional se utiliza un grupo de tablas para representar los datos y las relaciones entre ellos. Cada tabla está compuesta por varias columnas, y cada columna tiene un nombre único.

Otros modelos de datos

Modelo de datos orientado a objetos, que es una extensión del modelo E-R con nociones de encapsulación, métodos o funciones, e identidad de objetos.

Modelo de datos relacional orientado a objetos, que combina las características del modelo de datos orientado a objetos y el modelo de datos relacional.

Lenguajes de gestión de base de datos

Un sistema de base de datos proporciona un lenguaje de definición de datos (LDD) para especificar el esquema de la base de datos y un lenguaje de manipulación de datos (LMD) para expresar las consultas y las modificaciones a la base de datos.El Lenguaje de definición de datos (LDD) sirve para especificar el esquema de la BD. El objetivo del lenguaje es permitir especificar un conjunto de tablas, que se almacenan en un archivo especial llamado diccionario de datos o directorio de datos. Esta información son datos acerca de los datos, es decir, metadatos.

El Lenguaje de manipulación de datos (LMD) permite acceder y manipular los datos organizados.

Sistema Gestor de Base de Datos “SGBD”

Es un sistema de software que permite la definición de bases de datos; así como la elección de las estructuras de datos necesarios para el almacenamiento y búsqueda de los datos, ya sea de forma interactiva o a través de un lenguaje de programación. Un SGBD relacional es un modelo de datos que facilita a los usuarios describir los datos que serán almacenados en la base de datos junto con un grupo de operaciones para manejar los datos.

Administrador de base de datos.

Una de las principales razones de usar SGBD es tener un control centralizado tanto de los datos como de los programas que acceden a esos datos. La persona que tiene este control central sobre el sistema se llama administrador de la base de datos (ABD). Sus funciones incluyen: Diseño y creación de esquemas. Definición de estructuras y métodos de accesos. Modificar los esquemas y la organización física, si fuera necesario. Mantenimiento de usuarios: Crear cuentas, roles, conceder o revocar

autorizaciones a los usuarios para poder trabajar con los datos. Mantenimientos rutinarios: copias de respaldo, comprobación de espacio

ocupado en los discos, comprobaciones de rendimiento.

Estructura de un sistema de bases de datos

Un sistema de bases de datos se divide en módulos que se encargan de cada una de las responsabilidades del sistema completo. A grandes rasgos se pueden dividir en los componentes gestor de almacenamiento y procesador de consultas.

Estructura de un sistema de bases de datos

Gestor de almacenamientoProporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel en la base de datos y los programas de aplicación y consultas emitidas al sistema. Es responsable de la interacción con el gestor de archivos para realizar el almacenamiento, recuperación y actualización de los datos en la base de datos.

Entre sus componentes se incluyen: Gestor de autorización e integridad, comprobando que se satisfagan las

restricciones de integridad y la autorización de los usuarios para acceder a los datos. Gestor de transacciones, asegura la consistencia de la base de datos a pesar de los

fallos del sistema, y controla las transacciones concurrentes. Gestor de archivos, gestiona la reserva de espacio de almacenamiento de disco y

las estructuras de datos usadas para representar la información almacenada en disco. Gestor de memoria intermedia, permite que la base de datos maneje tamaños de

datos mucho mayores que el tamaño de la memoria principal.

Estructura de un sistema de bases de datos

Procesador de consultasAyuda al sistema de bases de datos a simplificar y facilitar el acceso a los datos. Sus componentes incluyen:• Intérprete del LDD, interpreta las instrucciones del LDD y registra las

definiciones en el diccionario de datos.• Compilador del LMD, traduce las instrucciones del LMD en un lenguaje de

consultas a instrucciones de bajo nivel que entiende el motor de evaluación de consultas. El compilador del LMD también optimiza las consultas.

• Motor de evaluación de consultas, ejecuta las instrucciones de bajo nivel generadas por el compilador del LMD.