INTRODUCCIN A LOS SISTEMAS GESTORES DE BASE DE DATOSUn sistema gestor de base de datos o SGBD es una coleccin de datos relacionados entre si, estructurados y organizados, ms un conjunto de programas que acceden y gestionan esos datos. La unin de todos estos componentes es lo que se denomina Base de datos.

Antes de la existencia de los SGBD existan los sistemas de gestin de archivos, las principales caractersticas de estos sistemas eran:

Estaban formados por un conjunto de programas que definan y usaban sus propios datos.

Los datos se almacenaban en archivos.

Los programas manejaban los archivos para obtener informacin.

Si la estructura de los archivos cambiaba, todos los programas asociados se deban modificar.

La definicin de los datos se encontraba codificada dentro de los programas de aplicacin, en lugar de almacenarse de forma independiente, y adems el control del acceso y manipulacin de los datos viene impuesto por los programas de aplicacin. Inconvenientes de un sistema de gestin de archivos:

Redundancia e inconsistencia de los datos.

Dependencia de los datos fsicos lgicos.

Dificultad para tener acceso a los datos.

Separacin y aislamientos de los datos.

Dificultad para el acceso concurrente.

Dependencia de la estructura del archivo con el lenguaje de programacin.

Problemas en la seguridad de los datos.

Problemas de integridad de los datos.

Un sistema gestor de base de datos es una aplicacin que permite a los usuarios definir, crear y mantener la base de datos, proporcionando un acceso controlado a la misma. Los servicios que presta son:

Creacin y definicin de la base de datos.

Manipulacin de los datos.

Acceso controlado a los datos de la base de datos.

Mantenimiento de la integridad y la consistencia.

Acceso compartido a la base de datos.

Mecanismos de respaldo y recuperacin.

En 1975 el comit ANSI-SPARC propuso una arquitectura de tres niveles para los SGBD, cuyo objetivo era separar los programas de aplicacin de la base de datos fsica. En esta arquitectura el esquema de una base de datos se define en tres niveles de abstraccin distintos:

Nivel interno o fsico: el ms cercano al almacenamiento fsico, es decir, tal y como estn almacenados en el ordenador. Describe la estructura fsica de la base de datos.

Nivel conceptual: describe la estructura de toda la base de datos. En este esquema describe las entidades, los atributos,... Representa la informacin contenida de la base de datos.

Nivel externo o de visin: es el ms cercano a los usuarios, es decir, es donde se describen varios esquemas externos o vistas de usuarios.

Cada esquema describe la parte de la base de datos que interese a un grupo de usuarios.

ARQUITECTURA DE LOS SISTEMAS DE BASES DE DATOS.

Los nicos datos que existen estn a nivel fsico almacenados en discos u otros dispositivos.

Los sistemas gestores de base de datos en esta arquitectura permiten que cada grupo de usuarios haga referencia a su propio esquema externo.

El sistema gestor de base de datos debe transformar cualquier peticin de usuario (esquema externo) a una peticin expresada en trminos de esquema conceptual, para finalmente ser una peticin expresada en el esquema interno que se procesar sobre la base de datos almacenada.

El proceso de transformar las peticiones y resultados de un nivel a otro se denomina correspondencia o transformacin.

Para una base de datos solo hay un esquema interno y uno conceptual, pero puede haber varios esquemas externos definidos para uno o varios usuarios. Los pasos que debe realizar el sistema gestor de base de datos ante una solicitud de datos sern:

El usuario solicita unos datos y crea una consulta.

El sistema gestor de base de datos verifica y acepta el esquema externo para ese usuario.

Transforma la solicitud al esquema conceptual.

Verifica y acepta el esquema conceptual.

Transforma la solicitud al esquema fsico.

Selecciona la o las tablas implicadas en la consulta y ejecuta la consulta.

Transforma el esquema interno al conceptual, y del conceptual al externo.

El usuario ve los datos solicitados.

Con la arquitectura de tres niveles se introduce el concepto de independencia de los datos, se definen dos tipos de independencia:

Independencia lgica: se puede modificar el esquema conceptual sin tener que alterar los esquemas externos, es decir, los programas de aplicacin.

Independencia fsica: capacidad de modificar el esquema interno sin tener que alterar ni el esquema conceptual, ni los esquemas externos.

En los SGBD basados en arquitecturas de varios niveles se hace necesario ampliar el catalogo, o el diccionario de datos, para incluir la informacin sobre cmo establecer las correspondencia entre las peticiones de los usuarios y los datos, a travs de los diversos niveles.

COMPONENTES DE LOS SISTEMAS GESTORES DE BASE DE DATOS.

Los componentes de los sistemas gestores de base de datos serian:

Lenguajes de los sistemas gestores de base de datos.

El diccionario de datos.

Seguridad e integridad de datos.

Y por ltimo, el administrador de la base de datos. Lenguajes de los sistemas gestores de base de datos.

Los sistemas gestores de base de datos ofrecen lenguajes e interfaces apropiadas para cada tipo de usuarios: administradores, diseadores, programadores de aplicacin y usuarios finales. Los lenguajes del sistema gestor de base de datos se clasifican en:

Lenguaje de definicin de los datos (LDD o DDL): es el que define el esquema conceptual y el esquema interno. Lo utilizan los diseadores y administradores.

Lenguaje de manipulacin de datos (LMD o DML): se utiliza para leer y actualizar los datos de la BD. Ejemplo: SQL.

Lenguajes de cuarta generacin (4GL): permiten al usuario desarrollar aplicaciones de forma fcil y rpida. Ejemplos: ORACLE, SQL Server.

El diccionario de datos.

Es el lugar donde se deposita la informacin acerca de todos los datos que forman la base de datos. Se describe la base de datos y los objetivos que la forman.

En una base de datos relacional, el diccionario de datos proporciona la siguiente informacin:

La estructura lgica y fsica de la base de datos.

Definiciones de todos los objetivos de la base de datos: tablas, vistas, ndices, disparadores, etc.

El espacio asignado y utilizado por los objetos.

Los valores por defecto de las columnas de las tablas.

Informacin acerca de las restricciones de integridad.

Los privilegios y roles otorgados a los usuarios.

Auditoria de la informacin, con los accesos a los datos.

Seguridad e integridad de datos.

Constituidas por los mecanismos que garantizan la seguridad e integridad de los datos:

Debe controlar que solo los usuarios autorizados puedan acceder a la base de datos.

Los datos almacenados deben satisfacer ciertos tipos de restricciones de consistencia fijadas por el administrador de la base de datos.

Proporciona herramientas y mecanismos para la planificacin y realizacin de copias de seguridad y restauracin.

Debe asegurar el acceso concurrente y ofrecer mecanismos para conservar la consistencia de los datos en el caso de que varios usuarios actualicen la base de datos de forma concurrente.

El administrador de la base de datos.

En los sistemas gestores de base de datos existen distintas categoras de usuarios, cada una de ellas tiene una serie de privilegios sobre los objetos de la base de datos.

En ORACLE se distinguen los siguientes usuarios: Usuario DBA, administra la base de datos, tiene el nivel ms alto de privilegios.

Usuario RESOURCE, pueden crear sus propios objetos y tienen acceso a los objetos para los que se les ha concedido permiso.

Usuario CONNECT, solamente puede utilizar aquellos objetos para los que se les ha concedido permiso de acceso.

Hay que procurar que haya el menor nmero de administradores, a ser posible una sola persona.

Algunas de las tareas del administrador serian: instalar el sistema gestor de base de datos, crear las bases de datos que se vayan a gestionar, crear y mantener el esquema de la base de datos, establecer polticas de acceso, etc.

MODELOS DE DATOS.

El objetivo de los sistemas gestores de base de datos es proporcionar a los usuarios una visin abstracta de los datos.

Los modelos de los datos son el instrumento principal para ofrecer esa abstraccin.

Existen tres niveles de abstraccin (relacionados con la arquitectura ANSI):

Nivel fsico, nivel ms bajo de abstraccin, describe como se almacenan los datos.

Nivel lgico o conceptual, describe los datos que se almacenan en la base de datos y sus relaciones.

Nivel externo o de vista, describe la parte de la base de datos a la que los usuarios pueden acceder.

EL MODELO ENTIDAD-INTERRELACION.

Tambin llamado entidad-delacin. Fue propuesto por Chen, permite realizar una representacin de los problemas. Es un modelo muy extendido y potente para la representacin de datos. Propone el uso de tablas bidimensionales para la representacin de los datos y sus relaciones.

Es un modelo semntico que se base en la representacin de la informacin en tres categoras:

Entidades: son los objetos que se van a modelar.

Atributos: se corresponden con las propiedades de los objetos.

Y por ltimo, las relaciones o interrelaciones que son las asociaciones entre las entidades.

La terminologa utilizada sera:

Entidades: son los objetos principales sobre los que se recoger informacin. Aparecen en el enunciado reflejado como nombre.

Se representan como un rectngulo. Ejemplo: pelcula, director, actor, etc.

Atributos o campos: son utilizados para detallar las propiedades de las entidades. Ejemplo: la entidad pelcula tendra los siguientes atributos: ttulo, gnero, nacionalidad, estreno, etc.

Dominio: es el conjunto de valores permitidos para cada atributo.

Relaciones: representan las asociaciones del mundo real entre una y ms entidades. En los enunciados aparecen en forma de verbo. Ejemplo: dirige (relacin entre pelcula-director), participa (relacin entre pelcula-actor), ... Se representan a travs de un rombo.

Cardinalidad: nmero mximo de instancias de tipo de relacin en las que puede participar una misma instancia de otra entidad. Las cardinalidades ms comunes serian:

1:1 (uno a uno)

1:N (uno a muchos)

M:N (muchos a muchos)

Clave: es un conjunto de atributos que identifican de forma univoca una entidad.

Clave candidata: es cada una de las claves mnimas existentes en un conjunto de entidades.

Clave primaria: es una clave candidata, elegida de forma arbitraria, que usaremos siempre para identificar una entidad.

OTROS MODELOS DE DATOS.

Otros modelos de datos seran:

Modelo jerrquico. Unabase de datos jerarquicaestructura los campos en nodos en una estructura jerrquica. Los nodos son puntos conectados entre s formando una especie de rbol invertido. Cada entrada tiene un nodo padre, que puede tener varios nodos hijos; esto suele denominarse relacin uno a muchos. Los nodos inferiores se subordinan a los que se hallan a su nivel inmediato superior.

Un nodo que no tiene padre es llamado raz, en tanto que los que no tienen hijos son conocidos como hojas. Cuando se desea hallar un campo en particular, se empieza por el tope, con un nodo padre, descendiendo por el rbol en direccin a un nodo hijo.

Por Ejemplo:Un Sistema de Reservaciones de una Lnea Area (ver fig.2.1).

ElNodo Padre en esta base de datos jerrquicaes laCiudad de Salidaen este caso es (Caracas),Nodos Hijosrepresentando lasCiudades Destinoque tiene a su vezNodos Hijos, que son elNmero de Vuelo.El Nmero de Vuelo tendr tambinNodos Hijos, que son losPasajeros.

Limitaciones de las Bases de Datos Jerrquicas Al borrar un nodo padre, desaparecen tambin sus nodos subordinados.

Slo podr aadirse un nodo hijo, si existe el nodo padre.

Pero lo ms significativo es la rigidez de su estructura: slo un padre por hijo y ausencia de relaciones entre los nodos hijos.

Modelo de red. Como en el caso de las bases de datos jerrquicas, se trata de una organizacin jerrquica de nodos, pero un nodo hijo puede tener ms de un solo nodo padre (relacin muchos a muchos). En lasbases de datos en red, existen los punteros, que son conexiones adicionales entre nodos padres y nodos hijos, que permiten acceder a un nodo por vas distintas accediendo al mismo en direccin descendente por las diversas ramas.

La base de datos en red representa una mejora al modelo jerrquico.

Por ejemplo: Los vendedores destacados para distribuir determinados productos en algunas ciudades pueden ilustrar este modelo (ver fig. 2.2).

CadaProductopuede ser distribuido por ms de un Vendedor, as mismo cadaVendedorpuede encargarse de diferentesCiudades.

Bases de Datos Relacional

Esta organizacin ofrece la mayor flexibilidad ya que los datos se almacenan enTablasdiferentes, conformadas as mismo porFilas y Columnas.Una tabla se denomina relacin. En unaTablalasFilascontienen losRegistros. LasColumnasrepresentan losCampos. LasTablasrelacionadas poseen un campo comn, elCampo Clave,mediante el cual la informacin almacenada en una tabla puede enlazarse con la informacin almacenada en otra.

El acceso a los datos se realiza mediante consultas escritas enSQL (Structured Query Language). LaOrganizacin de Bases de Datos Relacionales la ms difundida en la actualidad debido a su sencillez para realizar operaciones de adicin, eliminacin y modificacin en contraste con la mayor rigidez de lasOrganizaciones Jerrquicas y de Red.Por ejemplo:En un pequeo negocio, se puede contar con unaTabla de Clientes y Tabla de Pedidos(ver fig. 2.3).

Las rdenes que pertenecen a un determinado cliente son identificadas colocando el campo de identificacin del cliente en la orden (campo clave de la tabla de clientes), lo cual permite enlazar las dos tablas.

Bases de Datos Orientadas a Objetos (BDOO)

Que es la O.O. (Object-Oriented)ElAnlisis Orientado a Objetos (O.O.)no es un enfoque que modela la realidad. En lugar de esto, modela la forma en que las personas comprenden la realidad.

UnObjetoes una representacin detallada, concreta y particular de un algo. Tal representacin determina suIdentidad, su Estado y su Comportamientoparticular en un momento dado

Identidad:Le permite a unObjetoser distinguido de entre otros y esto se da gracias al nombre que cadaObjetoposee.

Estado:El estado de unObjetoes el conjunto de valores concretos que lo caracterizan en un momento dado, como peso, color, precio, etc.

Comportamiento:Define un conjunto de funciones que el objeto es capaz de llevar a cabo. Tales funciones pueden estar relacionadas entre s, modificar el estado del objeto o invocar funcionalidades de otros objetos, entre muchas otras cosas ms.

UnaClasese define como la generalizacin de un objeto en particular. Es decir, unaClaserepresenta a una familia deObjetosconcretos.

De lo anterior, podemos decir que una instancia de una clase es siempre un objeto en particular.

Qu es una Bases de Datos Orientadas a Objetos (B.D.O.O)Es una estructura relativamente nueva que ha suscitado gran inters.

ElModelo de Datos Orientado a Objetos,es una adaptacin para los sistemas deBases de Datos del Paradigma de la Programacin Orientada a Objetos. Se basa en el concepto deEncapsularelementos de datos, sus caractersticas, atributos y el cdigo que opera sobre ellos en elementos complejos llamadosObjetos.

LosObjetosestructurados se agrupan enClases.

Por ejemplo: El conjunto de las clases se estructura en subclases y superclases como se puede ver en la fig. 2.4) [?].

Ventajas en BDOOs

Se destaca su flexibilidad y soporte para el manejo de tipos de datos complejos.

Manipula datos complejos en forma rpida y gilmente. La estructura de la Base de Datos est dada por referencias (o apuntadores lgicos) entre Objetos [?].

Los elementos tradicionales de un SABD son cuatro:1. ADMINISTRACION DE BASE DE DATOS: El sistema requiere que la institucin reconozca el papel estratgico de la informacin, por lo tanto debe desarrollar la funcin de administracin de datos con el poder de definir los requerimientos para toda la empresa y su entorno.2. METODOLOGIA PARA PLANEACION Y MODELAJE DE LOS DATOS: El fin del anlisis de la empresa es identificar las entidades, atributos y relaciones claves que conforman los datos de la institucin.3. TECNOLOGIA Y ADMINISTRACION DE LOS DATOS: Las bases de datos requieren de nuevo software, personal capacitado y nuevas estructuras administrativas. La administracin se encarga de definir y organizar la estructura y contenido de la base de datos, desarrollar procedimientos de seguridad y salvaguarda, desarrolla la documentacin, da mantenimiento al software.4. USUARIOS: Estos usuarios deben ser capacitados en nuevos lenguajes de SABD, en procedimientos de desarrollo de las aplicaciones y en las nuevas prcticas de software.

Los principales retos de la gerencia en la construccin de un ambiente de SABD son los siguientes:

-OBSTACULOS INSTITUCIONALES PARA UN AMBIENTE DE BASE DE DATOS: La razn es porque genera resistencia a las polticas que se van a implementar, ya que requiere de un cambio total a nivel de toda la institucin en cuanto al papel que desempea la informacin, la asignacin de poder, la propiedad y el compartir de informacin.-CONSIDERACIONES DE COSTO/BENEFICIO: Los costos de cambiar un ambiente de base de datos son tangibles, directos y grandes a corto plazo, para que sea exitoso la empresa debe realizar los cambios organizacionales requeridos y se debe mentalizar que los beneficios se obtendrn a largo plazo.-UBICACIN EN LA INSTITUCION DE LA FUNCION DE ADMINISTRACION DE INFORMACION: Muchas organizaciones fracasan en alcanzar el objetivo real, porque compran un SABD que colocan en manos de grupos de bajo nivel, esto conduce a crear sistemas pequeos de base de datos para distintas divisiones, que dan un uso mnimo y resulta incompatible en toda la empresa.

En conclusin el SISTEMA DE ADMINISTRACION DE BASE DE DATOS, para que sea exitoso, productivo y genere beneficios a una organizacin debe estar centralizado, a cargo de niveles altos de gerencia, donde la administracin de la informacin sea responsable de las polticas y procedimientos especficos mediante datos administrados como recurso institucional; especificando sus reglas para compartir, distribuir, adquirir, clasificar, estandarizar e inventariar la informacin en la institucin.