Base de Datos

Las bases de datos son el método preferido para el almacenamiento estructurado de datos. Desde las grandes aplicaciones multiusuario, hasta los teléfonos móviles y las agendas electrónicas utilizan tecnología de bases de datos para asegurar la integridad de los datos y facilitar la labor tanto de usuarios como de los programadores que las desarrollaron.

Una base de datos  (en ocasiones abreviada con la sigla BD o con la abreviatura b. d.) es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso.  El término de bases de datos fue escuchado por primera vez en 1963, en un simposio celebrado en California, USA. Una base de datos se puede definir como un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada o estructurada.

Una base de datos es un “almacén” que nos permite guardar grandes cantidades de información de forma organizada para que luego podamos encontrar y utilizar fácilmente.

Desde el punto de vista informático, la base de datos es un sistema formado por un conjunto de datos almacenados en discos que permiten el acceso directo a ellos y un conjunto de programas que manipulen ese conjunto de datos. Estos programas son denominados sistemas gestores de bases de datos, abreviados SGBD, los cuales permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rápida y estructurada.

Las Bases de Datos generalmente funcionan en ordenadores dedicados. Por las prestaciones requeridas, generalmente funcionan en ordenadores multi-procesador con abundante memoria.

Las aplicaciones más usuales son para la gestión de empresas e instituciones públicas. También son ampliamente utilizadas en entornos científicos con el objeto de almacenar la información experimental.

Características

Entre las principales características de los sistemas de base de datos podemos mencionar:

Independencia lógica y física de los datos. Redundancia mínima. Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios. Integridad de los datos. Consultas complejas optimizadas. Seguridad de acceso y auditoría. Respaldo y recuperación. Acceso a través de lenguajes de programación estándar.

Bases de datos distribuidas

Una base de datos distribuida (BDD) es un conjunto de múltiples bases de datos lógicamente relacionadas las cuales se encuentran distribuidas en diferentes espacios lógicos (por ejemplo, un servidor corriendo 2 máquinas virtuales) e interconectados por una red de comunicaciones. Dichas BDD tienen la capacidad de realizar procesamiento autónomo, esto permite realizar operaciones locales o distribuidas. Un sistema de Bases de Datos Distribuida (SBDD) es un sistema en el cual múltiples sitios de bases de datos están ligados por un sistema de comunicaciones de tal forma que, un usuario en cualquier sitio puede acceder los datos en cualquier parte de la red exactamente como si estos fueran accedidos de forma local.

Un sistema distribuido de bases de datos, se almacena en varias computadoras. Los principales factores que distinguen un SBDD de un sistema centralizado son los siguientes:

Hay múltiples computadores, llamados sitios o nodos.

Estos sitios deben de estar comunicados por medio de algún tipo de red de comunicaciones para transmitir datos y órdenes entre los sitios.

Base de datos centralizada

Una base de datos centralizada es una base de datos almacenada en su totalidad en un solo lugar físico, es decir, es una base de datos almacenada en una sola máquina y en una sola CPU, en donde los usuarios trabajan en terminales "tontas" que solo muestran resultados.

Los sistemas de bases de datos centralizadas son aquellos que se ejecutan en un único sistema informático sin interaccionar con ninguna otra computadora. Tales sistemas comprenden el rango

desde los sistemas de bases de datos mono usuarios ejecutándose en computadoras personales hasta los sistemas de bases de datos de alto rendimiento

Modelo de base de datos

Un modelo de base de datos es la fundación teórica de una base de datos y fundamentalmente determina de qué manera los datos van a ser guardados, organizados y manipulados en un sistema de base de datos. De esta forma, define la infraestructura ofrecida por un sistema de base de datos particular. El ejemplo más popular de un modelo de base de datos, es el modelo relacional

Todo modelo de base de datos nos proporciona tres tipos de herramientas: Estructuras de datos con las que se puede construir la BD: tablas, árboles, etc. Diferentes tipos de restricciones (o reglas) de integridad que el SGBD tendrá que hacer

cumplir a los datos: dominios, claves, etc. Una serie de operaciones para trabajar con los datos. Un ejemplo de ello, en el modelo

relacional, es la operación SELECT, que sirve para seleccionar (o leer) las filas que cumplen alguna condición. Un ejemplo de operación típica del modelo jerárquico y del modelo en red podría ser la que nos dice si un determinado registro tiene “hijos” o no.

Modelos comunes:

Modelo jerárquico Modelo de red Modelo relacional Modelo entidad-relación Modelo objeto-relacional Modelo de objeto

Los esquemas generalmente son almacenados en un diccionario de datos. Aunque un esquema se defina en un lenguaje de base de datos de texto, el término a menudo es usado para referirse a una representación gráfica de la estructura de la base de datos.

De los modelos de BD que hemos citado, el que apareció primero, a principios de los años sesenta, fue el modelo jerárquico. Sus estructuras son registros interrelacionados en forma de árboles. El SGBD clásico de este modelo es el IMS/DL1 de IBM.

A principios de los setenta surgieron SGBD basados en un modelo en red. Como en el modelo jerárquico, hay registros e interrelaciones, pero un registro ya no está limitado a ser “hijo” de un solo registro tipo. El comité CODASYL-DBTG propuso un estándar basado en este modelo, que fue adoptado por muchos constructores de SGBD. Sin embargo, encontró la oposición de IBM, la empresa entonces dominante. La propuesta de CODASYL-DBTG ya definía tres niveles de esquemas.

Durante los años ochenta apareció una gran cantidad de SGBD basados en el modelo relacional propuesto en 1969 por E.F. Codd, de IBM, y prácticamente todos utilizaban como lenguaje nativo el SQL (Por ejemplo, Oracle, DB2 de IBM, Informix, Ingres, Allbase de HP y SQL-Server de Sybase). El modelo relacional se basa en el concepto matemático de relación, que aquí podemos considerar de momento equivalente al término tabla (formada por filas y columnas). La mayor parte de los sistemas de información que actualmente están en funcionamiento utilizan SGBD relacionales, pero algunos siguen utilizándolos jerárquicos o en red (especialmente en sistemas de información antiguos muy grandes).

Estos últimos años se está extendiendo el modelo de base de datos relacional con objetos. Se trata de ampliar el modelo relacional, añadiéndole la posibilidad de que los tipos de datos sean tipos abstractos de datos (TAD). Esto acerca los sistemas relacionales al paradigma de la orientación a objetos.

Organización jerárquica de una base de datos

Una base de datos, a fin de ordenar la información de manera lógica, posee un orden que debe ser cumplido para acceder a la información de manera coherente. Cada base de datos contiene una o más tablas, que cumplen la función de contener los campos.

Las bases de datos tradicionales se organizan por campos, registros y tablas.

Un campo es una pieza única de información. Un registro es un sistema completo de campos Una tabla es una colección de registros. Por ejemplo, una guía de teléfono es análoga a un

archivo. Contiene una lista de registros, cada uno de los cuales consiste en tres campos: nombre, dirección, y número de teléfono.

En el siguiente ejemplo mostramos una tabla “comentarios” que contiene 4 campos.

Los datos quedarían organizados como mostramos en el siguiente ejemplo:

Por consiguiente como mencionamos, una base de datos posee el siguiente orden jerárquico:

Tablas Campos Registros

Sistema de Gestión de Base de Datos (SGBD)

Los Sistemas de Gestión de Base de Datos (en inglés Data Base Management System DBMS) son un tipo de software muy específico, dedicado a servir de interfaz entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la utilizan. Se compone de un lenguaje de definición de datos, de un lenguaje de manipulación de datos y de un lenguaje de consulta.

Los SGBD proporcionan métodos para mantener la integridad de los datos, para administrar el acceso de usuarios a los datos y recuperar la información si el sistema se corrompe. Permite presentar la información de la base de datos en variados formatos. La mayoría de los SGBD incluyen un generador de informes. También puede incluir un módulo gráfico que permita presentar la información con gráficos.

Hay muchos tipos de SGBD distintos según manejen los datos y muchos tamaños distintos según funcionen sobre ordenadores personales y con poca memoria a grandes sistemas que funcionan en mainframes con sistemas de almacenamiento especiales.

Generalmente se accede a los datos mediante lenguajes de interrogación, lenguajes de alto nivel que simplifican la tarea de construir las aplicaciones. También simplifican la interrogación y la presentación de la información. Un SGDB permite controlar el acceso a los datos, asegurar su integridad, gestionar el acceso concurrente a ellos, recuperar los datos tras un fallo del sistema y hacer copias de seguridad

Hoy día, los SGBD relacionales están en plena transformación para adaptarse a tres tecnologías de éxito reciente, fuertemente relacionadas: la multimedia, la de orientación a objetos (OO) e Internet.

Bases de Datos más utilizadas

MySql: es una base de datos con licencia GPL basada en un servidor. Se caracteriza por su rapidez. No es recomendable usar para grandes volúmenes de datos.

PostgreSql y Oracle: Son sistemas de base de datos poderosos. Administran muy bien grandes cantidades de datos, y suelen ser utilizadas en intranets y sistemas de gran calibre.

Access: Es una base de datos desarrollada por Microsoft. Esta base de datos, debe ser creada bajo el programa access, el cual crea un archivo con extensión .mdb con la estructura ya explicada.

Microsoft SQL Server: es una base de datos más potente que access desarrollada por Microsoft. Se utiliza para manejar grandes volúmenes de informaciones y es la que utilizaremos en clase.

Ventajas de las Bases de Datos

Control sobre la redundancia de datos Consistencia de datos: Eliminando o controlando las redundancias de datos se reduce en

gran medida el riesgo de que haya inconsistencias. Compartición de datos: En los sistemas de ficheros, los ficheros pertenecen a las personas o

a los departamentos que los utilizan. Pero en los sistemas de bases de datos, la base de datos pertenece a la empresa y puede ser compartida por todos los usuarios que estén autorizados.

Mantenimiento de estándares: Gracias a la integración es más fácil respetar los estándares necesarios

Mejora en la integridad de datos: La integridad de la base de datos se refiere a la validez y la consistencia de los datos almacenados. Normalmente, la integridad se expresa mediante restricciones o reglas que no se pueden violar. Estas restricciones se pueden aplicar tanto a los datos, como a sus relaciones, y es el SGBD quien se debe encargar de mantenerlas.

Mejora en la seguridad

Mejora en la accesibilidad a los datos: Muchos SGBD proporcionan lenguajes de consultas o generadores de informes que permiten al usuario hacer cualquier tipo de consulta sobre los datos.

Aumento de la concurrencia

Desventajas de las Bases de Datos

Complejidad: Los SGBD son conjuntos de programas que pueden llegar a ser complejos con una gran funcionalidad. Es preciso comprender muy bien esta funcionalidad para poder realizar un buen uso de ellos.

Coste del equipamiento adicional: Tanto el SGBD, como la propia base de datos, pueden hacer que sea necesario adquirir más espacio de almacenamiento. Además, para alcanzar las prestaciones deseadas, es posible que sea necesario adquirir una máquina más grande o una máquina que se dedique solamente al SGBD. Todo esto hará que la implantación de un sistema de bases de datos sea más cara.

Vulnerable a los fallos: El hecho de que todo esté centralizado en el SGBD hace que el sistema sea más vulnerable ante los fallos que puedan producirse. Es por ello que deben tenerse copias de seguridad (Backup).