PDF de programación - Teórico 1 - Introducción a las bases de datos

Tecnólogo en Informática – Base de Datos 1 – Teórico

Teórico 1 – Introducción a las bases de datos


¿De qué trata este curso?

Este curso pretende brindar un primer acercamiento a las bases de datos, y en especial a las
bases de datos relacionales.

Se pretende que al finalizar el mismo el estudiante sea capaz de comprender los conceptos
fundamentales del modelo relacional, dominar técnicas de diseño tanto conceptual como
lógico de una base de datos relacional, y realizar consultas sobre la misma.


¿Qué es una base de datos?

Definiciones

Clásicamente, se define por base de datos un conjunto de datos relacionados entre sí. Con
semejante definición los límites de nuestro objeto de estudio quedan muy vagamente definidos.
Se supone implícitamente que una base de datos cumple además con las siguientes tres
propiedades:

• Representa algún aspecto del mundo real
• Es un conjunto de datos lógicamente coherente
• Se diseña, construye y puebla para un propósito específico

El software que maneja los datos de una base de datos se conoce como manejador de base de
datos o DBMS (Database Management System), algunas veces llamado motor de base de
datos (database engine). Un DBMS facilita el trabajo de definir, construir y manipular bases de
datos para diversas aplicaciones.

No todas las aplicaciones que manejan datos se beneficiarían al utilizar un DBMS. En muchos
casos donde la información no cambia, la cantidad de datos es pequeña o su estructura muy
simple, los datos pueden mantenerse en memoria o se pueden utilizar archivos.

Un DBMS supone una tecnología madura para la creación y manipulación de una base de
datos, que permite delegar muchos de los problemas relativos al manejo de los datos (como
restricciones de integridad, múltiples vistas, seguridad, concurrencia y posibilidades de
recuperación).

Sin embargo, utilizar un DBMS puede implicar costos de inversión en hardware, software y
capacitación, y costos de tiempo invertido en administración del DBMS y de las bases de datos.

Usualmente se distingue entre el esquema de la base de datos, que define las estructuras y
suele ser bastante estable; de la instancia de la base de datos que consiste de los datos y
suele ser muy inestable. Un DBMS ofrece lenguajes para crear las estructuras (DDL, Data
Definition Language), manipular los datos (DML, Data Manipulation Language) y para realizar
consultas (QL, Query Language).

Algunos conceptos quedarán claros al ver su aparición en una breve cronología de los eventos
más importantes relacionados al desarrollo de la teoría de las bases de datos, y a la
construcción de DBMS reales.



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Un poco de historia

Durante los 60, las computadoras se habían vuelto accesibles para organizaciones de los
gobiernos y empresas de gran tamaño como los bancos y las compañías aéreas. Pronto, todos
los usuarios de computadoras que almacenaron grandes volúmenes de
información,
comenzaron a tener los mismos problemas para manejar tantos datos, por lo que había gran
interés por la investigación en estos temas.

En esta época se desarrollaron dos modelos para el manejo de grandes bases de datos, un
modelo de base de datos en red (CODASYL) y un modelo jerárquico (IMS). El objetivo de
ambos era desarrollar un lenguaje común para el manejo de registros.

Se creó una comisión CODASYL (compuesta principalmente por fabricantes de computadoras
y el departamento de defensa de Estados Unidos) que participó en la creación del lenguaje
COBOL (COmmon Business-Oriented Language), muy utilizado hasta hoy en día en empresas
de gran porte, sobre todo en ambiente mainframe.

El modelo jerárquico IMS (Information Management System) es un refinamiento del modelo de
base de datos en red. Fue desarrollado principalmente por IBM en el marco del programa
Apollo de la NASA, y se destacan sus capacidades de indexación. Los registros en una base
jerárquica se almacenan en una estructura de árbol, con relaciones de tipo padre-hijo, y las
relaciones entre los registros se establecían a nivel físico (sectores y pistas).

El modelo jerárquico tiene muchas limitaciones, sobre todo en lo que respecta a control sobre
los datos como control de registros duplicados o integridad referencial. Sin embargo, se utilizan
bases de datos jerárquicas hasta la actualidad, especialmente Adabas (Adaptable Database
System) accedidas por aplicaciones desarrolladas en lenguaje NATURAL.

El "prócer" de la disciplina del manejo de bases de datos fue Edgar Frank Codd (1923 - 2003)
quien propuso el modelo relacional en 1969, en un reporte de investigación de IBM llamado
"Derivability, Redundancy and Consistency of Relations Stored in Large Data Banks". Este
trabajo fue crítico con el enfoque existente hasta el momento, que ataba la descripción de la
información a los mecanismos de acceso.

El trabajo de Codd, con un enfoque mucho más basado en la lógica y en la matemática, ha
sido la piedra filosofal de toda la teoría de bases de datos relacionales. Se denomina RDBMS a
un DBMS relacional.

A principios de los 70, Chamberlin y Boyce (también investigadores de IBM) crearon un
lenguaje de consultas llamado SEQUEL, que después pasaría a llamarse SQL.

Tras doctorarse en 1971, Michael Stonebraker realizó investigaciones para IBM hacia 1973 y
creó un manejador de base de datos usable llamado Ingres en 1974, que se conoció como el
hermano menor del manejador de base de datos para entornos de mainframe de IBM, llamado
System-R. Comercializó Ingres un tiempo y volvió al mundo académico donde se enfocó en un
proyecto académico que se denominó Postgres (post-ingres), en 1985.

Paralelamente, Larry Ellison, inspirado en las ideas de Codd, desarrolló para la CIA un
manejador de base de datos llamado Oracle (el Oráculo). En 1977 fundó una compañía
llamada Software Development Laboratories, que en 1979 pasó a llamarse Relational Software
Inc. (comenzando a comercializar Oracle, el primer RDBMS comercial con soporte para
consultas SQL) y en 1983 Oracle Corporation.

En 1976, Peter Chen había publicado uno de los trabajos más importantes para la disciplina del
diseño de base de datos, donde presenta el Modelo Entidad-Relación. Este modelo fue
aceptado de facto como modelo para diseñar los esquemas lógicos de las bases de datos.

Durante los 80 se fundó Informix, y se intensificó la comercialización de sistemas manejadores
de base de datos, así como la competencia. IBM lanzó comercialmente DB2 en 1983. Se
estandarizó SQL (Structured Query Language) como el lenguaje de consultas de todos los



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manejadores relacionales (convertido en un estándar ANSI en 1986, y ratificado por ISO en
1987), y el modelo Entidad-Relación para el diseño conceptual de las bases de datos.

En 1985, Codd publicó otro trabajo con una lista de 12 reglas que definen una base relacional
ideal, dando una guía para el diseño de las bases de datos relacionales. Los proveedores han
tratado de implementar manejadores de base de datos que conformen con las reglas de Codd,
aunque conformar con todas es muy difícil.

Hasta los 90, IBM dominaba el mercado de las bases de datos en ambientes de mainframe con
su producto DB2, mientras que Oracle e Informix dominaban (y competían por) el mercado en
entornos UNIX y Microsoft Windows. Más tarde Microsoft también entraría en escena con su
producto SQL Server, sólo para plataformas Microsoft Windows.

En 1994, el proyecto Postgres de Stonebraker tenía un manejador estable, con soporte de
SQL, que llamaron Postgres95, nombre que duró poco ya que en 1996 se pasó a llamar
PostgreSQL. Stonebraker fundó Illustra Information Technologies para comercializar una
versión de PostgreSQL. La compañía fue comprada por Informix en 1997 y se produjo una
transferencia tecnológica hacia la nueva versión de Informix (y Stonebraker se convirtió en el
Chief Technology Officer de Informix).

A finales de los 90, el crecimiento exponencial de Internet generó la necesidad de un cambio
en la forma de conectarse a las bases de datos y aparecieron tecnologías como ODBC (Open
DataBase Conectivity), ASP (Active Server Pages), JSP (Java Server Pages), JDBC (Java
DataBase Conectivity) y EJB (Enterprise Java Beans). Por estos años, Michael Stonebraker
fundó Cohera Software, una empresa enfocada en el desarrollo de una base de datos
federada. En 2001 Cohera Software fue comprada por PeopleSoft, que luego fue comprada por
Oracle Corporation.

Aparecieron también algunos manejadores de base de datos gratuitos, como MySQL que ganó
terreno como manejador de bases de datos para soporte de sitios Web (sobre todo
desarrollados en PHP), y PostgreSQL que se liberó con licencia BSD. Es común hoy en día
hablar de programadores LAMP (Linux, Apache, MySQL y PHP) en referencia al dominio de
estas tecnologías gratuitas.

Cerca del año 2000, Microsoft había ganado mucho terreno con sus sistemas operativos
Windows para servidores y su manejador de base de datos SQL Server; mientras que Oracle
parecía haber vencido a Informix en entornos UNIX. En 2001 IBM compró Informix y comenzó
un proceso de transferencia tecnológica