PDF de programación - Bases de datos.conceptos fundamentales. diseño, creación e interacción

ESPECIALIZACIÓN EN

TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN



BASES DE DATOS.CONCEPTOS FUNDAMENTALES.

DISEÑO, CREACIÓN E INTERACCIÓN



CENTRO DE ENSEÑANZAS VIRTUALES



UNIVERSIDAD DE GRANADA



Antonio M. Mora García

Digital Learning S.L.

1. Introducción a los conceptos fundamentales de las bases de datos


1.1. Objetivos

En este tema se introducirán los principales conceptos en relación a las bases de datos, desde la
definición de lo que es una base de datos así como un sistema de gestión para la misma. Además
se hará una pequeña clasificación de tipos de bases de datos según diversos criterios.

El fin es que el alumno se familiarice con dichos conceptos y que se haga una idea general del
significado y funcionamiento de una base de datos.


1.2. Definiciones Iniciales

En primer lugar daremos una definición del principal concepto que nos ocupará el módulo.

Una Base de Datos (BD en adelante) es un conjunto de información relacionada entre si,
almacenada de forma estructurada, congruente y robusta, que facilita la actualización, búsqueda y
recuperación de la misma. Se podría considerar como una agrupación lógica de datos que se
corresponde con la agrupación física ‘real’ de los mismos, que se almacena en forma de archivos
en el ordenador y que es transparente al usuario (no la conoce ni se da cuenta de que existe).

Ejemplo:


una BD podría almacenar los datos de los empleados de una empresa, así como los
clientes, los productos que ofrece dicha empresa y una relación entre todos ellos que
podrían ser los pedidos.

forma de árbol (jerárquicas),


Las BBDD pueden tomar múltiples formas en función de los requerimientos de los usuarios de las
mismas, así pues podrán tener
forma de red (nodos
interconectados) o ser BBDD relacionales (el modelo habitual). Además se tienen diferentes tipos
en base a su función, de modo que habrá BBDD analíticas (almacenan información histórica para
interpretar, por ejemplo una BD científica) o dinámicas (contienen información que se
actualiza/consulta continuamente, por ejemplo la BD de una empresa).

Respecto a la localización de los datos, lo más común es tener BBDD distribuidas, en las que los
datos se comparten a través de una red, de modo que la BD puede estar dividida y tener una
parte en cada equipo o tener una arquitectura tipo cliente-servidor, con la información (la BD en
si) centralizada en una máquina (servidor) a la que acceden los usuarios de forma remota
(clientes). Otra posibilidad es tener la BD en una máquina que será en la única en la que se puede
trabajar con ella. En esta configuración la gestión de usuarios es más sencilla y tiene menos
sentido, pues no podrá haber más de 1 usuario accediendo al mismo tiempo a la BD. Este
segundo caso es el típico para BBDD simples y de uso ‘casero’, es decir, a nivel personal o
empresa muy pequeña que no requiera de más de 1 o 2 usuarios.

Un Sistema de Gestión de la Base de Datos (SGBD en adelante) es un conjunto de programas
que se encuentran en un nivel entre los datos físicos de la BD y los usuarios o aplicaciones que
deseen acceder a dichos datos. Estos programas se encargan de manejar todas las solicitudes de
acceso a la BD formuladas por usuarios y/o aplicaciones, gestionando todas las acciones que
ejecuta la BD (inserción, eliminación, actualización, etc).

Los SGBD tienen que cumplir una serie de objetivos para que la BD sea correcta y eficiente, entre
estos objetivos se encuentran:

independencia  los datos se encuentran al margen de las aplicaciones

•
• orientado al usuario  tanto el diseño, como la interacción con el mismo deben estar

•

enfocados a la facilidad de manejo por parte del usuario.
centralizado  los datos se gestionan de forma centralizada (en una máquina), aunque
físicamente estén distribuidos en varias máquinas.

• mantenimiento de integridad y no redundancia  los datos no deben duplicarse y ser
congruentes, para ello se establecen mecanismos que evitan dos accesos simultáneos y
modificación del mismo dato.
consistencia y fiabilidad  los datos no deben tener fallos lógicos (por ejemplo ‘edad’ < 0)
ni fallos semánticos (por ejemplo ‘Marai’ en lugar de ‘María’).
seguridad  los usuarios se agrupan en clases con diferentes tipos de acceso (incluso
acceso a distintos datos). Además se encriptan (se codifican) dichos datos y se protegen
de fallos físicos que pudieran afectarles (se hacen copias de seguridad).

•

•



(Figura 1_2_1.jpg)
Figura 1.2.1. Estructura Común de una BD y un SGBD.

En la figura se puede ver la estructura típica de una BD y un SGBD que hace de ‘pasarela’ entre
las aplicaciones y/o los usuarios que puedan acceder a los datos. Cuando un usuario desea
interactuar desde su equipo con la BD o cuando una aplicación externa quiere acceder y/o
modificar dichos datos, debe hacerlo a través del SGBD, es decir, usando las herramientas y
programas que éste proporciona.

Dichas aplicaciones, que podrán ser propias (escritas en algún lenguaje de programación) o
ajenas (con algún tipo de conexión a BD), podrían hacer uso de mecanismos de acceso a datos
(ODBC, JDBC, ADO), que se comentarán en el siguiente módulo del curso.

Los usuarios que se muestran en la figura accederían de manera ‘directa’ a la BD, es decir, se
conectarían a ella a través del programa que ofrece el SGBD para tal fin. Éstos podrán pertenecer
a una de las siguientes clases (en base a los privilegios que tengan):

•

administrador de la BD (DBA)  es el encargado de la gestión, tanto de la estructura y
datos de la BD, como de los usuarios que pueden acceder a la misma. Por tanto, se
encarga de labores tanto de diseño, como de seguridad y fiabilidad de la BD.

• programador de aplicaciones  escribe programas que operan sobre los datos, bajo el
control del SGBD, ya sea directo (por hacerse con un lenguaje o herramienta que ofrezca
el sistema de gestión) o indirecto (a través de mecanismos de acceso a datos).

• usuario final  tiene acceso a la BD a través de aplicaciones o interfaces incluidas en los

programas del SGBD que no requieren que él las programe.





2. Conceptos básicos de la estructura de una BD Relacional


2.1. Objetivos

En este tema se definirán de manera sencilla e intuitiva los principales conceptos que definen la
estructura de una BD relacional. La mayoría de ellos son comunes a todos los tipos de BBDD, pero
se explicarán además algunas introducidos en el modelo relacional porque dicho modelo es el más
utilizado y el que seguirán seguramente todas las BBDD con las que trabajemos.

El objetivo es que el alumno se familiarice con ellos y pueda entender los términos con los que se
trabaja en el entorno de las BBDD.


2.2. Tablas. Estructura y contenido

Llamamos tabla (o entidad) a una estructura que servirá para almacenar las características
deseadas de una entidad real. Por ejemplo, se podría considerar tener una tabla para guardar los
datos relativos a una persona.

Nos referimos a atributo (o campo) como una de las posibles características de la entidad que
queremos almacenar en una tabla. Por ejemplo la edad de la persona sería un atributo de la tabla
anteriormente citada.

Consideramos que cada atributo puede tomar valores dentro de un conjunto y llamamos a dicho
conjunto dominio del atributo. Por ejemplo la edad de la persona tendría como dominio asociado
el conjunto de los números enteros positivos y mayores que 0.

El dominio determina la consistencia de los datos de una tabla, pues para ser consistentes
deberán estar dentro del dominio de cada uno de sus atributos. Es decir, si tenemos un valor para
edad de ‘D’ o ‘-3’, sabremos que ese dato es inconsistente. Lo que no garantiza el dominio es la
fiabilidad de los datos si su valor se encuentra dentro del mismo, de eso se debe ocupar el DBA
(el administrador de la BD), si no lo hace internamente el SGBD, creando reglas que no permitan
introducir valores no fiables. Un ejemplo al hilo de los anteriores podría ser tener una edad de
‘200’, que es un valor consistente pues está dentro del dominio, pero no es fiable porque no hay
personas que lleguen a tener esa edad.

Entre los posibles valores que puede tomar un atributo se encuentra el valor nulo, también
conocido como NULL, el cual se corresponde con que el atributo en cuestión no tome valor alguno
(ya sea por desconocimiento o porque el atributo no aplica en ciertos casos, por ejemplo la ‘fecha
en que dio a luz’ no aplicaría para los hombres). Será un valor válido siempre y cuando esté
contemplado como tal por el DBA.

Hablaremos de registro (o tupla/fila) para referirnos a cada uno de los conjuntos de tengan un
valor (incluyendo valores nulos) para cada atributo de la tabla. Los registros son los que contienen
realmente la información de cada tabla

Ejemplo:


Aquí se muestra un ejemplo de tabla para guardar los datos relativos a una persona:






Tabla DATOS_PERSONALES

Edad

Sexo

DNI

89387337-L
21312302-K
98728763-H
76565433-Z

Nombre Apellido
Martín
García
Aranda
Reyes

Juan
Ana
Rosa
José

23



30
27

V
M
M
V



* cualquier coincidencia con la realidad será fruto de la casualidad



En ella se pueden distinguir como atributos:



DNI

Nombre Apellido

Edad

Sexo


Se tendrían como dominios respectivos:

DNI

Nombre

Apellido

Edad

S