Actualizado el 21 de Marzo del 2018 (Publicado el 8 de Febrero del 2018)
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1.1 OBJETIVO DE LOS SISTEMAS DE BASE DE DATOS
DBMS: DATA BASE MANAGEMENT SYSTEM (SISTEMA DE MANEJO DE BASE
DE DATOS).
DBM: DATA BASE MANAGER (MANEJADOR DE BASE DE DATOS).
DB: DATA BASE (BASE DE DATOS).
Un DBMS consiste de una base de datos y un conjunto de aplicaciones (programas) para
tener acceso a ellos. Com(cid:186)nmente, la base de datos contiene información interrelacionada y
referente a una misma entidad o empresa.
El objetivo primordial de un DBMS es crear un ambiente en el que sea posible almacenar y
recuperar información en forma eficiente y conveniente.
Otro modelo que se utiliza com(cid:186)nmente para manipular una base de datos es el llamado
SISTEMA DE PROCESAMIENTO DE ARCHIVOS; que consta de un conjunto de
programas que permiten el acceso a la base de datos, pero no optimizan los métodos
utilizados, provocando entre otros los siguientes problemas:
REDUNDANCIA. Esta se presenta cuando se repiten innecesariamente datos en los
archivos que conforman la base de datos. Esta redundancia aumenta los costes de
almacenamiento y acceso y además puede llevar a inconsistencia de los datos.
INCONSISTENCIA. Ocurre cuando existe información contradictoria o incongruente en
la base de datos.
DIFICULTAD EN EL ACCESO A LOS DATOS. Debido a que los sistemas de
procesamiento de archivos generalmente se conforman en distintos tiempos o épocas
y ocasionalmente por distintos programadores, el formato de la información no es
uniforme y se requiere de establecer métodos de enlace y conversión para combinar
datos contenidos en distintos archivos.
AISLAMIENTO DE LOS DATOS. Se refiere a la dificultad de extender las aplicaciones
que permitan controlar a la base de datos, como pueden ser, nuevos reportes, utilerías
y demás debido a la diferencia de formatos en los archivos almacenados.
ANOMALIAS EN EL ACCESO CONCURRENTE. Ocurre cuando el sistema es
multiusuario y no se establecen los controles adecuados para sincronizar los procesos
que afectan a la base de datos. Com(cid:186)nmente se refiere a la poca o nula efectividad de
los procedimientos de bloqueo.
PROBLEMAS DE SEGURIDAD. Se presentan cuando no es posible establecer claves
de acceso y resguardo en forma uniforme para todo el sistema, facilitando así el
acceso a intrusos.
PROBLEMAS DE INTEGRIDAD. Ocurre cuando no existe a través de todo el sistema
procedimientos uniformes de validación para los datos.
1.2 ABSTRACCIÓN DE LA INFORMACIÓN
Uno de los objetivos del DBMS es el ocultar al usuario final ciertos aspectos técnicos
relativos al diseño de los manejadores, puesto que estos no son relevantes para este
usuario final.
Las estructuras de datos utilizadas para el almacenamiento y recuperación de la información
son muchas veces altamente complejas con el objeto de crear un sistema eficiente.
Para diferenciar las etapas en que cada operador, diseñador y otros personajes intervienen,
debe distinguirse entre los siguientes niveles de diseño:
NIVEL FISICO. Es aquel en el que se determinan las características de
almacenamiento en el medio secundario. Los diseñadores de este nivel poseen un
1.
amplio dominio de cuestiones técnicas y de manejo de hardware. Muchas veces se
opta por mantener el nivel físico proporcionado por el sistema operativo para facilitar y
agilizar el desarrollo.
2. NIVEL CONCEPTUAL. Es aquel en el que se definen las estructuras l(cid:179)gicas de
almacenamiento y las relaciones que se darán entre ellas. Ejemplos comunes de este
nivel son el diseño de los registros y las ligas que permitirán la conexión entre registros
de un mismo archivo, de archivos distintos incluso, de ligas hacia archivos.
3. NIVEL DE EDICION. Es aquel en el que se presenta al usuario final y que puede
combinaciones o relaciones entre los datos que conforman a la base de datos global.
Puede definirse como la forma en el que el usuario aprecia la información y sus
relaciones.
1.3 MODELOS DE DATOS
Un modelo de datos es un conjunto de herramientas conceptuales para describir los datos,
las relaciones entre ellos, su semántica y sus limitantes.
Los modelos de datos se clasifican en tres grupos principales:
1. MODELOS LOGICOS BASADOS EN OBJETOS. Son aquellos que nos permiten una
definición clara y concisa de los esquemas conceptual y de visión. Su característica
principal es que permiten definir en forma detallada las limitantes de los datos.
Ejemplos de este tipo de modelos son:
§ Modelo entidad relación.
§ Modelo binario
§ Modelo semántico de los datos
§ Modelo infológico
2. MODELOS LOGICOS BASADOS EN REGISTROS. Operan sobre niveles conceptual
y de visión. Sus características principales son que permiten una descripción más
amplia de la implantación, pero no son capaces de especificar con claridad las
limitantes de los datos. Son ejemplos de este tipo de modelos:
§ Modelo relacional: Los datos y las relaciones se representan mediante
tablas, cada una con diferentes columnas y nombres (cid:186)nicos.
§ Modelo de red: Los datos se representan mediante nombres de registros
y las relaciones mediante conjunto de ligas.
§ Modelo jer(cid:161)rquico: Es semejante al modelo de red, pero con una
estructura arbolada.
3. MODELOS FISICOS DE DATOS. Describen los datos en el nivel más bajo y permiten
identificar algunos detalles de implantación para el manejo del hardware de
almacenamiento. Ejemplos de este tipo de modelos son:
Modelo unificador
Modelo memoria de cuadros
1.4 INSTANCIAS Y ESQUEMAS
Como es obvio, la base de datos es dinámica y por tanto se encuentra sujeta a
modificaciones constantes por la agregación, eliminación y alteración de datos.
Para definir las distintas etapas por las que atraviesa una base de datos, se utiliza el
concepto de instancia de la base de datos; esta se refiere al estado que ésta guarda en
un momento determinado.
También es relevante el observar que uno o varios archivos pudieron ser sujetos a una
reestructuración o reorganización. Para solucionar el problema referente al estado que
guarda la estructura de la base de datos, se define el concepto de esquema de la base de
datos; este hace referencia al estado que guarda la organización conceptual (estructura,
ligas, relaciones y demás) de la base de datos en un momento determinado.
REESTRUCTURACIÓN. Cuando se hacen cambios en la estructura, quitar un campo,
agregar, modificar longitud o un tipo.
REORGANIZACIÓN. Cambiar el modelo con el que se controla el acceso a los datos.
NOTA: Com(cid:186)nmente la reorganización trae como consecuencia la reestructuración.
Existen varios esquemas para cada nivel de la base de datos; de tal forma, tenemos un
esquema físico, esquema conceptual y esquema de visión (llamado también subesquema).
1.5 INDEPENDENCIA DE LOS DATOS
Esta se refiere a la libertad que pueda existir para modificar algunos de los esquemas sin
que exista la necesidad de reescribir los programas de aplicación.
Existen básicamente dos tipos de independencia:
INDEPENDENCIA FÍSICA. Esta se presenta cuando es posible la modificación del
esquema físico sin afectar a los esquemas restantes. Las principales razones para llevar a
cabo una modificación del esquema
físico serán un ajuste en el hardware de
almacenamiento o una redistribución de los datos en él.
INDEPENDENCIA LÓGICA. Ocurre cuando se modifica el esquema conceptual sin afectar
al resto de los esquemas. Básicamente se modifica el esquema conceptual cuando cambian
las características de los datos a almacenar.
Es relativamente más sencillo y probable lograr la independencia física puesto que una
modificación del esquema conceptual, (estructuras, ligas y demás ) inevitablemente
requerirá de modificaciones el código para su manipulación
1.6 LENGUAJE DE DEFINICION DE DATOS
Un esquema de base de datos se especifica por medio de un conjunto de definiciones que
se expresan mediante un lenguaje especial llamado lenguaje de definición de datos.
El resultado de la combinación de sentencias de DDL es un conjunto de tablas las cuales se
almacenan en un archivo especial llamado diccionario de datos.
El DDL (Data Definition Language) es aquel que permite describir un esquema de base de
datos. Las definiciones resultantes conformaran al DICCIONARIO DE DATOS.
Un DICCIONARIO DE DATOS es un archivo que contiene metadatos que se consulta antes
de leer o modificar datos reales en el sistema de base de datos.
1.7 LENGUAJE DE MANIPULACION DE DATOS
El DML (Data Manipulation Language) nos sirve para manejar la información contenida en la
base de datos. Este manejo consiste básicamente en la inserción, recuperación, eliminación
y modificación de la información.
El DML aplicado a nivel físico será utilizado para realizar procesos que permitan un acceso
más eficiente a la información; en el nivel de visión tendrá como finalidad mostrar al usuario
destino los datos en una forma clara y sencilla.
Existen dos tipos de DML:
DE PROCEDIMIENTOS. Especifican cuales datos habrán de ser manipulados y el método
que se utilizará para ello.
SIN PROCEDIMIENTOS. Solamente especifican los datos a manejar.
Los DML de procedimientos son mucho mas eficientes en lo que respecta a sus
capacidades de manejo y control de la información, pero su complejidad es mayor.
Se define una consulta como una operación que solicita la recuperación de información. La
parte del DML que se encarga de procesar esta recuperación se conoce como LENGUAJE
DE CONSULTA.
1.8 MANEJADOR DE BASES DE DATOS
Es una interface entre los datos de baj
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