PDF de programación - 2. MODELOS DE DATOS - BASES DE DATOS

BASES DE DATOS



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2. MODELOS DE DATOS

Introducción

2.1 Entidad – relación

2.2 Jerárquico

2.3 De red

2.4 Relacional



Introducción

Hoy en día las empresas manejan una gran cantidad de datos. Cualquier
empresa que se precie debe tener almacenados todos estos datos en
una base de datos para poder realizarlos mediante una aplicación
profesional; sin esta funcionalidad resultaría imposible tratar y manejar en
su totalidad los datos que leva a cabo la empresa y se perdería un
tiempo y un dinero muy valiosos

Uno de los pasos cruciales en la construcción de una aplicación que
maneje una base de datos, es sin duda, el diseño de la base de datos, en
donde lo más importante son LOS MODELOS DE DATOS.

Si los modelos no son definidos apropiadamente, podemos tener muchos
dolores de cabeza al momento de ejecutar consultas a la base de datos
para tratar de obtener algún tipo de datos.

No importa si nuestra base de datos tiene sólo 20 registros, o algunos
cuantos miles, es importante asegurarnos que nuestra base de datos
está correctamente diseñada para que tenga eficiencia y que se pueda
seguir utilizando por largo del tiempo.

En este TEMA se mencionarán algunos principios básicos del diseño de
base de datos y se tratarán algunas reglas que se deben seguir cuando
se crean bases de datos.

Dependiendo de los requerimientos de la base de datos, el diseño puede
ser algo complejo, pero con algunas reglas simples que tengamos en la
cabeza será mucho más fácil crear una base de datos perfecta para
nuestro siguiente proyecto.

Requerimientos para el Diseño de Bases de Datos

Son muchas las consideraciones a tomar en cuenta al momento de hacer
el diseño de la base de datos, quizá las más fuertes sean:



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La velocidad de acceso,
El tamaño de la DB,
El tipo de los DATOS,
Facilidad de acceso a los datos,
Facilidad para extraer los datos requeridos,
El comportamiento del manejador de bases de datos con cada tipo

de datos.

No obstante que pueden desarrollarse sistemas de procesamiento de
archivo e incluso manejadores de bases de datos basándose en la
experiencia del equipo de desarrollo de software logrando resultados
altamente aceptables, siempre es recomendable
la utilización de
determinados estándares de diseño que garantizan el nivel de eficiencia
mas alto en lo que se refiere a almacenamiento y recuperación de los
datos.

De igual manera se obtiene modelos que optimizan el aprovechamiento
secundario y la sencillez y flexibilidad en las consultas que pueden
proporcionarse al usuario.

Un modelo de datos es un conjunto de conceptos utilizados para
organizar los datos de interés y describir su estructura en forma
comprensible para un sistema informático.

Cada modelo de datos provee mecanismos de estructuración, que
permiten definir nuevos tipos de datos a partir de tipos elementales
predefinidos.



OBJETIVOS DEL DISEÑO DE BASES DE DATOS

Entre las metas más importantes que se persiguen al diseñar un modelo
de bases de datos, se encuentran las siguientes que pueden observarse
en esta figura.








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Almacenar Solo DATOS Necesarios.

A menudo pensamos en todo lo que quisiéramos que estuviera
almacenado en una base de datos y diseñamos la base de datos para
guardar dichos datos. Debemos de ser realistas acerca de nuestras
necesidades y decidir qué dato es realmente necesario.

Frecuentemente podemos generar algunos datos sobre la marcha sin
tener que almacenarlos en una tabla de una base de datos. En estos
casos también tiene sentido hacer esto desde el punto de vista del
desarrollo de la aplicación.

Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido
como contenedor de datos (algo en donde se guarda los datos), así
como de los métodos para almacenar y recuperar dato de esos
contenedores. Los modelos de datos no son cosas físicas: son
abstracciones que permiten la implementación de un sistema eficiente de
base de datos; por lo general se refieren a algoritmos, y conceptos
matemáticos.

El diseño de bases de datos es el proceso por el que se determina la
organización de una base de datos, incluidos su estructura, contenido y
las aplicaciones que se han de desarrollar. Durante mucho tiempo, el
diseño de bases de datos fue considerado una tarea para expertos: más
un arte que una ciencia. Sin embargo, se ha progresado mucho en el
diseño de bases de datos y éste se considera ahora una disciplina
estable, con métodos y
técnicas propios. Debido a la creciente
aceptación de las bases de datos por parte de la industria y el gobierno
en el plano comercial, y a una variedad de aplicaciones científicas y
técnicas, el diseño de bases de datos desempeña un papel central en el
empleo de los recursos de datos en la mayoría de las organizaciones. El
diseño de bases de datos ha pasado a constituir parte de la formación
general de los informáticos, en el mismo nivel que la capacidad de
construir algoritmos usando un lenguaje de programación convencional.

Las últimas dos décadas se han caracterizado por un fuerte crecimiento
en el número e importancia de las aplicaciones de bases de datos. Las
bases de datos son componentes esenciales de los sistemas de datos,
usadas rutinariamente en todos los computadores [...]. El diseño de
bases de datos se ha convertido en una actividad popular, desarrollada
no sólo por profesionales sino también por no especialistas.

A finales de la década de 1960, cuando las bases de datos entraron por
primera vez en el mercado del software, los diseñadores de bases de
datos actuaban como artesanos, con herramientas muy primitivas:
diagramas de bloques y estructuras de registros eran los formatos



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comunes para las especificaciones, y el diseño de bases de datos se
confundía frecuentemente con la implantación de las bases de datos.

Esta situación ahora ha cambiado: los métodos y modelos de diseño de
bases de datos han evolucionado paralelamente con el progreso de la
tecnología en los sistemas de bases de datos. Se ha entrado en la era de
los sistemas relacionales de bases de datos, que ofrecen poderosos
lenguajes de consulta, herramientas para el desarrollo de aplicaciones e
interfaces amables con los usuarios. La tecnología de bases de datos
cuenta ya con un marco teórico, que incluye la teoría relacional de datos,
procesamiento y optimización de consultas, control de concurrencia,
gestión de transacciones y recuperación, etc.

Según ha avanzado la tecnología de bases de datos, así se han
desarrollado las metodologías y técnicas de diseño. Se ha alcanzado un
consenso, por ejemplo, sobre la descomposición del proceso de diseño
en fases, sobre los principales objetivos de cada fase y sobre las
técnicas para conseguir estos objetivos.

Desafortunadamente, las metodologías de diseño de bases de datos no
son muy populares; la mayoría de las organizaciones y de los
diseñadores individuales confía muy poco en las metodologías para
llevar a cabo el diseño y esto se considera, con frecuencia, una de las
principales causas de fracaso en el desarrollo de los sistemas de datos.

Debido a la falta de enfoques estructurados para el diseño de bases de
datos, a menudo se subestiman el tiempo o los recursos necesarios para
un proyecto de bases de datos, las bases de datos son inadecuadas o
ineficientes en
la
documentación es limitada y el mantenimiento es difícil.

Muchos de estos problemas se deben a la falta de una claridad que
permita entender la naturaleza exacta de los datos, a un nivel conceptual
y abstracto. En muchos casos, los datos se describen desde el comienzo
del proyecto en términos de las estructuras finales de almacenamiento;
no se da peso a un entendimiento de las propiedades estructurales de
los datos que sea independiente de los detalles de la realización.

Ventajas del uso de la base de datos en la organización:


las demandas de

relación a

la aplicación,

1. Independencia de datos y tratamiento.

Cambio en datos no implica cambio en programas y viceversa (Menor
coste de mantenimiento).
2. Coherencia de resultados.
• Reduce redundancia :
• Acciones lógicamente únicas.



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• Se evita inconsistencia.

3. Mejora en la disponibilidad de datos

• No hay dueño de datos (No igual a ser públicos).
• Ni aplicaciones ni usuarios.
• Guardamos descripción (Idea de catálogos).

4. Cumplimiento de ciertas normas.

• Restricciones de seguridad.
• Accesos (Usuarios a datos).
• Operaciones (Operaciones sobre datos).

5. Otras ventajas:

Más eficiente gestión de almacenamiento.
Efecto sinérgico.


Metodología de diseño de bases de datos

El diseño de una base de datos es un proceso complejo que abarca
decisiones a muy distintos niveles. La complejidad se controla mejor si se
descompone el problema en subproblemas y se resuelve cada uno de
estos subproblemas independientemente, utilizando técnicas específicas.

Así, el diseño de una base de datos se descompone en diseño
conceptual, diseño lógico y diseño físico.

El diseño conceptual parte de las especificaciones de requisitos de
usuario