MONOGRAFICO BASES DE DATOS

1. Concepto
2. Organización de una Base de Datos
3. Historia
4. Características
5. Ventajas de las Bases de Datos
6. Desventajas de las bases de datos
7. Tipos de Bases de Datos
8. Modelos de bases de datos
9. Arquitectura de una Base de Datos

Concepto

Una Base de Datos o banco de datos B.D.D. son un almacén o colección de información que nos permite juntar y agrupar los datos pertenecientes a un mismo contexto. Estos de datos son organizados y relacionados entre sí. Y almacenados sistemáticamente para su posterior uso. A este conjunto de datos se le llama información.

Cada una de estas bases de datos está estructurada por una o más tablas que guardan un conjunto de datos. Cada tabla contiene filas y columnas. Cada columna guarda una parte de la información del elemento, también es conocido como campo. Cada fila conforma un registro.

Algunas de las bases de datos se encuentran protegidas por las leyes de diferentes países

Organización de una Base de Datos

Una base de datos se organiza en campos, registros, archivos. Un campo es una pieza de información ejemplo: el campo nombre o edad. Un registro es un conjunto de campos ejemplo: registro de los alumnos de un colegio. Un archivo es una colección de registros ejemplo: los archivos del área de una empresa "X". Otro ejemplo es un conjunto de documentos de identidad cada uno tiene campos que son: nombre, apellido paterno, apellido materno, fecha de nacimiento, etc. y todo este conjunto de campos conforman un registro, este con otros registros conforman un documento de identidad. El cual te sirve para realizar consultas ya sean tu dirección, tu cumpleaños o tu estado civil.

Historia

Este término fue usado por primera vez en 1963 en un simposio en California, USA. En 1970 Codd propuso el modelo relacional, este modelo es el que ha marcado la línea de la investigación por muchos años, ahora se encuentra en modelos orientados a objetos.

Ejemplo:

En este caso una biblioteca podría considerarse como un a base de datos porque es un conjunto de libros almacenados en diferentes áreas y cada área o sector tendría libros de diferentes temas pero pertenecientes a su contexto y que posteriormente son usados para su consulta

Características

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

Existen programas denominados sistemas de gestores de base de datos SGBD, que permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rápida y sencilla. También existen los programas que son creados para su recolección y explotación que son usados en las empresas, instituciones, etc.

Sistema de Gestión de Base de Datos (SGBD)

Los SGBD son un software dedicado a servir como interfaz entre la base de datos, las aplicaciones que se utilizan y el usuario se componen de un lenguaje de definición de datos, de manipulación y de consulta.

Ventajas de las Bases de Datos

Control sobre la redundancia de datos:

Estos ficheros están integrados, por lo que no se almacenan varias copias de los mismos datos.

Mejora en la accesibilidad en los datos:

Muchos de los SGBD proporcionan lenguajes de consulta o informes que permiten que no sea necesario programar para poder realizar esa tarea.

Mejora en la productividad:

Los SGBD proporcionan muchas funciones estándares que el programador necesita para poder escribir un sistema de ficheros. A nivel básico proporciona todas las rutinas de manejo de ficheros.

Mejora en el mantenimiento:

Hace que los programas dependan de los datos, ósea si los sistemas de ficheros cambian en la manera en que se almacenan los datos el programa se ve afectado. Los SGBD separan las descripciones de los datos de las aplicaciones, esto es la independencia de datos, gracias a la cual simplifica el mantenimiento a estas.

Aumento de la concurrencia:

En los Sistemas de ficheros, si varios usuarios ingresaban simultáneamente a un mismo fichero, era más propenso a que se pierda la información. La mayoría de los SGBD gestionan el acceso concurrente a la base de datos y garantiza que no ocurran problemas de este tipo.

Mejora en los servicios de copias de seguridad:

En los ficheros se tenía que realizar copias de seguridad cada día para restaurar si se produce algún fallo. En los SGBD actuales funcionan de manera en que reducen la cantidad de trabajo perdido cuando se produce un fallo.

Desventajas de las bases de datos

Complejidad:

Los SGBD son conjuntos de programas que pueden llegar a ser complejos con una gran funcionalidad.

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.

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.

Tipos de Campos:

• Numéricos: En este campo encontramos los naturales, enteros, reales, decimales, sin decimales.
• Booleanos: Aquí encontramos solo verdadero (si) o falso(no)
• Memos: Son los campos que tiene una longitud limitada, su inconveniente es que no pueden ser indexados.
• Fechas: Almacenamiento de fechas que posibilita al ordenador los registros por fechas o cálculo de fechas.
• Alfanuméricos: Contiene cifras y letras, su longitud es de 255 caracteres
• Autoincreméntales: Son campos que van incrementando su unidad de valor para cada registro incorporado.

Tipos de SGBD:

• a. MySQL

Esta B.D.D. tiene la licencia GPL basada en un servidor. Se caracteriza por su rapidez, no es recomendable usar para grandes volúmenes de datos.

• b. PostgreSql y Oracle

Son sistemas de base de datos poderosos, administran grandes cantidades de datos y suelen ser utilizados en intranets y sistemas de gran calibre.

• c. Access

Es una base de datos desarrollada por Microsoft. Esta base de datos es creada bajo el programa Access, el cual crea un archivo (.mdb).

• d. Microsoft SQL Server

Es una base de datos más potente que el Access, se utiliza para manejar grandes volúmenes de información.

Tipos de Bases de Datos

Se clasifican desacuerdo al contexto que son manejados

Según la variabilidad de los datos almacenados

• i. Bases de datos estáticas

Éstas son bases de datos de sólo lectura, utilizadas primordialmente para almacenar datos históricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a través del tiempo.

• ii. Bases de datos dinámicas

Éstas son bases de datos donde la información almacenada se modifica con el tiempo, permitiendo operaciones como actualización, borrado y adición de datos, además de las operaciones fundamentales de consulta.

Según su contenido

• iii. Bases de datos bibliografías

Un registro típico de una base de datos bibliográfica contiene información sobre el autor, fecha de publicación, editorial, título, edición, de una determinada publicación, etc.

• iv. Bases de datos de texto completo

Almacenan las fuentes primarias, como por ejemplo, todo el contenido de todas las ediciones de una colección de revistas científicas.

• v. Directorios

Un ejemplo son las guías telefónicas en formato electrónico.

• vi. Bases de datos o "Bibliotecas" de información química o biológica

Son bases de datos que almacenan diferentes tipos de información proveniente de la química, las ciencias de la vida o médicas. Se pueden considerar en varios subtipos.

Modelos de bases de datos

Clasificación de acuerdo a su modelo de administración de datos.

Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como contenedor de datos, así como de los métodos para almacenar y recuperar información de esos contenedores.

Algunos modelos con frecuencia utilizados en las bases de datos:

Bases de datos jerárquicas

Las B.D.D. jerárquicas almacenan su información en una estructura jerárquica, similar a un árbol donde un nodo es un padre que puede varios hijos, el nodo que no tiene padres es una raíz y el nodo que no tiene hijos se le conoce como hojas. Están diseñadas para aplicaciones que manejan grandes volúmenes de información y datos muy compartidos.

Sus limitaciones de este modelo es su incapacidad de representar eficientemente la redundancia de datos

Base de datos de red

Este a diferencia de la anterior permite que un nodo tenga varios padres. Ofrece una solución al problema de redundancia de datos, aun así, la dificultad que significa administrar la información en una base de datos de red ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por programadores más que por usuarios finales.

Bases de datos transaccionales

Son bases de datos cuyo único fin es el envío y recepción de datos a grandes velocidades, estas bases son muy poco comunes y están dirigidas por lo general al entorno de análisis de calidad, datos de producción e industrial, es importante entender que su fin único es recolectar y recuperar los datos a la mayor velocidad posible, por lo tanto la redundancia y duplicación de información no es un problema como con las demás bases de datos, por lo general para poderlas aprovechar al máximo permiten algún tipo de conectividad a bases de datos relacionales.

Bases de datos relacionales

Éste es el modelo utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postulados sus fundamentos en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San José (California), no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos. Su idea fundamental es el uso de "relaciones". Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica como conjuntos de datos llamados "tuplas". Pese a que ésta es la teoría de las bases de datos relacionales creadas por Codd, la mayoría de las veces se conceptualiza de una manera más fácil de imaginar. Esto es pensando en cada relación como si fuese una tabla que está compuesta por registros (las filas de una tabla), que representarían las tuplas, y campos (las columnas de una tabla).

En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar para un usuario esporádico de la base de datos. La información puede ser recuperada o almacenada mediante "consultas" que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.

El lenguaje más habitual para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language o Lenguaje Estructurado de Consultas, un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales.

Durante los años 80 la aparición de dBase produjo una revolución en los lenguajes de programación y sistemas de administración de datos. Aunque nunca debe olvidarse que dBase no utilizaba SQL como lenguaje base para su gestión.

Bases de datos multidimensionales

Son bases de datos ideadas para desarrollar aplicaciones muy concretas, como creación de Cubos OLAP. Básicamente no se diferencian demasiado de las bases de datos relacionales (una tabla en una base de datos relacional podría serlo también en una base de datos multidimensional), la diferencia está más bien a nivel conceptual; en las bases de datos multidimensionales los campos o atributos de una tabla pueden ser de dos tipos, o bien representan dimensiones de la tabla, o bien representan métricas que se desean estudiar.

Bases de datos orientadas a objetos

Este modelo, bastante reciente, y propio de los modelos informáticos orientados a objetos, trata de almacenar en la base de datos los objetos completos (estado y comportamiento).

Una base de datos orientada a objetos es una base de datos que incorpora todos los conceptos importantes del paradigma de objetos:

• Encapsulación - Propiedad que permite ocultar la información al resto de los objetos, impidiendo así accesos incorrectos o conflictos.
• Herencia - Propiedad a través de la cual los objetos heredan comportamiento dentro de una jerarquía de clases.
• Polimorfismo - Propiedad de una operación mediante la cual puede ser aplicada a distintos tipos de objetos.

En bases de datos orientadas a objetos, los usuarios pueden definir operaciones sobre los datos como parte de la definición de la base de datos. Una operación (llamada función) se especifica en dos partes. La interfaz (o signatura) de una operación incluye el nombre de la operación y los tipos de datos de sus argumentos (o parámetros). La implementación (o método) de la operación se especifica separadamente y puede modificarse sin afectar la interfaz. Los programas de aplicación de los usuarios pueden operar sobre los datos invocando a dichas operaciones a través de sus nombres y argumentos, sea cual sea la forma en la que se han implementado. Esto podría denominarse independencia entre programas y operaciones.

Bases de datos documentales

Permiten la indexación a texto completo, y en líneas generales realizar búsquedas más potentes. Tesaurus es un sistema de índices optimizado para este tipo de bases de datos.

Bases de datos deductivas

Un sistema de base de datos deductiva, es un sistema de base de datos pero con la diferencia de que permite hacer deducciones a través de inferencias. Se basa principalmente en reglas y hechos que son almacenados en la base de datos. Las bases de datos deductivas son también llamadas bases de datos lógicas, a raíz de que se basa en lógica matemática.

Gestión de bases de datos distribuida (SGBDD)

La base de datos y el software SGBD pueden estar distribuidos en múltiples sitios conectados por una red. Hay de dos tipos:

1. Distribuidos homogéneos: utilizan el mismo SGBD en múltiples sitios.

2. Distribuidos heterogéneos: Da lugar a los SGBD federados o sistemas multibases de datos en los que los SGBD participantes tienen cierto grado de autonomía local y tienen acceso a varias bases de datos autónomas preexistentes almacenados en los SGBD, muchos de estos emplean una arquitectura cliente-servidor.

Estas surgen debido a la existencia física de organismos descentralizados. Esto les da la capacidad de unir las bases de datos de cada localidad y acceder así a distintas universidades, sucursales de tiendas, etcétera.

Arquitectura de una Base de Datos

Nivel físico:

Es la manera como se almacenan los datos, ya sea por registros, etc. Este nivel lleva asociada una representación de los datos, que es lo que denominamos sistema físico. En este nivel viene con una forma estándar de almacenamiento y manipulación de datos.

Nivel conceptual

Corresponde a una visión de la B.D.D. es decir tratamos una entidad u objeto representado, sin importar como está representado o almacenado. Este nivel lleva asociado el esquema conceptual. En este nivel los usuarios tienen acceso a pequeñas parcelas de ella.

Nivel visión

Este nivel se encarga de dividir las parcelas. Ejemplo: Seria un empleado que no tiene por qué tener acceso al sueldos de sus compañeros.

Los DBMS

Es un conjunto de programas que se encargan de manejar la creación y todos los accesos a estas.

DDL: lenguaje de definición de datos

DML: Lenguaje de manipulación de datos

SQL: Lenguaje de consulta

Los DBMS más conocidos son Oracle, sqlServer, Informix, Sysbase.

Partes de la base de datos

a. Los datos: Es lo que se conoce como base de datos propiamente dicha. Para manejar estos datos utilizamos una serie de programas.

b. Los Programas Son los encargados de manejar los datos, son conocidos como DBMS (Data Base Management System) o también SGBD (Sistema Gestor de Base de Datos). Los DBMS tienen dos funciones principales que son:- La definición de las estructuras para almacenar los datos.- La manipulación de los datos.

Autor: Rodrigo Mendoza para Monografias.com