CLAS1

¿Base de Datos?
Las definiciones de Base de Datos son numerosas.
Todas coinciden en que es un Conjunto de Datos
Almacenados en un Soporte de Acceso Directo. Los Datos
están Interrelacionados y Estructurados de acuerdo a un
Modelo que sea capaz de Recoger el Máximo Contenido
Semántico.
Definición 1:
"Colección de Datos Interrelacionados Almacenados en
Conjunto sin Redundancias Perjudiciales o Innecesarias; su
finalidad es servir a una o más aplicaciones de la mejor
forma posible; los datos se almacenan de modo que resulten
independientes de los programas que los usan; se emplean
métodos bien determinados para incluir nuevos datos y para
modificar o extraer los datos almacenados". Martin, 1975.
Definición 2:
"Colección integrada y generalizada de datos, estructurada
atendiendo a las relaciones naturales de modo que
suministre todos los caminos de acceso necesarios a cada
unidad de datos con objeto de poder atender todas las
necesidades de los diferentes usuarios". Deen, 1985.
Definición 3:
"Colección de datos integrados, con redundancia
controlada y con una estructura que refleje las
interrelaciones y restricciones existentes en el mundo real;
los datos, que han de ser compartidos por diferentes
usuarios y aplicaciones, deben mantenerse independientes
de éstas, y su definición y descripción, únicas para cada tipo de
datos, han de estar almacenadas junto con los mismos. Los
procedimientos de actualización y recuperación, comunes y
bien determinados, habrán de ser capaces de conservar la
integridad, seguridad y confidencialidad del conjunto de los
datos". A.de Miguel, 1993.
Definición 4:
"Una Base de Datos consiste en alguna Colección de Datos
Persistentes e Independientes Usados por una Organización
Determinada." (Date, 1995)
0.1.- Características del Dato:





No efímero, en el sentido que permanece en el tiempo
Estructurado, para que facilite el compartirlos por aquellos
que lo necesiten.
Operacional, Transaccional, manipularlos aplicando
operadores para obtener resultados
Sentido Semántico
Integro, en el sentido que refleja una Realidad Existente
De hecho los datos que contiene una Base de Datos tiene una
característica especial, se les reconoce como Datos de
Operación.
Datos de Operación: los datos de una Base de Datos se
consideran DATOS de OPERACION, distinguiéndose de los
Datos de Entrada y de Salida.
Una Base de Datos, es un Conjunto de Datos de Operación
Almacenados y Utilizados por los Sistemas de Aplicación
de una Organización Específica.
Cualquier organización necesita disponer de una gran cantidad
de datos acerca de su funcionamiento. Estos constituyen sus
datos de operación.
Los datos de Operación no incluyen datos de entrada o de
salida, colas de espera de trabajo o cualquier otro dato de
índole transitoria.
0.1.1 Conceptos Erróneos de Base de Datos
Para entender esto, presentemos algunos conceptos
erróneos que se asumen en relación a Base de Datos, Estos
son:
- ... la BD es un sinónimo de Sistema de Información Gerencial
(SIG) o Sistema de Información para Ejecutivos (SIE).
- ... una BD significa el desarrollo de sistemas complejos.
- ... aplicar BD es realizar el desarrollo de aplicaciones con un
Sistema de Gestión de Base de Datos (SGBD).
- ... todos los items (elementos) de datos de la organización
están contenidos en la BD, como una combinación simple de los
mismos.
- ... hay únicamente una BD y cada elemento de los datos
es almacenado una sola vez.
- ... cada aplicación debe contar con su propia BD.
- ... convertir a BD es redefinir los archivos de un sistema
desarrollado en forma tradicional a un Sistema de Gestión de
Base de Datos (SGBD).
- ... un Sistema de Gestión de Base de Datos (SGBD) es un
Sistema de Gestión de Archivos (SGA).
0.1.2 Mas…. Conceptos de Base de Datos
Veamos el concepto de BD a partir de una serie de
definiciones u opiniones de diferentes personalidades:
- "... BD es una colección de información que ha sido
creada para satisfacer uno o más objetivos precisos" de
Michel Adiba & Claude Delobel en "Les Modeles
Relationnels de Base de Donnes", 1976.
- "... BD es la colección de ocurrencias de múltiples tipos
de registros, conteniendo relaciones entre los registros,
datos agregados y elementos de datos" de James Martin en
"Computer Data-Base Organization", 1977.
- "... BD es la colección de datos operacionales
almacenados que son usados por el sistema de
aplicaciones de una determinada empresa" de C.J. Date,
1981.
- "... BD es una colección no redundante de datos
compatible entre diferentes aplicaciones" de Howe, 1983.
- "... BD es una colección de información organizada que
a través de mecanismos, facilita el uso de la información"
de Paul Jones &Robert Curtice, 1988.
Una Síntesis de Cada Una de Estas Definiciones nos lleva a
Consolidar el Concepto diciendo que:
"Base de Datos es la representación de la realidad
(entiendase como organización) en forma de datos; los que
estan entrelazados de la manera
mas
coherente
posible, almacenados con una redundancia calculada y
estructurados de tal manera que facilite su explotación, y
que se pueda satisfacer las necesidades de información
de los diferentes usuarios".
CONCEPTOS:
Base de Datos: conjunto de datos relacionados, con una
determinada estructura lógica, almacenados físicamente en
forma de ficheros informáticos.
Redundancia: un mismo dato almacenado varias veces.
Problemas:
1) Gasto de capacidad de almacenamiento
2) Posibilidad de información inconsistente. Ejemplo: edad de
una persona. Las bases de datos pretenden reducir en lo posible
la existencia de redundancia en los datos almacenados.
Integridad: ¿son veraces y consistentes los datos?
¿verifican las restricciones que pudieran haberse definido sobre
ellos?
¿son correctos los datos después de un fallo de hardware o
software? Ejemplos:
Apellido de una persona (comprobación de la letra).

Fecha de nacimiento de una persona (no todos los valores
de días, meses y años
..........son correctos).

Edad de una persona (valor no negativo).

"No puede existir en la base de datos ninguna persona
cuyos ingresos medios en ..........los últimos 5 años no excedan
una determinada cantidad", etc.

Independencia de los datos: inmunidad de las aplicaciones a
los cambios de la estructura de almacenamiento de los datos y
su estrategia de acceso.
Características que son propias de las bases de datos :

Una base de datos no solo debe almacenar entidades y
atributos (recordar los sistemas tradicionales de archivos),
sino que también debe almacenar interrelaciones entre
datos.

La redundancia de datos debe ser controlada, de forma que
no existan duplicidades perjudiciales ni innecesarias. Las
redundancias físicas, convenientes muchas veces a fin de
responder a objetivos de eficiencia, deben ser tratadas por
el mismo sistema, de modo que no puedan producirse
incoherencias. Esto significa que en las bases de datos NO
está permitida la redundancia lógica, pero si se admite cierta
redundancia física por motivos de eficiencia.

Las bases de datos pretenden servir a toda la organización,
es decir a múltiples usuarios y a diferentes aplicaciones
(recordando los sistemas tradicionales de archivos).

La independencia, tanto lógica como física, de los
tratamientos sobre los datos y estos mismos, ha tenido una
enorme influencia en la arquitectura de los SGBD (recordar
los sistemas tradicionales de archivos).

La definición y descripción del conjunto de datos contenido
en la base debe ser única e integrada con los mismos datos.
(recordar los sistemas tradicionales de archivos). En las
bases de datos, la descripción, y en algunos casos, también
una definición y documentación completas (metadatos) se
almacenan junto con los datos, de modo que éstos están
documentados, y cualquier cambio que se produzca en la
documentación debe quedar recogido en el sistema.

La actualización y recuperación de las bases de datos debe
realizarse mediante procesos bien determinados, incluidos
en el SGBD; procedimientos que han de estar diseñados de
modo que se mantenga la integridad, seguridad y
confidencialidad de la base.
Aunque usualmente se utilizan indistintamente los términos
"datos" e "información", en rigor existe una importancia
distinción entre ellos:
"Datos" se refiere a los valores registrados físicamente en la
base de datos, e
"Información" alude al significado de esos valores según el
sentido que les otorgue un humano.
El contenido de la base de datos puede estructurarse en
tres niveles:
1. Campo: unidad de datos individual de menor tamaño y con
significado pleno.
Los campos pueden agruparse para constituir otros más
complejos (ej. fecha de nacimiento).
Pueden ser de naturaleza numérica o alfabética, en general.
Tienen un tamaño asociado, medido físicamente en bytes.
2. Registro: conjunto de campos intrínsecamente relacionados
mediante una significación común a una entidad.
Suele constituir la unidad básica de acceso a la base de
datos (contenido que se puede almacenar o recuperar en un
solo acceso).
3. Fichero (FILE): conjunto de ocurrencias de un mismo tipo
de registro.
El objetivo de disminuir la redundancia de un conjunto de datos
determina dos características fundamentales que poseerá
cualquier sistema de Bases de Datos:
Integrada: se entiende que una base de datos puede
considerarse como una unificación de varios archivos de datos
independientes, donde se elimina parcial o totalmente cualquier
redundancia entre los mismos.
P.e. una base de datos específica puede contener registros de
TRABAJADOR,
que
incluyen
el
nombre,
dirección,
departamento,
salario,
etc.
y,
existir
registros
de
CAPACITACION que representan inscripciones de empleados
en cursos de capacitación.
Supongamos que para llevar a cabo el proceso de
administración de los cursos se necesita conocer el
departamento de cada estudiante inscrito.
Desde luego, no hay necesidad de incluir este dato (redundante)
en los registro de CAPACITACION, siempre se puede obtener
recurriendo a los registros de TRABAJADOR correspondiente.
Compartida: Se entiende que partes individuales de la Base
de Datos pueden compartirse entre varios usuarios distintos, en
el sentido que cada uno de ellos puede tener acceso a la misma
parte de la Base de Datos y utilizarla con propósitos diferentes.
Tal comportamiento es en verdad consecuencia del hecho de
que la Base de Datos es integrada.
Independencia Dato-Proceso
Una de las principales ventajas que provee una base de Datos
es la independencia entre los datos y los tratamientos que se
hacen de ellos.
A diferencia de los sistemas orientados a procesos, en los
cuales los datos eran sumamente dependientes de los
programas al extremo que lenguajes como COBOL definían en
su código la estructura de los archivos, esto lo podemos ver
actualmente en C y Pascal.
Lo anterior es asimilable a los cambios que
organizaciones, generalmente aquellos son de
banco que cambia su imagen corporativa, que se
eliminen funciones de atención a público o de
reducción de personal, etc.
sufren las
Forma, un
agreguen o
producción,
Los cambios de Fondo no son habituales en las
organizaciones, ellos tiene que ver con cambios en la Misión de
la Organización, en los Objetivos.
Si un banco cambia de imagen corporativa –logo, forma de
atención, etc., son cambios de Forma y tienen básicamente que
ver con variaciones en los procesos y eventualmente con
algunos datos.
Ahora si el banco quiere transformarse en una Sociedad
Financiera, entonces la situación es más compleja y
profunda, la misión organizacional cambia, el objetivo cambia y,
por lo mismo, el cambio es radical afectando todos los
elementos que componen la organización, todos aquellos
elementos donde se refleja el sentido organizacional, es decir
afecta directamente a los datos y sus relaciones cambio que
indirectamente afectaría a los procesos que manejan estos
datos.
El concepto de Base de Datos rescata aquella dependencia que
tienen los procesos de los datos y la radicaliza priorizando la
independencia de estos últimos, determinando mecanismos de
definición y de descripción que no requieren de procesos.
1.3.-Ventajas de las bases de datos
Cuadro resumen de las ventajas de las bases de
datos
Referidas
a
Los datos
Ventajas

Independencia de estos respecto de los


Los
resultados



Los
usuarios



tratamientos y viceversa
Mejor disponibilidad de los mismos
Mayor eficiencia en la recogida,
codificación y entrada
Mayor coherencia
Mayor valor informativo
Mejor y más normalizada documentación
de la información
Acceso más rápido y sencillo de los
usuarios finales
Más facilidades para compartir los datos
por el conjunto de los usuarios
Mayor flexibilidad para atender a
demandas cambiantes.
1.4.-Desventajas de las bases de datos
Cuadro resumen de las desventajas de las bases de datos
Relativas a
Desventajas
La
implantación




Los
usuarios


Costosa en equipos (lógico y físico)
Ausencia de estándares
Larga y difícil puesta en marcha
Rentabilidad a mediano plazo
Personal especializado
Desfase entre teoría y práctica
Análisis del cuadro anterior

Instalación costosa: Referido a equipos, nuevas
instalaciones o ampliaciones, sistemas operativos,
compiladores, SGBD comerciales, computadores más
poderosos, etc.

Personal especializado: es clave la administración de la
base de datos, se requiere de conocimientos específicos.

Desfase entre teoría y práctica: muchos ejecutivos
asumen que ciertas funcionalidades son ya un hecho,
cuando en realidad son estudios teóricos.
Existe también una resistencia al cambio, sobre todo que este
involucra a toda la organización.
En el éxito de esto el papel mediador de los profesionales de
informática es fundamental, sobre todo en organizaciones
grandes donde una base de datos se puede ver como la
centralización del poder en manos de unos pocos, generalmente
los encargados de su administración.
Un sistema de bases de datos contempla los siguientes
componentes:






La base de datos
El Sistema de Gestión de Bases de Datos, Manejador de la
Base de Datos(SGBD, DBMS) o motor, tal como Oracle,
Sybase, etc.
Programas de aplicación
Un conjunto de usuarios (finales, DBA(programas de acceso
a la base de datos), programadores de aplicaciones, etc.)
Máquinas
Programas utilitarios( generadores de informes, de
interfaces, herramientas de desarrollo, de administración,
etc.)
Clasificación de las bases de datos
Desde el punto de vista de la consulta, una base de datos
puede ser:

Online, si su soporte físico es la memoria de un ordenador
de servicios y es consultada a distancia, mediante
comunicación telemática, desde un equipo informático
terminal.
De esta forma, el usuario se conecta al ordenador que
contiene la información y realiza las operaciones que desee,
desconectándose al final.
Sólo utiliza el ordenador de la base de datos el tiempo que
tarda en hacer la consulta, compartiendo tiempo y
ordenador con otros múltiples usuarios que también pueden
estar accediendo.

Autónoma, si se encuentra en un soporte independiente,
fácilmente manejable e intercambiable, y puede ser
consultada en el ordenador del propio usuario.
Éste es el caso, por ejemplo, de las bases de datos que
actualmente se están ofreciendo en soporte CD-ROM.
Es interesante observar que el usuario no tiene la
"propiedad", en el sentido jurídico, de la base de datos.
Desde el punto de vista de la Comercialización, una base
de datos puede ser:

Abierta si se ofrece comercial o gratuitamente al mercado o
público en general que pueda estar interesado.
Por ejemplo, una base de datos de legislación, estadísticas
varias, productos comerciales, etc.

Cerrada si la base de datos es desarrollada por una
persona física o jurídica, ya sea privada o pública, para su
uso interno.
Por ejemplo, una base de datos de clientes de un gran
almacén, de contribuyentes, etc.
Desde el punto de vista de la Localización Geográfica,
una base de datos puede ser:

Centralizada:
todos los datos están físicamente
almacenados en el mismo sistema informático y bajo un
control unitario.
Los datos pueden estar
aplicaciones y usuarios.

compartidos
por
múltiples
Distribuida: los datos están almacenados en varios
sistemas informáticos geográficamente
conectados mediante una red telemática.
repartidos
y
Problema de la localización de los datos. La administración
de la base de datos puede realizarse en varios lugares
distintos y por personas distintas.
Toda esta problemática debe ser transparente a los
usuarios, el cual no necesita saber dónde están realmentte
almacenados los datos a los que accede.
Modelo de datos: estructura general de los datos y técnicas
de acceso proporcionadas por un SGBD.
Un SGBD usa siempre un único modelo de datos. Hay tres
modelos de datos posibles:

Relacional. Es el más empleado. Todos los datos visibles al
usuario están organizados estrictamente como tablas de
valores.
Todas las operaciones sobre la base de datos operan sobre
esas tablas.
Cada fila de una tabla es una instancia de los datos.
Cada columna de una tabla es un atributo (valor indivisible
que tiene significado por sí solo).
Es el modelo de datos más sencillo y cercano a la forma
humana de organizar la información.
SGBD relacionales
La implementación en un SGBD del modelo relacional no es
sencilla dada la potencia teórica del modelo.
Requiere un relativamente elevado espacio en disco y memoria
de ordenador para su funcionamiento.
Las características que debe tener un SGBD relacional son las
siguientes:
1. Poder manejar la base de datos como un todo.
2. A nivel lógico, todos los datos se representan mediante
valores contenidos en tablas.
3. Un dato debe ser accesible especificando un valor de clave
primaria, un nombre de tabla y un nombre de atributo.
4. Puede haber valores nulos.
5. La descripción del diseño de la base de datos (catalog) se
considera también a nivel lógico como valores tabulares y
debe ser manipulable de la misma manera que la propia
información de la base de datos.
6. Los datos deben ser físicamente independientes de los
programas de aplicación que trabajen sobre la base de
datos.
7. En lo posible, las aplicaciones deben ser independientes de
los cambios realizados en las tablas.
8. La definición de reglas y restricciones de integridad debe ser
inherente al sistema y debe poder realizarse mediante el
DDL. No se debe dejar a las aplicaciones el mantenimiento
de la integridad.
9. Se debe lograr, en o posible, independencia respecto a la
distribución física de los datos.
10.Un SGBD relacional puede tener asociado un DML con
procedimientos que permita tratamientos tupla a tupla por
separado (registro a registro), pero debe impedirse que
mediante un tratamiento de este tipo puedan soslayarse o
ignorarse las restricciones de integridad.

Red. También denominado modelo CODASYL. Fue el
primero en aparecer comercialmente, a principios de los
años 70.
Se caracteriza por almacenar direcciones de otros datos
junto a la misma información.
Es un modelo cercano al modo de almacenamiento interno
del ordenador.
Los datos se expresan como registros y las relaciones entre
datos como sets.
Dos datos están unidos por una dirección de memoria
almacenada al lado de uno de ellos.
Esa dirección es la del otro dato. Las direcciones son
propias del ordenador, y no tienen sentido lógico para las
personas.
El tipo de registro es el equivalente a una tabla en el modelo
relacional, y se implementa físicamente mediante un fichero.

Jerárquico. Es muy similar al modelo de datos en red,
pero con la salvedad de que los registros se organizan con
estructura de árbol.
En
resumen,
podemos
deducir
características de Base de Datos son:
que las principales
1. Conjunto (colección) de datos.
2. Datos interrelacionados y estructurados.
3. Redundancia controlada.
4. Independencia de datos y de procesos.
5. Soporta múltiples usuarios y múltiples aplicaciones.
6. La actualizacion y recuperacion de datos debe asegurar
Integridad, Seguridad y Confidencialidad de los datos.
0.1.3 Conceptos Asociados a Base de Datos
Cuando nos referimos a Base de Datos, estamos haciendo
referencia a un conjunto de conceptos que manejamos
cotidianamente y que están fuertemente ligados al concepto
mismo de Base de Datos. Así tenemos que:
Base de Datos involucra un conocimiento profundo y
detallado de la realidad referida a la organización.
La Base de Datos debe ser la representación más
fidedigna de la organización.
- Los datos que representan la organización deberán ser
utilizados de manera coordinada e integral que facilite la
"difusión" de los mismos.
El proceso de difusión de los datos obliga a definir y
establecer objetivos que protejan la organización.
En consecuencia, existen cuatro conceptos
éstos son:
involucrados;
1) Coherencia, asociado a la validez de los datos.
2) Integridad, sobre el total de la información a representar.
3) Seguridad, como garantía de los datos en su representación.
4) Confidencialidad, otorgando acceso de acuerdo a los
niveles de la organización.
0.1.4 ¿Porqué Base de Datos?
Según C.J. DATE en "An Introduction to Database Systems"
3th. Edition de 1982, dice :
a) La redundancia puede ser reducida.
No es posible asegurar que toda la redundancia sea
eliminada; pero es posible que por diversas razones se
requiera mantener múltiples copias de la misma data.
b) La inconsistencia puede ser evitada.
Este es un corolario de "a".
Es claro que si cada factor es representado por una entrada
simple (es decir, si la redundancia es eliminada) no pueden
ocurrir inconsistencias.
Alternativamente, si la redundancia no es eliminada pero
es controlada, entonces el sistema podría garantizar que la
base de datos no sea nunca inconsistente a la vista del
usuario, asegurando que cualquier cambio debe realizarse
automáticamente en todas las entradas posibles.
Este proceso es conocido como "Actualización Simultánea"
(propagating updates).
c) La data puede ser compartida.
d) Los estándares pueden ser reformados.
Con
un
control
central de la base de datos, el
Administrador de Base de Datos (DBA = Data Base
Administrator) puede asegurar que todos los estándares
aplicables serán seguidos en la representación de la data.
La estandarización de los formatos de data almacenados
es particularmente deseable como una ayuda para el
intercambio de data (data interchange) o migración entre
sistemas.
e) Las restricciones de seguridad pueden ser aplicables.
Teniendo completa jurisdicción sobre la data operativa, el
DBA:
- Puede asegurar que los accesos a la base de datos serán a
través de los propios canales (accesos/caminos que se definan).
- Puede definir chequeos de autorización para el acceso a la
data.
f) La integridad puede ser mantenida.
El problema de integridad es el problema de asegurar que la
data en la base de datos es Exacta y Precisa.
La redundancia puede ser Eliminada, pero la base de datos
puede contener data Incorrecta.
g)
Los Requerimientos
Balanceados.
en
Conflicto
Pueden
ser
Conociendo la totalidad de los requerimientos de la
empresa, el DBA puede estructurar el sistema de base de datos
para proveer un servicio total que sea "el mejor para la
empresa".
0.1.5 Motivaciones de Base de Datos
Las personas encuentran una serie de razones para decidir la
necesidad de
Transformar
(convertir)
un
Sistema
Orientado a Archivos en un sistema apoyado en una Base de
Datos.
Estas razones pueden ser:
1. Relaciones complejas en el modelo de información.
2. Alta volatilidad en los requerimientos de las aplicaciones y,
como consecuencia, una excesiva carga de reprogramación.
3. Necesidad de integración de nuevas aplicaciones junto
con las ya existentes.
4. Exceso de redundancias no controladas con resultados
incoherentes.
5. Requerimientos de diferentes tipos de registros en los
archivos.
6. Conveniencia de modos múltiples de acceso (secuencial,
directo, indexado, etc.).
7. Exigencia de modos múltiples de tratamiento (batch u online) para los mismos conjuntos de datos.
8. Requerimientos
en
cuanto
Confidencialidad y Rendimiento.
a
Seguridad,
Paralelamente, existen una serie de motivaciones que llevan
a los responsables en el uso de la tecnología de Base de Datos,
estas pueden ser:
- Motivaciones de orden tecnológico
La informática provee en la actualidad un sin número de
herramientas, entre las que podemos incluir a los Sistemas de
Gestión de Base de Datos (SGBD = Data Base Management
System) llamados también hoy en día "Motor de Base de
Datos".
Estas herramientas vienen desarrollándose en una diversidad de
formas (técnicas) que están asociadas directamente al
aumento de capacidad del hardware (velocidad de
procesamiento y almacenamiento) y la baja de precio de estos;
y que tienen como objetivo la mejora de la Productividad y
Calidad en el desarrollo y uso del software de aplicación.
- Motivaciones de Orden Organizacional
El estudio de la organización de la empresa es de vital
importancia en BD, en donde se debe determinar
el
funcionamiento de la misma y clasificar los diversos procesos en
los tres niveles
de la empresa (estratégico, táctico y
operacional).
Es decir, que la ejecución de un Planeamiento Estratégico de
Información pasa necesariamente por el uso de técnicas y
herramientas asociadas a BD.
- Motivaciones de orden económico
Si bien es cierto, el esfuerzo inicial en BD puede ser
costoso, este es, con el tiempo, de gran rentabilidad por las
ventajas intrínsecas que redundarán en beneficio de la empresa;
claro está que una mala aplicación de la misma, puede traer
consecuencias imprevisibles y altos costos.
0.1.6 Enfoque Tradicional versus Base de Datos
Podemos analizar rápidamente los enfoques por lo que ha
evolucionado.
1. Enfoque Tradicional, usando archivos tradicionales y
cuyas Características son:
- Las aplicaciones son propietarias de sus archivos
- Programas dependientes de la estructura y contenido
de los archivos
- Dificultad para compartir datos.
y, sus principales problemas son:
-
Alto nivel de redundancia
Genera sistemas rígidos (inflexibles)
Alto costo de mantenimiento
Falta de control sobre los datos
2.
Enfoque de Base
características son:
de
Datos,
cuyas
principales
- Un archivo puede llegar a ser usado por diversas
Aplicaciones
- Control centralizado sobre los datos :
- Reduce redundancia
- Evita inconsistencias
- Facilita el control de estándares
- Mayor seguridad
- Reduce los efectos producidos por cambios
- Reduce costos de mantenimiento de programas
Esta basado en la independencia de datos, que es
ventajosa por diversas razones:
1. Las modificaciones de las estructuras de almacenamiento
físico no involucran modificaciones en los programas de
aplicación.
2. La
introducción
de nuevas tecnologías en las
memorias auxiliares no afectan los programas de aplicación.
3. Los datos son compartidos puesto que vistas diferentes
pueden ser extraídas de la misma estructura de
almacenamiento, por lo tanto la duplicación de datos se reduce.
4. La programación de las aplicaciones es facilitada dado
que ella es realizada sobre vistas determinadas y que ella no
está involucrada por las estructuras de almacenamiento físico
ni por los problemas de acceso.
5. La ejecución de operaciones ilícitas tales como la
actualización o eliminación de datos que no pertenecen a una
vista es fácilmente prohibida.
0.1.7 ¿Qué es un Ambiente de Base de Datos?
Veámoslo gráficamente, a través de sus componentes mas
importantes:
ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿
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REPOSITORIO/
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DICCIONARIO/
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DEL SISTEMA
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³ CON EL USUARIO ³
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ENCICLOPEDIA
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BASE
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DE
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DATOS
³
³
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³
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³
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³
ÚÄÄÄÄÁÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄ¿
³
SGBD
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³
³
³
SISTEMA DE
³
³ ADMINISTRACION ³
³
GESTION
³ <ÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ> ³
DE
³
³
DE BASE DE
³
³ BASE DE DATOS
³
³
DATOS
³
³
³
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ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ
El Diseño Conceptual en el Proceso de Desarrollo de
Software.
Consideremos el Ciclo de Vida Clásico de un producto Software.
Dentro del desarrollo, las primeras etapas son las que cobran
mayor importancia, ya que en ellas se debe centrar la mayor
cantidad de esfuerzo, para asegurar una mayor calidad del
producto.
Ciclo de Vida Clásico.
Dentro de estas etapas, se encuentra el Diseño.
El Diseño como actividad se puede entender en distintos niveles
de abstracción, separándolo en:
Diseño Conceptual, Diseño Lógico y Diseño Físico.
El Diseño Conceptual es de un alto nivel de abstracción, y
puede confundirse su inicio con el término de la etapa de
análisis, ya que permite visualizar de mejor manera un
problema.
Además este diseño no está necesariamente asociado a priori
con una plataforma de implementación, sino que más
cercano a la realidad, al problema a solucionar.
El Diseño Lógico se acerca más a la Implementación del
producto en una Plataforma Computacional, integrando
consideraciones para la plataforma específica en cuestión.
Finalmente el Diseño Físico es una especificación tal que
representa Exactamente la Implementación del Producto.
En el siguiente diagrama se puede apreciar el proceso de diseño
de bases de datos.
Los requisitos de datos constituyen un
componente de los requisitos de un producto y
son una entrada al diseño conceptual.
Proceso de Diseño de Bases de Datos
Diseño Conceptual.
Recibe como entrada la especificación de requerimientos y su
resultado es el Esquema Conceptual de la Base de Datos,
que es una Descripción de Alto Nivel de la Estructura de la
Base de Datos, independiente del software que se use para
manipularla.
Modelos Conceptuales:
Individual.
MER, Modelos OO, Formalismo
Diseño Lógico.
Recibe como entrada el Esquema Conceptual y da como
resultado un Esquema Lógico, que es una Descripción de la
Estructura de la Base de Datos que puede procesar el
Software DBMS.
Modelos Lógicos: Relacional, de Redes, Jerárquico.
Diseño Físico.
Recibe como entrada el Esquema Lógico y da como Resultado
un Esquema Físico, que es una Descripción de la
Implementación de una Base de Datos en la Memoria
Secundaria, describe las estructuras de almacenamiento y los
métodos usados para tener un acceso efectivo a los datos.
Modelos Físicos: Modelo Unificador, Memoria de Elementos.
En la Figura 1.3.- se puede observar un esquema general del la
arquitectura de una base de datos, en la cual se detallan los
principales componentes de ella además de las relaciones entre
ellos y la base de datos lógica.
Veamos una descripción simple del aquellos elementos:
Una Vista Externa es una visión particular de un usuario o un
grupo de usuarios de la Base de Datos.
El Esquema Externo representa una forma de definición o
formalización de esta vista externa.
La Vista Conceptual pretende ser la representación total y
abstracta de los datos que componen la Base; la formalización
de esta se logra mediante el Esquema Conceptual.
Por último, la Vista Interna es de un nivel muy bajo y
corresponde al almacenamiento físico de los datos de la Base,
sobre un Esquema Interno que es la formalización de esto, e.d.
tipos de registros almacenados, índices, etc.
Las correspondencias se pueden definir como una asociación de
distintas representaciones para un mismo dato.
Un DSL es un sublenguaje de datos, es una combinación de dos
lenguajes: un lenguaje de definición de datos (DDL) y un
lenguaje de manipulación de Datos (DML). Este lenguaje
representa un nexo entre el Sistema de Base de Datos y algún
lenguaje anfitrión (p.e. COBOL, FORTRAN, C, etc.); e.d., el DSL
provee herramientas a los lenguajes tradicionales para que se
integren al Sistema de Base de Datos. Puede haber distintos
tipos de DSL para un mismo sistema.
DBMS es la sigla en inglés de Sistema de Administración de
Bases de Datos (SABD), que corresponde al Software que
maneja todos los accesos a la Base de Datos, e.d. cada solicitud
de acceso de un usuario al SABD es interpretada e
inspeccionadas
las
correspondencias,
generando,
a
continuación, una respuesta coherente a las necesidades de la
pregunta.
La interfaz con el Usuario es el límite de acceso que tiene un
Usuario común a la Base, todo lo que está bajo este límite es
transparente (desconocido) para él.
Por último, el Administrador de Bases de Datos (DBA)
corresponde a la persona o grupo de personas encargada del
control general del sistema. Sus responsabilidades o funciones
incluyen:


Decidir el contenido de la Base de Datos: comprende la
identificación de entidades de interés para la organización y
los datos a registrar de éstas entidades. Luego se define el
contenido de la Base de Datos generando un Modelo
Conceptual.
Decidir la estructura de almacenamiento y la estrategia de
acceso: esto es decidir como deben representarse los datos




en forma interna y hacer la correspondencia entre estos y el
modelo conceptual ya definido.
Vincularse con los usuarios: comprende toda una labor de
prestación de servicios que busca garantizar la existencia,
en la Base, de los datos necesarios y la formalización de los
distintos esquemas externos.
Definir los controles de autorización y procedimientos de
validación: involucra la definición de restricciones de
seguridad y protección para la conservación de la integridad
de los Datos.
Definir una estrategia de respaldo y recuperación: esto
corresponde a un esquema de seguridad más amplio que lo
anterior y, básicamente, su objetivo es la operación exitosa
del sistema.
Controles de desempeño y responder a los cambios de
requerimiento: la idea aquí es lograr un desempeño
aceptable, según expectativas, del Sistema mediante
mecanismos de control.
1.6.- El sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD o
DBMS)
Un sistema de gestión de bases de datos consiste de una
colección de datos interrelacionados y un conjunto de
programas para acceder a esos datos. La colección de datos es
la base de datos, y es la que contiene información por ejemplo
acerca de una empresa determinada.
El objetivo principal de un SGBD es proporcionar un entorno que
sea a la vez conveniente y eficiente para ser utilizado al extraer
y almacenar información en la base de datos.
Toda organización puede verse en tres niveles de gestión:
operacional, táctico y estratégico. Muchas veces se produce una
desconexión de los sistemas que caracterizan a estos niveles,
pues constituyen sistemas aislados, sin relación entre ellos. Esto
produce un aumento del costo global de creación y
mantenimiento del sistema de información, produce
redundancias e incoherencias. Esto impide una gestión racional
de los datos.
La base de datos es un depósito único de datos para toda la
organización, por lo que debe ser capaz de integrar los distintos
sistemas y aplicaciones, atendiendo a las necesidades de los
usuarios en los tres niveles.
Otra definición de Manejadores de Base de Datos:
Programas (software de ordenador) que posibilitan la existencia
y utilización de las bases de datos. En inglés: DBMS (Data Base
Management System). Funciones típicas:









Definición de los datos, de su estructura lógica, sus
relaciones y restricciones.
Modificación (ídem).
Consulta de la información almacenada.
Inserción de nueva información.
Modificación de la información almacenada.
Borrado de la información almacenada.
Mantenimiento de la integridad.
Asegurar la privacidad de los datos (accesos no
autorizados, intrusos, curiosos, etc).
Asegurar la seguridad de los datos (borrados accidentales,
fallos diversos, catástrofes, etc) mediante técnicas de
respaldo y recuperación.

Control de concurrencia o de los accesos simultáneos a la
base de datos. Muy importante si varios usuarios comparten
la utilización de una misma base de datos.
El objetivo del SGBD es suministrar la interfaz entre el conjunto
de los datos y dichos usuarios. El SGBD también debe
proporcionar a los otros usuarios (analistas, programadores,
administradores) las correspondientes herramientas que les
permitan un adecuado desarrollo de sus funciones.
Definición
del SGBD
El SGBD es
un conjunto
coordinado
de
programas,
procedimient
os,
lenguajes,
etc.
que
suministra,
tanto
a
usuarios no informáticos como a los analistas, programadores o
al administrador, los medios necesarios para describir, recuperar
y manipular los datos almacenados en la base, manteniendo su
integridad, confidencialidad y seguridad.
Funciones del SGBD
De Descripción o Definición
Debe permitir al administrador de la base especificar los datos
que la integran, su estructura y las relaciones que existen entre
ellos, las reglas de integridad semántica, los controles a efectuar
antes de autorizar el acceso a la base, etc., así como las
características de tipo físico y las vistas lógicas de los usuarios.
Esta función la realiza el lenguaje de definición de datos (LDD),
propio del SGBD, y debe ser capaz de definir las estructuras de
datos a los tres niveles (nivel externo, nivel lógico global o
conceptual y nivel interno).
A nivel interno se define:




Espacio reservado para la base(volúmenes, cilindros y
pistas)
Longitud de los campos
Modo de representación de los datos (binario, decimal,
alfanúmerico, etc.)
Caminos de acceso como punteros e índices.
A nivel externo y conceptual, la función de descripción
proporciona los instrumentos para la definición de entidades, su
identificación,
atributos,
interrelaciones
entre
ellas,
autorizaciones de acceso, restricciones de integridad, etc.
El SGBD, además de describir, debe permitir la correspondencia
o mapping entre estos niveles.
De Manipulación
Permite a los usuarios de la base (todos) buscar, eliminar o
modificar los datos de la base, de acuerdo a las especificaciones
y normas de seguridad dadas por el administrador.
Esto se realiza mediante el lenguaje de manipulación de datos
(LMD), mediante un conjunto de instrucciones (lenguaje
huésped) que son admitidas por un lenguaje de programación
(lenguaje anfitrión), o bien, mediante un lenguaje autocontenido,
que posee todas las instrucciones necesarias para llevar a cabo
estas tareas.
De Utilización
Reúne todas las interfaces que necesitan los diferentes tipos de
usuarios para comunicarse con la base y proporciona un
conjunto de procedimientos para el administrador.
Algunas de estas funciones de servicio son:





cambiar capacidades de los archivos
obtener estadísticas de utilización
respaldos
cargar y descarga de la base
seguridad, etc.
Componentes de un SGBD
1. Lenguaje de definición de datos
(DDL: Data Definition Language). Sencillo lenguaje artificial
para definir y describir los objetos de la base de datos, su
estructura, relaciones y restricciones. En la práctica puede
consistir en un subconjunto de instrucciones de otro lenguaje
informático. Aparte suele poseer dos subconjuntos de
instrucciones:
o
o
Lenguaje de definición del almacenamiento de los datos
(DSDL: Data Storage Definition Language): permite
especificar características físicas de la base de datos
(volúmenes y archivos donde van a ser almacenados los
datos, etc).
Lenguaje de control de datos (DCL: Data Control
Language): encargado del control y seguridad de los
datos (privilegios y modos de acceso, etc).
2. Lenguaje de manipulación de datos
(DML: Data Manipulation Language). Lenguaje artificial de
cierta complejidad que permite el manejo y procesamiento del
contenido de la base de datos. En la práctica puede consistir
en un subconjunto de instrucciones de otro lenguaje
informático. Las aplicaciones que trabajan sobre la base de
datos se programan en un lenguaje de programación (C,
Cobol, ...) insertando en el código fuente sentencias del DML.
Al utilizar un DML se deben especificar los datos que serán
afectados por las sentencias del lenguaje. Un DML puede
tener o no procedimientos, según sea necesario especificar
ademáns cónmo deben obtenerse esos datos. Los DML con
procedimientos tienen sentencias de control de flujo como
bucles o condicionales. Los DML sin procedimientos son
conocidos también como declarativos.
3. Diccionario de datos. Conjunto de archivos que almacenan
convenientemente las definiciones realizadas utilizando el
DML.
4. Gestor: componente software (programa) encargado de la
interface entre las peticiones de los usuarios de la base de
datos y los propios datos en sí. Interacción con el sistema
operativo.
El uso real un SGBD puede realizarse de forma única o
combinada utilizando directamente el DDL y el DML o bien a
través de una interfaz gráfica o basada en menús.
Aunque usualmente se utilizan indistintamente los términos
"datos" e "información", en rigor existe una importancia
distinción entre ellos: "datos" se refiere a los valores registrados
físicamente en la base de datos, e "información" alude al
significado de esos valores según el sentido que les otorgue un
humano.
El contenido de la base de datos puede estructurarse en tres
niveles:
4. Campo: unidad de datos individual de menor tamaño y con
significado pleno. Los campos pueden agruparse para
constituir otros más complejos (ej. fecha de nacimiento).
Pueden ser de naturaleza numérica o alfabética, en general.
Tienen un tamaño asociado, medido físicamente en bytes.
5. Registro: conjunto de campos intrínsecamente relacionados
mediante una significación común a una entidad. Suele
constituir la unidad básica de acceso a la base de datos
(contenido que se puede almacenar o recuperar en un solo
acceso).
6. Fichero: conjunto de ocurrencias de un mismo tipo de
registro.
Lenguajes de los SGBD (continuación...)
Las distintas funciones que cumple un SGBD, hace necesario
contar con diferentes lenguajes y procedimientos que permitan
la comunicación con la base de datos.
Por tipo de función, tendremos lenguajes de definición y
lenguajes de manipulación.
Por tipo de usuarios tendremos lenguajes para informáticos y
lenguajes para no informáticos o usuarios finales. Estos últimos,
pueden tener aplicaciones formalizables tal como la gestión de
personal o no formalizables como cualquier proceso de toma de
decisiones.
Cuando se trata de procesos formalizables, usualmente los
programadores de aplicaciones escriben los procedimientos en
programas.
Si el proceso no es formalizable, escribir un programa no es
aconsejable. Es conveniente que el mismo usuario final resuelva
directamente sus requerimientos mediante los instrumentos que
el SGBD pone a su alcance.
Por otro lado, los usuarios informáticos, como el DBA, analistas
y programadores requerirán medios poderosos por los cuales
podrán definir, extraer y manipular los datos en algún lenguaje
de programación. A este lenguaje se le llama lenguaje anfitrión
(por ejemplo, C).
Casi la totalidad de los SGBD disponen de lenguajes de 4ta
generación, que se caracterizan por ser poco procedimentales y
el acceso a la base de datos se realiza mediante sentencias
embebidas en el lenguaje de 4ta generación y escritas en SQL
(SGBD relacionales).
Los lenguajes que por si mismos pueden actuar con la base de
datos, sin necesidad de apoyarse en otro lenguaje se llaman
autocontenidos.
Lenguajes de manipulación de datos
Para cumplir los objetivos asignados a la función de
manipulación, se ha de contar con lenguajes que den a los
usuarios la posibilidad de referirse a determinados conjuntos de
datos que cumplan ciertas condiciones (criterio de selección).
El SQL como lenguaje de manipulación de datos tiene la
propiedad dual, es decir, puede actuar como huésped o
autocontenido.
Los LMD pueden ser procedimentales o no procedimentales, es
decir, si necesitamos especificar con detalle el acceso a la base
tendremos un lenguaje procedimental.
Los lenguajes orientados al usuario final deben ser lo menos
procedurales posible. Aquí basta con decir qué se quiere, sin
explicar cómo obtenerlo.
Por otro lado, los LMD pueden ser navegacionales, que
recuperan o actualizan datos registro a registro. Otros lenguajes
actúan sobre un conjunto de registros, de forma que una única
sentencia puede dar lugar a la recuperación o actualización del
conjunto de registros que cumpla el criterio de selección
especificado, tal como el SQL.
Modelo de Datos.
Dentro de la problemática del diseño de bases de datos, los
modelos de datos cumplen un importante rol, pues son las
herramientas que nos permiten generar los esquemas de bases
de datos, los que regirán su estructura.
Un modelo de datos define las reglas por las cuales los datos
son estructurados. Esta estructuración, sin embargo, no da una
interpretación completa acerca del significado de los datos y de
la forma en que serán usados.
Las operaciones permitidas sobre datos deben ser definidas.
Muchos modelos conceptuales, como el MER, no incluían
operaciones en sus definiciones preliminares, por lo que fueron
propuestas en estudios posteriores.
Se define el modelo de datos M consistente de dos partes:
G: un conjunto de reglas generadoras de esquemas.
O: un conjunto de operaciones.
El conjunto de reglas G expresa las propiedades estáticas de un
modelo de datos y corresponden a lo que se denomina
generalmente Data Definition Language (DDL).
Este define las estructuras permitidas para el modelo de datos
M, es decir, generan esquemas.
El conjunto G se puede dividir en dos:
Gs: reglas generadoras de las estructuras permitidas.
Gc: reglas generadoras de las restricciones del modelo.
Así, Gs genera las categorías y estructuras para un modelo, y
Gc las restricciones.
Utilizando esta última notación, un esquema S consiste de dos
partes: una estructura Ss y restricciones Sc, donde Sc es una
lista explícita de restricciones que deben ser satisfechas en todo
momento.
Un modelo de datos también puede tener restricciones que son
inherentes a él, las que generalmente se incorporan en Ss (la
estructura).
Las reglas de generación G son generadoras de un conjunto de
esquemas S, en el que cada uno de ellos define estructuras y
restricciones particulares para los datos. Hay muchas bases de
datos D en términos de la ocurrencia del esquema S, pero todos
tienen la misma estructura genérica y obedecen a las mismas
restricciones definidas en S.
En resumen:
Figura 2.3.- Modelo de Datos
Las propiedades dinámicas de un modelo de datos son
expresadas por un conjunto de operaciones O, las que
generalmente son llamadas Data Manipulation Language (DML).
Estas propiedades definen las acciones permitidas para una
base de datos, tal que transforme la ocurrencia Di en la
ocurrencia Dj.
SQL
SQL (Structured Query Language) es un potente lenguaje
informático que cumple las funciones de DDL y DML en los
SGBD relacionales. Su origen está en el lenguaje SEQUEL
(Structured English QUEry Language) desarrollado en IBM en
los años 1974-75. Oracle fue el primer fabricante de sistemas de
bases de datos en comercializar una implementación de SQL en
1979. IBM lanzó el producto SQL/DS en 1981 y dos años más
tarde el conocido DB2.
Se trata de un lenguaje fuertemente basado en el inglés, que
puede ser utilizado en modo conversacional mediante un
intérprete o bien formando parte de un programa desarrollado en
un lenguaje de programación anfitrión como C, Cobol, etc. (SQL
embebido). La característica relacional más importante de SQL
es que permite acceder a los datos sin necesidad de especificar
cómo se ha de realizar dicho acceso permitiendo así la
"navegación automática" por los datos.
El lenguaje ha sido normalizado por varios organismos, si bien
los muchos aspectos que tradicionalmente han quedado
indefinidos en tales normalizaciones y qu e por lo tanto en la
práctica quedan como responsabilidad de los fabricantes han
ocasionado variaciones de diversa importancia entre las
diferentes implementaciones comerciales. La versión actual más
común del lenguaje es la denominado SQL2 que respecto al
estándar anterior presenta las ventajas de un mayor incremento
de la capacidad expresiva, nuevos operadores añadidos y mejor
tratamiento de errores, entre otras. SQL3 incorpora al lenguaje
características propias del paradigma de orientación a objeto.
Componentes de los Sistemas de Bases de Datos
Un sistema de bases de datos contempla los siguientes
componentes:

La base de datos

El Sistema de Gestión de Bases de Datos(SGBD, DBMS) o
motor, tal como Oracle, Sybase, etc.

Programas de aplicación

Un conjunto de usuarios (finales, DBA, programadores de
aplicaciones, etc.)

Máquinas

Programas utilitarios( generadores de informes, de
interfaces, herramientas de desarrollo, de administración,
etc.)
En la Figura 1.3.- se puede observar un esquema general del la
arquitectura de una base de datos, en la cual se detallan los
principales componentes de ella además de las relaciones entre
ellos y la base de datos lógica.
Veamos una descripción simple del aquellos elementos:
Una Vista Externa es una visión particular de un usuario o un
grupo de usuarios de la Base de Datos.
El Esquema Externo representa una forma de definición o
formalización de esta vista externa.
La Vista Conceptual pretende ser la representación total y
abstracta de los datos que componen la Base.
La formalización de esta se logra mediante El Esquema
Conceptual.
Por último, la Vista Interna es de un nivel muy bajo y
corresponde al almacenamiento físico de los datos de la Base,
sobre un Esquema Interno que es la formalización de esto, e.d.
tipos de registros almacenados, índices, etc.
Las correspondencias se pueden definir como una asociación de
distintas representaciones para un mismo dato.
Un DSL es un sublenguaje de datos, es una combinación de dos
lenguajes: un lenguaje de definición de datos (DDL) y un
lenguaje de manipulación de Datos (DML).
Este lenguaje representa un nexo entre el Sistema de Base de
Datos y algún lenguaje anfitrión (p.e. COBOL, FORTRAN, C,
etc.); e.d., el DSL provee herramientas a los lenguajes
tradicionales para que se integren al Sistema de Base de Datos.
Puede haber distintos tipos de DSL para un mismo sistema.
DBMS es la sigla en inglés de Sistema de Administración de
Bases de Datos, que corresponde al Software que maneja todos
los accesos a la Base de Datos, e.d. cada solicitud de acceso de
un usuario al SABD es interpretada e inspeccionadas las
correspondencias, generando, a continuación, una respuesta
coherente a las necesidades de la pregunta.
La interfaz con el Usuario es el límite de acceso que tiene un
Usuario común a la Base, todo lo que está bajo este límite es
transparente (desconocido) para él.
Por último, el Administrador de Bases de Datos (DBA)
corresponde a la persona o grupo de personas encargada del
control general del sistema. Sus responsabilidades o funciones
incluyen:






Decidir el contenido de la Base de Datos
Decidir la estructura de almacenamiento y la estrategia de
acceso
Vincularse con los usuarios
Definir los controles de autorización y procedimientos de
validación
Definir una estrategia de respaldo y recuperación
Controles de desempeño y responder a los cambios de
requerimiento
Lenguajes de los SGBD
Las distintas funciones que cumple un SGBD, hace necesario
contar con diferentes lenguajes y procedimientos que permitan
la comunicación con la base de datos.
Por tipo de función, tendremos lenguajes de definición y
lenguajes de manipulación.
Por tipo de usuarios tendremos lenguajes para informáticos y
lenguajes para no informáticos o usuarios finales.
Estos últimos, pueden tener aplicaciones formalizables tal
como la gestión de personal o no formalizables como cualquier
proceso de toma de decisiones.
Cuando se trata de procesos formalizables, usualmente los
programadores de aplicaciones escriben los procedimientos en
programas.
Si el proceso no es formalizable, escribir un programa no es
aconsejable. Es conveniente que el mismo usuario final resuelva
directamente sus requerimientos mediante los instrumentos que
el SGBD pone a su alcance.
Por otro lado, los usuarios informáticos, como el DBA, analistas
y programadores requerirán medios poderosos por los cuales
podrán definir, extraer y manipular los datos en algún lenguaje
de programación. A este lenguaje se le llama lenguaje anfitrión
(por ejemplo, C).
Casi la totalidad de los SGBD disponen de lenguajes de 4ta
generación, que se caracterizan por ser poco procedimentales y
el acceso a la base de datos se realiza mediante sentencias
embebidas en el lenguaje de 4ta generación y escritas en SQL
(SGBD relacionales).
Los lenguajes que por si mismos pueden actuar con la base de
datos, sin necesidad de apoyarse en otro lenguaje se llaman
autocontenidos.
Lenguajes de manipulación de datos (DML o LMD)
Para cumplir los objetivos asignados a la función de
manipulación, se ha de contar con lenguajes que den a los
usuarios la posibilidad de referirse a determinados conjuntos de
datos que cumplan ciertas condiciones (criterio de selección).
El SQL como lenguaje de manipulación de datos tiene la
propiedad dual, es decir, puede actuar como huésped o
autocontenido.
Los LMD o DML pueden ser procedimentales o no
procedimentales, es decir, si necesitamos especificar con
detalle el acceso a la base tendremos un lenguaje
procedimental.
Los lenguajes orientados al usuario final deben ser lo menos
procedurales posible. Aquí basta con decir qué se quiere, sin
explicar cómo obtenerlo.
Por otro lado, los LMD pueden ser navegacionales, que
recuperan o actualizan datos registro a registro. Otros lenguajes
actúan sobre un conjunto de registros, de forma que una única
sentencia puede dar lugar a la recuperación o actualización del
conjunto de registros que cumpla el criterio de selección
especificado, tal como el SQL.
Uno de los principales objetivos de las bases de datos es
conseguir la independencia entre las estructuras lógica y
física de los datos, que tiene como consecuencia la
independencia entre datos y aplicaciones.
Así, los cambios en la estructura de los datos tengan una
repercusión mínima en los programas de aplicación y
viceversa.
Este concepto de independencia implica la separación entre el
almacenamiento y la organización lógica de los datos, con lo
que se consigue:

Los datos se presentarán de formas distintas, según las
necesidades de los usuarios.

El almacenamiento de los datos, su estructura lógica y los
programas de aplicación serán independientes unos de
otros.
Este objetivo, ha tenido gran influencia en la arquitectura de los
SGBD.
En los SI existen 2 estructuras:
La lógica (vista del usuario) y La física (forma en que se
encuentran los datos en el almacenamiento).
En las bases de datos aparece un nuevo nivel de abstracción
llamado nivel conceptual, estructura lógica global, esquema.
Esta estructura intermedia es una representación global de los
datos independiente de equipos y los usuarios (visión de la
empresa).
Los otros dos niveles corresponden al nivel de máquina o
interno
y
al
nivel
de
usuario
o
externo.
La estructura lógica de usuario o esquema externo(nivel usuario)
es la visión que tiene de la base de datos cada usuario en
particular. La estructura lógica global o esquema responde al
enfoque del conjunto de la empresa (visión del administrador).
La estructura física o esquema interno es la forma como se
organizan los datos en el medio de almacenamiento físico.
Esquema Externo / Nivel Externo
En el deberán encontrarse reflejados solo aquellos datos e
interrelaciones que necesite un usuario en particular. También
deben especificarse las restricciones de uso, como por ejemplo,
derecho a borrar o insertar determinados datos.
Habrá tantos esquemas externos como exijan las diferentes
aplicaciones y un mismo esquema externo puede ser utilizado
por varias aplicaciones.
Este nivel se ocupa de las vistas individuales de los usuarios.
Los usuarios pueden ser programadores de aplicaciones o
usuarios finales. Estos usuarios disponen de un lenguaje, que
para los usuarios finales será un lenguaje de consulta o algún
lenguaje de aplicación especial, manejado por ejemplo por
menús o forms. Los usuarios programadores de aplicaciones
tendrán lenguajes de programación convencionales o algún
lenguaje propio de 4ta generación.
El SQL(Structured Query Language) es usado en casi todos
los sistemas relacionales actuales.
En casi todos los sistemas el SQL puede utilizarse como
lenguaje interactivo o de consulta o bien embebido en otros
lenguajes, tal como COBOL por ejemplo. Recordar lo visto
anteriormente en los lenguajes de un SGBD.
Esquema o Estructura Lógico Global / Nivel conceptual
Tiene por objetivo describir en términos abstractos pero con
absoluta fidelidad una cierta realidad de una organización y de
su proceso de gestión.
Por ser la visión general de los datos, deberá incluir la
descripción de todos los datos e interrelaciones entre éstos,
restricciones de integridad y confidencialidad.
Este nivel se define mediante un esquema conceptual. Para
escribirlo se utiliza un DDL conceptual. Es importante señalar
que para que exista independencia de los datos, las definiciones
en DDL conceptual no deberán implicar consideraciones de
estructura de almacenamiento, deben ser definiciones de
contenidos de información. Por lo tanto, en el esquema
conceptual no debe haber representaciones de campos
almacenados, secuencia de registros, indexación, etc.
El paso del mundo real al esquema conceptual corresponde a
un proceso de modelización. En este punto es donde se utilizan
los modelos conceptuales.
Esquema interno/ Nivel Interno
Este esquema es dependiente del DBMS. Sin embargo, existen
elementos comunes que son:

Estrategia de almacenamiento:
almacenamiento de datos
Asignar
espacios
de

Camino de acceso: Se incluye la especificación de claves
primarias, secundarias, índices, claves de ordenación.







Técnicas de compresión de datos
Técnicas de criptografía
Correspondencia conceptual/interna: especifica como se
representan los registros y campos conceptuales en el nivel
interno. Si se altera la definición de la estructura de
almacenamiento, la correspondencia conceptual/interna
deberá modificarse también.
Técnicas de Tuning y optimización
Dispositivos de memoria: tamaño de la página, nro. de
páginas asignadas a cada área de almacenamiento, tamaño
de los buffers de E/S.
Organizaciones físicas: para mejorar la recuperación y los
tiempos de acceso, el sistema debe dar facilidades al DBA
para definir hashing, agrupamientos, etc.
Control de acceso: reglas para proteger la confidencialidad y
seguridad de la base de datos.
Técnica de Organización de
archivos
Lenguajes de Alto Nivel
'
FMS
Técnica de Organización de
archivos
DBMS
Ventajas
Desventajas
- Permite al programador
utilizar proposiciones
independientes al dispositivo
empleado para la creación y
d procesamiento de los
archivos.
- La técnica de
direccionamiento, creación y
mantenimiento de la
trayectoria de los datos son
transparentes al usuario.
- Aumatta la productividad
del programador ya que
represeanta un ¡~9 ,eficaz
de marta geaera.cióa pa la
realibción-de accesos'; :
mediante C18v.e3.múltipl0f.
- Se pueden desarrollar
aplicaciones sus necesidad de
escribir largos programas en
lenguajes de alto nivel.
- Suministra al programador
sin experiencia herramientas
para llevar a cabo consultas
con lenguajes especiales y
sencillos. Por ejemplo: El
RPG - Report Pro~
Ganerator.
- Representa altos costos del
"software" porque se
requieren muchas horashombre para poder
desarrollar un sistema
convencional de información.
- Representa poca eficiencia
de consultas, en especial si se
intentan usar técnicas de
claves múltiples,
Ventajas
Dowentajas
- Se pueden recuperar
sitnultáneanaente distintos
archivos usasrdo claves de
búa~ múltiple.
- Se puede tener acceso a
datos de diferatnes m~os
con una sóla consulta.
- La recuperación de datos se
realiza san necesidad de
demasiada programación.
- Depatde totalmente de los
métodos de acceso en los que
se basa el sistema operativo
para la creación y el
procesamiento de sus
archivos de datos.
- El manejo de matrices y
operaciones aritméticas
complejas no pueden
manejarse fácilmente con el
FMS.
- El manejo de los datos
queda restringido a los
métodos básicos de acceso,
lo que dificulta las consultas
de claves múltiples en
archivos múltiples.
- No puede efectuar
recuperaciones complejas de
información.
BIBLIOGRAFIA









Date, C.J. "An Introduction to Database System", vol 1
5th edition, Addison-Wesley Publishing Co (1986)
Codd, E.F. "The Relational Model for Databse
Management", Addison-Wesley Co. 1990
Batini, Ceri, Navathe,"Diseño Conceptual de bases de
datos", Addison-Wesley, 1994
Adoracion de Miguel y Piattini, "Concepcion y Diseño de
Bases de Datos". Addison-Wesley, 1993
Korth and Silberschatz, " Fundamentos de Bases de
Datos". 2 da.edición.Mac Graw Hill.
Irene Luque Ruiz y Miguel Angel Gómez-Nieto. Diseño y
uso de Bases de Datos Relacionales. Editorial RA-MA,
1997.
Abraham Silberschatz, Henry F. Korth y S. Sudarshan.
Fundamentos de bases de datos (3a edición). McGrawHill, 1998.
Adoración de Miguel y Mario Piattini. Fundamentos y
modelos de bases de datos. Editorial RA-MA, 1997.
George Koch. ORACLE 7. Manual de referencia McGrawHill, 1994.