Capítulo 6. IAGP 2005/06. Sistemas de bases de datos

1.- Definición y Características de un SBD

Se puede definir una base de datos, como un fichero en el cual se almacena información de cualquier tipo. En dicho fichero la información se guarda en campos o delimitadores, por ejemplo, podemos almacenar el nombre y el apellido de las personas de modo separado, de ésta forma es posible obtener del fichero todos los nombres o todos los apellidos, tanto de forma separada como conjunta.

Normalmente el número de campos que se tienen en una base varía según las necesidades en cuanto a gestión de datos, de forma que después se pueda explotar la información de forma ordenada y separada, aunque el resto de la información sigue almacenada y guardada en la base de datos

Una base de datos, no es solo el fichero en donde están datos, sino que en dicho arvhivo se encuentra la estructura de los datos, osea, para saber que longitud tiene cada campo,hay que conocer como se llama el campo y qué longitud en caracteres tiene, asi como el tipo de datos en dicho campo, porque puede contener desde letras a números o incluso otros datos más complejos, dependiendo de la estructura de la base y del sistema gestor.

En realidad aparte de los datos que son almacenados en el archivo, también hay una serie de datos, en los que se informa del tipo de campo, los campos y la longitud de cada campo, es lo que se llama gestor de datos, que permite saber que cada registro (un registro es una suma de campos, por ejemplo a Ana LOPEZ LOPEZ, Ana lo guardamos en el campo Nombre y LOPEZ LOPEZ en el campo Apellidos, cada registro es cada persona que almacenamos en la base, osea una persona es un registro y cada regitro està constituido por los campos Nombre y Apellido

Un Sistema de Bases de Datos (SBD) es una serie de recursos para manejar grandes volúmenes de información, sin embargo no todos los sistemas que manejan información son bases de datos.

Un sistema de bases de datos debe responder a las siguientes características:

Independencia de los Datos. Es decir, que los datos no dependen del programa y por tanto cualquier aplicación pueda hacer uso de éllos.

Reducción de la Redundancia.Llamamos redundancia a la existencia de duplicación de los datos, al reducir ésta al máximo conseguimos un mayor aprovechamiento del espacio y además evitamos que existan inconsistencias entre los datos. Las inconsistencias se dan cuando nos encontramos con datos contradictorios.

Seguridad. Un SBD debe permitir que tengamos un control sobre la seguridad de los datos.

2.- Recursos que componen un SBD

Un SBD está formado por:

• Personas
  
  
• Máquinas
  
  
• 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.

• Datos
  
  Es lo que se conoce como base de datos propiamente dicha. Para manejar estos datos utilizamos una serie de programas.
  
  

3.- Distintos Niveles de un SBD

1 Nivel Físico

Es el nivel real de los datos almacenados. Es decir como se almacenan los datos, ya sea en registros, o de otra forma. Este nivel es usado por muy pocas personas que deben estar cualificadas para ello. Este nivel lleva asociada una representación de los datos, que es lo que denominamos Esquema Físico.

2 Nivel Conceptual

Es el correspondiente a una visión de la base de datos desde el punto de vista del mundo real. Es decir, tratamos con la entidad u objeto representado, sin importarnos como está representado o almacenado. Este nivel lleva asociado el Esquema Conceptual.

3 Nivel Visión

Son partes del esquema conceptual. El nivel conceptual presenta toda la base de datos, mientras que los usuarios por lo general sólo tienen acceso a pequeñas parcelas de ésta. El nivel visión es el encargado de dividir estas parcelas. Un ejemplo sería el caso del empleado que no tiene porqué tener acceso al sueldo de sus compañeros. El esquema asociado a éste nivel es el Esquema de Visión.

Los tres niveles vistos, componen lo que conocemos como arquitectura de base de datos a tres niveles.

A menudo el nivel físico no es facilitado por muchos DBMS, esto es, no permiten al usuario elegir como se almacenan sus datos y vienen con una forma estándar de almacenamiento y manipulación de los datos.

La arquitectura a tres niveles se puede representar como sigue:

4.- Modelos de datos

Existen multitud de estos modelos que se conocen como Modelos de Datos,los más conocidos son:

• Modelo Relacional de Datos
  
• Modelo de Red
  
• Modelo Jerárquico
  

4.2 Modelo de Red

Representamos al mundo real como registros lógicos que representan a una entidad y que se relacionan entre sí por medio de flechas. Ej.:

4.3 Modelo Jerárquico

Tiene forma de árbol invertido. Un padre puede tener varios hijos pero cada hijo sólo puede tener un padre. Ej.:

• Reflejan tan sólo la existencia de los datos sin expresar lo que se hace con ellos.
  
  
• Es independiente de las bases de datos y de los sistemas operativos (por lo que puede ser desarrollado en cualquier base de datos).
  
  
• Está abierto a la evolución del sistema.
  
  
• Incluye todos los datos que se estudian sin tener en cuenta las aplicaciones que se van a tratar.
  
  
• No tienen en cuenta las restricciones de espacio y almacenamiento del sistema.
  

Entidades

Son objetos concretos o abstractos que presentan interés para el sistema y sobre los que se recoge información que será representada en un sistema de bases de datos. Por ejemplo, clientes, proveedores y facturas serían entidades en el entorno de una empresa.

Atributos

Es una unidad básica e indivisible de información acerca de una entidad o una relación. Por ejemplo la entidad proveedor tendrá los atributos nombre, domicilio, población, CIF.

Dominios

Es el conjunto de valores que puede tomar cada atributo. Por ejemplo el dominio del atributo población, será la relación de todas las poblaciones del ámbito de actuación de nuestra empresa.

Tablas

Es la forma de estructurar los datos en filas o registros y columnas o atributos.

Relación

Es la asociación que se efectúa entre entidades. Por ejemplo la relación entre las entidades facturas emitidas y clientes.

Los diagramas Entidad - Relación representan la estructura lógica de una base de datos de manera gráfica. Los símbolos utilizados son los siguientes:

- Rectángulo- Conjunto de entidades.
- Elipse- Atributos.
- Rombos- Conjunto de relaciones
- Líneas- Unen atributos a conjuntos de entidades; unen atributos a conjuntos de relaciones; y unen conjuntos de entidades con conjuntos de relaciones. Si la flecha tiene punta, en ese sentido está el uno y si no la tiene, en ese sitio está el muchos. La orientación señala cardinalidad.
- Elípse doble- Se trata de dos elipses concéntricas. Representan atributos multivalorados. - Elipse discontinua- Atributos derivados.
- Líneas dobles- Indican participación total de un conjunto de entidades en un conjunto de relaciones. - Subrayado- Subraya los atributos que forman parte de la clave primaria del conjunto de entidades.

Si el conjunto de relaciones tiene atributos asociados, se le unen a la relación. En los diagramas Entidad - Relación se indican los papeles (roles) mediante etiquetas en las líneas que unen los conjuntos de relaciones con conjuntos de entidades.

Los conjuntos de relaciones no binarias se especifican uniendo al conjunto de relaciones tantas entidades como marque la relación. No es recomendable su utilización, prefiriéndose el uso de relaciones binarias.

5.- Programas que conforman el DBMS

El DBMS se compone de una serie de módulos:

El Compilador de DDL (Data Definition Language). El DDL sirve para definir estructuras de almacenamiento, y por tanto para crear esquemas conceptuales.

El resultado de compilar todas las instrucciones DDL se va a almacenar en lo que se conoce como Diccionario de Datos. Este diccionario nos aportará información acerca de la base de datos. El diccionario de datos depende del DBMS.

El Precompilador DML (Data Management Language). Las instrucciones de manejo que define van dentro de un lenguaje de alto nivel cualquiera (Lenguaje Anfitrión) (El DML se llama Lenguaje Huésped). El primer paso del pre-compilador es traducir las instrucciones del DML al lenguaje anfitrión.

El Procesador de Consultas permite al usuario "jugar" con los datos, o sea consultarlos sin necesidad de construir un programa de aplicación. Cuenta con un Optimizador de DML para optimizar esas consultas.

El Manejador de Bases de Datos realiza la traducción entre los diferentes esquemas de la base de datos. Si un usuario quiere acceder a unos datos, el manejador comprobará su esquema externo para averiguar a que datos tiene acceso ese usuario; luego estudia el esquema conceptual completo, a continuación accede al esquema físico para saber como trabajar con ellos y finalmente los proporcionará al usuario.

6.- Personas relacionadas con un SBD

Administrador de base de datos (DBA)

Define los esquemas de la base de datos; estructuras y esquemas de los 3 niveles. Más que una persona suele ser un grupo de personas.

Programador de aplicaciones

Utilizando un lenguaje de alto nivel y llamadas en DML crean programas para usar la base de datos.

Usuarios casuales

Son usuarios que tienen conocimientos de los DL, hacen uso de los DML de modo interactivo (es decir a través del procesador de consultas)

Usuarios ingenuos

Emplean el SBD sin conocimientos de informática, es decir usan los programas de aplicación.

Otros tipos de bases de datos, que no se tratarán en esta asignatura, son los agrupados como postrrelacionales:

- Modelo Orientado a Objetos.
Los datos se representan mediante objetos, que contienen variables y métodos, y su manipulación se realiza mediante mensajes.

- Modelo Semántico.
Tienen como objetivo describir de un modo más preciso la información contenida en la base de datos.

- Modelo Deductivo.
Son capaces de deducir hechos a partir de las relaciones base y una serie de axiomas deductivas o reglas de inferencia.

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