BASE DE DATOS Según (Pérez, 2007), una base de datos es un “almacén” que nos permite guardar grandes cantidades de información de forma organizada para que luego podamos encontrar y utilizar fácilmente. Desde el punto de vista informático, la base de datos es un sistema formado por un conjunto de datos almacenados en discos que permiten el acceso directo a ellos y un conjunto de programas que manipulen ese conjunto de datos. Características de la base de datos
Independencia lógica y física de los datos.
Redundancia mínima.
Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios.
Integridad de los datos.
Consultas complejas optimizadas.
Seguridad de acceso y auditoría.
Respaldo y recuperación.
Acceso a través de lenguajes de programación estándar.
Ventajas de las bases de datos
Control sobre la redundancia de datos: Los sistemas de ficheros almacenan varias copias de los mismos datos en ficheros distintos. Esto hace que se desperdicie espacio de almacenamiento, además de provocar la falta de consistencia de datos. En los sistemas de bases de datos todos estos ficheros están integrados, por lo que no se almacenan varias copias de los mismos datos. Sin embargo, en una base de datos no se puede eliminar la redundancia completamente, ya que en ocasiones es necesaria para modelar las relaciones entre los datos.
Consistencia de datos: Eliminando o controlando las redundancias de datos se reduce en gran medida el riesgo de que haya inconsistencias. Si un dato está
almacenado una sola vez, cualquier actualización se debe realizar sólo una vez, y está disponible para todos los usuarios inmediatamente. Si un dato está duplicado y el sistema conoce esta redundancia, el propio sistema puede encargarse de garantizar que todas las copias se mantienen consistentes.
Compartición de datos: En los sistemas de ficheros, los ficheros pertenecen a las personas o a los departamentos que los utilizan. Pero en los sistemas de bases de datos, la base de datos pertenece a la empresa y puede ser compartida por todos los usuarios que estén autorizados.
Mantenimiento de estándares: Gracias a la integración es más fácil respetar los estándares necesarios, tanto los establecidos a nivel de la empresa como los nacionales e internacionales. Estos estándares pueden establecerse sobre el formato de los datos para facilitar su intercambio, pueden ser estándares de documentación, procedimientos de actualización y también reglas de acceso.
Mejora en la integridad de datos: La integridad de la base de datos se refiere a la validez y la consistencia de los datos almacenados. Normalmente, la integridad se expresa mediante restricciones o reglas que no se pueden violar. Estas restricciones se pueden aplicar tanto a los datos, como a sus relaciones, y es el SGBD quien se debe encargar de mantenerlas.
Mejora en la seguridad: La seguridad de la base de datos es la protección de la base de datos frente a usuarios no autorizados. Sin unas buenas medidas de seguridad, la integración de datos en los sistemas de bases de datos hace que éstos sean más vulnerables que en los sistemas de ficheros.
Mejora en la accesibilidad a los datos: Muchos SGBD proporcionan lenguajes de consultas o generadores de informes que permiten al usuario hacer cualquier tipo de consulta sobre los datos, sin que sea necesario que un programador escriba una aplicación que realice tal tarea.
Mejora en la productividad:
El SGBD proporciona muchas de las funciones estándar que el programador necesita escribir en un sistema de ficheros. A nivel básico, el SGBD proporciona todas las rutinas de manejo de ficheros típicas de los programas de aplicación. El hecho de disponer de estas funciones permite al programador centrarse mejor en la función específica requerida por los usuarios, sin tener que preocuparse de los detalles de implementación de bajo nivel.
Mejora en el mantenimiento: En los sistemas de ficheros, las descripciones de los datos se encuentran inmersas en los programas de aplicación que los manejan. Esto hace que los programas sean dependientes de los datos, de modo que un cambio en su estructura, o un cambio en el modo en que se almacena en disco, requiere cambios importantes en los programas cuyos datos se ven afectados. Sin embargo, los SGBD separan las descripciones de los datos de las aplicaciones. Esto es lo que se conoce como independencia de datos, gracias a la cual se simplifica el mantenimiento de las aplicaciones que acceden a la base de datos.
Aumento de la concurrencia: En algunos sistemas de ficheros, si hay varios usuarios que pueden acceder simultáneamente a un mismo fichero, es posible que el acceso interfiera entre ellos de modo que se pierda información o se pierda la integridad. La mayoría de los SGBD gestionan el acceso concurrente a la base de datos y garantizan que no ocurran problemas de este tipo.
Mejora en los servicios de copias de seguridad: Muchos sistemas de ficheros dejan que sea el usuario quien proporcione las medidas necesarias para proteger los datos ante fallos en el sistema o en las aplicaciones. Los usuarios tienen que hacer copias de seguridad cada día, y si se produce algún fallo, utilizar estas copias para restaurarlos. En este caso, todo el trabajo realizado sobre los datos desde que se hizo la última copia de seguridad se pierde y se tiene que volver a realizar. Sin embargo, los SGBD actuales funcionan de modo que se minimiza 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. Es preciso comprender muy bien esta funcionalidad para poder realizar un buen uso de ellos.
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. Todo esto hará que la implantación de un sistema de bases de datos sea más cara.
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 (Backup).
Componentes de una Base de Datos:
Hardware: constituido por dispositivo de almacenamiento como discos, tambores, cintas, etc.
Software: que es el DBMS o Sistema Administrador de Base de Datos.
Datos: los cuales están almacenados de acuerdo a la estructura externa y van a ser procesados para convertirse en información.
Tipos de Usuarios en Base de Datos
Usuario Final: es la persona que utiliza los datos, esta persona ve datos convertidos en información:
Desarrollador de Aplicaciones: es la persona que desarrolla los sistemas que interactúan con la Base de Datos.
DBA: es la persona que asegura integridad, consistencia, redundancia, seguridad este es el Administrador de Base de Datos quien sed encarga de realizar el mantenimiento diario o periódico de los datos.
Conceptos Básicos de Base de datos
Archivo: son conjuntos de registros.
Registros: son conjuntos de campos.
Campos: es la minìma unidad de referencia.
Ciclo de vida de las operaciones de Base de datos Etapas:
Planificación del Proyecto
Definición del Sistema
Recolección y Análisis de los Requisitos
Diseño de la Base de Datos
Selección del SGDB / DBMS
Diseño de la Aplicación
Prototipo
Implementaciòn
Conversión y Carga de datos
Prueba
Mantenimiento
Estas etapas no son estrictamente secuenciales de hecho hay que repetir algunas de las etapas varias veces haciendo lo que se conoce como “Ciclos de Re-alimentaciòn” por Ej: los problemas que se encuentran en la etapa de Diseño de la Base de Datos pueden requerir una recolección de requisitos adicional y su posterior análisis.
El ciclo de vida de un desarrollo de una base de datos consta de siete pasos: Análisis de las necesidades Estudio de viabilidad Definición de requisitos Diseño conceptual / lógico Implementación Evaluación y Mantenimiento Planificación del Proyecto: Esta etapa con lleva la planificación de como se puede llevar acabo las etapas de ciclo de vida de la manera màs eficiente, hay tres componentes principales:
El trabajo que se va a realizar.
Los recurso para llevarlo acabo.
El dinero para pagar todo ello.
Definición del Sistema En esta etapa se especifica el àmbito y los ìndices de la aplicación de la Base de Datos asì como con que otros sistemas interactua. Tambièn hay que determinar quienes son los usuarios y las àreas de la aplicación. Recolección y Análisis de los Requisitos: En esta etapa se recoge y analiza los requerimientos de los usuarios y de las àreas de aplicación. Esta información se la puede recoger de varias formas: o Entrevistando el personal de la empresa concretamente aquellos que son considerando expertos en la àrea que se de. o Observando el funcionamiento de la empresa. o Examinando documentos sobre todo aquellos que se utilizan para recoger o visualizar la información. o Utilizando cuestionario para recoger información de grandes grupos de usuarios.
o Utilizan la experiencia adquirida en el Diseño de Sistemas similares. Esta etapa tiene como resultado en conjunto de documentos con las especificaciones de requisitos de los usuarios en donde se describen las operaciones que se realizan en la empresa desde distintos puntos de vista. Los requisitos de desarrollo involucran el software y hardware necesario para la implementación, los recursos humanos necesarios (tanto internos como externos), la formación al personal. Diseño de Base de datos: En esta etapa se crea un esquema conceptual de la base de datos. Se desarrollan las especificaciones hasta el punto en que puede comenzar la implementación. Durante esta
etapa se crean modelos detallados de las
vistas de usuario y sobre todo las relaciones entre cada elemento del sistema, documentando los derechos de uso y manipulación de los diferentes grupos de usuarios. Si parte de la información necesaria para crear algún elemento establecido ya se encuentra implementado en otro sistema de almacenamiento hay que documentar que relación existirá entre uno y otro y detallar los sistemas que eviten la duplicidad o incoherencia de los datos. El diseño consta, como se vio anteriormente, de tres fases: el diseño global o conceptual, el diseño lógico y el modelo físico. Esta etapa consta de tres fases: diseño conceptual, diseño lògico, diseño fisico de la Base de Datos. La primera fase consiste en la producción de un esquema conceptual que es independiente de todos los consideraciones fisicas.este modelo se refina después en un esquema lògico eliminando las construcciones que no se puede representar en el modelo de Base de Datos escogido (relacional, orientado a objeto,etc). En la tercera fase el esquema lògico que traduce un esquema fisico para el sistema gestor de Base de Datos escogido. La fase de diseño fisico considera las estructuras de almacenamiento y los mètodos de acceso
necesarios para proporcionar un acceso eficiente a la Base de Datos en memoria secundaria. Selección del SGBD / DBMS: Si no se dispone de un Sistema Gestor de Base de Datos o que se encuentre obsoleto se debe escoger un SGBD que sea adecuado para el sistema de información esta elecciòn se debe hacer en cualquier momento antes del diseño lògico. Diseño de aplicación: En esta etapa de diseña los programas de aplicación que usaràn y aplicarà la Base de Datos, esta etapa el diseño de la Base de Datos son paralelos en la mayor parte de los casos no se puede finalizar el diseño de las aplicaciones hasta que se a terminado el diseño de Base de Datos. Por otra lado la Base de Datos exige para dar soporte
a las aplicaciones por lo que ahora una
retroalimentación desde el diseño de las aplicaciones al diseño de la Base de Datos. En esta etapa hay que asegurarse de que toda la funcionalidad especificada en los requisitos de usuarios se encuentra en el diseño de la aplicación. Prototipo: Esta etapa es opcional es para construir prototipo de la aplicaiòn que permiten a los diseñadores y al usuario probar el sistema, un prototipo es un modelo de trabajo de las aplicaciones del sistema. El prototipo no tiene toda la funcionalidad del sistema final pero es suficiente para que los usuarios puedan usar el sistema e identificar que aspectos estan bien, cuales no son adecuados ademàs de poder sugerir mejora ò la inclusión de nuevos elementos. Implementaciòn: En esta etapa se crean las definiciones de la Base de Datos a nivel conceptual externo ò interno, asì como los programas de aplicación la implementaciòn de la Base de Datos se realiza mediante las sentencias SQL, estas sentencias se
encargan de crear el sistema d la base, los ficheros donde se almacenaràn los datos y las vistas de los usuarios. Los programas de aplicación se implementan utilizando lenguaje de tercera y cuarta generaciòn, partes de estas aplicaciones son transacciones de la Base de Datos que se implementan tambièn mediante lenguaje SQL. La sentencia de este lenguaje se pueden embeber en un lenguaje de programciòn anfitrion como Visual Basic,Java, etc. Tambièn se implementan en esta etapa todos los controles de seguridad e integridad. Una vez totalmente detallado el modelo conceptual se comienza con la implementación física del modelo de datos, a medida que se va avanzando en el modelo el administrador del sistema va asegurando la corrección del modelo y el validador la utilidad del mismo. Conversión y Carga de datos: Esta etapa es necesaria cuando se esta reemplazando un sistema antiguo por uno nuevo. Los datos se cargan desde el sistema viejo al nuevo directamente ò si es necesario se convierte al formato que requiera el nuevo SGBD y luego se carga esta etapa se la suele llamar “Migraciòn”. Prueba: En esta etapa se prueba y vàlida el sistema con los requisitos especificados por los usuarios. Para ello se debe diseñar una materia de test con datos reales que se deben llevar acabo de manera metòdica y rigurosa. Si la fase de prueba se lleva correctamente descubrirà los errores en los programas de aplicación y en la estructura de la Base de Datos. Mantenimiento: Una vez que el sistema esta completamente probado o implementado se pone en marcha. El sistema esta ahora en la fase de mantenimiento en la que se lleva a cabo los siguientes tareas: monitoreo de las prestaciones del sistema y mantenimiento, y actualizaciòn del sistema.
En esta última etapa todos los usuarios del sistema acceden a la base de datos y deben asegurarse el correcto funcionamiento de la misma, que sus derechos son los adecuados, teniendo a su disposición cuanta información necesiten. También deberán asegurarse que el acceso a los datos es cómodo, práctico, seguro y que se han eliminado, en la medida
de lo posible, las posibilidades
de error. El administrador se asegura que todos los derechos y todas las restricciones han sido implementadas correctamente y que se ha seguido en manual de estilo en la totalidad de la implementación
Modelo Entidad – Relaciòn
Modelaje: es el proceso mediante el cual podemos identificar las propiedades dinàmicas ò estàticas de un dominio de aplicación con mira a su transformación en un diseño interpretable en un sistema computarizado. Es el plasmar los requerimientos de los usuarios en un programa para poder implementarlo.
Entidad: es el objeto sobre el cual se requiere mantener ò almacenar información.
Relaciòn: es la asociación significativa y estable entre dos entidades
Atributo: son las propiedades que describen y califican una entidad. Ej: Entidad cliente(nombre, apelliido, direcciòn, edad, sexo)
Las entidades se las representa mediante cajas que se colocan el nombre de la entidad con letras mayùsculas. Ej:
Las relaciones se representan con lĂŹneas que conectan las cajas de las entidades. Ej:
Los atributos se incluyen dentro de las cajas de las entidades y se escriben con minĂšsculas. Ej:
Entidades: se puede considerar entidades a los sujetos, objetos, a los eventos, a los lugares y a los abstracciones.
Relaciones: las relaciones tiene tres propiedades ò caracterìsticas:
Grado ò Cardinalidad: que se clasifica en:
Opcionalidad: es la participación obligatoria u opcional en la entidad de la relaciòn.
Leyenda: es una expresión que escribe el rol de cada entidad en la relaciòn.
Como se lee el Grado ò Cardinalidad:
Uno a muchos: una instancia de la entidad A se relaciona con una ò màs instancias de la entidad B.
Muchos a muchos: una instancia de la entidad A se relaciona con una ò màs instancias de la entidad B y una instancia de la entidad B se relaciona con uno ò màs instancias de le entidad B.
Uno a uno: una instancia de la entidad A se relaciona con uno y sòlo unainstancia de la entidad B.
Atributo: Los atributos son empleados para identificar, describir, calificar ò expresar el estado de una entidad. Todo entidad posee un atributo ò combinación de atributos que se denomina “clave primaria” y que emplea para diferenciar cada instancia de los demàs. Adicionalmente los atributos pueden ser obligatoriou opcionales.
A los atributos que forman parte de la clave primaria se los identifica anteponiendoles el signo de numero (#).
A los atributos obligatoriose les antepone el asterisco (*).
A los atributos opcionales se les antepone un circulo (o).
Ejemplo:
En un diagrama entidad-relaciòn tambièn puede agrupar las entidades en supertipo y en subtipo.
Los supertipo agrupa a dos ò màs entidades subtipo.
Los subtipo heredan los atributos de las entidades supertipo.
Cada subtipo puede tener relaciones propias independientes del supertipo.
Los subtipos se representan como cajas dibujadas dentro de la caja del supertipo.
Bibliografía Pérez, D. (2007). maestros de la web. Obtenido de www.maestrosdelweb.com