Resumen de Gestión de Datos

Resumen de Gestión de Datos

Unidad Nº1: Introducción

Un sistema gestor de base de datos (SGBD) consiste en una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas para acceder y modificar dichos datos. La colección de datos se denomina base datos; contiene información relevante.

El objetivo principal de un SGBD es proporcionar una forma de almacenamiento y recuperar la información de una base de datos de manera que sea tanto práctica como eficiente. Se diseñan para gestionar grandes cantidades de información y provisionar de mecanismos para la manipulación de información. Además, deben proporcionar la fiabilidad de la información almacenada, a pesar de caídas del sistema o intentos de accesos sin autorización. Si los datos serán compartidos por usuarios, debe evitar posibles resultados anómalos.

Aplicaciones de los SGBD

• Banca
• Líneas aéreas
• Universidades
• Transacciones de tarjetas de crédito
• Telecomunicaciones
• Finanzas
• Ventas
• Producción

Sistemas de base de datos frente a sistemas de archivos

Una manera de mantener la información en un computador es almacenarla en archivos del sistema operativo. Este sistema se mantiene mediante un sistema operativo convencional. Los registros permanentes son almacenados en varios archivos y se escriben diferentes programas de aplicación para extraer registros y para añadir registros a los archivos adecuados. Antes de los SGDB, se almacenaba la información usando tales sistemas. Ocasionaban grandes trastornos a la hora de incorporar nuevos requerimientos o modificaciones a los existentes.

Los sistemas de archivos tienen una serie de inconvenientes:

• Redundancia e inconsistencia de datos: Debido a que los archivos y programas de aplicación son creados por diferentes programadores, los archivos tienen diferentes formatos y los programas pueden estar escritos en diferentes lenguajes. Más aún, la misma información puede estar duplicada en diferentes archivos. Esto conduce a un almacenamiento y costo de acceso más alto. Además, puede conducir a inconsistencias de datos, es decir, las diversas copias de los mismo datos pueden no coincidir
• Dificultad en el acceso a los datos: Puede que se necesite información o informes que no fueron previstos en el desarrollo del sistema, por lo que obtener dicha solicitud implica la extensión del funcionamiento del sistema o bien, la derivación de la información por métodos alternativos, ambos opciones son insatisfactorias. El entorno de procesamiento de archivos no permite que los datos necesarios sean obtenidos de una forma práctica y eficiente.

• Aislamiento de datos: Debido a que los datos están dispersos en varios archivos, y los archivos pueden tener diferentes formatos, es difícil escribir nuevos programas para recuperar los datos apropiados.
• Problemas de integridad: Los valores de los datos almacenados en la base de datos deben satisfacer ciertos tipos de restricciones de consistencia. Los desarrolladores harán cumplir esas restricciones añadiendo el código apropiado a los programas. Sin embargo, cuando se añaden nuevas restricciones, es difícil cambiar el programa para que se cumplan.
• Problemas de atomicidad: en muchas aplicaciones es crucial asegurar que un fallo ha ocurrido y se ha detectado, los datos se restauran al estado de consistencia que existía antes del fallo. El sistema debe ser atómico, es decir una operación debe ocurrir por completo o no ocurrir en lo absoluto. Es difícil asegurar esta propiedad en los sistemas de archivos.
• Anomalías en el acceso concurrente: Muchos sistemas permiten a múltiples usuarios actualizar los datos simultáneamente. En tales sistemas un entorno de interacción de actualizaciones concurrentes puede dar lugar a datos inconsistentes. Para proteger esta posibilidad, el sistema debe mantener alguna forma de supervisión. Sin embargo, ya que se puede acceder a los datos desde muchos programas diferentes, es difícil de proporcionar.
• Problemas de seguridad: No todos los usuarios de un sistema de base de datos deberían poder acceder a todos los datos.

Visión de los datos

Uno de los principales propósitos de un sistema de base de datos es proporcionar a los usuarios una visión abstracta de los datos. El sistema esconde detalles de cómo se almacenan y mantienen los datos.

Como muchos usuarios de sistema de base de datos no están familiarizados con computadores, se esconde la complejidad a través de varios niveles de abstracción para simplificar la interacción con el sistema.

• Nivel físico: el nivel más bajo de abstracción describe como se almacenan realmente los datos. En el nivel físico se almacenan realmente los datos. Se describen en detalle las estructuras de datos complejas de bajo nivel.
• Nivel lógico: describe que datos se almacenan en la base de datos y que relaciones existen entre ellos. La base datos completa se describe así en términos de un número pequeño de estructuras relativamente simples. Aunque la implementación de estructuras simples de nivel lógico pueden involucrar estructuras complejas del nivel físico, los usuarios del nivel lógico no necesitan preocuparse de esta complejidad.
• Nivel de vistas: es el nivel más alto de abstracción que describe solo parte de la base de datos completa. A pesar del uso de estructuras más simples en el nivel lógico, queda algo de complejidad debido a la variedad de información almacenada. Muchos usuarios no necesitan esta información, necesitan acceder solo a una parte de la base de datos. Para su interacción con el sistema, se define la abstracción del nivel de vistas.

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Modelo de Datos

Bajo la estructura de datos de la base de datos se encuentra el modelo de datos: una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones, la semántica y las restricciones de consistencia. Para ilustrar el concepto de modelo e datos, describimos el modelo de entidad-relación y modelo relacional.

• Modelo entidad-relación: está basado en una percepción del mundo real que consta de un conjunto de objetos básicos, llamados entidades y de relación entre estos objetos. Una entidad es un objeto en el mundo real distinguible de otros.
  
  La entidad se describen en una base de datos mediante un conjunto de atributos (un cliente puede tener nombre, apellido). Una relación es una asociación entre varias entidades. El conjunto de todas las entidades del mismo tipo, y el conjunto de todas las relaciones del mismo tipo, se denominan respectivamente conjunto de entidades y de relaciones. La estructura lógica de una base de datos se puede expresar mediante diagrama E-R, que consta:

• Rectángulos: representan conjuntos de entidades.
• Elipses: representan atributos.
• Rombos: representan relaciones entre conjunto de entidades
• Líneas: unen los atributos con los conjuntos de entidades y los conjuntos de entidades con las relaciones.

El modelo representa restricciones como la correspondencia de cardinalidades, que expresa el número de entidades con las que otra entidad se puede asociar por medio de relaciones

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