1. INTRODUCCIÓN A LAS BASES DE DATOS

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María José Soto Gallego
hace 6 años
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1 1. INTRODUCCIÓN A LAS BASES DE DATOS Una base de dats (BD) es un cnjunt de dats relacinads entres si, rganizads y estructurads cn infrmación referente a alg. Un Sistema gestr de bases de dats (SGBD) es un cnjunt de prgramas que permite a ls usuaris crear y mantener una base de dats (BD). Además de almacenar la infrmación, el SGBD permite realizar cnsultas sbre ess dats, btener listads, generar pequeñs prgramas de mantenimient de la BD (cm frmularis de entrada de dats) ser utilizad cm servidr de dats para prgramas más cmplejs realizads en cualquier lenguaje de prgramación. Además frece tras herramientas más prpias de la gestión de bases de dats cm sistemas de permiss para la autrización de access, vlcads de seguridad, transferencia de fichers, recuperación de la infrmación dañada, indexación, etc. Antes de la existencia de ls SGBD, las empresas gestinaban la infrmación a través de sistemas de prcesamient de archivs. Ls registrs permanentes eran almacenads en varis archivs y se escribían diferentes prgramas de aplicación para extraer y añadir registrs a ls archivs adecuadas. Sin embarg, mantener la infrmación mediante ests sistemas tiene una serie de incnvenientes imprtantes: Redundancia e incnsistencia de ls dats: la redundancia cnsiste en la repetición innecesaria de ls dats y que muchas veces puede generar la incnsistencia de ls dats, es decir, que las diversas cpias de ls misms dats n cincidan. Dificultad de acces a ls dats: n permite que ls dats sean btenids de de una frma práctica y eficiente. Aislamient de dats: curre ante la dificultad de ampliar ls requerimients de las aplicacines infrmáticas ya creadas para acceder a ls dats. Prblemas de integridad: ls valres de ls dats almacenads en la base de dats deben satisfacer cierts tips de restriccines de cnsistencia, que sn difíciles de mantener en ests sistemas de prcesamient de archivs. Prblemas de atmicidad: cuand se prduce un fall en una aplicación y se crean dats incnsistentes el sistema debe asegurar que ls dats se restauren al estad de cnsistencia que había antes del fall. Para ell, es necesari que las peracines sean atómicas, que se realicen enteras que n se realicen, est es difícil de segurar en ests sistemas. Anmalías en el acces cncurrente: cuand varis usuaris prgramas acceden a un sistema para actualizar dats se debe garantizar que ls prcess de actualización se efectúen de frma que n se creen dats incnsistentes. Prblemas de seguridad: n tds ls usuaris deberían pder acceder a tds ls dats. Estas restriccines de seguridad sn difíciles de asegurar en ls sistemas de archivs. Ests incnvenientes entre trs mtivarn el desarrll de ls sistemas de bases de dats. Pr tant, ls bjetivs de un SGBD sn:

2 Reducir eliminar: redundancia, incnsistencia, aislamient y errres de acces cncurrente. Aumentar la seguridad y la integridad de ls dats. Cnseguir una administración centralizada de ls dats.

3 2. ARQUITECTURA DE UN SGBD La mayría de ls SGBD actuales están inspirads en una arquitectura llamada ANSI/X3/SPARC que divide la base de dats en tres niveles: 1. Nivel Extern: es la representación de ls dats, tal y cm ls ve el usuaris. Cada usuari tendrá una visión distinta de ls dats según sus permiss y las herramientas que use. 2. Nivel cnceptual: es la representación abstracta del cntenid tta de la base de dats. Cntiene la definición de ls dats existentes, restriccines de seguridad, cntrles de integridad, etc. 3. Nivel intern: es una representación a baj nivel de la BD, en la que se definen la frma en que ls dats se almacenan físicamente en la máquina, espaci reservad, estrategias de acces etc. Gracias a la arquitectura a tres niveles se intrduce el cncept de independencia de dats. Se definen ds tips de independencia: Independencia lógica: capacidad de mdificar el esquema cnceptual sin tener que alterar ls esquemas externs ni ls prgramas de aplicación. Independencia física: capacidad de mdificar el esquema intern sin tener que mdificar el esquema cnceptual ni el extern.

4 3. COMPONENTES DE UN SGBD Ls cmpnentes principales de un SGBD sn ls siguientes: Herramientas de gestión. Tds ls SGBD dispnen de herramientas de gestión para pder crear las bases de dats, manipularlas, mdificar su diseñ, crear usuaris, asignar permiss, etc. Estas herramientas suelen estar sl dispnibles para ls administradres de la base de dats, es decir, aquells usuaris especializads en mantener la base de dats en perfect estad. Herramientas de prgramación. Muchs SGBD frecen la psibilidad de crear las aplicacines que utilizarán ls usuaris para acceder a la base de dats cuand ests usuaris n pueden ( n deben) trabajar directamente cn el SGBD. Un ejempl, es Access. Lenguajes. Ls SGBD prprcinan uns lenguajes de trabaj para pder acceder a ls dats, y también para pder efectuar algunas tareas de gestión. Ests lenguajes pueden clasificarse en: Lenguajes de definición (LDD): sn aquells que se usan para crear la base de dats mdificar su estructura una vez creada, para crear las vistas de usuaris, las estructuras de almacenamient etc. Lenguajes de manipulación (LMD): sn ls que permiten trabajar cn ls dats, haciend cnsultas, insertand dats, eliminand dats, realizand cnsultas, etc. Diccinari de dats. es el lugar dnde se depsita la infrmación acerca de tds ls elements que frman la BD. Ests dats se cnsultan antes de leer mdificar ls dats de un sistema de base de dats. En el cas de una BD relacinal, el diccinari de dats almacena infrmación sbre la estructura lógica y física de la BD, definicines de tds ls bjets de la BD (tablas, vistas, prcedimients etc.), espaci asignad y utilizad pr cada bjet, permiss de usuaris, restriccines de integridad, etc. Usuaris. En ls SGBD existen diferentes categrías de usuaris: Administradres de la BD: sn ls usuaris que pseen el cntrl central sbre el sistema. Entre sus funcines se encuentran: el diseñ y mdificación de la base de dats, la definición de la estructura de almacenamient y el métd de acces a ls dats, la autrización para el acces a ls dats y la especificación de las restriccines de integridad. Prgramadres de aplicacines: se encargar de diseñar y prgramar las aplicacines necesarias para la utilización de la BD, realizand llamadas al SGBD. Usuaris finales: dnde tenems desde usuaris que interactúan cn ls dats a través de ls prgramas de aplicación, a usuaris que interactúan directamente cn la BD mediante lenguajes de cnsulta de bases de dats.

5 4. ARQUITECTURA CLIENTE/SERVIDOR La arquitectura cliente/servidr separa las funcines de una aplicación en cmpnentes que establecen diálgs entre sí, para intercambiar infrmación, servicis recurss cn el bjet de realizar una tarea cmún. Cada cmpnente puede estar en un rdenadr diferente. El prces que inicia el diálg slicita recurss se denmina cliente y suele ser la aplicación que el usuari está ejecutand. El prces que respnde a las slicitudes se le denmina servidr. Esta arquitectura, pr tant, se basa en varias platafrmas intercnectadas, una de las cuáles actúa cm servidr de la base de dats, en las que ls dats está físicamente lcalizads y centraliza las funcines de administración. Las platafrmas denminadas clientes realizan funcines de manej de las interfaces de usuari, lógica de aplicación, etc. La arquitectura cliente/servidr permite las siguientes cnfiguracines: Basada en anfitrión: cuand la máquina cliente y servidr es la misma. Cliente/Servidr: la base de dats reside en un servidr y ls usuaris acceden a la base de dats del servidr a través de la red. Prcesamient distribuid: la base de dats está repartida en más de una máquina servidra.

6 5. MODELOS DE DATOS Un mdel de dats es una serie de cncepts que puede utilizarse para describir un cnjunt de dats y las peracines para manipularls. Hay ds tips de mdels de dats: ls mdels cnceptuales y ls mdels lógics. Ls mdels cnceptuales se utilizan para representar la realidad a un alt nivel de abstracción. Mediante ls mdels cnceptuales se puede cnstruir una descripción de la realidad fácil de entender. En ls mdels lógics, las descripcines de ls dats tienen una crrespndencia sencilla cn la estructura física de la base de dats. En el diseñ de bases de dats se usan primer ls mdels cnceptuales para lgrar una descripción de alt nivel de la realidad, y lueg se transfrma el esquema cnceptual en un esquema lógic. El mtiv de realizar estas ds etapas es la dificultad de abstraer la estructura de una base de dats que presente cierta cmplejidad. Un esquema es un cnjunt de representacines lingüísticas gráficas que describen la estructura de ls dats de interés. Ls mdels cnceptuales deben ser buenas herramientas para representar la realidad, pr l que deben pseer las siguientes cualidades: Expresividad: deben tener suficientes cncepts para expresar perfectamente la realidad. Simplicidad: deben ser simples para que ls esquemas sean fáciles de entender. Minimalidad: cada cncept debe tener un significad distint. Frmalidad: tds ls cncepts deben tener una interpretación única, precisa y bien definida. Nstrs vams a estudiar ds mdels cncrets, el mdel entidad-relación extendid (EER), que es un mdel cnceptual, y el mdel relacinal cm mdel lógic.

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