Introducción a las bases de datos

Transcripción

1 Capítulo 1 Introducción a las bases de datos 1.1. ¾Qué es una Base de Datos? Informalmente, una Base de Datos (a partir de ahora BD) es una colección de datos. Denición formal:conjunto de datos que modelan los objetos de una parte del mundo real y sirven de soporte a una aplicación informática. Para que dicho conjunto de datos se considere una BD debe existir una relación entre dichos datos, es decir, deben estar relacionados con una determinada estructura lógica, y almacenados físicamente en forma de cheros informáticos Método general para realizar la abstracción del mundo real Para diseñar una BD que represente una parcela del mundo real es conveniente seguir una serie de pasos, que se conocen como abstracción de la información: 1. Acotar la parcela del mundo real que se desea representar. Para ello, hay que identicar los objetos a almacenar y las propiedades que sean relevantes dentro del contexto en el que se sitúe el problema, así como las relaciones que pueda haber entre los distintos objetos y que puedan ser determinantes para su representación. En este primer paso se debe aprender, comprender y conceptualizar el mundo real transformándolo en un conjunto de ideas y deniciones que representen elmente el comportamiento que nos interesa de los objetos reales. Es lo que se conoce como modelo conceptual. 2. A partir del modelo conceptual se extrae el esquema conceptual de datos, dando simplemente la descripción formal de los datos, propiedades y relaciones que se hayan considerado de interés en el paso anterior. 3. Por último, se transforma el esquema conceptual de datos en un conjunto de estructuras almacenables en soportes físicos. 1

2 2 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LAS BASES DE DATOS 1.3. Características que debe vericar una BD Para que una BD sea útil a la hora de recuperar la información que tiene almacenada y no se produzcan errores (de tipo lógico) ni en el almacenamiento, ni en la recuperación de dichos datos, es necesario que se cumplan ciertos requisitos a la hora de modelizarlos. Entre los cuidados más importantes que debemos poner a la hora de realizar la modelización del mundo real, podemos destacar: Evitar la redundancia: es decir, debe evitarse que un mismo dato esté almacenado varias veces, ya que en caso contrario pueden presentarse varios problemas: 1. Exceder la capacidad de almacenamiento. 2. Posibilidad de información inconsistente, debido a que si en algún momento posterior se desea modicar los datos relativos a uno de los objetos, si este aparece varias veces a lo largo de la BD, deberíamos tener la precaución de modicar toda la información repetida de forma coherente. Integridad: ¾son veraces y consistentes los datos?, ¾verican las restricciones que pudieran haberse denido sobre ellos?, ¾son correctos los datos después de un fallo de hardware o software?. Por ejemplo: en el NIF de una persona es necesario para que el dato almacenado sea correcto que la letra asociada al NIF se corresponda con la ocial; en relación a las fechas, no todos los valores numéricos representan días, meses o años correctos; en relación a las edades, los valores negativos son, lógicamente, incorrectos, 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. Es decir, si cambiamos el método por el que accederemos a la información planteado, ello no debe provocar una necesidad en la forma de almacenar los datos. Accesibilidad: los datos almacenados en un BD deben poder ser recuperados de acuerdo con diversos criterios de selección. Por ejemplo: extraer todos los individuos que tengan una cierta edad. Precisamente la utilidad de una BD radica en la posibilidad de almacenar información que pueda ser recuperada posteriormente de acuerdo a criterios cambiantes ¾Qué es un Sistema Gestor de Bases de Datos? Un Sistema Gestor de Bases de Datos (SGBD) puede entenderse como un conjunto de programas que permiten a los usuarios realizar una serie de funciones básicas para el trabajo con BD, por ejemplo: Denición y posteriormente modicación de las estructuras lógicas, relaciones y restricciones que denen los datos.

3 1.4. ¾QUÉ ES UN SISTEMA GESTOR DE BASES DE DATOS? 3 Inserción, modicación y borrado de información. Consulta de la información almacenada. Mantenimiento de la integridad, de forma que no admita nuevos datos que provoquen un mal funcionamiento de los ya almacenados. Asegurar la privacidad de los datos, permitiendo distintos niveles de acceso según el usuario que intente acceder a los mismos, así como control de 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. Todo SGBD se componen, inicialmente, de 4 unidades diferenciadas: 1. DDL: Lenguaje de denición de datos (Data Denition Language). Sencillo lenguaje articial para denir 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. Además, suele poseer dos subconjuntos de instrucciones: DSDL: Lenguaje de denición del almacenamiento de los datos (Data Storage Denition Language). permite especicar características físicas de la base de datos (volúmenes y archivos donde van a ser almacenados los datos, etc). DCL: Lenguaje de control de datos (Data Control Language). encargado del control y seguridad de los datos (privilegios y modos de acceso, etc). 2. DML: Lenguaje de manipulación de datos (Data Manipulation Language). Lenguaje articial 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 especicar los datos que serán afectados por las sentencias del lenguaje. Un DML puede tener o no procedimientos, según sea necesario especicar además cómo deben obtenerse esos datos. Los DML con procedimientos tienen sentencias de control de ujo como bucles o condicionales. Los DML sin procedimientos son conocidos también como declarativos. 3. Diccionario de datos: Conjunto de archivos que almacenan convenientemente las deniciones realizadas utilizando el DML.

4 4 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LAS BASES DE DATOS 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 de un SGBD puede realizarse de forma única o combinada utilizando directamente el DDL y el DML o bien a través de una interfaz gráca o basada en menús. Aunque usualmente se utilizan indistintamente los términos datos e información, en rigor existe una importante distinción entre ellos: datos se reere a los valores registrados físicamente en la base de datos, e información alude al signicado de esos valores según el sentido que les otorgue un humano. El contenido de la base de datos puede estructurarse en tres niveles: Campo: unidad de datos individual de menor tamaño y con signicado pleno. Los campos pueden agruparse para constituir otros más complejos (ej. fecha de nacimiento). Pueden ser de diversa naturaleza (numérica, alfabética, multimedia, etc). Tienen un tamaño asociado, medido físicamente en bytes. Registro: conjunto de campos intrínsecamente relacionados mediante una signicación común y que determinan la información asociada a uno de los objetos del mundo real que se pretende modelizar. Suele constituir la unidad básica de acceso a la base de datos (contenido que se puede almacenar o recuperar en un solo acceso). Fichero: conjunto de ocurrencias de un mismo tipo de registros Niveles de trabajo sobre una BD Dependiendo del tipo de tarea que se realiza sobre una BD, utilizando un SGBD, podemos clasicar los usuarios en tres grandes grupos: 1. Gestor/Administrador (DBA: Data Base Administrator) de Tareas:cuyas funciones son la creación, manipulación y modicación de la estructura de la base de datos; funciones relativas a la seguridad e integridad de los datos; control sobre los usuarios y concesión de autorizaciones o permisos a los mismos y realización de algunos tipos de estadísticas. Los conocimientos que debe poseer son: Teoría de bases de datos. DDL. 2. Desarrollador/Programador de Tareas: que se dedica principalmente al desarrollo de aplicaciones y creación del interface con los usuarios (menús, ayuda, etc). Los conocimientos mínimos que debe poseer son: DML, usualmente SQL o lenguaje de cuarta generación (4GL). 3. Usuario de Tareas: Es el usuario nal de las aplicaciones desarrolladas para su trabajo, se puede encargar de la introducción de datos en la BD y realiza consultas aisladas.

5 1.6. CLASIFICACIÓN DE LAS BD Clasicación de las BD Hay diversas formas de clasicar las BD, dependiendo de qué característica queremos resaltar. A continuación presentamos algunas de las clasicaciones más habituales: Desde el punto de vista de la consulta, una base de datos puede ser: Remota, 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 nal. 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 geográca, 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 compartidos por múltiples aplicaciones y usuarios. Distribuida, los datos están almacenados en varios sistemas informáticos geográcamente repartidos y conectados mediante una red telemática. 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 realmente almacenados los datos a los que accede.

6 6 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LAS BASES DE DATOS 1.7. Protección jurídica de las bases de datos Existe una Directiva del Consejo de las Comunidades Europeas relativa a la protección jurídica de las bases de datos. Dicha Directiva dene la base de datos como: Toda colección de obras o materiales ordenados, almacenados y accesibles mediante medios electrónicos, así como el material electrónico necesario para el funcionamiento de la misma, por ejemplo, su diccionario, índice o sistema de interrogación o presentación de información (no quedarán comprendidos en la denición los programas de ordenador utilizados en la realización o el funcionamiento de la base de datos). Las bases de datos, como software de ordenador, gozan de la protección de derechos de autor (Propiedad Intelectual) en cuanto constituyen un trabajo original de creación intelectual. Igualmente, existe el derecho del propietario de la base de datos a impedir actos de extracción y reutilización de su contenido con nes comerciales.