Antologia De Base De Datos

Fundamentos de Bases de Datos

Antologia

Ramon Edgardo Rincon Fernandez

FUNDAMENTOS DE BASES DE DATOS

Unidad I.- Diseño de Bases de Datos y Modelo Entidad Relación

Introducción a los conceptos de Bases de Datos

Todo buen curso necesita empezar con algunos conceptos básicos para el mejor entendimiento del mismo, por lo tanto empezaremos con las definiciones que involucran a las bases de datos.

Dato:

Conjunto de caracteres con algún significado, pueden ser numéricos, alfabéticos, o alfanuméricos.

Información:

Es un conjunto ordenado de datos los cuales son manejados según la necesidad del usuario, para que un conjunto de datos pueda ser procesado eficientemente y pueda dar lugar a información, primero se debe guardar lógicamente en archivos.

Conceptos básicos de archivos computacionales.

Campo:

Es la unidad más pequeña a la cual uno puede referirse en un programa. Desde el punto de vista del programador representa una característica de un individuo u objeto.

Registro:

Colección de campos de iguales o de diferentes tipos.

Archivo:

Colección de registros almacenados siguiendo una estructura homogénea.

Base de datos:

Es una colección de archivos interrelacionados, son creados con un DBMS. El contenido de una base de datos engloba a la información concerniente (almacenadas en archivos) de una organización, de tal manera que los datos estén disponibles para los usuarios, una finalidad de la base de datos es eliminar la redundancia o al menos minimizarla. Los tres componentes principales de un sistema de base de datos son el hardware, el software DBMS y los datos a manejar, así como el personal encargado del manejo del sistema.

Objetivos de los sistemas de bases de datos.

Los objetivos principales de un sistema de base de datos es disminuir los siguientes aspectos:

Redundancia. Puesto que los archivos que mantienen almacenada la información son creados por diferentes tipos de programas de aplicación existe la posibilidad de que si no se controla detalladamente el almacenamiento, se pueda originar un duplicado de información, es decir que la misma información sea más de una vez en un dispositivo de almacenamiento. Esto aumenta los costos de almacenamiento y acceso a los datos, además de que puede originar la inconsistencia de los datos - es decir diversas copias de un mismo dato no concuerdan entre si -, por ejemplo: que se actualiza la dirección de un cliente en un archivo y que en otros archivos permanezca la anterior.

Inconsistencia de datos. Cuando se originan diversas copias de un mismo dato no concuerdan entre si, por ejemplo: que se actualiza la dirección de un cliente en un archivo y que en otros archivos permanezca la anterior.

Dificultad para tener acceso a los datos. Un sistema de base de datos debe contemplar un entorno de datos que le facilite al usuario el manejo de los mismos. Debido a que los sistemas de procesamiento de archivos generalmente se conforman en distintos tiempos, el formato de la información no es uniforme y se requiere de establecer métodos de enlace y conversión para combinar datos contenidos en distintos archivos.

Supóngase un banco, y que uno de los gerentes necesita averiguar los nombres de todos los clientes que viven dentro del código postal 78733 de la ciudad. El gerente pide al departamento de procesamiento de datos que genere la lista correspondiente. Puesto que esta situación no fue prevista en el diseño del sistema, no existe ninguna aplicación de consulta que permita este tipo de solicitud, esto ocasiona una deficiencia del sistema.

Aislamiento de los datos. Se refiere a la dificultad de extender las aplicaciones que permitan controlar a la base de datos, como pueden ser, nuevos reportes, utilerías y demás debido a la diferencia de formatos en los archivos almacenados.

Anomalías del acceso concurrente. Para mejorar el funcionamiento global del sistema y obtener un tiempo de respuesta más rápido, muchos sistemas permiten que múltiples usuarios actualicen los datos simultáneamente. En un entorno así la interacción de actualizaciones concurrentes puede dar por resultado datos inconsistentes. Para prevenir esta posibilidad debe mantenerse alguna forma de supervisión en el sistema.

Problemas de seguridad. La información de toda empresa es importante, aunque unos datos lo son más que otros, por tal motivo se debe considerar el control de acceso a los mismos, no todos los usuarios pueden visualizar alguna información, por tal motivo para que un sistema de base de datos sea confiable debe mantener un grado de seguridad que garantice la autentificación y protección de los datos. (Ejemplo: Claves de usuario, resguardos, etc).

Problemas de integridad. Los valores de datos almacenados en la base de datos deben satisfacer cierto tipo de restricciones de consistencia. Estas restricciones se hacen cumplir en el sistema añadiendo códigos apropiados en los diversos programas de aplicación.

1.1 Proceso del Diseño

El proceso de diseño de una base de datos

El problema de diseñar bases de datos consiste en diseñar la estructura lógica y física de una o más bases de datos para atender las necesidades de información de los usuarios de un conjunto definido de aplicaciones.

Estos usuarios pueden pertenecer todos a una organización concreta (como sucede con los trabajadores de una empresa o los funcionarios de un organismo público), o bien formar parte de un colectivo con intereses comunes (tal es el caso de los usuarios de multitud de aplicaciones web, desde un buscador como Google hasta un servicio de información geográfica tipo Páginas Amarillas).

Antes de pasar a ver la metodología que utilizaremos para diseñar bases de datos, hay que recordar que el diseño de bases de datos es sólo una de los procesos involucrados en la construcción de un sistema de información. Generalmente, para construir un sistema de información se llevarán a cabo distintas actividades paralelas.

Por un lado, será necesario diseñar el contenido y la estructura de la base de datos que dará soporte al sistema de información.- Por otro, también será imprescindible diseñar el conjunto de aplicaciones que le permitirán al usuario sacar partido del sistema de información. Tanto en las actividades relacionadas con los datos del sistema (todo lo relativo a la base de datos) como en aquéllas relacionadas con los procesos del mundo real que el sistema trata de mejorar (mediante un conjunto de aplicaciones), resulta recomendable el uso de una metodología apropiada.

En esencia, la metodología utilizada en un proyecto no es más que el conjunto reconvenciones que los integrantes de un equipo de trabajo acuerden emplear. Esta definición incluiría, por ejemplo, a la metodología ASDM utilizada por algunas empresas de desarrollo de software (una referencia irónica al hecho de ir haciendo las cosas "a salto de mata"). Sin embargo, por metodología usualmente se entiende algo más.

Si acudimos a un diccionario, encontraremos que una metodología es un conjunto de métodos (sic), aplicados de forma sistemática. Una buena metodología de diseño ha de incluir todo lo que normalmente resulte necesario para obtener un buen diseño. Generalmente, una metodología, que implicará el uso de métodos y técnicas adecuadas a nuestro problema, se centrará en la coordinación de las actividades que han de realizarse.

De acuerdo con las etapas del ciclo de vida de un sistema de información, una metodología de diseño descompone el proceso de diseño en una serie de etapas. Para cada una de las etapas, propondrá el uso de determinadas técnicas y herramientas de diseño, así como la generación de una serie de documentos que facilitarán la transición de una etapa a la siguiente.

A continuación, presentaremos las distintas fases en las que descompondremos el proceso de diseño de bases de datos. Para cada una de las fases, mencionaremos sus objetivos concretos, las técnicas particulares que recomendamos utilizar en cada etapa y los documentos que se deberían obtener como resultado de cada una de ellas.

FASES DEL DISEÑO DE BASES DE DATOS

 Análisis de requisitos

 Diseño conceptual

 Elección del sistema gestor de bases de datos

 Diseño lógico

 Diseño físico

 Instalación y mantenimiento

Definición de modelo de datos

Un modelo de datos es un sistema formal y abstracto que permite describir los datos de acuerdo con reglas y convenios predefinidos. El modelo de datos es el proceso que implica crear una representación que tienen los usuarios de los datos. Si el modelo de datos representa en forma incorrecta la visión que poseen los usuarios de los datos, encontrarán las aplicaciones difíciles de usar, incompletas y por supuesto en el desarrollo de las bases de datos y sus aplicaciones.

Un modelo de datos es una combinación de tres componentes:

1. una colección de estructuras de datos (los bloques constructores de cualquier base de datos que conforman el modelo).

2. una colección de operadores o reglas de inferencia, los cuales pueden ser aplicados a cualquier instancia de los tipos de datos listados en (1), para consultar o derivar datos de cualquier parte de estas estructuras en cualquier combinación deseada.

3. una colección de reglas generales de integridad, las cuales explícita o implícitamente definen un conjunto de estados consistentes --estas reglas algunas veces son expresadas como

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