gbd gestion de base de datos

7/17/2019 Gbd Gestion de Base de Datos

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Sistemas de almacenamiento de la información

1.1. Evolución de los sistemas de almacenamiento de la información

Fichero manual

Tradicionalmente, las personas que se encargaban de guardar y hacer un seguimiento de la información, lo hacían

mediante un sistema de ficheros manual, que se componía de un conjunto de carpetas etiquetadas cuyo contenido estaba

relacionado y se guardaban en un armario o archivo.Este sistema podía ser til cuando el volumen de datos manejado no era muy grande y se podía e!traer la información que

se necesitaba con cierta facilidad, pero a medida que el archivo manual aumentaba y que la información que se necesitaba

era m"s compleja fue necesario sustituir este sistema por otro informati#ado.

Sistemas de ficheros$as primeras aplicaciones que manejaban los datos utili#ando el ordenador se concentraban en tareas propias de oficina

como gestión de entradas y salidas de pedidos, nóminas, facturación, etc.

$os datos necesarios se guardaban en ficheros en el ordenador y estas aplicaciones accedían a ellos para obtener los

informes que se solicitaban de cara a la toma de decisiones en la empresa.

Teníamos por una parte los ficheros necesarios para contener los datos con una estructura determinada y por otro los

programas de aplicación que accedían a estos datos para producir información.

%asta no hace mucho tiempo el lenguaje de programación &'('$ era el m"s e!tendido para implementar aplicaciones de

gestión tanto empresariales, como para los bancos, etc) por su fiabilidad para trabajar con distintos tipos de ficheros.

Sistemas de bases de datos

* finales de los a+os - surgen las bases de datos. En una base de datos se almacenan todos los datos que necesita la

empresa y los programas que utilicen esos datos no se tienen que preocupar del almacenamiento físico de los mismos.

&ualquier cambio en la estructura de los datos no afectar" a los programas de aplicación que los utilicen.

na base de datos es un conjunto de datos relacionados entre sí, organi#ados y estructurados, con información referente a

algo. /odremos utili#ar una base de datos para cosas tan sencillas como mantener un registro de todos los vídeos de

nuestras películas, nuestra biblioteca personal o la msica que tenemos almacenada o tan complicadas como llevar toda la

gestión de nuestra empresa.

$as bases de datos son tratadas usando sistemas gestores de bases de datos 0S(23 que proporcionan una serie de

programas y utilidades que acceden y gestionan los datos

4.1. 5ntroducción6 conceptos sobre ficheros

/ara almacenar la información de modo permanente se utili#an dispositivos de almacenamiento masivo denominados

memoria secundaria, ya que los datos guardados en la memoria principal desaparecen al desconectar el ordenador.

$a información contenida en los dispositivos de almacenamiento se estructura en unidades denominadas ficheros. /ara

entender mejor el funcionamiento del sistema de ficheros empe#aremos por conocer la terminología b"sica aplic"ndolo a

nuestro ejemplo6

En el ejemplo del taller mec"nico, supongamos que quieren almacenar los datos de los clientes que empie#an a ser

habituales, en un fichero de &$5E7TES. 2e ellos interesa mantener, por ejemplo, el nombre y los apellidos, el tel8fono y ladirección.

Datos: son los hechos, o aspectos que necesitamos almacenar para obtener, a partir de ellos, alguna información.

5nicialmente los datos cuando no est"n organi#ados de forma lógica no tienen mucho significado.

$os datos en nuestro ejemplo serían los datos personales de los clientes recogidos anteriormente, sin tratar.

Campo: Es un car"cter o conjunto de caracteres que tiene significado específico. Se utili#a para definir y guardar datos.

Es la mínima unidad de información creada con sentido en sí misma.

2efiniríamos un campo para guardar el nombre, en otro campo para el tel8fono, etc.

Registro: Es un conjunto de campos lógicamente relacionados que describen una persona, lugar o cosa. Es tambi8n la

unidad de tratamiento de los ficheros de datos.

lo formarían todos los datos relativos a un cliente6 su nombre, sus apellidos, su tel8fono y su dirección.

Fichero: Es un conjunto de registros relacionados.

El fichero estaría formado por los datos de todos los clientes del taller.



$os dispositivos de almacenamiento masivo segn la forma de acceder a la información se clasifican en6

Dispositivos secuenciales: la información se guarda en posiciones consecutivas, de forma que para acceder a un

dato hay que recorrer los datos anteriores. /or ejemplo la cinta magn8tica

Dispositivos direccionables6 permiten el acceso directo a los datos. En estos dispositivos el espacio destinado a

almacenamiento est" dividido en segmentos direccionables de forma individual. /or ejemplo el disco duro.

El acceso a un registro es el procedimiento que se utili#a para seleccionarlo. Este acceso est" condicionado por el tipo desoporte en el que se encuentre almacenada la información. $os tipos de acceso son6

Secuencial: los registros se leen uno detr"s de otro desde el principio del fichero hasta locali#ar el registro buscado o hasta

el final del fichero. /uede utili#arse tanto con dispositivos secuenciales como direccionables.

Directo: permite seleccionar a un registro sin tener que leer los anteriores, accediendo directamente a 8l mediante su clave.

Solo puede utili#arse en dispositivos direccionables.

Indexado: para seleccionar un registro consultamos previamente de forma secuencial en una tabla que contiene la clave

m"s alta y la dirección de comien#o de cada bloque de registros. na ve# locali#ado se utili#a el acceso directo a ese

bloque de registros y ,dentro del bloque, la lectura secuencial hasta locali#arle. 2ispositivos de almacenamiento

direccionables.

Dinámico: permite el acceso directo o por índice a un registro y a partir de ese se accede a los dem"s de forma secuencial.

7ecesita tambi8n soportes direccionables.

4.4. Tipos de ficheros

4.4.1. 'rgani#ación secuencial

En un fichero con organi#ación secuencial los registros se escriben sobre el dispositivo de almacenamiento en posiciones

físicamente contiguas, sin dejar huecos entre ellos, en el mismo orden en que hayan sido introducidos.

En este tipo de ficheros hay una correspondencia entre el orden físico 0orden en el que est"n grabados los registros3 y el

orden lógico 0orden en el que se han dado de alta y recuperado los registros3. /uede utili#arse con soportes tanto

secuenciales, como direccionables.

&on el fin de mejorar las prestaciones de la organi#ación secuencial surgen una serie de organi#aciones que son una

variante de esta y que pueden ser utili#ados con soportes direccionables, que trataremos a continuación

'rgani#ación secuencial encadenada

'rgani#ación secuencial inde!ada

'rgani#ación secuencial inde!ada encadenada $as ventajas de los

ficheros con organi#ación secuencial son6

9apide# en el acceso a un bloque de registros contiguos

7o es necesario reali#ar operaciones de compactación del archivo

7o se desperdicia espacio en el dispositivo de almacenamiento porque no hay huecos Se pueden

utili#ar cualquier tipo de registros6 de longitud fija, variable o indefinida.

$os inconvenientes de este tipo de organi#ación son6

/ara acceder al registro n hay que recorrer los n1 registros anteriores. El acceso es secuencial. /ara reali#ar

una consulta hay que crear un proceso en el que se compare el valor del campo que se pretende locali#ar con

el valor del mismo campo correspondiente a cada registro leído del fichero.

$a adición de registros se reali#a a continuación del ltimo registro ya e!istente. 7o se pueden insertar nuevosregistros.

7o se pueden eliminar registros. /ara eliminar un registro se marca de modo que no se muestre, pero el

registro e!iste y ocupa espacio en el dispositivo del almacenamiento. 0 borrado lógico3 /ara mantener

ordenado y compactado el fichero, hay que crear un fichero nuevo a partir del e!istente.



En el momento de utili#ar los ficheros con organi#ación secuencial tenemos que tener en cuenta el soporte sobre el que

est"n grabados, pues algunas operaciones que se pueden hacer en los soportes direccionables no se pueden hacer en los

soportes secuenciales, como pueden ser las modificaciones y borrado lógico de registros.

4.4.4. 'rgani#ación secuencial encadenada

Son ficheros de organización secuencial gestionados mediante punteros ue nos permiten tener los registros

ordenados seg!n un orden lógico diferente del orden f"sico en el ue están grabados#En estos ficheros la secuencia física y la secuencia lógica no coinciden, pudiendo ocurrir que el ltimo registro en

secuencia física sea el primero en secuencia lógica y viceversa.

$a consulta es secuencial, cada ve# que se consulta un registro en 8l se lee la posición del registro siguiente en secuencia

lógica.

$a adición de registros se reali#a al final, pues los registros se almacenan secuencialmente. &uando se quiere insertar un

registro en una dirección intermedia, el registro físicamente se a+ade al final, pero se modifican los punteros para mantener

la secuencia lógica.

$a eliminación de registros se efecta modificando el puntero en el registro anterior, para que apunte al registro siguiente al

que queremos borrar, de modo que el fichero mantiene su tama+o, ya que el borrado que se produce es borrado lógico,

pero no físico.

/ara modificar un registro se reescribe sobre la información anterior.

Estos ficheros necesitan soportes direccionables.

4.4.:. 'rgani#ación secuencial inde!ada

En esta organi#ación los registros con los datos se graban en un fichero secuencialmente, pero se pueden recuperar con

acceso directo gracias a la utili#ación de un fichero adicional, llamado de índices, que contiene información de la posición

que ocupa cada registro en el fichero de datos.

Se les llama tambi8n ficheros inde!ados porque se basan en la utili#ación de índices.

En este tipo de ficheros se distinguen tres "reas6

$rea primaria: En esta "rea se escriben los registros cuando se crea el fichero. Es la #ona donde est"n contenidos los

registros ordenados ascendentemente por el valor de su clave. Esta "rea del fichero est" dividida en segmentos. &ada

segmento almacena ;n< registros consecutivos y almacenados en posiciones contiguas. Es un "rea de organi#ación

secuencial donde el acceso a cada registro se reali#a en una doble operación6

= *cceso directo al segmento donde se halla el registro buscado.

= *cceso secuencial

$rea de "ndices: Es creada al mismo tiempo que se almacenan los datos. En esta "rea los registros est"n formados por

dos campos6

= El valor del campo clave del ltimo registro de un bloque o segmento. $os bloques est"n constituidos por un nmero fijo

de registros consecutivos.

= El segundo campo contiene la dirección de comien#o de cada uno de los segmentos en los que se halla dividida el "rea

primaria.

$rea de overflo%: o "rea de e!cedentes, es el "rea asignada a contener los registros almacenados posteriormente a la

creación del fichero, por lo que no han sido incluidos en el "rea primaria.Estos registros tendr"n claves intermedias a las de los registros previamente almacenados en el "rea primaria.

Estos índices son similares a los de los libros. Si nos interesa leer un capítulo concreto podemos recurrir al índice que nos

dice en que p"gina comien#a, y abrimos el libro por esa p"gina, sin tener que mirar en todas las p"ginas anteriores para

locali#arlo

&'l acceso a los registros se reali#a mediante una consulta secuencial al "rea de índices para determinar el segmento

donde se encuentra el registro buscado. &on el valor del segmento seleccionado, se recorren secuencialmente los registros

de ese segmento. Si el registro no est" comprendido en el segmento, se contina la bsqueda de forma secuencial en el

"rea de overflo> hasta la locali#ación del registro o hasta terminar de leer los registros de esa "rea.

='l borrado $a eliminación de los registros debe reali#arse mediante marcas. Se generan huecos que realmente son

posiciones de memoria ocupadas por registros marcados pero que no han sido eliminados físicamente del fichero. $a nica

posibilidad de eliminar estos huecos, es en futuras operaciones en las cuales necesitemos reorgani#ar el fichero.

=(a inserción de registros se hace en el "rea de overflo>. 7o est" permitida la instrucción de nuevo registro en el "rea



primaria despu8s de la creación del fichero.

=En esta organi#ación cuando el nmero de registros borrados es grande, o las cadenas de desbordamientos son largas su

utili#ación deja de ser eficiente, siendo necesario reorgani#ar el archivo.

4.4.?. 'rgani#ación inde!ada encadenada

Este tipo de organi#ación aprovecha lo mejor de la organi#ación secuencial encadenada e inde!ada.

=Se caracteri#a por la utili#ación de punteros e índices de forma simult"nea, lo que implica un aumento del espacio

ocupado, pero proporciona una gran rapide# en la bsqueda de registros.

=$a estructura de esta organi#ación es la misma que la de la organi#ación inde!ada, a la que se han a+adido punteros entre

los registros de la #ona primaria y la de overflo%. 2e esta manera se consigue, respecto a la organi#ación, inde!ada,

mejorar los tiempos de bsqueda de registros en la #ona de overflo> y mantener la organi#ación lógica de registros.

=/ara eliminar registros se marcan, en lugar de ser borrados físicamente.

=$as adiciones se reali#an sobre la #ona de overflo> ya que no se pueden a+adir registros en el "rea primaria una ve#

creado el fichero.

=Estos ficheros deben ser reorgani#ados con frecuencia ya que la no eliminación física de los registros marcados y las

adiciones crean un overflo> grande, y si no se reorgani#an llegan a funcionar como ficheros secuenciales.

=/ara acceder a un registro se busca en el "rea de índices la dirección de inicio del bloque de registros a la que pertenece

el registro buscado. Si no se encuentra en el "rea de índices, el ltimo registro del bloque apuntar" a un bloque de "rea de

overflo>, que se lee de forma secuencial. Si no se encuentra en el "rea de overflo>, se terminar" la bsqueda al acabar el"rea de overflo>.

=Si se desea consultar todo el fichero, el ltimo registro de cada bloque del "rea de overflo> tiene un puntero al primer

registro del "rea siguiente y así se continuar" la bsqueda hasta acabar de leer el fichero.

=$os nuevos registros se insertan y quedan enla#ados entre sí mediante punteros conservando el orden lógico que marca la

clave o índice principal.

4.4.@. 'rgani#ación relativa directa

$a organi#ación relativa est" basada en la independencia entre el orden en el que se dan de alta los registros y la posición

en que se graban en el soporte.

Son ficheros en los que el almacenamiento físico de los registros se reali#a mediante el empleo de una clave que relaciona

la posición del registro dentro del fichero y la posición de memoria donde est" almacenado.

%ay dos tipos de organi#ación relativa6 directa ) aleatoria.

En el caso de la organi#ación relativa directa se emplean claves num8ricas, por lo que los registros poseen direcciones

num8ricas enteras, de forma que la secuencia lógica de almacenamiento de los registros en el fichero coincide con la

secuencia física de almacenamiento de los registros sobre el dispositivo, ya que las posiciones físicas de almacenamiento

coinciden con el valor de la clave.

En este tipo de organi#ación no se puede almacenar un registro cuya clave est8 por encima de los límites m"!imos del

fichero, ya que cada dirección sólo puede ser ocupada por un registro.

$as ventajas de este tipo de organi#ación de ficheros son6

*cceso directo a los registros. 7o se necesita un algoritmo de transformación

/ermite reali#ar operaciones de escritura y lectura simult"neamente, ya que primero se locali#a el registro y

luego se reali#a la operación deseada6 inserción, eliminación, consulta, modificación, etc.

El acceso a los datos se reali#a de dos formas diferentes6

= 2irectamente, mediante la clave del registro

= Secuencialmente a partir del primer registro almacenado en el fichero.

/or lo que son muy r"pidos en el tratamiento individual de registros.

$os inconvenientes de este tipo de organi#ación de ficheros son6

*l reali#ar un acceso secuencial, en una consulta sobre todos los registros del fichero hay que recorrer todas

las direcciones aunque est8n vacías.

2eja gran cantidad de posiciones libres de memoria dentro del fichero 0 huecos3, debido a que las claves de los

registros pueden indicar posiciones de almacenamiento no contiguas, lo que implica una falta de aprovechamiento del

soporte del almacenamiento respecto al nmero real de registros almacenados.

Se producen colisiones, ya que puede e!istir m"s de un registro con la misma clave. Esto causa errores.



4.4.. 'rgani#ación relativa aleatoria

Son ficheros con organi#ación relativa y clave alfanum8rica o bien num8rica pero que se debe transformar obteni8ndose un

valor num8rico entero que facilite la correspondencia directa entre la clave y la dirección de memoria.

En este caso, las direcciones lógicas de almacenamiento, las claves, no coinciden con las direcciones físicas, que son las

posiciones de cada registro.

El valor de la clave debe estar en relación con la capacidad m"!ima del soporte físico. 7o se pueden almacenar registros

cuya dirección de almacenamiento sea mayor que los límites m"!imos del fichero

Si la clave es num8rica se aplica un algoritmo que permita obtener un rango de valores comprendidos en el

intervalo de valores de las direcciones de memoria disponibles, de modo que e!iste una relación directa entre la

dirección lógica 0clave3 y la dirección física 0memoria3. El algoritmo de transformación o hashing debe cumplir las

siguientes condiciones6

= Aue sea f"cil de aplicar, estableciendo una relación directa entre dirección lógica y dirección física= Aue deje el mínimo nmero de huecos posible, ma!imi#ando el espacio disponible en el dispositivo de

almacenamiento.

= Aue las claves de registros diferentes nos den direcciones diferentes. /roducir el menor nmero de registros que

con distintas claves creen las mismas direcciones de almacenamiento. &uando a partir de dos o m"s claves

diferentes se obtiene la misma dirección se dice que se producen sinónimos y que esos registros producen

colisiones. En este caso solo uno de ellos puede

ser almacenado en esa dirección y habr" que prever algn procedimiento para calcular la posición en que se tiene

que grabar el otro registro.

$as venta*as de este tipo de organi#ación de ficheros son6

= acceso inmediato a los registros mediante su clave

= 7o es necesario ordenar el fichero=

= Se pueden reali#ar operaciones de escritura y lectura a la ve#.

= Son muy r"pidos en el tratamiento individual de registros.

$os inconvenientes de este tipo de organi#ación de ficheros son6

$as consultas sobre todo el fichero son lentas

= El fichero contiene gran cantidad de huecos o espacios libres

= El algoritmo para la conversión de las claves y el algoritmo necesario

para el almacenamiento de sinónimos han de ser creados de modo que dejen

el menor nmero de huecos libres y se genere el menor nmero de sinónimos.



4.:. 5nconvenientes de los ficheros

*unque estos sistemas fueron utili#ados durante mucho tiempo tienen inconvenientes importantes ya que se trata de

sistemas orientados hacia los procesos, debido a que en ellos se da mayor importancia al tratamiento que reciben los

datos, que se almacenan en ficheros dise+ados para una determinada aplicación. $as aplicaciones son independientes

unas de otras y los datos no se transfieren entre ellas, sino que se duplican cuando se necesitan. /resentan dos tipos de

problemas6 respecto a los ficheros y respecto a los datos.

/roblemas respecto a los ficheros6 Se deben a la necesidad de controlar la integridad sem"ntica, el control de lasautori#aciones, y la concurrencia de accesos de varios usuarios al mismo fichero simult"neamente.

Integridad semántica6 Es un conjunto de restricciones, tambi8n llamadas 9eglas de Balidación, que permiten o no

almacenar determinados valores de un objeto en la base de datos para evitar que se pierda la consistencia.

Ejemplo6 /or ejemplo una restricción para que el saldo de una cuenta corriente no baje de un cifra determinada. &ada

fichero puede tener diferentes reglas de validación. Es difícil crear programas que tengan en cuenta a la ve# todas estas

reglas, con lo que se produce información inconsistente para el sistema.

Control de autorizaciones6 Trata de evitar que se produ#can accesos indebidos a los datos, para lo que a cada usuario se

le da un identificador y una clave. En este caso al estar los elementos del sistema distribuidos sin organi#ar a lo largo del

sistema, no se puede controlar el acceso a cada elemento del sistema.

Ejemplo6 7o todo el personal del banco puede acceder a todos los datos. El departamento de nóminas sólo necesita

acceder a los datos de los empleados y no a los de los clientes. Es difícil prever y crear los controles de seguridad

adecuados y puede que usuarios no autori#ados accedan a datos de forma indebida.

Control de concurrencia: Es el control del acceso simult"neo de varios usuarios a los mismos datos. Ca que cuando

varios usuarios acceden a la ve# al mismo fichero para modificar información, si no hay un programa que controle el orden

de acceso no habr" seguridad acerca de cu"l de todas las modificaciones ser" guardada y en qu8 orden.

Ejemplo6 cuando varios clientes acceden a una misma cuenta para retirar sus fondos. /uesto que se puede acceder a los

datos con distintos programas ser" muy difícil de coordinar.

El control de concurrencia permite el acceso simult"neo de lectura de los datos y accesos sucesivos individuali#ados, en

cola, de modo que hasta que no termine un usuario de reali#ar modificaciones, los dem"s no podr"n reali#ar otras nuevas.

/roblemas respecto a los datosSe deben a su estructura física, a su modo de estar almacenados en diferentes archivos.

Redundancia: Es la repetición innecesaria de información en varios ficheros.Ejemplo6 7ombres y nmeros de tel8fono de

los clientes del banco. /odrían aparecer duplicados, tanto en el archivo de clientes de cuentas corrientes como, por

ejemplo, en el de cuentas de cheques.

Inconsistencia: Es información redundante en la que las copias de los datos de los distintos ficheros no concuerdan entre

sí. Ejemplo6 &uando el tel8fono de un cliente ha cambiado y no hemos reflejado el cambio en todos los ficheros que lo

contienen.

+islamiento: ' fragmentación de la información. Se produce cuando los datos referentes a un objeto se almacenan en

distintos ficheros, siendo difícil obtener a la ve# toda la información relativa al mismo objeto. Ejemplo6 los datos personales

de un cliente pueden estar almacenados en un fichero, mientras que se han creado otros ficheros recoger los datos

relativos a sus cuentas bancarias, los pr8stamos e hipotecas, etc.

Dificultad de acceso a los datos: Es un problema organi#ativo en que, para eliminar el aislamiento, no e!iste una relación

de todos los ficheros con los datos que contienen.

Ejemplo6 cuando queremos locali#ar los datos de los clientes que viven en la ciudad correspondiente a un código postal

determinado. Tenemos un fichero y una aplicación que e!trae los datos de todos los clientes pero no teníamos previsto

obtener ese tipo de información. Ser" necesario escribir un nuevo programa.



:. (ases de datos

na ve# anali#adas las ventajas y los inconvenientes de los sistemas de archivos, *lejandra se cuestiona si esta es la

solución apropiada para la gestión del taller mec"nico ya que, aunque inicialmente este sistema podría implantarse con un

coste bajo, los esfuer#os de programación necesarios cada ve# que se quiera obtener una nueva información elevarían

tanto el coste como el tiempo empleado, sin perder de vista las limitaciones propias del mismo que acabamos de estudiar./or tanto se plantea como alternativa la implantación de un sistema de bases de datos ya que se trataría de una estructura

centrali#ada e integrada en la que los datos son controlados por las personas responsables y est"n disponibles para todos

los miembros de la empresa. Esto no solo evitaría los problemas que afectan a los datos y a los ficheros, sino que

simplificaría tambi8n el esfuer#o de programación y mantenimiento de los programas.

n ejemplo6 Si en el fichero clientes tenemos que modificar la dirección de un cliente, dicho cambio estar" disponible para

todos los usuarios y estar" almacenado una sola ve#, evitando los problemas de redundancia y control de los datos.

:.1. 5ntroducción

$os problemas inherentes a los sistemas de archivos pretenden eliminarse con la aparición de las bases de datos en los

a+os -.

$as venta*as que aportan las bases de datos sobre los sistemas de ficheros son6

&ontrol sobre la redundancia de datos. En los sistemas de bases de datos todos estos ficheros est"n integrados,

por lo que no se almacenan varias copias de los mismos datos.

&onsistencia de datos. Eliminando o controlando las redundancias de datos se reduce en gran medida el riesgo de que

haya inconsistencias. Si un dato est" almacenado una sola ve#, cualquier actuali#ación se debe reali#ar sólo una ve#, y

est" disponible para todos los usuarios inmediatamente.

D"s información sobre la misma cantidad de datos. *l estar todos los datos integrados, se puede e!traer

información adicional sobre los mismos.&ompartición de datos. En los sistemas de bases de datos, la base de datos pertenece a la empresa y puede ser

compartida por todos los usuarios que est8n autori#ados. *dem"s, las nuevas aplicaciones que se vayan creando

pueden utili#ar los datos de la base de datos e!istente.

Se simplifica el esfuer#o de programación y mantenimiento de los programas.

Dantenimiento de est"ndares. racias a la integración es m"s f"cil respetar los est"ndares necesarios, tanto los

establecidos a nivel de la empresa como los nacionales e internacionales.

&omo conceptos podemos decir que6

na base de datos es un conjunto de datos relacionados entre sí, organi#ados y estructurados, con información referente a

algo.

El Sistema gestor de la base de datos 0S(23 es una aplicación que permite a los usuarios definir, crear y mantener la

(ase de datos.

/ara que este sistema sea efectivo debe cumplir6

$os datos deben estar compartidos entre distintas personas, entre distintas localidades geogr"ficas, etc

El uso de los datos debe estar controlado. El control lo facilita el S(2 y lo reali#an los administradores

$os datos se integran de forma lógica eliminando las redundancias y manteniendo la consistencia entre muchos ficheros

diferentes.



:.4. *rquitectura de las bases de datos

En 1F@, el comit8 *7S5S/*9& propuso una arquitectura de tres niveles para los S(2 cuyo objetivo principal era separar

los programas de aplicación de la base de datos física. En esta arquitectura el esquema de una base de datos se define

con : niveles de abstracción6

F"sico ,interno-. Conceptual. 'xterno

/ivel F"sico o interno2escribe como se almacenan físicamente las estructuras de datos en el ordenador, es decir la estructura física de la base

de datos. Este esquema especifica6 los archivos que contienen la información, su organi#ación, los m8todos de acceso a

los registros, los tipos de registros, la longitud, los campos que los componen, las rutas de acceso, etc.

$a descripción del nivel físico se reali#a mediante un esquema interno, que es un conjunto de definiciones y reglas que

permite definir las tablas y cómo se relacionan entre sí.

* este nivel se describen los datos desde el punto de vista de la m"quina que los soporta. $os usuarios que trabajan a este

nivel son los dise+adores de la base de datos o los *dministradores. 7ingn usuario como tal tiene que ver con esta vista.

/ivel Conceptual' nivel lógico global. 2escribe la organi#ación de los datos en la base de datos y las relaciones e!istentes entre ellos

$a descripción de este nivel se reali#a mediante un esquema conceptual, que permite definir las entidades, los atributos y

sus propiedades, las relaciones, operaciones de los usuarios y las restricciones y reglas de validación.

Esto implica hacer un an"lisis de las necesidades de información de los usuarios y definir las clases de datos parasatisfacer esas necesidades.

Este nivel se ocupa de la estructura organi#acional de los datos sin ocuparse de las estructuras físicas de almacenamiento.

* este nivel los usuarios que intervienen son los programadores, encargados de crear las estructuras lógicas necesarias

para guardar la información.

/ivel 'xterno' de usuario. 2escribe la base de datos como es percibida por los usuarios. /ara los usuarios las tablas y sus registros

e!isten físicamente &ada usuario ver" una base de datos 0esquema e!terno3 distinto segn sea el nivel de acceso que se

le haya concedido, ya que tendr" acceso a aqu8llos datos que necesite, a las relaciones que emplee y las restricciones de

uso que se le hayan definido.

$os objetos a los que puede acceder un usuario o grupo de usuarios forman su nivel e!terno6 tablas, vistas, formularios,

informes, etc. Es decir,

&on la aquitectura a tres niveles se intruduce el concepto de independencia de datos. Se definen dos tipos de

independencia6

5ndependencia lógica6 se refiere a la posibilidad de modificar el esquema conceptual de la base de datos sin

tener que modificar los esquemas e!ternos, ni los programas. /or ejemplo6 si se borra una entidad las vistas que

no se refieran a ella no se alteran.

5ndependencia física6 se refiere a la posibilidad de modificar el esquema interno sin tener que modificar ni el

esquema conceptual ni los esquemas e!ternos. /or ejemplo6 se pueden reorgani#ar los archivos físicos o a+adirnuevos archivos de datos para mejorar el rendimiento.



:.:. Dodelos de bases de datos

$lamamos modelo a un instrumento que se aplica a una parcela del mundo real para obtener una estructura de datos a la

que denominamos esquema.

Dodelar consiste en definir un mundo abstracto de forma que las conclusiones que se puedan sacar de 8l coincidan con las

manifestaciones del mundo real.

n modelo de datos es un conjunto de herramientas conceptuales que permiten describir los datos, sus relaciones y las

reglas de integridad que deben cumplir.

9epresentación gr"fica del esquema de una base de datos en la ventana relaciones de *ccess

Este esquema se especifica durante el dise+o, y no es de esperar que se modifique a menudo. Sin embargo, los datos que

se almacenan en la base de datos pueden cambiar con mucha frecuencia6 se insertan datos, se actuali#an, etc.

Es muy importante que el esquema sea correcto y se debe tener muchísimo cuidado al dise+arlo.

En su evolución las bases de datos se han basado en : modelos de datos

Ger"rquico.

En red.

9elacional.

$os primeros sistemas, introducidos en los a+os - se basaron en el modelo jer"rquico que estructura todas las relaciones

entre los datos como jerarquías. * finales de los - aparecieron los sistemas basados en el modelo en red. En estos dos

modelos los datos se relacionaban con punteros físicos.

En 1F-, &odd publicó un artículo que abrió una nueva perspectiva para los sistemas de gestión de la información

argumentando que los datos deberían relacionarse mediante interrelaciones naturales y lógicas. $os datos se representan

como tablas denominadas relaciones y se les aplica el c"lculo y el "lgebra relacional. Se denominó modelo relacional y esel est"ndar mas empleado en la actualidad.

En estos momentos las bases de datos evolucionan en dos direcciones fundamentalmente6 el modelo de bases de datos

orientadas a objetos y la utili#ación de plataformas clienteservidor para bases de datos orientadas a internet.

(os modelos de datos pueden clasificarse en:

= Dodelos de datos de alto nivel o conceptuales6 disponen de conceptos para describir la estructura de datos

que necesitamos almacenar y sus relaciones que son muy cercanos a la forma de percibir la realidad por

parte de los usuarios. Ejemplos de este son el modelo entidadHrelación y el modelo orientado a objetos.

= Dodelos de datos de bajo nivel o físicos6 disponen de conceptos que describen detalles sobre elalmacenamiento de los datos en el ordenador, el formato de los registros, la estructura de los ficheros y los

m8todos de acceso utili#ados. %ay muy pocos modelos físicos en uso. $as estructuras m"s conocidas son

las estructuras de hash y los "rboles (I.

= Dodelos de datos lógicos6 se centran m"s en las operaciones que en la descripción de la realidad.

Estos modelos pueden ser entendidos por los usuarios finales, pero no est"n muy lejanos de la forma en que los

datos se organi#an físicamente. Ejemplos de este son los modelos relacional, en red y jer"rquico.

* la hora de conocer los distintos modelos de datos es necesario tener en cuenta los siguientes conceptos6

= 5ndependencia de los datos6 e!iste cuando un cambio en el tipo de datos se aplica automaticamente en cascada a trav8s

de la base de datos, por lo que no es necesario hacer cambios en los programas que se refieren a ese tipo de datos.

= 5ndependencia estructural6 e!iste cuando los cambios en la estructura de la base de datos no afectan a la capacidad de

las aplicaciones de tener acceso a los datos.



:.:.1. Dodelo entidadrelación

Este modelo fue propuesto por /eter &hen en 1F para la representación conceptual de los problemas del mundo real. Esun modelo muy e!tendido y potente para la representación de los datos.

Se simboli#a haciendo uso de grafos y de tablas.

Se basa en una percepción del mundo real que consiste en una colección de objetos llamados entidades y las relaciones

entre esos objetos. &ada entidad representa un objeto que se distingue de otros por tener un conjunto de atributos propio.

El modelado entidadrelación es una t8cnica para el modelado de datos utili#ando diagramas entidadrelación. 7o es la nica

t8cnica pero sí la m"s utili#ada. Dediante una serie de procedimientos se puede pasar del modelo entidadrelación 0E93 a

otro, como por ejemplo el modelo relacional que veremos posteriormente

:.:.4. Dodelo jer"rquico

Se le llama tambi8n modelo en árbol. ya que utili#a para su representación una estructura de tipo "rbol invertido.

na base de datos jer"rquica es un conjunto de registros lógicamente organi#ados con una estructura de "rbol invertido.

2entro de la jerarquía el nivel superior se percibe como el JpadreJ de los registros situados debajo de 8l, de forma que6

&ada padre puede tener muchos hijos

&ada hijo sólo tiene un padre

$as características principales son6

na colección de "rboles forma una base de datos.

* los registros se les denomina segmentos o nodos, que contienen atributos o campos $os nodos est"n

organi#ados en niveles. &ada nodo contiene los campos comunes a los nodos hijos, vinculados a 8l *l nodo m"s

alto en la jerarquía o estructura de "rbol se le denomina raí# /adre es un nodo vinculado a otros de nivel inferior.

n nodo no puede ser padre de sí mismo %ijos son los nodos vinculados con otros de nivel superior. Todos los

hijos de un padre est"n al mismo nivel. Todo nodo no raí# tiene un padre y todo nodo padre puede tener varios

hijos.

$as relaciones entre registros se representan mediante arcos o la#os.

7o es posible representar relaciones 76D entre registros, ni relaciones ref le!ivas entre ellos.

Bentajas6

&onceptualmente es simple y eso facilita su dise+o.

Seguridad6 se ejecuta por el sistema, no depende de los programadores.

5ndependencia de los datos6 un cambio en el tipo de dato se aplica en cascada por el sistema

5ntegridad6 ya que cada registro hijo est" siempre relacionado con su padre

Eficiencia6 es muy eficiente siempre que se tengan muchas transacciones que impliquen relaciones

167 que sean permanentes

5nconvenientes6

$a ejecución es compleja, no en cuanto a las dependencias de los datos, pero sí obliga a tener conocimientos

en cuanto a las características del almacenamiento físico.

2ifícil de administrar6 si se hace algn cambio en la ubicación de los registros habr" que modificar todas las

aplicaciones que accedan a la base de datos7o tiene independencia estructural6 puesto que la navegación por los registros se hace siguiendo

una ruta de acceso 0padrehijo, de i#quierda a derecha, etc3 si se hacen cambios en la estructura los programas no

funcionar"n.



&omplejidad a la hora de programar aplicaciones6 es necesario que tanto los programadores como los usuarios

sepan cómo est"n distribuidos los datos para acceder a ellos.

Solo representa relaciones 167. Duchas relaciones en el mundo real no se ajustan a este tipo.



:.:.:. Dodelo en red

Es un modelo de datos propio de los sistemas comerciales de los a+os F-, que an est" vigente si no se piden demasiadas

modificaciones al sistema.

Kue creado para representar relaciones m"s complejas y eficientes que las del modelo jer"rquico y así imponer un est"ndar

de bases de datos que ayudara a los dise+adores y a los programadores.

&aracterísticas6

*gregado de datos es un conjunto de elementos a los que se les asigna un nombre 9egistro es un

conjunto de campos &ada campo contiene elementos.

Se define elemento como la unidad m"s peque+a de información que es independiente y significativa en sí misma

* una relación se le denomina conjunto

&ada conjunto de compone de al menos dos tipos de registro6 propietario 0registro padre3 y miembro 0registro hijo3

n conjunto es una relación 167 entre propietario y miembro

0enta*as:

=Simplicidad conceptual6 es comprensible a la vista y eso facilita el dise+o=/uede manejar relaciones D67 y relaciones refle!ivas

=El acceso a los datos es m"s fle!ible porque no requiere una ruta preordenada

=Se cumple la integridad de la base de datos porque un miembro no puede e!istir sin propietario

='frece una independencia suficiente de los datos para aislar los datos del almacenamiento físico, por tanto si se

hacen cambios en las características de los datos no hay que cambiar los programas de aplicación.

=&umple los est"ndares, que incluyen un lenguaje de manipulación y de definición de datos, por tanto la

administración y portabilidad es m"s f"cil.

Inconvenientes:

&omplejidad del sistema6 el acceso a los datos se hace leyendo un registro cada ve#, por tanto los

programadores y los usuarios finales deben conocer las estructuras internas, por tanto no es f"cil de utili#ar. Kalta de independencia estructural6 si se hacen cambios en la estructura de la base de datos, es necesario

cambiar las aplicaciones. *unque logra la independencia de los datos, no produce independencia estructural



:.:.?. Dodelo relacional

Kue desarrollado por &odd para 5(D en los a+os F-, pero inicialmente los ordenadores carecían de prestaciones para

poder ejecutarlo. *ctualmente es el modelo m"s utili#ado para modelar problemas reales y administrar datos

din"micamente.

Su principal ventaja es que permite que el usuario y el dise+ador operar en un entorno que se percibe como un conjunto de

tablas y los detalles físicos complejos los maneja el sistema.

&aracterísticas6

Este modelo representa los datos y las relaciones entre ellos como una colección de tablas, 2e manera simple, una

relación representa una tabla que no es m"s que un conjunto de filas, cada fila es un conjunto de campos y cada campo

representa un valor que describe el mundo real.

$as tablas son independientes pero se relacionan mediante un vínculo comn.

/roporciona una redundancia y una inconsistencia mínima.

$a independencia de datos de las aplicaciones y del dispositivo de almacenamiento

Bentajas6

5ndependencia estructural6 los programadores, usuarios, dise+adores no necesitan conocer la ruta de acceso a

los datos. $os cambios en la estructura de la base de datos no afectan a la capacidad de acceso a los datos.

Simplicidad conceptual6 debido a que el sistema se encarga del almacenamiento físico de los datos, los

dise+adores se centran en la representación lógica de la base de datos.

Kacilidad para dise+ar y administrar y utili#ar a base de datos, debido a la independencia de los

datos y estructural.

&apacidad para hacer consultas de forma r"pida y sencilla 0mediante el lenguaje SA$3

n S(2 relacional incluye elementos de soft>are que reali#an mas tareas y m"s complejas para los usuarios

y los dise+adores.

2esventajas6

9equiere una elevada inversión en hard>are y soft>are para evitar que sea lento, aunque esto est" cambiando

gracias a la evolución de la capacidad del hard>are y a las mejoras de los sistemas operativos.

El dise+o deficiente es bastante comn debido a la facilidad de uso de esta herramienta para personas

ine!pertas. * medida que la base de datos crece, si el dise+o es inapropiado, el sistema es m"s lento y se producen

anomalías. 2ebido a la facilidad de uso, los usuarios finales a menudo crean subconjuntos de bases de datos que pueden

producir datos inconsistentes.



:.:.@. Dodelo orientado a objetos

$os modelos de bases de datos intentan representar cada ve# con m"s fidelidad los problemas del mundo real que cada

ve# son m"s complejos. no de los modelos que se han desarrollado recientemente 0a+os -3 es el modelo de bases de

datos orientada a objetos.

Se denomina así porque su estructura b"sica es un objeto, que recoge tanto datos como sus relaciones. Supone una formadiferente de definir y utili#ar las entidades.

n objeto se describe como un conjunto de hechos, pero incluye tambi8n información sobre la relación que tienen los

hechos dentro del objeto y con otros objetos) así como todas las operaciones que puedan ser reali#adas en 8l.

Ejemplo6 &onsideremos un objeto que representan las deudas pendientes de nuestros clientes. Este objeto contiene dos

atributos6 el 75K del cliente y el saldo adeudado. &ontiene adem"s un m8todo ya que si el saldo adeudado es menor de

:-- Euros y no han transcurrido m"s de : meses no se le cobran intereses, pero si una de las dos condiciones no se

cumple se le recargar" un @L de inter8s. Supongamos que queremos modificar este recargo elev"ndolo a un L. En este

modelo de datos no implicaría modificar los programas de aplicación, bastaría con modificar el m8todo recargo.

El modelo de datos orientado a objetos est" basado en los siguientes componentes6

$os objetos del modelo6 equivale a una entidad individual del modelo E9.

$os atributos que describen las propiedades de ese objeto.

$os objetos que comparten características similares se agrupan en clases.

na clase es un conjunto de objetos similares con estructura 0atributos3 y comportamiento 0m8todos3

compartidos. Se podría comparar a una entidad del modelo E9 pero se diferencian en que una clase

contiene una serie de procedimientos llamados m8todos.

n m8todo representa una acción del mundo real. /or ejemplo6 locali#ar el nombre de un cliente, cambiar

el tel8fono de un cliente o imprimir su dirección. Son equivalentes a los procedimientos en un lenguaje de

programación. 2efinen el comportamiento de un objeto.

$as clases de organi#an en una jerarquía de clase que se parece a un "rbol invertido donde cada clase tiene solo

un padre. /or ejemplo la clase cliente y la clase proveedor comparten una clase6 persona

$a herencia es la capacidad de un objeto de heredar los atributos y los m8todos de los objetos que est"n sobre

8l en una jerarquía de clase. /or ejemplo las clases cliente y proveedor, como subclases de la clase persona

heredar"n los atributos de la clase persona.

Bentajas6

*grega contenido sem"ntico. En el ejemplo anterior dentro del objeto factura se incluyen las relaciones entre el

cliente y la factura y entre la factura y los artículos.

$a representación visual facilita la comprensión de relaciones complejas dentro de los objetos y entre ellos.

Dantiene la integridad de la base de datos al implementar la herencia entre objetos. 5ndependencia estructural

de los datos ya que son objetos autónomos.

5nconvenientes6

7o e!isten est"ndares de modelo de datos orientados a objetos. Sobre todo m8todo de acceso a datos est"ndar.

El m8todo de acceso se parece al jer"rquico y en red.

El modelado y ejecución es difícil debido a que tienen mucho contenido sem"ntico y no hay est"ndares.

$a complejidad y elevados requerimientos del sistema hace que las transacciones sean lentas.



:.:.. Dodelos de bases de datos e internet

$a evolución de los sistemas de bases de datos ha ido siempre marcada por la bsqueda de nuevas herramientas para

reflejar el mundo real lo mejor posible.

&ada modelo ha ido sustituyendo al anterior intentando eliminar sus defectos6 el modelo de red sustituyó al modelo

jer"rquico porque podía representar relaciones D67 0muchos a muchos3.

El modelo relacional reempla#ó al modelo de red porque permite representar la realidad de una forma m"s simple, ofrece

mayor independencia de los datos y admite consultas utili#ando un lenguaje relativamente f"cil.

* medida que las aplicaciones se van volviendo m"s complejas aparece el modelo de datos orientado a objetos y el modelo

relacional ampliado que incluye muchas características del modelo orientado a objetos. *mbos intentan recoger la mayor

información sem"ntica posible, pero desde orientaciones distintas6 el modelo orientado a objetos se enfoca m"s a

aplicaciones de ingeniería y científicas muy especiali#adas y el modelo relacional ampliado se dirige m"s a aplicaciones de

negocios.

Sin embargo el mercado de las bases de datos ha cambiado sustancialmente con el creciente desarrollo del uso de

internet en las transacciones comerciales. *hora los esfuer#os se dirigen a la creación y desarrollo de bases de datos que

se comuniquen f"cilmente por internet.

Se busca6

=*cceso fle!ible a internet.

=Aue se conecten f"cilmente con distintas estructuras de datos

=Aue el dise+o del modelo conceptual sea sencillo.

=Aue disponga de herramientas de dise+o, consulta, desarrollo de aplicaciones e interfa# gr"fica potentes y que faciliten

el trabajo.



?. Sistemas gestores de bases de datos ?.1. &omponentes

$os S(2 son paquetes de soft>are complejos que deben proporcionar una serie de servicios que permiten almacenar y

e!plotar los datos de forma eficiente.

El diccionario de datos6Es una guía donde se describe la base de datos con todos los objetos que la forman. Se dice

tambi8n que contien JmetadatosJ porque es información sobre los datos.

&ontiene las características lógicas como6 nombre, descripción, alias, contenido y organi#ación, donde se almacenan losdatos del del sistema. 5dentifica los procesos donde se emplean los datos y los sitios donde se necesita acceder a la

información. El diccionario proporciona información acerca de6

$a estructura lógica y física de la base de datos.

$a definición de cada uno de los objetos6 tablas, vistas, índices, funciones, procedimientos, etc. $os valores que toman las

columnas de las tablas por defecto 5nformación que permite garanti#ar la integridad de los datos almacenados

$os privilegios y control de acceso de los usuarios 7ormas que garanticen la seguridad de los datos.

Estadísticas y auditorías de los accesos a los objetos, etc.

Seguridad e integridad de los datos6 son una serie de mecanismos que proporciona el S(2 para garanti#ar un acceso

correcto, seguro y eficiente a los datos. Se hace mediante un componente soft>are que se encarga de6

aranti#ar que el acceso a los datos se permita solo a los usuarios autori#ados. 2isponer de herramientas

para planificar y reali#ar copias de seguridad y restauración. 9eali#ar los procedimientos necesarios pararecuperar los datos tras un fallo o p8rdida temporal.

'frecer mecanismos para implantar restricciones de integridad que los datos deber"n cumplir.

&ontrolar el acceso concurrente de varios usuarios a los datos sin que se pierda la consistencia

$os usuarios del S(26 e!isten distintos tipos de usuarios que acceden al sistema. /odemos considerar6

/rogramadores6 Son los responsables de la creación y ajuste de las aplicaciones que ataquen a los datos.

Emplean 22$, 2D$ y cualquier lenguaje anfitrión.

suarios e!pertos6 Emplean las utilidades de la base de datos y el 2D$ para acceder a los datos y reali#ar sus

propios procesos sobre los objetos para los que se les ha concedido permiso.

suarios ocasionales6 que utili#an programas de aplicación para acceder a las bases de datos, pero que solo

pueden utili#ar aquellos objetos para los que se les ha dado permiso de acceso. 2ise+adores*dministradores6 $os dise+adores planifican y desarrollan las bases de datos. 2efinen el esquema

lógico y físico de la base de datos, optimi#ando el almacenamiento y generando la documentación de an"lisis necesaria

para los

programadores de bases de datos.

22$

%erramientas de la base de datos6 todos los S(2 incluyen una serie de herramientas de administración que permiten a

los administradores la gestión de la base de datos

2efinir el esquema lógico y físico de la base de datos6 crear, modificar y manipular &ontrolar la privacidad de los

datos6 gestión de usuarios y permisos

Estas herramientas cada ve# incluyen mayores prestaciones

$os componentes principales son6

$enguajes de los S(26Todos los S(2 ofrecen lenguajes apropiados a cada tipo de usuarios6 administradores, dise+adores,

programadores de aplicaciones y usuarios finales. $os lenguajes que intervienen en un S(2 se clasifican en6

$22 0$enguaje de definición de datos36 se utili#a par a definir el esquema conceptual y el esquema interno de la basede datos6 los objetos de la base de datos, las estructuras de almacenamiento y las vistas de los distintos usuarios. $o

emplean los dise+adores de la base de datos y los administradores.

$D2 0$enguaje de manipulación de datos36 se utili#a para consultar y actuali#ar los datos de la base de datos. $o emplean

los usuarios para consultar, insertar, modificar o borrar datos en una base de datos. * menudo estas sentencias est"n

embebidas en un lenguaje de alto nivel llamado anfitrión. $a mayoría de los S(2 incorporan un lenguaje llamado tambi8n de

cuarta generación que permiten desarrollar aplicaciones de forma f"cil y r"pida y se denominan tambi8n herramientas de

desarrollo.

est"n creadas los dise+adores tienen la función de administradores. $os administradores de la base de datos gestionan la

seguridad 0usuarios y permisos3, y la integridad de los datos asegurando que las transacciones sean correctas y no se

pierdan datos. Tambien se ocupan de crear las copias de seguridad. Tienen el m"!imo nivel de acceso. tili#an

fundamentalmente



?.4. Kunciones

n S(2 reali#a funciones que garanti#an la integridad y la consistencia de los datos en una base de datos. $a mayoría de

estas funciones son transparentes para los usuarios finales y que las reali#a el propio S(2.

1. *dministración del diccionario de datos6

$as definiciones de los datos y sus relaciones guardan en el diccionario de datos. El S(2 utili#a este diccionario para

buscar las estructuras y las relaciones de los datos que cada programa solicita. &ualquier cambio que se realice en la

estructura de una base de datos queda autom"ticamente registrado aquí, sin que el usuario tenga que modificar los

programas que accedan a la estructura modificada.

4. *dministración del almacenamiento de datos6

Esta función permite al S(2 crear las estructuras necesarias para el almacenamiento de datos, liberando al usuario de

tener que definir y programar las características físicas de los datos. /ermite almacenar no sólo los datos, sino

formularios de entrada, definiciones de filtros relacionados, de informes, reglas de validación, procedimientos,

estructuras para datos con formatos de vídeo, imagen, hoja de c"lculo, gr"ficos, etc.

:. Transformación y presentación de datos6

El S(2 transforma los datos que se introducen en las estructuras necesarias para guardarlos. Transforma las

solicitudes lógicas en comandos que locali#an y recuperan físicamente los datos, liberando así al usuario de esa tarea.

?. *dministración de la seguridad6

&rea un sistema de seguridad que establece unas reglas que determinan que usuarios pueden acceder a la base de

datos, a que datos pueden tener acceso y qu8 operaciones pueden reali#ar.

@. &ontrol de acceso de usuarios mltiples

Es el control de concurrencia. /ermite acceder a la base de datos a mltiples usuarios creando unos algoritmos

complejos para no comprometer la integridad de la base de datos.

. *dministración de tareas de respaldo y recuperación6

/roporciona utilidades que permiten reali#ar procedimientos de respaldo y recuperación rutinarios y especiales, como un

fallo en el suministro el8ctrico, un sector defectuoso en el disco, etc.

F. *dministración de la integridad de los datos

&ontrola que se cumplan las reglas de integridad de los datos y de las relaciones, con lo que se reduce al mínimo la

redundancia y se aumenta la consistencia.

M. $enguajes de acceso a la base de datos e interfaces de programación de aplicaciones6

/ermite acceder a los datos utili#ando un lenguaje de consulta.

$enguaje de consulta6 Se trata de un lenguaje que no tiene procedimientos, es decir que el usuario especifica al sistema

qu8 debe hacer y no cómo.

Tiene dos componentes6

=$enguaje de definición de datos 022$36 contiene instrucciones para definir las estructuras donde se alojan los

datos=======$enguaje de manipulación de datos 0$D236 contiene instrucciones que permiten a los usuarios e!traer datosde la base de datos.

Tambi8n permite a los programadores acceder a los datos mediante lenguajes de procedimientos y proporciona utilidades

administrativas para crear, ejecutar y mantener la base de datos.

. 5nterfaces de comunicación de bases de datos6

/ermiten que la base de datos acepte solicitudes de usuarios conectados en una red de ordenadores

y a trav8s de internet. esta comunicación con el S(2 puede establecerse de varias formas

=reali#ar peticiones mediante formularios desde el e!plorador de internet

=publicar informes en internet que pueda e!plorar cualquier usuario

=conectarse a otros sistemas mediante aplicaciones como correo electrónico



?.:. *rquitectura clienteHservidor

El objetivo de un sistema de bases de datos es facilitar el desarrollo y ejecución de aplicaciones. /or tanto, desde un punto

de vista amplio, un sistema de bases de datos posee una estructura compuesta de dos partes6 un servidor y un conjunto de

clientes.El servidor permite llevar a cabo las funciones propias del S(2, se puede decir que el servidor es en sí, el S(2.

n cliente de una base de datos es cada consumidor de recursos de la base de datos6 las aplicaciones del servidor, las

aplicaciones de usuario y cualquier otro elemento de aplicación que acceda al servidor.

$os dos elementos de la base de datos, clientes y servidor, se pueden ejecutar en la misma m"quina o en m"quinas

distintas, interconectadas a trav8s de algn sistema de comunicación. $o habitual es que sean m"quinas distintas tal

como se ve en el esquema.

Segn el nmero de servidores y la forma de acceder un cliente a los mismos se tienen los siguientes tipos de

estructuras de bases de datos6

(asada en anfitrión &lienteHservidor

&lienteHmultiservidor

2istribuidas

$os sistemas de bases de datos pueden clasificarse tambi8n segn la ubicación de la base de datos. /or ejemplo si la base

de datos est" locali#ada en un solo sitio se denomina sistema centrali#ado y el que soporta una base de datos distribuidaen varios sitios se llama sistema distribuido.

En los S(2 centrali#ados los datos se almacenan en un solo ordenador. $os S(2 centrali#ados pueden atender

a varios usuarios, pero el S(2 y la base de datos en sí residen por completo en una sola m"quina.

En los S(2 distribuidos la base de datos real y el propio soft>are del S(2 pueden estar distribuidos en varios

sitios conectados por una red. El proceso distribuido e!ige la presencia de algn soft>are que se encargue de

gestionar las comunicaciones entre las distintas m"quinas que participan en el proceso. Duchos S(2 distribuidos

emplean una arquitectura clienteservidor.

El soft>are de este tipo de arquitecturas posee varios componentes que se pueden asociar al cliente o al servidor6

Soft>are de gestión de datos6 normalmente reside en el servidor y lleva a cabo la gestión de los datos que requieren las

aplicaciones.

Soft>are de interacción con el usuario y presentación6 suele residir en el cliente e implementa las funciones de una interfa#

gr"fica de usuario.

Soft>are de desarrollo6 suele residir en el cliente y se utili#a para desarrollar aplicaciones.

'tros elementos de soft>are que facilitan la cone!ión clienteservidor 6 tanto en el cliente como en el servidor se instala

soft>are de sistemas operativos en red, de aplicaciones específicas de base de datos, de comunicaciones, etc.



?.:.1. 2istintas configuraciones de la arquitectura clienteHservidor

(asada en anfitrión6 cuando la m"quina cliente y la m"quina servidor es la misma. $os usuarios se conectan directamente

a la m"quina donde se encuentra la base de datos.

&lienteservidor6 la base de datos reside en la m"quina servidor y los usuarios acceden a la base de datos desde la

m"quina cliente a trav8s de una red.

/roceso distribuido6 El empleo de arquitecturas clienteservidor da origen al procesamiento distribuido, que consiste en

repartir el proceso de los datos en varias m"quinas interconectadas mediante algn tipo de red.

(asada en servidores de aplicaciones6 esta configuración permite el uso de aplicaciones en redes N*7 e internet.

/ermite que las aplicaciones se ejecuten en m"quinas clientes que no requieren ninguna administración.

&ualquier /& que ejecute un navegador puede acceder a las aplicaciones.

&lienteservidor

$os sistemas clienteservidor poseen arquitectura en dos niveles ya que se distinguen dos funcionalidades b"sicas6 cliente y

sevidor. Estas funcionaliades se refieren a los ordenadores que ejecutan los procesos, de forma que un equipo inform"tico

puede actuar coo servidor de bases de datos en determinadas aplicaciones y como cliente para otras.

/ara su correcto funcionamiento, la base de datos, necesita estar instalada en un determinado equipo, con un Sistema

'perativo y el soft>are de red que permita la comunicación del servidor con los clientes.

$a aplicación cliente6 es la responsable de verificar y aceptar las entradas de los usuarios. Si se acepta la petición del

usuario envía una consulta al servidor de bases de datos. Esta petición es procesada por el servidor, que envía de vuelta a

la aplicación cliente los resultados de la consulta. $a aplicación cliente formatea los datos de acuerdo con la petición y los

muestra al usuario.

7ormalmente el cliente posee un interfa# de programación de aplicaciones 0*/53, que es el encargado de enviar las

consultas al servidor. $os programadores pueden crear aplicaciones o

Soft>are de desarrollo.

9ed de comunicaciones. El soft>are es independiente del tipo de redes utili#ado para comunicar las aplicaciones cliente

con el servidor, con lo que hay cierta independencia del soft>are de la base de datos respecto del soft>are de red.

El servidor de la base de datos6 acepta las consultas de los clientes, los procesa y devuelve los resultados. El lenguaje deconsulta habitualmente empleado en los S(2 clienteHservidor es SA$, que implementa instrucciones tanto del

$220lenguaje de definición de datos3 como del $D20lenguaje de manipulación de datos3.

Bentajas de los sistemas de bases de datos clienteHservidor 2istribuyen los procesos entre el cliente 0que ejecuta el interfa#

de usuario junto con las aplicaciones3 y el servidor 0que gestiona el motor de datos y el soft>are de acceso centrali#ado a

los datos3. Esta división de tareas evita la disminución de velocidad de ejecución que ocurre en los procesos de datos

centrali#ados, aunque se genera un cuello de botella por la velocidad del tr"fico de red, ya que se emplean redes tanto

para transmitir información como en las aplicaciones de bases de datos.

Empleo de ordenadores personales est"ndar para el servidor y los clientes, en lugar de grandes equipos.

Son sistemas escalables y modulares, es decir, se puede aumentar la cantidad de servicios prestados por los ordenadores

y reempla#arlos por equipos nuevos sin que sea afectado por el cambio de S(2. *unque el empleo de diferentes equipos

aumenta los problemas de mantenimiento físico y lógico.

2isponibilidad de herramientas de desarrollo de calidad6 lenguajes de ?O generación orientados a objetos y a

procedimientos y entornos gr"ficos de desarrollo, herramientas de modelado de datos, etc.



/roceso 2istribuido

na base de datos clientemultiservidor es aquella en la que el cliente se puede conectar a mas de un servidor

simult"neamente o bien sólo puede conectarse a un servidor en cada sesión cliente.

&uando una aplicación cliente accede a datos de distintos servidores, se denomina Sistema de (ases de 2atos

2istribuidas

$a base de datos est" distribuida en m"s de una m"quina servidora. $os usuarios no tienen porqu8 conocer la ubicación

física de los datos con los que trabajan y han de acceder simult"neamente a varios servidores.

/ara el usuario 0cliente3 es indistinto si los orígenes de datos son nicos o mltiples, pero para el administrador es un

trabajo e!tra considerable, ya que es necesario crear un sistema centrali#ado de administración de servidores y clientes o

administrar de forma individuali#ada cada servidor para poder mantener en sus sitio usuarios, datos y aplicaciones, con

controles de seguridad, acceso y concurrencia.

En la arquitectura de una (ase de datos distribuida se dan los siguientes elementos6

Barias bases de datos se pueden almacenar en S(2 de diferentes fabricantes.

$os ordenadores donde se ejecutan estos sistemas pueden ser distintos.

Aue ejecuten distintos Sistemas operativos.

$as redes que comunican los elementos de las bases de datos pueden tener distintos protocolos y

arquitecturas.

Sea cual a la implementación real de una base de datos distribuida, son dificultades a nivel de hard>are, de soft>are y de

protocolos y sobre todo de administración, pero no son ningn problema para el usuario.

Servidores de aplicaciones

Esta configuración permite el uso de aplicaciones en redes de "rea amplia 0N*73 e 5nternet. /ermite que las aplicaciones

se ejecuten en m"quinas clientes que no requieren ninguna administración. &ualquier ordenador que ejecute simplemente

un navegador puede acceder a las aplicaciones.

$a arquitectura de las (ases de datos basadas en servidor de

aplicaciones se denomina arquitectura a tres niveles6

/or un lado la parte servidor se ejecuta en el servidor de bases

de datos, mientras que la parte cliente se ejecuta en dos

niveles6

na m"quina servidor de aplicaciones.

$a m"quina cliente.

$a carga de trabajo se reali#a de forma centrali#ada en el

servidor de aplicaciones mientras que las m"quinas cliente

ejecutan la parte de la aplicación que acta de interfa# de

usuario.

$a arquitectura clienteservidor frente a la arquitectura basada en servidores de aplicaciones tiene las siguientes

diferencias6

$a arquitectura clienteservidor requiere que las aplicaciones se instalen en cada puesto de trabajo, aumentando los costes

de administración, adem"s impone grandes e!igencias a la red, lo que imposibilita el uso de redes de "rea e!tensa 0N*73

e internet.

En la arquitectura basada en servidores de aplicaciones las aplicaciones se instalan en puestos de trabajo que pueden ser

cualquier /c con un navegador, sin necesidad de ninguna administración.

gbd gestion de base de datos

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