1.1 Ficheros

Los ficheros son una secuencia de números binarios que organiza información relacionada a un mismo aspecto, con estructuras complejas, y estos deben ser almacenados permanentemente en memorias secundarias.

Se pueden realizar las siguientes operaciones:

• Abrir
• Cerrar
• Leer
• Escribir
• Posicionarse
• Fin de fichero

Tipos de Archivo

a) Secuenciales

Los datos se organizan secuencialmente en el orden en el que fueron grabados; para leer los últimos hay que leer los anteriores.

Ventajas

• Rápidos para obtener registros contiguos.
• Datos más compactos.
• No hay huecos al grabarse los datos.

Desventajas

• Consultas muy lentas.
• Algoritmos de lectura y escritura más complejos.
• No se pueden eliminar los registros (el borrado provoca que no sean compactos).
• La ordenación requiere volver a crear el fichero.

b) Acceso Directo o Aleatorios

Se puede leer una posición concreta del fichero con solo saber la posición del dato a leer. Lo que se hace es colocar el llamado puntero de archivo en esa posición y después leer.

Ventajas

• Acceso rápido.
• Modificación más sencilla.
• Acceso secuencial.
• Leer y escribir a la vez.
• Aptos para organizaciones relativas directas.

Desventajas

• Salvo en directos, no es apto para usar.
• No se pueden borrar.
• Las consultas son más lentas.

c) Indexados

Se utilizan dos ficheros para los datos: uno tiene los registros almacenados secuencialmente y permitiendo acceso aleatorio, y el otro tiene una tabla con punteros a la posición ordenada de registros.

Ventajas

• Está ordenado en base a una clave.
• La búsqueda es rapidísima.
• Permite lectura secuencial.
• Se pueden borrar registros.

Desventajas

• Hay que reorganizar el archivo principal y reescribirlo de nuevo de forma ordenada.
• La adición de registros requiere más tiempo.

1.2 Tipos de Bases de Datos según el Modelo

a) Jerárquico

Los datos se organizan en forma de árbol invertido. Son útiles en el caso de aplicaciones que manejan un gran volumen de información. Su limitación es no poder representar la redundancia.

b) De Red

Es distinto al jerárquico. Su diferencia es la modificación del concepto de nodo, permitiendo que un mismo nodo tenga varios padres. Ofrece una solución a la redundancia y es usado más por programadores que por usuarios.

c) Relacional

Son almacenados en relaciones (tablas). El orden en que se almacenan no tiene relevancia. Es más fácil de entender y de utilizar por usuarios, y la información puede ser recuperada o almacenada por medio de consultas. Se considera base de datos y cuenta con dos lenguajes: el álgebra relacional y el cálculo relacional.

Tipos de Bases de Datos según su Ubicación

a) Locales

Tenemos la base de datos y el usuario ubicados en el mismo ordenador. Un ejemplo es Microsoft Access.

Ventajas

• Es la más barata.
• No lleva controles de accesos concurrentes.

Desventajas

• Monousuario.
• Capacidad de almacenamiento limitada.

b) Centralizadas

Tenemos la base de datos completa en un mismo servidor y todos los usuarios acceden a ese servidor. Puede estar repartida. A nivel de empresas es la que más se utiliza.

Un ejemplo es el modelo Cliente/Servidor.

Ventajas

• Multiusuario.
• No redundancia.

Desventajas

• Tiene que incluir y gestionar un sistema de usuario y subesquemas.
• Se tienen que realizar controles.

c) Distribuidas

Tenemos la información repartida en distintas localizaciones unidas mediante red y un sistema de datos distribuidos. Las distintas localizaciones suelen ser distintas geográficamente.

Ventajas

• Se pueden ubicar los datos donde se necesitan.
• Si falla una parte, no se colapsa todo el sistema.
• Autonomía local.
• Es más barato.
• Se pueden modificar, agregar o quitar partes sin afectar a los demás.

Desventajas

• Complejidad en el diseño.
• Debe asegurar que sea transparente para el usuario.
• Mayor mano de obra para la gestión.
• Complejidad en la seguridad.
• Difícil mantener la integridad global.
• Falta de experiencia generalizada.
• Carencia de estándares consolidados.

1.4 Arquitectura de una Base de Datos

a) Nivel Interno

Es el más cercano al almacenamiento físico. Describe la estructura física mediante un esquema interno. Este se especifica con un modelo físico y describe los detalles de cómo se almacenan físicamente los datos.

b) Nivel Externo

Es el más cercano a los usuarios. Cada esquema describe la parte de la BD que interesa a un grupo de usuarios. En este nivel se representa la visión individual de un usuario o de un grupo de usuarios.

c) Nivel Conceptual

Describe la estructura de toda la BD para un grupo de usuarios mediante un esquema conceptual. Representa la información contenida en la BD, ocultando los detalles de las estructuras físicas de almacenamiento.

1.5 Sistemas Gestores de Base de Datos (SGBD)

Es una colección de datos relacionados entre sí, estructurados y organizados, y un conjunto de programas que acceden y gestionan esos datos.

Funciones

Sus funciones son la creación y definición de la BD, la manipulación de los datos y el acceso controlado a los datos.

Componentes

Los SGBD son paquetes de software muy complejos que proporcionan una serie de servicios que permiten almacenar y explotar los datos eficientemente.

Los componentes principales son:

a) Lenguajes

Van a permitir al administrador especificar los datos que la componen, su estructura, las relaciones entre ellos, las reglas de integridad, los controles de acceso, las características físicas y las vistas externas de los usuarios.

Se clasifican en:

• Definición: Se utilizan para especificar y definir el esquema conceptual e interno, las vistas y las estructuras de almacenamiento. Son utilizados por diseñadores y administradores.
• Manipulación: Se utilizan para leer y actualizar los datos. Son utilizados por usuarios para realizar consultas, inserciones, eliminaciones y modificaciones.

b) El Diccionario de Datos

Es el lugar donde se deposita información de todos los datos. Es una guía que describe la BD y los objetos que la forman.

Proporciona información acerca de:

• La estructura lógica y física.
• Definiciones de todos los objetos.
• El espacio de almacenamiento.
• Los valores y restricciones de integridad.
• Privilegios y roles de usuario.
• La auditoría de información.

c) Seguridad e Integridad

Un SGBD proporciona los siguientes mecanismos para garantizar la seguridad e integridad:

• Protección contra accesos no autorizados, tanto intencionados como accidentales.
• Implantar restricciones de integridad.
• Proporcionar herramientas para la planificación y realización de copias de seguridad y restauración.
• Recuperar los datos tras fallos.
• Asegurar el acceso concurrente de múltiples usuarios.