Conceptos Fundamentales de Bases de Datos

Una Base de Datos (BD) es un conjunto de información organizada para ser utilizada eficientemente. Ejemplos comunes incluyen un directorio telefónico, un diccionario, un calendario o un libro de recetas.

Estructura de la Información

La información en una base de datos está organizada en forma de registros. Cada registro contiene toda la información sobre una persona o un elemento específico de la base. Por ejemplo, cada registro en un directorio telefónico contiene el nombre, la dirección y el número telefónico de una persona.

Cada registro, a su vez, está compuesto por campos. Un campo se utiliza para almacenar una información particular. Cada registro contiene cada uno de estos campos, y cada registro puede tener información específica almacenada en ellos.

Campos y Tipos de Datos

El nombre de un campo identifica la información almacenada (por ejemplo: Nombre, Dirección o Número telefónico). Cada campo tiene un tipo de dato que identifica la clase de información que puede almacenar: números, fechas, caracteres alfanuméricos, entre otros.

Dado que cada campo contiene un tipo específico de datos, es posible realizar operaciones coherentes, como sumar los valores numéricos de dos campos o comparar las fechas de dos campos diferentes.

El conjunto de registros que utilizan los mismos campos conforma una tabla. Una base de datos puede contener muchas tablas.

Definiciones Clave en la Gestión de Datos

Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD)

Es un programa que permite crear y manejar bases de datos. Un SGBD puede gestionar una o muchas bases de datos simultáneamente.

Modelo de Datos

Es el conjunto de conceptos y reglas de composición que, combinados, son capaces de representar un sistema de información, tanto en su parte estática como dinámica.

Sistema de Información (SI)

Es un conjunto de datos ordenadamente relacionados entre sí siguiendo ciertas reglas. Su propósito es aportar al sistema objeto la información necesaria para el cumplimiento de sus fines, lo cual implica recoger, procesar y almacenar los datos, facilitando su recuperación, elaboración y presentación.

El propósito principal de una base de datos es organizar y almacenar datos para su fácil manejo, siendo una herramienta esencial para llevar el registro de múltiples elementos o personas.

Características Esenciales de un Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD)

1. Independencia Lógica y Física de los Datos:

   Se refiere a la capacidad de modificar una definición de esquema en un nivel de la arquitectura sin que esta modificación afecte al nivel inmediatamente superior.

2. Redundancia Mínima Controlada:

   La redundancia debe ser controlada para evitar duplicidades innecesarias. Las redundancias físicas, que a menudo son convenientes para la eficiencia, deben ser tratadas por el sistema para prevenir inconsistencias.

3. Acceso Concurrente por Múltiples Usuarios:

   Las bases de datos deben atender a múltiples usuarios y diferentes aplicaciones, manejando los datos como un recurso compartido para toda la organización, a diferencia de los sistemas de ficheros tradicionales.

4. Distribución Espacial de los Datos:

   Los datos pueden encontrarse en otra ubicación (otra habitación, edificio o país). El usuario no tiene por qué preocuparse de la localización espacial de los datos a los que accede.

5. Integridad de los Datos:

   Se refiere a las medidas de seguridad que impiden la introducción de datos erróneos o inconsistentes.

6. Consultas Complejas Optimizadas:

   Permite la rápida elaboración y ejecución de consultas complejas.

7. Seguridad de Acceso y Auditoría:

   Se refiere al derecho de acceso a los datos contenidos en la base por parte de personas y organismos autorizados.

8. Respaldo y Recuperación:

   Capacidad del sistema de base de datos para recuperar su estado en un momento previo a la pérdida de datos (rollback).

9. Acceso a Través de Lenguajes de Programación Estándar:

   Posibilidad de acceder a los datos de una base mediante lenguajes de programación ajenos al sistema de base de datos (por ejemplo, Java, Python).

Procesos Fundamentales y Tipos de Lenguajes

Procesos del Sistema de Información

Entrada de Información

Proceso mediante el cual el Sistema de Información capta los datos que requiere para su procesamiento. Las entradas pueden ser manuales o automáticas.

Almacenamiento de Información

Es una de las capacidades más importantes de un sistema, permitiendo recordar la información guardada en procesos anteriores. Esta información se almacena típicamente en estructuras denominadas archivos.

Lenguajes de Manipulación de Datos

Lenguajes Procedurales

Manipulan la base de datos registro a registro. Se especifica qué operaciones se deben realizar y cómo obtener los datos resultantes.

Lenguajes No Procedurales

Operan sobre conjuntos de registros. Se especifica qué datos deben obtenerse sin necesidad de detallar cómo hacerlo. El lenguaje no procedural más utilizado es SQL (Structured Query Language), que es el lenguaje estándar de los SGBD relacionales.

Arquitectura de Tres Esquemas: Niveles de Abstracción

La arquitectura de bases de datos se divide en tres niveles de abstracción, permitiendo la independencia de los datos:

1. Nivel Físico:

   Es el nivel más bajo de abstracción. Describe cómo se almacenan realmente los datos (el conjunto de bytes almacenados en un dispositivo magnético, como un disco, pista o sector determinado).

2. Nivel Lógico o Conceptual:

   Describe qué datos se almacenan en la BD y sus relaciones. Representa los objetos del mundo real, sus atributos, propiedades y las relaciones entre ellos. Este nivel comprende la descripción y la relación de los registros dentro de un programa.

3. Nivel Externo o de Vistas:

   Es el nivel más alto de abstracción. Describe la parte específica de la BD a la que los usuarios pueden acceder. Es la visión particular que tiene un usuario al ejecutar aplicaciones, sin necesidad de conocer el detalle completo de la estructura de los datos.

Clasificación de Bases de Datos (BD)

Según su Modificabilidad

• BD Estáticas:

  Diseñadas especialmente para la lectura. Su uso principal es almacenar datos históricos y desarrollar estudios, sin permitir modificaciones frecuentes.

• BD Dinámicas:

  Son modificables con el tiempo, permitiendo funciones constantes de actualización, edición y eliminación de datos.

Según su Contenido

• BD Bibliográficas:

  Registros que ayudan a clasificar diversos campos de datos, como autor, fecha de publicación o editorial.

• BD de Texto Completo:

  Permiten buscar términos específicos y palabras clave, ofreciendo todas las opciones de una BD bibliográfica, con la diferencia de que se puede consultar el texto íntegro archivado.

• Directorios:

  Bases de datos de uso diario que contienen elementos básicos para ordenar y organizar la información (ej. directorios telefónicos o de contactos).