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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR
INSTITUTO DE MEJORAMIENTO PROFESIONAL DEL MAGISTERIOEXTENSIÓN ACADÉMICA PARAGUANÁ.UNIDAD CURRICULAR: BASE DE DATOS
TUTOR: PROF RAÚL RAMONES
Informe Unidad I: Bases de Datos
Realizado por:
Ángel Amaya
C.I: 19879742
Santa Cruz de Los Taques, junio 2014.
INTRODUCCIÓN
La computadora es una maquina electrónica que se utiliza para tratar
información. Igualmente, se sabe que la información puede ser de dos tipos:
programas y datos. Los programas indican a la computadora el tipo de
“tratamiento” que se debe realizar sobre los datos.
La computadora puede trabajar con datos individuales o puede trabajar
sobre un conjunto de datos lógicamente relacionados entre sí. Un ejemplo de
trabajo con datos individuales puede ser aquel que realiza un programa el cual
calcula el precio de venta de una cantidad determinada de un artículo; se
multiplica el precio unitario del artículo dado por la cantidad. Por el contrario, el
proceso sobre un conjunto de datos puede ser calcular el precio de venta de
una serie de artículos distintos; las características de cada artículo (precio,
cantidad, etc.) deberán estar organizadas de alguna forma sobre un soporte de
información.
No sería lógico tener a una persona dedicada a teclear todos los días el
precio, por ejemplo, de cada uno de los artículos que venda la empresa.
Parece más lógico, sin embargo almacenar dichos precios en un soporte de
información para evitar teclear constantemente los mismos datos. Pues bien el
presente informe trata de cómo organizar los datos en un soporte de
almacenamiento.
1.
BASES DE DATOS
Una base de datos es un conjunto de datos que pertenecen a un mismo
contexto y almacenados se pueden utilizar las veces que necesitemos. Se
podría decir que, una biblioteca puede considerarse una base de datos
compuesta en su mayoría por documentos, que si los organizamos en orden
podremos consultarlos cuando los necesitemos. En la actualidad, y debido al
desarrollo tecnológico de campos como la informática y la electrónica, la
mayoría de las bases de datos están en un formato electrónico, que ofrece un
amplio rango de soluciones al problema de almacenar datos. La idea central de
una base de datos es la organización. Siendo de gran utilidad para resguardar
información valiosa y accesar a la misma de manera rápida y precisa. Su
tipología es variada y se caracterizan por una alta estructuración y
estandarización de la información. El término de “bases de datos” fué
escuchado por primera vez en 1963, en un simposio celebrado en California,
USA.
2. ¿QUE SON LAS BASES DE DATOS?
Es el conjunto de informaciones almacenadas en un soporte legible por
ordenador y organizadas internamente por registros (formado por todos los
campos referidos a una entidad u objeto almacenado) y campos (cada uno
de los elementos que componen un registro). Permite recuperar cualquier
clase de información con componentes de: referencias, documentos
textuales, imágenes, datos estadísticos, etc; Estas pueden ser “estáticos”
(solo lectura) o “dinámicos” (lectura y escritura). Flory, 1982. “Una base de
datos es un conjunto de información almacenada en una memoria auxiliar
que permite acceso directo, y un conjunto de programas que manipulan esos
datos.”
2.1 COMPONENTES BÁSICOS DE UNA BASE DE DATOS
Documentos, constituyen la entidad físico/cognitiva compleja que alberga la
estructura formal, basada en los datos físicos necesarios para su
identificación (título, autor, lugar de publicación, fecha, edición,…) y la
estructura lógico-cognitiva, centrada en el contenido y en las propiedades
semánticas.
Representación de documentos, tanto de sus propiedades físicas como
semánticas se hace mediante palabras clave, frases, etc. que servirán de
puntos de acceso cuando interroguemos al sistema.
Necesidades de información de los usuarios, manifestadas en la solicitud
de información.
Representación de las necesidades de información, expresadas también
con palabras clave o frases.
Comparación de la representación de información con la representación de
los documentos. Las bases de datos, basadas en la función semejanza
compara, a través de un índice, ambas representaciones para seleccionar
los documentos relevantes.
2.2 CLASIFICACIÓN
Según la naturaleza de la información contenida en las bases de datos, se
distinguen dos grandes grupos:
Bases de datos referenciales: La información que contiene es muy
estructurada principalmente a través de tablas. Con éstas se pueden
establecer relaciones que pueden dar lugar a nuevas tablas o bases de
datos. Ejemplo de este tipo de base de datos es el programa Access,
Oracle, etc.
Bases de datos documentales: Los registros que componen la base de
datos se relaciona con los documentos almacenados. Su organización se
estructura de la siguiente manera: un registro se relacionan con un número
de identificación del documento original, y se puede acceder a éste
mediante los distintos campos.
Dependiendo del tipo de cobertura temática pueden ser:
Bases de datos multidisciplinares: la documentación almacenada abarca
distintas disciplinas científicas como es el caso de TESEO (tesis de todas
las disciplinas)
Bases de datos especializadas: la documentación almacenada abarca sólo
una disciplina como es el caso de Medline (sólo documentación
relacionada con Medicina)
Según la cobertura geográfica:
Internacionales: Almacenan la documentación publicada en cualquier lugar
del mundo. Por ejemplo: LISA
Nacionales: Almacenan la documentación publicada sólo en un ámbito
nacional. Por ejemplo: IME
3. SISTEMA DE GESTIÓN DE BASE DE DATOS (SGBD)
Un Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD, en inglés DBMS: DataBase
Management System) es un sistema de software que permite la definición de
bases de datos; así como la elección de las estructuras de datos necesarios
para el almacenamiento y búsqueda de los datos, ya sea de forma interactiva
o a través de un lenguaje de programación. Un SGBD relacional es un
modelo de datos que facilita a los usuarios describir los datos que serán
almacenados en la base de datos junto con un grupo de operaciones para
manejar los datos.
Los SGBD relacionales son una herramienta efectiva que permite a varios
usuarios acceder a los datos al mismo tiempo. Brindan facilidades eficientes
y un grupo de funciones con el objetivo de garantizar la confidencialidad, la
calidad, la seguridad y la integridad de los datos que contienen, así como un
acceso fácil y eficiente a los mismos.
3.1 CARACTERÍSTICAS
Entre las principales características de los sistemas de base de datos
podemos mencionar:
Independencia lógica y física de los datos.
Redundancia mínima.
Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios.
Integridad de los datos.
Consultas complejas optimizadas.
Seguridad de acceso y auditoría.
Respaldo y recuperación.
Acceso a través de lenguajes de programación estándar.
3.2 VENTAJAS DE LAS BASES DE DATOS
- Control sobre la redundancia de datos:
Los sistemas de ficheros almacenan varias copias de los mismos datos
en ficheros distintos. Esto hace que se desperdicie espacio de
almacenamiento, además de provocar la falta de consistencia de datos.
En los sistemas de bases de datos todos estos ficheros están integrados,
por lo que no se almacenan varias copias de los mismos datos. Sin embargo,
en una base de datos no se puede eliminar la redundancia completamente,
ya que en ocasiones es necesaria para modelar las relaciones entre los
datos.
- Consistencia de datos:
Eliminando o controlando las redundancias de datos se reduce en gran
medida el riesgo de que haya inconsistencias. Si un dato está almacenado
una sola vez, cualquier actualización se debe realizar sólo una vez, y está
disponible para todos los usuarios inmediatamente. Si un dato está duplicado
y el sistema conoce esta redundancia, el propio sistema puede encargarse
de garantizar que todas las copias se mantienen consistentes.
- Compartir datos:
En los sistemas de ficheros, los ficheros pertenecen a las personas o a
los departamentos que los utilizan. Pero en los sistemas de bases de datos,
la base de datos pertenece a la empresa y puede ser compartida por todos
los usuarios que estén autorizados.
- Mantenimiento de estándares:
Gracias a la integración es más fácil respetar los estándares necesarios,
tanto los establecidos a nivel de la empresa como los nacionales e
internacionales. Estos estándares pueden establecerse sobre el formato de
los datos para facilitar su intercambio, pueden ser estándares de
documentación, procedimientos de actualización y también reglas de acceso.
- Mejora en la integridad de datos:
La integridad de la base de datos se refiere a la validez y la consistencia
de los datos almacenados. Normalmente, la integridad se expresa mediante
restricciones o reglas que no se pueden violar. Estas restricciones se pueden
aplicar tanto a los datos, como a sus relaciones, y es el SGBD quien se debe
encargar de mantenerlas.
- Mejora en la seguridad:
La seguridad de la base de datos es la protección de la base de datos
frente a usuarios no autorizados. Sin unas buenas medidas de seguridad, la
integración de datos en los sistemas de bases de datos hace que éstos sean
más vulnerables que en los sistemas de ficheros.
- Mejora en la accesibilidad a los datos:
Muchos SGBD proporcionan lenguajes de consultas o generadores de
informes que permiten al usuario hacer cualquier tipo de consulta sobre los
datos, sin que sea necesario que un programador escriba una aplicación que
realice tal tarea.
- Mejora en la productividad:
El SGBD proporciona muchas de las funciones estándar que el
programador necesita escribir en un sistema de ficheros. A nivel básico, el
SGBD proporciona todas las rutinas de manejo de ficheros típicas de los
programas de aplicación.
El hecho de disponer de estas funciones permite al programador
centrarse mejor en la función específica requerida por los usuarios, sin tener
que preocuparse de los detalles de implementación de bajo nivel.
- Mejora en el mantenimiento:
En los sistemas de ficheros, las descripciones de los datos se encuentran
inmersas en los programas de aplicación que los manejan.
Esto hace que los programas sean dependientes de los datos, de modo
que un cambio en su estructura, o un cambio en el modo en que se
almacena en disco, requiere cambios importantes en los programas cuyos
datos se ven afectados.
Sin embargo, los SGBD separan las descripciones de los datos de las
aplicaciones. Esto es lo que se conoce como independencia de datos,
gracias a la cual se simplifica el mantenimiento de las aplicaciones que
acceden a la base de datos.
- Aumento de la concurrencia:
En algunos sistemas de ficheros, si hay varios usuarios que pueden
acceder simultáneamente a un mismo fichero, es posible que el acceso
interfiera entre ellos de modo que se pierda información o se pierda la
integridad. La mayoría de los SGBD gestionan el acceso concurrente a la
base de datos y garantizan que no ocurran problemas de este tipo.
- Mejora en los servicios de copias de seguridad:
Muchos sistemas de ficheros dejan que sea el usuario quien proporcione
las medidas necesarias para proteger los datos ante fallos en el sistema o en
las aplicaciones. Los usuarios tienen que hacer copias de seguridad cada
día, y si se produce algún fallo, utilizar estas copias para restaurarlos.
En este caso, todo el trabajo realizado sobre los datos desde que se hizo
la última copia de seguridad se pierde y se tiene que volver a realizar. Sin
embargo, los SGBD actuales funcionan de modo que se minimiza la cantidad
de trabajo perdido cuando se produce un fallo.
3.3 DESVENTAJAS DE LAS BASES DE DATOS
- Complejidad:
Los SGBD son conjuntos de programas que pueden llegar a ser
complejos con una gran funcionalidad. Es preciso comprender muy bien esta
funcionalidad para poder realizar un buen uso de ellos.
- Coste del equipamiento adicional:
Tanto el SGBD, como la propia base de datos, pueden hacer que sea
necesario adquirir más espacio de almacenamiento. Además, para alcanzar
las prestaciones deseadas, es posible que sea necesario adquirir una
máquina más grande o una máquina que se dedique solamente al SGBD.
Todo esto hará que la implantación de un sistema de bases de datos sea
más cara.
- Vulnerable a los fallos:
El hecho de que todo esté centralizado en el SGBD hace que el sistema
sea más vulnerable ante los fallos que puedan producirse. Es por ello que
deben tenerse copias de seguridad (Backup).
3.4 TIPOS DE CAMPOS
Cada Sistema de Base de Datos posee tipos de campos que pueden ser
similares o diferentes. Entre los más comunes podemos nombrar:
Numérico: entre los diferentes tipos de campos numéricos podemos
encontrar enteros “sin decimales” y reales “decimales”.
Booleanos: poseen dos estados: Verdadero “Si” y Falso “No”.
Memos: son campos alfanuméricos de longitud ilimitada. Presentan el
inconveniente de no poder ser indexados.
Fechas: almacenan fechas facilitando posteriormente su explotación.
Almacenar fechas de esta forma posibilita ordenar los registros por
fechas o calcular los días entre una fecha y otra.
Alfanuméricos: contienen cifras y letras. Presentan una longitud
limitada (255 caracteres).
Auto-incrementables: son campos numéricos enteros que
incrementan en una unidad su valor para cada registro incorporado.
Su utilidad resulta: Servir de identificador ya que resultan exclusivos
de un registro.
3.5 TIPOS DE BASE DE DATOS
Entre los diferentes tipos de base de datos, podemos encontrar los
siguientes:
MySql: es una base de datos con licencia GPL basada en un servidor.
Se caracteriza por su rapidez. No es recomendable usar para grandes
volúmenes de datos.
PostgreSql y Oracle: Son sistemas de base de datos poderosos.
Administra muy bien grandes cantidades de datos, y suelen ser
utilizadas en intranets y sistemas de gran calibre.
Access: Es una base de datos desarrollada por Microsoft. Esta base
de datos, debe ser creada bajo el programa access, el cual crea un
archivo .mdb con la estructura ya explicada.
Microsoft SQL Server: es una base de datos más potente que
access desarrollada por Microsoft. Se utiliza para manejar grandes
volúmenes de informaciones.
3.6 MODELO ENTIDAD-RELACIÓN
Los diagramas o modelos entidad-relación (denominado por su siglas,
ERD “Diagram Entity relationship”) son una herramienta para el modelado de
datos de un sistema de información. Estos modelos expresan entidades
relevantes para un sistema de información, sus inter-relaciones y
propiedades.
3.7 CARDINALIDAD DE LAS RELACIONES
El diseño de relaciones entre las tablas de una base de datos puede ser
la siguiente:
Relaciones de uno a uno: una instancia de la entidad A se relaciona
con una y solamente una de la entidad B.
Relaciones de uno a muchos: cada instancia de la entidad A se
relaciona con varias instancias de la entidad B.
Relaciones de muchos a muchos: cualquier instancia de la entidad
A se relaciona con cualquier instancia de la entidad B.
4. ESTRUCTURA DE UNA BASE DE DATOS
Una base de datos, a fin de ordenar la información de manera lógica,
posee un orden que debe ser cumplido para acceder a la información de
manera coherente. Cada base de datos contiene una o más tablas, que
cumplen la función de contener los campos.
En el siguiente ejemplo mostramos una tabla “comentarios” que contiene
4 campos.
Los datos quedarían organizados como mostramos en siguiente ejemplo:
Por consiguiente una base de datos posee el siguiente orden jerárquico:
Tablas
Campos
Registros
Lenguaje SQL
El lenguaje SQL es el más universal en los sistemas de base de datos.
Este lenguaje nos permite realizar consultas a nuestras bases de datos para
mostrar, insertar, actualizar y borrar datos.
A continuación veremos un ejemplo de ellos:
Mostrar: para mostrar los registros se utiliza la instrucción Select.
Select * From comentarios.
Insertar: los registros pueden ser introducidos a partir de sentencias
que emplean la instrucción Insert. Insert Into comentarios (titulo, texto,
fecha) Values ('saludos', 'como esta', '22-10-2007')
Borrar: Para borrar un registro se utiliza la instrucción Delete. En este
caso debemos especificar cual o cuales son los registros que
queremos borrar. Es por ello necesario establecer una selección que
se llevara a cabo mediante la cláusula Where. Delete From
comentarios Where id='1'.
Actualizar: para actualizar los registros se utiliza la instrucción
Update. Como para el caso de Delete, necesitamos especificar por
medio de Where cuáles son los registros en los que queremos hacer
efectivas nuestras modificaciones. Además, tendremos que
especificar cuáles son los nuevos valores de los campos que
deseamos actualizar. Update comentarios Set titulo='Mi Primer
Comentario' Where id='1'.
5. TÉRMINOS DE REPASO INTRODUCTORIOS A BASES DE DATOS
-Abstracción de datos: Técnica que permite diseñar estructuras de datos
que consiste en representar las características esenciales de una estructura
de datos, olvidándose de los detalles específicos de implementación de los
datos, escondiendo la complejidad a los usuarios para simplificar su
interacción con el sistema.
-Administrador de Base de Datos (ABD): La persona que tiene el control
central sobre el sistema gestor de bases de datos (SGBD), define el
esquema, la estructura y método de acceso a la BD, modifica el esquema y
controla organización física, pone las autorizaciones para el acceso a los
datos y da mantenimiento a la BD.
-Concurrencia: Ocurre cuando dos o más usuarios quieren acceder a los
mismos datos al mismo tiempo.
-Diccionario de datos: Conjunto de metadatos que contiene la
características lógicas de los datos que se van a utilizar en el sistema
(nombre, descripción, contenido y organización).
-Ejemplar de la base de datos: Colección de información almacenada en la
BD.
-Esquema de la base de datos: Es el diseño completo de la BD (tablas,
campos de cada tabla y relaciones entre cada campo y cada tabla).
Esquema físico: Diseño físico en el nivel físico.
Esquema lógico: Diseño de la BD en el nivel lógico.
-Independencia física de los datos: Cuando los programas de aplicación
no dependen del esquema físico y, por tanto, no deben ser modificados si
cambia el esquema físico.
-Lenguajes de BDs
Lenguaje de consultas: Lenguae que permite a los usuarios acceder
y recuperar información almacenada en la BD.
Lenguaje de definición de datos: Especifica un esquema de BD
mediante un conjunto de definiciones.
Lenguaje de manipulación de datos: Lenguaje para recuperar
información almacenada, insertar información nueva, borrar
información y modificar información de la BD.
-Máquinas cliente y servidor: Las máquinas cliente son donde trabajan los
usuarios remotos de la BD; las máquinas servidor son en las que se ejecuta
el sistema de BD.
-Metadatos: Datos acerca de los datos.
-Modelos de datos: Colección de herramientas para describir datos, las
relaciones entre ellos, su semántica y sus restricciones.
Modelo de datos orientado a objetos: Extensión del modelo
entidad-relación con las nociones de encapsulación, métodos
(funciones) e identidad de objeto.
Modelo de datos relacional: Utiliza un grupo de tablas para
representar los datos y las relaciones entre ellos. Basado en registros.
Modelo de datos relacional orientado a objetos: Combina el model
de datos orientado a objetos y el modelo de datos relacional.
Modelo entidad-relación (E-R): Basado en una percepción del
mundo real que consta de una colección de objetos básicos
llamados entidades, y de relaciones entre objetos.
-Programa de aplicación: Programa que se usa para interactuar con la BD.
-Sistema gestor de bases de datos (SGBD): Consiste en una colección de
datos interrelacionados y una colección de programas para acceder a los
datos. Proporciona un entorno conveniente y eficiente para los usuarios que
lo usan para la recuperación y almacenamiento de la información.
-Sistema de archivos: Estructuran la información guardada en una unidad
de almacenamiento de una computadora, que luego será representada
textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos. Proveen métodos
para crear, mover, renombrar y eliminar archivos y directorios.
-Transacciones: Colección de operaciones que se lleva a cabo como una
única función lógica en una aplicación de BD.
-Vistas de datos: Dependiendo del usuario que necesite información de la
BD, se le muestran ciertos elementos (vistas), proporcionándoles el sistema
sólo una parte de la BD.
BIBLIOGRAFÍAS
Biblios-100: Gestor de Bases de datos documentales
http://www.ucm.es/info/multidoc/multidoc/revista/cuadern5/ceseda.htm
Servicio de bases de datos del CSIC
http://www.uma.es/Servicios/Biblioteca/cdromcsic.htm
Tutorial de bases de datos documentales
http://www.unex.es/teledoc/tutorial/index.html?sm1
BERTINO, E. A. y MARTINO, L. A. 1995. Sistemas de bases de datos
orientadas a objetos. s.l. : Ediciones Díaz de Santos, 1995.
COBO, ÁNGEL y GÓMEZ, PATRICIA. 2005. PHP y MySQL-
tecnologias para el desarrollo de aplicaciones web. s.l. : Ediciones
Díaz de Santos, 2005. 8479787066.
Enciclopedia “Auto Didacta 2000”, Temática Informática. Equipo
Cultural S.A., MADRID ESPAÑA.
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