n esta arquitectura, el esquema de una base de datos se define en tres niveles de abstracción distintos:1.- En el nivel interno.Este esquema se especifica mediante un modelo físico y describe todos los detalles para el almacenamiento de la base de datos, así como los métodos de acceso.Es el nivel más cercano al almacenamiento físico de los datos. Permite escribirlos tal y como están almacenados en el ordenador. En este nivel se diseñan los archivos que contienen la información, la ubicación de los mismos y su organización, es decir se crean los archivos de configuración.2.- En el nivel conceptual.Este esquema oculta los detalles de las estructuras de almacenamiento y se concentra en describir entidades, atributos, relaciones, operaciones de los usuarios y restricciones.En este nivel se representan los datos que se van a utilizar sin tener en cuenta aspectos como lo que representamos en el nivel interno.3.- En el nivel externo.Se describen varios esquemas externos o vistas de usuario. Cada esquema externo describe la parte de la base de datos que interesa a un grupo de usuarios determinado y oculta a ese grupo el resto de la base de datos.Es el más cercano al usuario. En este nivel se describen los datos o parte de los datos que más interesan a los usuarios.

Una base de datos especifica tiene un único nivel interno y un único nivel

conceptual pero puede tener varios niveles externos.

1.5 Niveles de abstracciónPosted on December 7, 2012 by israfives

Uno de los objetivos principales de un sistema de base de datos es

proporcionar a los usuarios una visión abstracta de la información. Es

decir, el sistema oculta ciertos detalles relativos a la forma como los

datos se almacenan y mantienen.

Los sistemas de base de datos muchas veces son utilizados por personal

que no cuenta con conocimientos de computación, esta complejidad

debe estar escondida para los usuarios. Para ocultarla, se definen varios

niveles de abstracción en los que puede observarse la base de datos.

Nivel físico: este es el nivel más bajo de abstracción, en el que se

describe cómo se almacenan realmente los datos.

Nivel conceptual: Este es el siguiente nivel más alto de

abstracción, en el que se describe cuáles son los datos reales que

están almacenados en la base de datos y qué relaciones existen

entre los datos.

Nivel de visión:  Este es el nivel de abstracción más alto, en el cual

se describe solamente una parte de la base de datos. Aunque en

el nivel conceptual se utilizan estructuras más simples, todavía

queda una forma de complejidad que resulta del gran tamaño de

la base de datos.

1.1 Objetivo de las Bases de Datos

Las bases de datos constituyen una parte integrante y fundamental del sistema de información y tienen su razón de ser en la misma existencia de esté.

 Las necesidades de información de nuestra sociedad actual se dejan sentir de forma cada vez más imperiosa. El problema de la información está estrechamente relacionado con el desarrollo económico y social. La investigación, la planificación y la toma de decisiones exigen una información precisa, oportuna, completa, coherente y adaptada a las necesidades específicas de cada usuario y de cada circunstancia. 

La información es vital para el desarrollo de los pueblos. Una primera acepción esta relacionada con la investigación, y considera la información como elemento escencial y como elemento de E/S en toda actividad del campo de la investigación. Otra acepción la considera como CONOCIMIENTO TRANSMISIBLE lo cual beneficia a grupos de individuos en diversas actividades tales como: socioculturales, medicina, educación, medios de comunicación, entre muchos mas.

También se considera a la información como un recurso fundamental, un bien en el sentido ecnómico del término, que ha de ser usado en alguna actividad del ser humano, por lo tanto es escencial para la productividad e igualdad de oportunidades. 

Las cualidades que debe poseer la información, y que hacen de ella un recurso fundamental de las organizaciones y de los individuos, son básicamente:

* Precisión

* Oportunidad* Compleción* Significado* Integridad 

Cualidades de la Información: 

Precision Oportunidad Compleción Significado Integridad

Se refiere al porcentaje de información correcta sobre la información total del sistema (BD) El sistema podrá señalar ciertos errores o incompatibilidades en los datos para tener coherencia.

Se refiere al tiempo transcurrido desde el momento en que se produjo el hecho que originó el dato hasta el momento en el que la información se pone a disposición del usuario.

Significa que la información debe ser completa para cumplir con sus objetivos, ya que de esto depende la toma de decisiones.

Debe contener el máximo contenido semántico para que la información sea relamente verdadera. Debe ser comprensible e interesante, lo que supone no proporcionar a los usuarios un volúmen grande de información que no pueda ser asimilada.

La información contenida en el sistema debe ser coherente y consistente con las reglas semánticas propias del mundo real al que ha de representar.

1.2 Áreas de aplicación de los Sistemas de Bases de Datos 

1.Banca: información de clientes, cuentas, transacciones, préstamos, etc. 

2.Líneas aéreas: Clientes, horarios, vuelos, destinos, etc. (1ras bases distribuidas geográficamente)

3.Universidades: Estudiantes, carreras, horarios, materias, etc.

4.Transacciones de tarjeta de crédito: para comprar con tarjetas de crédito y la generación de los extractos mensuales.

5.Telecomunicaciones: para guardar registros de llamadas realizadas, generar facturas mensuales, mantener el saldo de las tarjetas, telefónicas de prepago y almacenar información sobre las redes.

6. Medicina: Registro de enfermedades, datos biológicos, etc.

En realidad su uso es muy amplio y se puede tener en cualquier sistema.

Despues de analizar todo lo anterior, veamos una definición de Base de Datos:

"Deposito de datos integrados, almacenados en soporte secundario y con redundancia controlada. Los datos que han de ser compartidos por diferentes usuarios y aplicaciones,

deben mantenerse independientes de ellos, y su definición (estructura de la BD) única y alamcenada junto con los datos, se ha de apoyar en un modelo de datos el cual ha de permitir captar las interrelaciones y restricciones existentes en el mundo real. Los procedimientos de actualización y recuperación, comúnes y bien determinados, facilitarán la seguridad del conjunto de los datos." 

 

1.3 Modelos de Datos 

Existen modelos de datos que tienen herramientas para relacionar unos datos con otros de la misma forma que ocurre en el mundo real. Dentro de los modelos existentes hoy en día podemos hacer dos clasificaciones:

       Modelos de diseño: Predomina el modelo “Entidad/relación”.

 Modelos de representación: 

Primero apareció el modelo jerárquico o de tipo árbol.

Posteriormente se evolucionó hacia el modelo de red en el que se usan registros unidos por enlaces.

Actualmente el modelo más usado es el modelo relacional basado en tablas sin olvidar el Modelo Orientado a objetos.

Tambien podemos verlo de la siguiente forma:

Los Modelos Conceptuales: Los modelos conceptuales se utilizan para representar la realidad a un alto nivel de abstracción. Mediante los modelos conceptuales se puede construir una descripción de la realidad fácil de entender.Los Modelos Lógicos: En los modelos lógicos, las descripciones de los datos tienen una correspondencia sencilla con la estructura física de la base de datos.

1.4 Arquitectura del Sistema Gestor de Bases de Datos

Un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD) es un software que permite manipular las bases de datos. También es llamado DBMS 

Objetivos de un SGBDLos SGBD se diseñan para gestionar grandes cantidades de información.La gestión de los datos implica tanto la definición de estructuras para almacenar la información como la provisión de mecanismos para la manipulación de la información.Los SGBD deben proporcionar la fiabilidad de la información almacenada, a pesar de las caídas del sistema o los intentos de acceso sin autorización.Si los datos van a ser compartidos entre diversos usuarios, el sistema debe evitar posibles resultados  anómalos.

Componentes de un SMBD–DDL (data definition languaje): especifica el esquema de BD. Resultado: Diccionario de datos–DML (data manipulation languaje):Recuperación de informaciónAgregar informaciónQuitar informaciónModificar información

DML --> Características:–Procedimentales (SQL): requieren que el usuario especifique qué datos se muestran y cómo obtener esos datos  –No Procedimentales (QBE): requieren que el usuario especifique qué datos se muestran y sin especificar cómo obtener esos datos

Entonces:–La definición de una BD consiste en especificar los tipos de datos, las estructuras y restricciones de los mismos.–La construcción de la BD es el proceso de almacenar datos concretos en algún dispositivo de almacenamiento bajo la gestión del DBMS.–La manipulación de BD incluye funciones tales como consultar la BD para recuperar datos específicos, actualizar los datos existentes, reflejar cambios producidos, etc.  Aplicaciones de los SGBD

BANCA: Para información de los clientes, cuentas y préstamos, y transacciones.LÍNEAS AÉREAS: Para reservas e información de planificación.UNIVERSIDADES: Para información de los estudiantes, matriculas de las asignaturas y cursos.TRANSACCIONES DE TARJETAS DE CRÉDITO: Para compras con TC y generación mensual de extractos.RECURSOS HUMANOS: para información sobre los empleados, salarios, impuestos y beneficios, y para la generación de nominas.TELECOMUNICACIONES: Para guardar un registro de las llamadas realizadas, generación mensual de facturas, manteniendo el saldo de las tarjetas telefónicas prepago y para almacenar información sobre redes de comunicaciones.FINANZAS: Para almacenar información sobre grandes empresas, ventas y compras de documentos formales financieros, como bolsa y bonos.VENTAS: Para información de clientes productos y compras.PRODUCCIÓN: Para la gestión de la cadena de producción y para el seguimiento de la producción de elementos  en las factorías, inventarios de elementos en almacenes y pedidos de elementos. Los SGBD deben cumplir con las propiedades ACID para las transacciones:

  Atomicity (Atomicidad: las transacciones son atómicas, por ej. el cargo y abono, o existen los dos o ninguno)

  Consistency (Consistencia: una transacción transforma un estado consistente de la BD en otro)

  Isolation (Aislamiento: las transacciones están aisladas entre si)

  Durability (Durabilidad: después que una transacción ha sido confirmada ella persiste) 

Arquitectura del SGBD

1.5 Niveles de abstracción de una Base de Datos

Se puede observar en los SI la existencia de dos estructuras distintas, la lógica (vista del usuario) y la física (forma en que se encuentran los datos en el almacenamiento). Pero hay otro nivel de abstracción denominado: conceptual o lógico global.

Esta estructura intermedia pretende una representación global de los datos que se interponga entre las estructuras lógica y física de la arquitectura de dos niveles, siendo independiente, tanto del equipo como de cada usuario en particular.

–Visión: ve solo los datos de interes (muchas vistas para la misma BD) a través de programas de aplicación.

–Conceptual: qué datos se almacenan en la BD y qué relaciones existen entre ellos

–Físico: describe cómo se almacenan realmente los datos (archivos y hardware)

1.6 Tipos de usuarios 

Los distintos tipos de usuarios de una base de datos pueden clasificarse en: Usuarios informáticos

Usuarios finales.

1.- Usuarios Informáticos

Tienen a su cargo la tarea de de creación y mantenimiento de la base de datos, asi como la realización de los procedimientos y programas que necesiten los usuarios finales. Entre estos se pueden distinguir:Diseñadores: Responsables de identificar los datos que han de estar contenidos en la BD.Diseñadores lógicos: Capaces de determinar que datos debe contener la BD y conseguir plasmar el punto de vista del conjunto de usuarios en las estructuras lógicas más adecuadas.Diseñadores físicos: Su objetivo es transformar la estrucutras lógicas en estructuras físicas que proporcionen la mayor eficiencia de cara a la máquina.

Administradores: El uso compartido de recursos, propio de una BD, obliga a la existencia de un administrador, cuya misión es la vigilancia y gestión de los datos. El principal recurso en una BD son los datos, y el administrador debe estar al pendiente para que estos no se destruyan ni se contaminen, perdiendo su confidencialidad, disponibilidad e integridad.Analistas y programadores: Tienen a su cargo el análisis y la programación de las tareas que no pueden ser llevadas a cabo por los usuarios finales. Para ello han de desarrollar distintos procedimientos y programas que ponen a disposición de los usuarios finales a fin de facilitarles su trabajo.

2.- Usuarios finales

Son aquellos que tienen que acceder a los datos porque los necesitan para llevar a cabo su actividad.

1.6 Tipos de usuariosPosted on December 7, 2012 by israfives

Usuarios normales. Son usuarios no sofisticados que interactúan con

el sistema mediante un programa de aplicación con una interfaz de

formularios, donde puede rellenar los campos apropiados del formulario.

Estos usuarios pueden también simplemente leer informes generados de

la base de datos.

Programadores de aplicaciones. Son profesionales informáticos que

escriben los programas de aplicación, utilizando herramientas para

desarrollar interfaces de usuario, como las herramientas de desarrollo

rápido de aplicaciones (DRA), que facilitan crear los formularios e

informes sin escribir directamente el programa.

Usuarios sofisticados. Interactúan con el sistema sin programas

escritos, usando el lenguaje  de consulta  de base de datos para hacer

sus consultas. Los analistas que envían las consultas para explorar los

datos en la base de datos entran en esta categoría, usando ellos las

herramientas de procesamiento analítico en línea (OLAP, OnLine

Analytical Processing), o herramientas de recopilación de datos.

Usuarios especializados. Son usuarios sofisticados que escriben

aplicaciones de bases de datos especializadas y adecuadas para el

procesamiento de datos tradicional. Entre estas aplicaciones están los

sistemas de diseño asistido por computadora, sistemas de base de

conocimientos y sistemas expertos,  sistemas que almacenan datos de

tipos de datos complejos (como gráficos y de audio) y sistemas de

modelado de entorno.

Administradores de la base de datos (ABD). Son las personas que

tienen el control central del SGBD. Entre las funciones del ABD se

encuentran:

Definición del esquema de la base de datos.

Definición de la estructura y el método de acceso.

Modificación del esquema y la organización física.

Concesión de autorización para el acceso a los datos.

Mantenimiento rutinario.

1.7 Tipos de lenguajes 

Las distintas funciones que ha de cumplir un SGBD hacen necesario disponer de diferentes tipos de lenguajes y procedimientos que permitan la comunicación con la base de datos; unos están orientados hacia la función (definición o manipulación), y otros dirigidos a diferentes tipos de usuarios o de aplicaciones.

Los usuarios informáticos suelen usar el lenguaje habitual (lenguaje anfitrión), desde luego éste deberá permitir hacer llamadas a la BD. El conjunto de sentencias de manipulación del SGBD que pueden ser llamadas desde un lenguaje de programación, permitiendo así el acceso a la BD, se suele denominar SUBLENGUAJE DE DATOS, y también LENGUAJE HUESPED O EMBEBIDO.

Ejemplos de lenguajes anfitrión para la manipulación de datos son: COBOL, PASCAL, JAVA, C, PHP, etc.

El administrador de la BD ha de disponer de instrumentos que le permitan describir los datos con facilidad y precisión, especificando sus distintas estrcuturas; es lo que se denomina lenguaje de definición de datos. Estos lenguajes de definición de datos son autocontenidos y no tienen la necesidad de apoyarse en ningún otro lenguaje de programación.

Los lenguajes para manipulación de datos deben dar a los usaurios la posibilidad de referirse a determinados conjuntos de datos, que cumplan ciertas condiciones (criterio de selcción), como que un atributo tenga un determinado valor, o que un conjunto de atributos y valores satisfagan

cierta expresión lógica. Además del criterio de selcción, es preciso indicar la estructura externa que se desea actualizar o recuperar.

Por ejemplo un lenguaje autocontenido es el -SQL-. También puede ser llamado desde un programa en PHP, por lo cual en ese instante actúa como Huesped.

1.7 Lenguajes de base de datosPosted on December 7, 2012 by israfives

Base de datos tipo fichero: 

consisten en ficheros de texto divididos en filas y columnas. Pueden ser

útiles para aplicaciones muy simples, pero no para aplicaciones

medianas o complejas, debido a sus limitaciones.

Base de datos tipo relacional: 

Las bases de datos relacionales son las más populares actualmente. la

posibilidad de relacionar varias tablas de datos entre sí, compartiendo

información y evitando la duplicidad y los problemas que ello conlleva

Sin embargo, tienen un punto débil, la mayoría de ellas no admite la

incorporación de objetos multimedia.

Base de datos tipo orientada a objetos: 

La base de datos está constituida por objetos, que pueden ser de muy

diversos tipos, y sobre los cuales se encuentran definidas unas

operaciones. estas bases de datos pueden manejar información binaria,

objetos multimedia de una forma eficiente. Su limitación suele residir en

su especialización, ya que suelen estar diseñadas para un tipo particular

de objetos.

Base de datos tipo hibrido: 

Las bases de datos híbridas combinan características de las bases de

datos relacionales y las bases de datos orientadas a objetos. Manejan

datos textuales y datos binarios como los de multimedia, a los cuales se

extienden las posibilidades de consulta. Es una tecnología reciente y aún

existen pocas en el mercado.

FORMAS NORMALES 

Son las técnicas para prevenir las anomalías en las tablas. Dependiendo

de su estructura, una tabla puede estar en primera forma normal,

segunda forma normal o en cualquier otra.

1.8 TÓPICOS SELECTOS DE BASE DE DATOSUn tópico es una idea o un tema en específico, en este caso bases de datos, así que resumiremos los tópicos más importantes, o selectos de bases de datos. Una base de datos es una biblioteca donde a de mantener listas de los libros que posee, de los usuarios que tiene de sus productos, ventas y empleados.

A este tipo de información se le llama datos.

Un gestor de base de datos es un programa que permite introducir y almacenar datos, ordenarlos y manipularlos. Organizarlos de manera significativa para que se pueda obtener información no visible como totales, tendencias o relaciones de otro tipo.

Debe permitir:

-Introducir datos-Almacenar datos-Recuperar datos y trabajar con ellosTabla o fichero, registro y campo

Un programa de base de datos almacena la información que introducimos en forma de tablas como las que podemos ver, por ejemplo, en una lista telefónica.

Registro: es el concepto básico en el almacenamiento de datos. El registro agrupa la información asociada a un elemento de un conjunto y está compuesto por campos.

Tabla: conjunto de registros homogéneos con la misma estructura.Tipos de base de datos: planas y relacionalesPara hacer una base de datos que cumpla las funciones de listín telefónico necesitamos una sola tabla, pero puede haber casos en los que necesitemos más de una.

A esta forma de organizar la base de datos mediante distintas tablas relacionadas por campos comunes se le llama base de datos relacional.No todos los programas de gestión de base de datos tienen esta capacidad de manejar bases de datos relacionales, por eso, antes de elegir uno deberemos considerar si necesitamos o no esta capacidad.

Esta base de datos relacional estará formada por tablas. Con la característica de que las mismas se relacionan entre sí mediante uno o más campos. Se puede decir que cada objeto de la realidad será una tabla en nuestra base de datos y que hay que buscar la manera de reflejar las relaciones antes mencionadas.

Para este tipo de bases de datos con múltiples usuarios aparecieron las llamadas bases de datos de red. Estas están situadas en un único ordenador –llamado servidor (generalmente ordenadores de gran potencia)   y se puede acceder a ellas desde terminales u ordenadores con un programa que permita el acceso a ella –los llamados clientes–. Los Gestores de bases de datos de este tipo permiten que varios usuarios hagan operaciones sobre ella al mismo tiempo: uno puede hacer una consulta al mismo tiempo que otro, situado en un lugar diferente, está introduciendo datos en la base.

Utilidad de una base de datos: Las tres cosas básicas que debe permitir un gestor de base de datos son: introducir datos, almacenarlos y recuperarlos.Al mismo tiempo permiten otra serie de funciones que hacen de ellos herramientas incomparablemente superiores a los métodos tradicionales de almacenamiento de datos: archivadores, carpetas, etc.

Cualquier gestor debe permitir: ordenar los datos, realizar búsquedas, mostrar distintas vistas de los datos, realizar cálculos sobre ellos, resumirlos, generar informes a partir de ellos, importarlos y exportarlos.

Búsquedas

En los antiguos sistemas de archivo de datos si se quería buscar un conjunto determinado de registros era necesario tener los datos ordenados previamente por un criterio determinado (por ejemplo, en los ficheros de biblioteca, por materia o autor). Luego visualmente y a mano, a menudo con gran trabajo y pérdida de tiempo, ir extrayendo los registros de uno en uno. Al terminar de usarlos se tenía que seguir el proceso contrario. En el caso de que se quisiera hacer una búsqueda por un criterio diferente al   del orden del archivo.