Resumiendo... (Unidad I a IV)

abril 15, 2014

Resumiendo... (Unidad I a IV)

Las bases de datos se idearon gracias a la necesidad de las grandes empresas para almacenar enormes cantidades de información de una forma rápida, sencilla y confiable, y a que a su vez esta información pueda ser accedida en cualquier momento sin tener que movilizarse a lugares dedicados a archivar documentación.

Cuando comenzó el despliegue de los programas informáticos se empezaron a almacenar datos en los archivos de los programas, lo cual era más cómodo en un principio, pero se generaban grandes dificultades al tener que realizar modificaciones en la estructura de lso registros simplemente buscar información. A fines de los sesenta nacen las bases de datos.

Definición

Una base de datos puede definirse como una lista de información organizada que posee u aspecto o finalidad común. Es una biblioteca central de datos diseñada para poder ser compartida por muchos usuarios con una diversidad de aplicaciones. Permitiendo almacenar datos de forma organizada y obtener información sobre esos datos.

Objetivos

Mantener datos precisos y consistentes.
Asegurar que todos los datos requeridos para las aplicaciones actuales y futuras estén disponibles.
Permitir que la base de datos evolucione.

Características

Control centralizado de los datos.
Mínima redundancia.
Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios.
Integridad de los datos.
Consistencia de los datos.
consultas complejas optimizadas.
Seguridad de acceso.
Respaldo y recuperación.

Desventajas de uso de las bases de datos

Costo del equipamiento adicional: por mayor espacio de almacenamiento, rendimiento de velocidad en las prestaciones, requiriendo la adquisición de un equipamiento con mayor potencia o una máquina dedicada solo a la aplicación de base de datos.
Vulnerabilidad a las fallas: dado que dispone de los datos de manera centralizada, en caso de fallas tanto del hardware como del software será necesario tener copias de seguridad de los datos.

Sistema de Gestión de Base de Datos

Son programas que permiten la creación, modificación y actualización de la base de datos, la recuperación de datos y la generación de reportes. Los SGBD son un tipo de software muy específico, dedicado a servir de interfaz entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la utilizan.

Modelos de Base de Datos

Un modelo de base de datos es una colección de herramientas conceptuales que se emplean para especificar datos, las relaciones entre ellos, la semántica asociada y las restricciones de integridad. Un modelo de datos está orientado a describir una base de datos con los siguientes elementos:

Las estructuras de datos de la base: que representa el tipo de datos que hay en la base y la forma en que se relacionan.
Las restricciones de integridad: que representa un conjunto de condiciones que deben cumplir los datos para mostrar de manera correcta la realidad deseada.
Operaciones de manipulación de los datos: involucran a las operaciones de agregado, borrado, modificación y recuperación de los datos de la base.

Clasificación de los Modelos de Datos

De acuerdo con el nivel de abstracción que presentan pueden emplearse:

Modelos de Datos Conceptuales: Esto se utilizan fundamentalmente durante la etapa de Análisis de un problema dado y están orientados a representar los elementos que intervienen en ese problema y sus relaciones. El ejemplo más típico es el Modelo Entidad-Relación.
Modelo de Datos Lógicos: Son orientados a las operaciones más que a la descripción de una realidad. Usualmente están implementados en algún SGBD. Los más comunes son:

Modelo Jerárquico: utiliza árboles de datos para la representación lógica de los datos. Un árbol está compuesto por una jerarquía de elementos llamados nodos. El nivel más alto de la jerarquía tiene un solo nodo al que se denomina raíz. Cada nodo representa un tipo de registro llamado segmento con sus correspondientes campos.
Modelo Red: utiliza estructura de datos en red donde las entidades se representan como nodos, y las relaciones como líneas que unen a los nodos. En una estructura de red cualquier componente puede vincularse con cualquier otro. Es posible describirla en términos de padres e hijos, pero, a diferencia del modelo jerárquico, un nodo hijo puede tener varios padres.
Modelo Relacional: en el que cada ente del mundo real se almacena en un lugar diferente y posteriormente se establecen relaciones entre dichos entes.

Base de Datos Relacionales

Las bases de datos relacionases se basan en el uso de tablas. Las tablas se representan gráficamente como un estructura rectangular formada por filas y columnas. Cada columna almacena información sobre una propiedad determinada (llamada también atributo) y cada fila posee un registro de la relación representada por la tabla (a las filas se las denomina también tupas).

Terminología Relacional

Clave Principal: atributo o conjunto de atributos que identifican de manera exclusiva un asunto guardado en la tabla o relación.
Tupla: Cada fila de la tabla.
Atributo: Cada columna de la tabla.
Grado: Número de atributos de la tabla.
Cardinalidad: Número de registros o tupas de una tabla.
Dominio: Conjunto válido de valores representables por un atributo.

Representación gráfica de una tabla o relación

Modelo Rentidad Relación (DER)

El modelo entidad-relación se basa en una percepción de un mundo real que consiste en un conjunto de objetos básicos llamados entidades y de relaciones entre los objetos.

Elementos de un Modelo Entidad Relación

Entidad: Es un objeto que existe y es distinguible de otros objetos. Puede ser concreto (persona, libro, automóvil, casa) o abstracto (préstamo, vacaciones, vuelo). En otras palabras es un objeto del mundo real que tiene existencia por sí mismo y se puede identificar y describir de manera clara y precisa.
Atributos: Definen cada una de las propiedades o características propias de una entidad o de una relación.
Relación: Es una asociación entre varias entidades, pudiendo existir más de un vínculo entre dos entidades. Una relación también puede tener atributos de relación, o atributos descriptivos, los cuales representan características propias de la asociación entre varias entidades.
Clave de Entidad: Atributo o conjunto de atributos que identifican de forma única a cada entidad.

Diagrama Entidad-Relación

Es una técnica que permite representar gráficamente el comportamiento de una base de datos. Existen otras técnicas pero es una de las más utilizadas. El DER está compuesto por los siguientes componentes:

Simbología Utilizada en el Diagrama Entidad / Relación

Pasos para la Elaboración de un Diagrama Entidad Relación

Se parte de una descripción textual del problema o sistema de información a automatizar (Requisitos).
Se hace una lista de los sustantivos (posibles entidades o atributos) y verbos (posibles relaciones).
Se identifican las claves de entidad.
Analizando las frases se determina la cardinalidad (tipo de relación) y otros detalles.
Se elabora el diagrama entidad-relación.

Tipos de Relaciones: Modelo Entidad / Relación

Modelo Relacional

Está basado en la teoría de conjuntos y el concepto matemático de relación. La estructura lógica principal son tablas o relaciones. Cada relación tiene un número fijo de columnas o atributos (esquema o intensión) y un número variable de filas. Una BD relacional está compuesta por varias tablas o relaciones.

Reglas de Integridad

Son restricciones que definen los estados de consistencia de la base de datos. Los conceptos básicos de integridad en el modelo relacional son:

Clave Principal: Es uno o conjunto de atributos que permiten identificar a las filas de una manera única en cualquier momento. Esta definición determina que para un valor clave primaria sólo existirá una fila o registro en la tabla. Esta situación garantiza que no habrá información repetida o discordante.
Clave Foránea: Es un atributo de una tabla que hace referencia a una clave primaria de otra tabla; esto origina que una relación pueda tener varias claves foráneas.
Regla de Integridad Referencial: Involucra dos tablas e impone la restricción que un grupo de atributos en una tabla es clave primaria en otras tablas, por lo tanto impide ingresar valores en algunos atributos de filas que no tengan su correspondencia en la tabla relacionada.

Ejemplos de Integridad Referencial:

Impedir facturar a un cliente que no se encuentre creado en la tabla de clientes.

Impedir borrar de la lista de cliente un registro cuyo código está incluido en la relación de cuentas por cobrar.

Pasos para Convertir de DER al Modelo Relacional (ML)

Por Cada Entidad, definir una tablas cuyo nombre es el mismo que el nombre de la entidad y cuyas columnas corresponden a los atributos de la entidad.
La Clave Principal de cada tabla corresponde a la clave principal de la entidad proveniente.
Por cada relación uno a muchos, agregar a la tabla del lado muchos una clave foránea, correspondiente a la clave principal de la entidad uno.
Por cada relación uno a uno en la cual las claves principales de las entidades relacionada son diferentes, agregar a la tabla correspondiente a una de las entidades una clave foránea asociada con la clave principal de la otra entidad; estableciendo la propiedad de Indexado (sin duplicados).
Por cada relación muchos a muchos definir una tabla adicional (tabla de enlace o tabla de unión o tabla puente), cuyos atributos corresponden a las claves primarias de cada entidad involucrada en esa asociación o relación. Agregar también los atributos de las dos claves primarias.

Ejemplo Completo

Se desea mantener información actualizada en una base de datos para lo cual se cuenta con la siguiente información:

Se sabe que una editorial puede publicar varios libros, teniendo la exclusividad de la publicación. De la editorial se tiene RIF, Nombre, dirección, ciudad, nombre de la persona Contacto, número de Teléfono, Número de Fax y correo.
Por cada autor se desea conocer sus datos personales (Nombre. Apellido, CI, dirección, teléfono, fecha Nac). Un autor puede escribir varios Libros, pero un libro sólo está escrito por un autor.
Las librerías tienen muchos libros y un libro puede estar en muchas librerías.
Las librerías tiene un nombre único, dirección, un encargado, número de teléfono y número de Fax.
De cada libro se tiene Título, Autor, año de publicación, precio, y el ISBN (Número de Identificación Estándar) el cual es único.