Introducción de base de datos
¿Que es una base de datos?
FUNCIONES DE SMBD
FUNCIONES DE SMBD
Funciones de un SMBD
Las funciones esenciales de un SGDB son la descripción, manipulación y utilización de los datos.
Descripción: Incluye la descripción de: Los elementos de datos, su estructura, sus interrelaciones, sus validaciones. Tanto a nivel externo como lógico global e interno esta descripción es realizada mediante un LDD o Lenguaje de Descripción de Datos.
Manipulación: Permite: Buscar, Añadir, Suprimir y Modificar los datos contenidos en la Base de Datos.
La manipulación misma supone: Definir un criterio de selección, Definir la estructura lógica a recuperar, Acceder a la estructura física. Esta manipulación es realizada mediante un LMD o Lenguaje de Manipulación de Datos.
Utilización: La utilización permite acceder a la base de datos, no a nivel de datos sino a la base como tal, para lo cual: Reúne las interfaces de los usuarios y suministra procedimientos para el administrador.
FUNCIONES DE BASE DE DATOS
Los siguientes items son los definiciones de parámetros para todos los funciones de bases
de datos.
BaseDeDatos es el intervalo de celdas que define la base de datos.
CampoDeBaseDeDatos especifica la columna en la que la función operará luego de aplicar los criterios de búsqueda del primer parámetro y tras seleccionar las filas de datos. No tiene relación con los criterios de búsqueda en sí. Para el parámetro CampoDeBaseDeDatos puede proporcionar una referencia a una celda de cabecera o un número para especificar una columna dentro del área BaseDeDatos, comenzando por 1. Para hacer referencia a una columna por medio del nombre literal de su cabecera, entrecomille este nombre.
CriteriosDeBúsqueda es el intervalo de celdas que contiene los criterios de búsqueda. Si escribe varios criterios en una fila se conectarán con la conjunción Y; si lo hace en filas diferentes, se conectarán mediante O. Se ignorarán las celdas vacías en los criterios de búsqueda.
Vaya a Herramientas ▸ Opciones ▸ LibreOffice Calc ▸ Calcular para definir cómo se comportará LibreOffice Calc al buscar elementos idéntic
VENTAJAS DE UNA BASE DE DATOS
- Facilidad para integrar: Las bases de datos access funcionan muy bien con muchos de los programas para desarrollo de software basados en Windows. También se pueden utilizar sus tablas en productos tales como Microsoft SQL Server y en otros no basados en Microsoft tales como Oracle y Sybase.
- NET-amigable: Las bases de datos access son también una buena opción para los usuarios que tengan la intención de desarrollar software utilizando .NET ya que Ms Access y .NEt se pueden vincular. Además, la interfaz gráfica de usuario de MS Access también puede ofrecer fácil funcionalidad y posibilidades de configuración.
- Fácil de instalar y usar: Para crear bases de datos access basta con instalar Microsoft Access y esto es algo que cualquier administrador de bases de datos puede hacer en solo unos pocos minutos, quedando un sistema de gestión de base de datos relacional completamente funcional. Al igual que muchas otras aplicaciones de Microsoft, Access contiene asistentes que te guían a través de cada paso del camino. La interfaz de usuario es intuitiva, acelerando la recuperación de datos.
- Puede ser colocada online: Aunque todavía tiene limitaciones de número de usuarios con conexión simultánea, cuando se tiene necesidad de usuarios remotos, se le puede dar control total y funcionalidad a una base de datos access de modo que el teletrabajo pueda convertirse en una opción viable para los administradores de bases de datos.
- Muy popular: Microsoft Access es el sistema de base de datos de escritorio más popular en el mundo por lo que las bases de datos access pueden ser entendidas por la mayoría de usuarios de bases de datos.
- Capacidad de almacenamiento conveniente: Una base de datos access puede almacenar hasta 2 GB de datos lo cual es más que suficiente para una gran mayoría de desarrollos.
- Ahorras dinero: Microsoft Access es cientos de dólares más económico que otros sistemas más grandes; ofreciendo las funcionalidades y uso similares.
- Soporte multi-usuario: La versión 2016 de MS Access permite hasta 255 usuarios concurrentes.
- Importación de datos: Microsoft Access hace que sea muy fácil importar datos.
TIPOS DE BASE DE DATOS
Bases de datos jerárquicas[editar]
En este modelo los datos se organizan en forma de árbol invertido (algunos dicen raíz), en donde un nodo padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres es llamado raíz, y a los nodos que no tienen hijos se los conoce como hojas.
Las bases de datos jerárquicas son especialmente útiles en el caso de aplicaciones que manejan un gran volumen de información y datos muy compartidos permitiendo crear estructuras estables y de gran rendimiento.
Una de las principales limitaciones de este modelo es su incapacidad de representar eficientemente la redundancia de datos.
Base de datos de red[editar]
Este es un modelo ligeramente distinto del jerárquico; su diferencia fundamental es la modificación del concepto de nodo: se permite que un mismo nodo tenga varios padres (posibilidad no permitida en el modelo jerárquico).
Fue una gran mejora con respecto al modelo jerárquico, ya que ofrecía una solución eficiente al problema de redundancia de datos; pero, aun así, la dificultad que significa administrar la información en una base de datos de red ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por programadores más que por usuarios finales.
Bases de datos transaccionales[editar]
Son bases de datos cuyo único fin es el envío y recepción de datos a grandes velocidades, estas bases son muy poco comunes y están dirigidas por lo general al entorno de análisis de calidad, datos de producción e industrial, es importante entender que su fin único es recolectar y recuperar los datos a la mayor velocidad posible, por lo tanto la redundancia y duplicación de información no es un problema como con las demás bases de datos, por lo general para poderlas aprovechar al máximo permiten algún tipo de conectividad a bases de datos relacionales.
Un ejemplo habitual de transacción es el traspaso de una cantidad de dinero entre cuentas bancarias. Normalmente se realiza mediante dos operaciones distintas, una en la que se debita el saldo de la cuenta origen y otra en la que acreditamos el saldo de la cuenta destino. Para garantizar la atomicidad del sistema (es decir, para que no aparezca o desaparezca dinero), las dos operaciones deben ser atómicas, es decir, el sistema debe garantizar que, bajo cualquier circunstancia (incluso una caída del sistema), el resultado final es que, o bien se han realizado las dos operaciones, o bien no se ha realizado ninguna.
Bases de datos relacionales[editar]
Este es el modelo utilizado en la actualidad para representar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postulados sus fundamentos en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San José (California), no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos. Su idea fundamental es el uso de "relaciones". Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica como conjuntos de datos llamados "tuplas". Pese a que esta es la teoría de las bases de datos relacionales creadas por Codd, la mayoría de las veces se conceptualiza de una manera más fácil de imaginar. Esto es pensando en cada relación como si fuese una tabla que está compuesta por registros (las filas de una tabla), que representarían las tuplas, y campos (las columnas de una tabla).
En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar para un usuario esporádico de la base de datos. La información puede ser recuperada o almacenada mediante "consultas" que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.
El lenguaje más habitual para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language o Lenguaje Estructurado de Consultas, un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales.
Durante su diseño, una base de datos relacional pasa por un proceso al que se le conoce como normalización de una base de datos.
Bases de datos multidimensionales[editar]
Son bases de datos ideadas para desarrollar aplicaciones muy concretas, como creación de Cubos OLAP. Básicamente no se diferencian demasiado de las bases de datos relacionales (una tabla en una base de datos relacional podría serlo también en una base de datos multidimensional), la diferencia está más bien a nivel conceptual; en las bases de datos multidimensionales los campos o atributos de una tabla pueden ser de dos tipos, o bien representan dimensiones de la tabla, o bien representan métricas que se desean aprender.
Bases de datos orientadas a objetos[editar]
Este modelo, bastante reciente, y propio de los modelos informáticos orientados a objetos, trata de almacenar en la base de datos los objetos completos (estado y comportamiento).
Una base de datos orientada a objetos es una base de datos que incorpora todos los conceptos importantes del paradigma de objetos:
- Encapsulación - Propiedad que permite ocultar la información al resto de los objetos, impidiendo así accesos incorrectos o conflictos.
- Herencia - Propiedad a través de la cual los objetos heredan comportamiento dentro de una jerarquía de clases.
- Polimorfismo - Propiedad de una operación mediante la cual puede ser aplicada a distintos tipos de objetos.
En bases de datos orientadas a objetos, los usuarios pueden definir operaciones sobre los datos como parte de la definición de la base de datos. Una operación (llamada función) se especifica en dos partes. La interfaz (o signatura) de una operación incluye el nombre de la operación y los tipos de datos de sus argumentos (o parámetros). La implementación (o método) de la operación se especifica separadamente y puede modificarse sin afectar la interfaz. Los programas de aplicación de los usuarios pueden operar sobre los datos invocando a dichas operaciones a través de sus nombres y argumentos, sea cual sea la forma en la que se han implementado. Esto podría denominarse independencia entre programas y operaciones.
SQL:2003, es el estándar de SQL92 ampliado, soporta los conceptos orientados a objetos y mantiene la compatibilidad con SQL92.
Bases de datos documentales[editar]
Permiten la indexación a texto completo, y en líneas generales realizar búsquedas más potentes, sirven para almacenar grandes volúmenes de información de antecedentes históricos. Tesaurus es un sistema de índices optimizado para este tipo de bases de datos.
Bases de datos deductivas[editar]
Un sistema de base de datos deductiva, es un sistema de base de datos pero con la diferencia de que permite hacer deducciones a través de inferencias. Se basa principalmente en reglas y hechos que son almacenados en la base de datos. Las bases de datos deductivas son también llamadas bases de datos lógicas, a raíz de que se basa en lógica matemática. Este tipo de base de datos surge debido a las limitaciones de la Base de Datos Relacional de responder a consultas recursivas y de deducir relaciones indirectas de los datos almacenados en la base de datos.
Lenguaje[editar]
Utiliza un subconjunto del lenguaje Prolog llamado Datalog el cual es declarativo y permite al ordenador hacer deducciones para contestar a consultas basándose en los hechos y reglas almacenados.
Ventajas[editar]
- Uso de reglas lógicas para expresar las consultas.
- Permite responder consultas recursivas.
- Cuenta con negaciones estratificadas
- Capacidad de obtener nueva información a través de la ya almacenada en la base de datos mediante inferencia.
- Uso de algoritmos que optimizan las consultas.
- Soporta objetos y conjuntos complejos.
Fases[editar]
- Fase de Interrogación: se encarga de buscar en la base de datos informaciones deducibles implícitas. Las reglas de esta fase se denominan reglas de derivación.
- Fase de Modificación: se encarga de añadir a la base de datos nuevas informaciones deducibles. Las reglas de esta fase se denominan reglas de generación.
Interpretación[editar]
Encontramos dos teorías de interpretación de las bases de datos deductiva por lo cual consideramos las reglas y los hechos como axiomas. Los hechos son axiomas base que se consideran como verdaderos y no contienen variables. Las reglas son axiomas deductivos ya que se utilizan para deducir nuevos hechos.
- Teoría de Modelos: una interpretación es llamada modelo cuando para un conjunto específico de reglas, estas se cumplen siempre para esa interpretación. Consiste en asignar a un predicado todas las combinaciones de valores y argumentos de un dominio de valores constantes dado. A continuación se debe verificar si ese predicado es verdadero o falso.
Mecanismos[editar]
Existen dos mecanismos de inferencia:
- Ascendente: donde se parte de los hechos y se obtiene nuevos aplicando reglas de inferencia.
- Descendente: donde se parte del predicado (objetivo de la consulta realizada) e intenta encontrar similitudes entre las variables que nos lleven a hechos correctos almacenados en la base de datos.
Sistema de Gestión de bases de datos distribuida (SGBD)[editar]
La base de datos y el software SGBD pueden estar distribuidos en múltiples sitios conectados por una red. Hay de dos tipos:
1. Distribuidos homogéneos: utilizan el mismo SGBD en múltiples sitios.
2. Distribuidos heterogéneos: Da lugar a los SGBD federados o sistemas multibase de datos en los que los SGBD participantes tienen cierto grado de autonomía local y tienen acceso a varias bases de datos autónomas preexistentes almacenados en los SGBD, muchos de estos emplean una arquitectura cliente-servidor.
Estas surgen debido a la existencia física de organismos descentralizados. Esto les da la capacidad de unir las bases de datos de cada localidad y acceder así a distintas universidades, sucursales de tiendas, etc.
BASE DE DATOS RELACIONES
CARACTERISTICAS DE UNA BASE DE DATOS DE RELACIONES
- Una base de datos se compone de varias tablas o relaciones.
- No pueden existir dos tablas con el mismo nombre ni registro.
- Cada tabla es a su vez un conjunto de campos (columnas) y registros (filas).
- La relación entre una tabla padre y un hijo se lleva a cabo por medio de las claves primarias y claves foráneas (o ajenas).
- Las claves primarias son la clave principal de un registro dentro de una tabla y estas deben cumplir con la integridad de datos.
- Las claves ajenas se colocan en la tabla hija, contienen el mismo valor que la clave primaria del registro padre; por medio de estas se hacen las formas relacionales.
Elementos[editar]
Véase también: Dato
Relaciones[editar]
En una BDR, todos los datos se almacenan y se accede a ellos por medio de relaciones previamente establecidas.
Relaciones base[editar]
Las relaciones que almacenan datos son llamadas relaciones base y su implementación es llamada "tabla".
Relaciones derivadas[editar]
Otras relaciones no almacenan datos, pero son calculadas al aplicar operaciones relacionales. Estas relaciones son llamadas relaciones derivadas y su implementación es llamada "vista" o "consulta". Las relaciones derivadas son convenientes ya que expresan información de varias relaciones actuando como si fuera una sola tabla.
Restricciones[editar]
Una restricción es una limitación que obliga el cumplimiento de ciertas condiciones en la BD.
Algunas no son determinadas por los usuarios, sino que son inherentemente definidas por el simple hecho de que la BD sea relacional. Algunas otras restricciones las puede definir el usuario, por ejemplo, usar un campo con valores enteros entre 1 y 10.
Las restricciones proveen un método de implementar "reglas" en la base de datos.
Las restricciones limitan los datos que pueden ser almacenados en las tablas.
Usualmente se definen usando expresiones que dan como resultado un valor booleano, indicando si los datos satisfacen la restricción o no.
Las restricciones no son parte formal del modelo relacional, pero son incluidas porque juegan el rol de organizar mejor los datos. Las restricciones son muy discutidas junto con los conceptos relacionales.
Dominios[editar]
Un dominio describe un conjunto de posibles valores para cierto atributo. Como un dominio restringe los valores del atributo, puede ser considerado como una restricción. Matemáticamente, atribuir un dominio a un atributo significa "cualquier valor de este atributo debe ser elemento del conjunto especificado".
Distintos tipos de dominios son: enteros, cadenas de texto, fecha, no procedurales, etc.
Cada tabla puede tener uno o más campos cuyos valores identifican de forma única cada registro de dicha tabla, es decir, no pueden existir dos o más registros diferentes cuyos valores en dichos campos sean idénticos. Este conjunto de campos se llama clave única. Pueden existir varias claves únicas en una determinada tabla, y a cada una de éstas suele llamársele candidata a clave primaria.
Clasificación de Claves[editar]
Clave primaria[editar]
Una clave primaria es una clave única (puede estar conformada por uno o más campos de la tabla) elegida entre todas las candidatas que define unívocamente a todos los demás atributos de la tabla para especificar los datos que serán relacionados con las demás tablas. La forma de hacer esto (relación entre tablas) es por medio de claves foráneas.
Clave externa o foránea[editar]
Una clave foránea es una referencia a una clave en otra tabla, determina la relación existente en dos tablas. Las claves foráneas no necesitan ser claves únicas en la tabla donde están y sí a donde están referenciadas.
Por ejemplo, el código de departamento puede ser una clave foránea en la tabla de empleados. Se permite que haya varios empleados en un mismo departamento, pero habrá uno y sólo un departamento por cada clave distinta de departamento en la tabla de departamentos.
Clave índice[editar]
Véase también: Índice (base de datos)
Las claves índice surgen con la necesidad de tener un acceso más rápido a los datos. Los índices pueden ser creados con cualquier combinación de campos de una tabla. Las consultas que filtran registros por medio de estos campos, pueden encontrar los registros de forma no secuencial usando la clave índice.
Las bases de datos relacionales incluyen múltiples técnicas de ordenamiento, cada una de ellas es óptima para cierta distribución de datos y tamaño de la relación.
Los índices generalmente no se consideran parte de la base de datos, pues son un detalle agregado. Sin embargo, las claves índices son desarrolladas por el mismo grupo de programadores que las otras partes de la base de datos.
Procedimientos almacenados[editar]
Un procedimiento almacenado es código ejecutable que se asocia y se almacena con la base de datos. Los procedimientos almacenados usualmente recogen y personalizan operaciones comunes, como insertar un registro dentro de una tabla, recopilar información estadística, o encapsular cálculos complejos. Son frecuentemente usados por un API por seguridad o simplicidad.
Los procedimientos almacenados no son parte del modelo relacional, pero todas las implementaciones comerciales los incluyen.
Estructura[editar]
La base de datos se organiza en dos marcadas secciones; el esquema y los datos (o instancia).
El esquema es la definición de la estructura de la base de datos y principalmente almacena los siguientes datos:
- El nombre de cada tabla
- El nombre de cada columna
- El tipo de dato de cada columna
- La tabla a la que pertenece cada columna
Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización de una base de datos, el resultado de dicho proceso es un esquema que permite que la base de datos sea usada de manera óptima.
Los datos o instancia es el contenido de la base de datos en un momento dado. Es en sí, el contenido de todos los registros.
Manipulación de la información[editar]
Para manipular la información utilizamos un lenguaje relacional, actualmente se cuenta con dos lenguajes formales el álgebra relacional y el cálculo relacional. El álgebra relacional permite describir la forma de realizar una consulta, en cambio, el cálculo relacional sólo indica lo que se desea devolver.
El lenguaje más común para construir las consultas a bases de datos relacionales es el SQL (Structured Query Language), un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales integradas.
En el modelo relacional los atributos deben estar explícitamente relacionados a un nombre en todas las operaciones, en cambio, el estándar SQL permite usar columnas sin nombre en conjuntos de resultados, como el asterisco taquigráfico (
*) como notación de consultas.
Al contrario del modelo relacional, el estándar SQL requiere que las columnas tengan un orden definido, lo cual es fácil de implementar en una computadora, ya que la memoria es lineal.
Es de notar, sin embargo, que en SQL el orden de las columnas y los registros devueltos en cierto conjunto de resultado nunca está garantizado, a no ser que explícitamente sea especificado por el usuario.
Gestores de base de datos relacionales[editar]
Existe un tipo de software exclusivamente dedicado a tratar con bases de datos relacionales, conocido como Sistema de Gestión de Bases de Datos Relacionales (SGBDR, o RDBMS del inglés Relational Database Management System), también llamados manejadores o gestores de las BDR.
Entre los gestores actuales más populares existen:
Ventajas y desventajas[editar]
- Ventajas
- Provee herramientas que garantizan evitar la duplicidad de registros.
- Garantiza la integridad referencial, así, al eliminar un registro elimina todos los registros relacionados dependientes.
- Favorece la normalización por ser más comprensible y aplicable.
- Desventajas
- Presentan deficiencias con datos gráficos, multimedia, CAD y sistemas de información geográfica.
- No se manipulan de forma manejable los bloques de texto como tipo de dato.
- Las bases de datos orientadas a objetos (BDOO) se propusieron con el objetivo de satisfacer las necesidades de las aplicaciones anteriores y así, complementar pero no sustituir a las bases de datos relacionales.
Diseño de las bases de datos relacionales[editar]
El primer paso para crear una base de datos, es planificar el tipo de información que se quiere almacenar en la misma, teniendo en cuenta dos aspectos: la información disponible y la información que necesitamos.
La planificación de la estructura de la base de datos, en particular de las tablas, es vital para la gestión efectiva de la misma. El diseño de la estructura de una tabla consiste en una descripción de cada uno de los campos que componen el registro y los valores o datos que contendrá cada uno de esos campos.
Los campos son los distintos tipos de datos que componen la tabla, por ejemplo: nombre, apellido, domicilio. La definición de un campo requiere: el nombre del campo, el tipo de campo, el ancho del campo, etc.
Los registros constituyen la información que va contenida en los campos de la tabla, por ejemplo: el nombre del paciente, el apellido del paciente y la dirección de este. Generalmente los diferentes tipos de campos que se pueden almacenar son los siguientes: Texto (caracteres), Numérico (números), Fecha / Hora, Lógico (informaciones lógicas si/no, verdadero/falso, etc.), imágenes.
En resumen, el principal aspecto a tener en cuenta durante el diseño de una tabla es determinar claramente los campos necesarios, definirlos en forma adecuada con un nombre especificando su tipo y su longitud.
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