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2.1. Introducción a Bases de Datos
El almacenamiento, manipulación y recuperación de información en forma eficiente, es vital y estratégico para cualquier organización. Las bases de datos juegan un rol crítico en casi todas las áreas donde las computadoras son usadas, incluyendo negocios, ingeniería, medicina, leyes, educación, etc.
Una Base de Datos (BD) es una colección de datos relacionados que representa un cierto modelo o abstracción del mundo real (algunas veces llamado el mini-mundo). Los cambios en este mini-mundo son reflejados en la base de datos. Una base de datos es diseñada, construida y llenada con datos para un propósito específico. Tiene un grupo de usuarios particular, y algunas aplicaciones pre-establecidas en las cuales estos usuarios están interesados.
En otras palabras, una base de datos tiene alguna "fuente" de la cual los datos son derivados, algún grado de interacción con eventos en el mundo real, y una audiencia que está activamente interesada en el contenido de la base de datos.
Un Sistema Administrador de Base de Datos (SABD) es una colección de programas que permite a los usuarios crear y mantener una base de datos.
La importancia de almacenar, manipular y recuperar la información en forma eficiente ha llevado al desarrollo de una teoría esencial para las bases de datos. Esta teoría ayuda al diseño de bases de datos y procesamiento eficiente de consultas por parte de los usuarios.
EL uso de las BD es contrario al enfoque tradicional, en que cada sistema maneja sus propios datos y archivos. Al usar BD, todos los datos se almacenan en forma integrada, y están sujetos a un control centralizado. Las diversas aplicaciones operan sobre este conjunto de datos.
Consideremos el siguiente ejemplo: Se desea almacenar la información de los alumnos de esta escuela, con los ramos que inscriben cada semestre y sus respectivas notas. Estos datos se pueden almacenar en una matriz, fijando un máximo de cursos que pueden inscribir cada semestre. La siguiente tabla muestra el enfoque tradicional.
| Matricula |
Nombre |
Semestre |
Curso 1 |
Nota 1 |
Curso 2 |
Nota 2 |
Curso 3 |
Nota3 |
... |
| 654564 |
Juan Pérez |
97/1 |
FI21A |
4.5 |
MA22A |
4.2 |
QI21A |
4.3 |
| 353090 |
Luis González |
97/1 |
FI33A |
R |
MA34A |
4,6 |
CC30A |
5.5 |
| 672680 |
José Tapia |
97/1 |
FI10A |
* |
CC10A |
* |
MA11A |
* |
| ... |
... |
| 654564 |
Juan Pérez |
97/2 |
MA33A |
R |
SD20A |
5.7 |
MA26A |
E |
| 353090 |
Luis González |
97/2 |
CC31A |
6,2 |
MA37A |
4,5 |
CC31B |
R |
| 672680 |
José Tapia |
97/2 |
FI10A |
R |
CC10A |
R |
MA11A |
4.2 |
| ... |
Se pueden observar las siguientes desventajas:
· Se repiten varios datos, como el nombre del alumno, su número de matrícula, etc.
· Si se desea modificar el nombre de una persona, entonces se debe buscar en toda la matriz.
· Para obtener el BIA de una persona, o saber cuanta gente inscribe un curso cada semestre, debo leer secuencialmente todo el archivo.
· Etc.
Cuando se tienen pocos datos no es mucha la perdida de tiempo y espacio, pero cuando hablamos de cientos de miles de datos, o peor aún, millones de datos, nos enfrentamos a un serio problema. Esta redundancia al definir y almacenar los datos implica espacio de almacenamiento desperdiciado y esfuerzos redundantes para mantener actualizados los datos.
En el enfoque de bases de datos se mantiene un único almacén de datos que se define una sola vez y al cual tienen acceso muchos usuarios. Las principales ventajas sobre el enfoque tradicional son:
· Evita los datos repetidos (redundancia).
· Evita que distintas copias de un dato tengan valores distintos (inconsistencia).
· Evita que usuarios no autorizados accedan a los datos (seguridad).
· Protege los datos contra valores no permitidos (integridad o restricciones de consistencia).
· Permite que uno o más usuarios puedan accesar simultáneamente a los datos (concurrencia).
Modelos de datos
Una característica fundamental del enfoque de BD es que proporciona cierto nivel de abstracción de los datos, al ocultar detalles de almacenamiento que la mayoría de los usuarios no necesitan conocer. Los modelos de datos son el principal instrumento para ofrecer dicha abstracción.
Un modelo de datos es un conjunto de conceptos que pueden ser usados para describir la estructura de una BD. Con el concepto de estructura de una BD nos referimos a los tipos de datos, las relaciones y las restricciones que deben cumplirse para esos datos. Por lo general, los modelos de datos contienen además un conjunto de operaciones básicas para especificar lecturas y actualizaciones de la base de datos.
Los principales objetivos del proceso de modelamiento es saber identificar cuál es el problema y encontrar la forma de representarlo en un sistema. Esto significa saber de los datos, saber quienes van a usarlos y como van a ser usados.
La siguiente figura muestra los tipos de modelos de datos.
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