Conceptos Fundamentales de Datos, Ficheros y Bases de Datos en Informática

Representación de la Información en Sistemas Informáticos

La información en un ordenador se presenta de dos formas principales:

• Filtrada en forma de conceptos abstractos.
• Suministrada según unas reglas, símbolos y lenguajes específicos.

Representación Informática de los Ficheros

Los ficheros son elementos fundamentales en la organización de datos. A continuación, se definen sus componentes clave:

• Archivo o Fichero: Representación digital de cada entidad.
• Registro: Valor de cada miembro o instancia de la entidad.
• Campo: Atributo específico de un registro.

Tipos de Ficheros

Ficheros según su Uso:

• Constantes: Datos que no cambian frecuentemente.
• Maestros: Contienen la información principal y estable.
• Históricos: Almacenan datos pasados para consulta o auditoría.

Ficheros según Modo de Acceso:

• Secuencial: Acceso a los datos en el orden en que fueron grabados.
• Directo: Acceso inmediato a cualquier registro mediante su dirección.
• Dinámico: Combina características de acceso secuencial y directo.

Ficheros según Organización:

• Secuencial: Registros ordenados físicamente.
• Directa: Registros almacenados en ubicaciones calculadas.
• Secuencial Indexada: Combinación de secuencialidad con índices para acceso directo.

Áreas de un Archivo:

• Primaria: Contiene los datos principales.
• De Índices: Almacena punteros para un acceso rápido.
• De Excedentes: Para registros que no caben en su ubicación primaria.

Ficheros según Contenido:

• De Texto: Identificados por su extensión (ej. .txt, .csv).
• Binarios: Requieren un formato específico para su interpretación (ej. .exe, .jpg).

Conceptos Clave en la Gestión de Datos

• Integridad: Se refiere a la validez y consistencia de los datos (A y B).
• Redundancia: Repetición innecesaria de datos.
• Compartición de Datos: Implica la gestión de permisos y la gestión de concurrencia para el acceso simultáneo.

Relaciones entre Ficheros y Registros

Relación según Ficheros que Intervienen:

• Reflexiva: Una relación entre entidades del mismo tipo.
• Binaria: Una relación entre dos tipos de entidades diferentes.
• Ternaria: Una relación entre tres o más tipos de entidades.

Relación según Cantidad de Registros:

• Uno a Uno (1:1): Un registro de una entidad se relaciona con un único registro de otra.
• Uno a Muchos (1:M): Un registro de una entidad se relaciona con múltiples registros de otra.
• Muchos a Muchos (M:M): Múltiples registros de una entidad se relacionan con múltiples registros de otra.

Sistemas Gestores de Bases de Datos (SGBD)

Características de los SGBD:

• Facilita el acceso a los datos.
• Controla la integridad y consistencia de los datos.
• Proporciona seguridad de los datos.
• Gestiona la concurrencia de accesos.
• Facilita la administración de la base de datos.

Niveles de los SGBD:

• Nivel Interno o Físico: Describe cómo se almacenan los datos físicamente.
• Nivel Conceptual o Lógico: Describe la estructura global de la base de datos.
• Nivel Externo o de Usuario: Describe la parte de la base de datos que ve un usuario específico.

Componentes de los SGBD:

• Herramientas de gestión.
• Herramientas de programación.
• Lenguajes de base de datos.
• Diccionario de datos.

Usuarios de los SGBD:

• Informáticos:
  • Administrador de Base de Datos (DBA).
  • Programador de Base de Datos.
  • Programador de Aplicación.
• Usuario Final: Accede y utiliza la información.

Clasificación de SGBD

SGBD según Potencial:

• Ofimáticos: Para uso personal o pequeñas empresas.
• Corporativos: Para grandes organizaciones y volúmenes de datos.

SGBD según Modelo de Datos:

• Jerárquico: Datos organizados en una estructura de árbol.
• De Red: Permite relaciones más complejas que el jerárquico.
• Entidad-Relación (E/R): Modelo conceptual para el diseño de bases de datos.
• Relacional: Basado en tablas y relaciones entre ellas.

Lenguajes de los SGBD:

• Lenguaje de Definición de Datos (LDD): Utilizado para definir la estructura de la base de datos (esquema).
• Lenguaje de Control de Datos (LCD): Para la gestión de usuarios y permisos.
• Lenguaje de Manipulación de Datos (LMD): Para trabajar con los datos (altas, bajas, modificaciones, consultas).

Modelos de Datos en Bases de Datos

• Modelo de Datos: Esquema mental o conceptual que busca reproducir las características de la realidad (ej. Modelo Entidad-Relación o E/R). Posee un gran poder expresivo.
• Modelo Lógico: Más cercano a la implementación en un ordenador (ej. Modelo Relacional).
• Modelo Físico: Aplicación del modelo lógico a un SGBD concreto, considerando aspectos de almacenamiento y rendimiento.

Conceptos Avanzados en Modelado de Datos

• Particiones: Cada miembro de una entidad pertenece a una y solo a una subcategoría (ej. hombres o mujeres).
• Subentidades: Un miembro puede pertenecer a varias divisiones o categorías simultáneamente.
• Cardinalidad: Define el número de instancias de una entidad que se relacionan con instancias de otra entidad. Se especifica en el verbo de la relación.
• Obligatoriedad: Indica si la participación de una entidad en una relación es obligatoria u opcional. Se representa con pequeñas marcas en los diagramas.

Claves y Reglas de Integridad en Bases de Datos Relacionales

• Clave Primaria (PK): Atributo o conjunto de atributos que identifica de forma única cada registro en una tabla.
• Clave Ajena (FK): Conjunto de atributos en una tabla que coincide con los valores de la clave primaria de otra tabla, estableciendo una relación.
• Modelo Relacional: Paradigma de base de datos basado en la organización de datos en tablas (relaciones).

Reglas de Integridad:

• Integridad Primaria (de Entidad): Asegura que los valores de la clave primaria no sean nulos y no se repitan.
• Integridad Ajena (Referencial): Garantiza que los valores de una clave ajena existan como clave primaria en la tabla relacionada, o sean nulos si así se permite.

Formas Normales (Normalización de Bases de Datos):

La normalización es un proceso para organizar las columnas y tablas de una base de datos relacional para minimizar la redundancia de datos y mejorar la integridad de los datos.

• Primera Forma Normal (1FN): Un atributo no toma más de un valor (valores atómicos) y no hay grupos repetitivos.
• Segunda Forma Normal (2FN): Está en 1FN, y cada atributo no clave depende completamente de la clave primaria (no hay dependencias parciales).
• Tercera Forma Normal (3FN): Está en 2FN, y los atributos no clave no deben depender de otros atributos no clave (elimina dependencias transitivas).