Explorando los Modelos de Bases de Datos: Tipos y Aplicaciones Clave

Tipos de Modelos de Bases de Datos

Modelo Relacional

Siendo el modelo más común, el modelo relacional ordena los datos en tablas, también conocidas como relaciones, cada una de las cuales se compone de columnas y filas. Cada columna enumera un atributo de la entidad en cuestión, por ejemplo, precio, código postal o fecha de nacimiento. En conjunto, a los atributos en una relación se los llama dominio. Se elige un atributo particular o combinación de atributos como clave primaria, a la cual se puede hacer referencia en otras tablas, donde se la denomina clave externa.

Modelo Jerárquico

El modelo jerárquico organiza los datos en una estructura de árbol, en la que cada registro tiene un único elemento o raíz. Los registros del mismo nivel se clasifican en un orden específico. Ese orden se usa como orden físico para almacenar la base de datos. El modelo es bueno para describir muchas relaciones del mundo real.

Modelo de Red

El modelo de red se basa en el modelo jerárquico, permitiendo relaciones de muchos a muchos entre registros vinculados, lo que implica múltiples registros principales. Basado en la teoría matemática de conjuntos, el modelo se construye con conjuntos de registros relacionados. Cada conjunto consiste en un registro propietario o principal y uno o más registros miembros o secundarios. Un registro puede ser miembro o secundario en múltiples conjuntos, permitiendo que este modelo represente relaciones complejas.

Modelo de Base de Datos Orientado a Objetos

Este modelo define una base de datos como una colección de objetos, o elementos de software reutilizables, con funciones y métodos relacionados. Hay varios tipos de bases de datos orientadas a objetos:

• Una base de datos multimedia incorpora elementos multimedia, tales como imágenes, que no se podrían almacenar en una base de datos relacional.
• Una base de datos de hipertexto permite que cualquier objeto se conecte a cualquier otro objeto. Es útil para organizar lotes de datos disímiles, pero no es ideal para análisis numérico.

El modelo de base de datos orientado a objetos es el mejor modelo conocido de base de datos posrelacional, ya que incorpora tablas, pero no se limita a ellas. A dichos modelos también se los conoce como modelos de base de datos híbridos.

Modelo Relacional de Objetos

Este modelo de base de datos híbrido combina la sencillez del modelo relacional con parte de la funcionalidad avanzada del modelo de base de datos orientado a objetos. En esencia, permite a los diseñadores incorporar objetos en una estructura familiar de tablas.

Entre los lenguajes e interfaces de llamada se incluyen SQL3, lenguajes de proveedores, ODBC, JDBC e interfaces de llamada patentadas que son extensiones de lenguajes e interfaces usadas por el modelo relacional.

Modelo Entidad-Relación

Este modelo capta las relaciones entre entidades del mundo real de forma muy similar al modelo de red, pero no está directamente ligado a una estructura física de la base de datos. En cambio, con frecuencia se lo usa para diseñar una base de datos conceptualmente. Aquí, a las personas, lugares y cosas, acerca de las cuales se almacenan puntos de datos, se las denomina entidades, cada una de las cuales tiene ciertos atributos que en conjunto forman su dominio. La cardinalidad, o relaciones entre entidades, también se representa en diagramas.

Modelo de Archivo Invertido

Una base de datos construida con estructura de archivo invertido se diseña para facilitar búsquedas rápidas de texto completo. En este modelo, el contenido de datos se indexa como una serie de claves en una tabla de búsqueda, donde los valores indican la ubicación de los archivos asociados. Esta estructura puede proporcionar un informe casi instantáneo de, por ejemplo, datos masivos y análisis estadístico.

Este modelo ha sido usado por el sistema de gestión de bases de datos ADABAS de Software AG desde 1970 y se sigue utilizando en la actualidad.

Modelo Plano

El modelo plano es el modelo de datos más antiguo y más sencillo. Simplemente presenta todos los datos en una sola tabla, que consiste en columnas y filas. Para acceder a los datos o manipularlos, la computadora tiene que leer todo el archivo plano y traerlo a la memoria, lo que vuelve a este modelo ineficiente para todo, excepto para los conjuntos de datos más pequeños.

Modelo Multidimensional

Esta es una variación del modelo relacional diseñado para facilitar un mejor procesamiento analítico. Aunque el modelo relacional está optimizado para procesamiento de transacciones en línea (OLTP), este modelo está diseñado para procesamiento analítico en línea (OLAP). Cada celda de una base de datos dimensional contiene datos acerca de las dimensiones registradas por la base de datos. Visualmente, es como una colección de cubos, en lugar de tablas bidimensionales.

Modelo Semiestructurado

En este modelo, los datos estructurales comúnmente contenidos en el esquema de la base de datos están incrustados con los datos mismos. Aquí, la diferencia entre los datos y el esquema es imprecisa en el mejor de los casos. Este modelo es útil para describir sistemas, tales como ciertas fuentes de datos basadas en web, las cuales tratamos como bases de datos, pero que no podemos limitar con un esquema. También es útil para describir interacciones entre bases de datos que no se apegan al mismo esquema.

Modelo de Contexto

Este modelo puede incorporar elementos de otros modelos de bases de datos, según sea necesario. Integra elementos de modelos orientados a objetos, semiestructurados y de red.

Modelo Asociativo

Este modelo divide todos los puntos de datos en función de si describen una entidad o una asociación. En este modelo, una entidad es todo lo que existe de manera independiente, mientras que una asociación es algo que solo existe en relación con algo más.

El modelo asociativo estructura los datos en dos grupos:

• Un grupo de elementos, cada uno con un identificador único, un nombre y un tipo.
• Un grupo de enlaces, cada uno con un identificador único y los identificadores únicos de una fuente, verbo u objetivo. La información almacenada tiene que ver con la fuente, y cada uno de los tres identificadores puede hacer referencia ya sea a un enlace o a un elemento.

Otros Modelos Menos Comunes

Otros modelos menos comunes de bases de datos incluyen:

• Modelo Semántico, el cual incluye información acerca de cómo los datos almacenados se relacionan con el mundo real.
• Base de Datos XML, la cual permite que los datos sean especificados e incluso almacenados en formato XML.
• Gráfico Etiquetado.
• Triplestore.

Modelos de Bases de Datos NoSQL

Además del modelo de base de datos de objetos, otros modelos distintos al tipo SQL han surgido en contraste con el modelo relacional:

• El modelo de base de datos gráfico, el cual es aún más flexible que el modelo de red, permitiendo que cualquier nodo se conecte a cualquier otro.
• El modelo multivalor, el cual se desprende del modelo relacional, permitiendo que los atributos contengan una lista de datos en lugar de un solo punto de datos.
• El modelo de documentos, el cual se diseña para almacenar y administrar documentos o datos semiestructurados, en lugar de datos atómicos.

Bases de Datos en la Web y su Aplicación

La mayoría de los sitios web dependen de cierto tipo de base de datos para organizar y presentar datos a los usuarios. Cada vez que alguien usa las funciones de búsqueda en estos sitios, sus términos de búsqueda son convertidos en consultas para que un servidor de bases de datos los procese. Generalmente, programas intermedios conectan el servidor web con la base de datos. La amplia presencia de las bases de datos les permite ser usadas casi en cualquier campo, desde compras en línea hasta el enfoque detallado en un segmento de votantes como parte de una campaña política. Diversas industrias han desarrollado sus propias normas para el diseño de bases de datos, desde el transporte aéreo hasta la manufactura de vehículos.