Fundamentos de Bases de Datos: Arquitectura, Esquemas y Lenguajes SGBD (DDL, DML, DCL)

Conceptos Fundamentales y Arquitectura de Bases de Datos

Los datos se almacenan en archivos digitales dentro de unidades de almacenamiento del ordenador. La modelización de un problema real se realiza mediante un esquema, tarea llevada a cabo por diseñadores o analistas.

Cada aplicación genera un esquema externo o vista de usuario diferente. El conjunto de todas estas vistas se conoce como esquema externo global.

Modelo Relacional

Estas bases de datos se basan en el estándar SQL 99.

Diseño Conceptual de Bases de Datos

Introducción al Modelo Entidad/Relación Extendido

El modelo más aceptado para el diseño conceptual es el Modelo Entidad/Relación Extendido.

Tipos de Entidades

• Regulares: Entidades normales que tienen existencia por sí mismas, sin depender de otras.
• Débiles: Entidades que dependen de otras para su existencia (se presentan de esta forma en el esquema).

Relaciones

En una relación, cada ejemplar asocia un elemento de una entidad con otro de la otra entidad.

Atributos

Los atributos describen propiedades de las entidades y las relaciones.

Tipos de Atributos

• Compuestos
• Múltiples
• Opcionales
• Identificador o clave (Primary Key)

Un Identificador alternativo se trata de uno o más campos cuyos valores son únicos para cada ejemplar de una entidad.

Proceso de Creación y Manipulación de una Base de Datos Actual

Fase de Creación

Esta fase involucra a diferentes roles:

• Analista o Diseñador: Utiliza una herramienta CASE para crear el esquema conceptual.
• Administrador: Recoge ese esquema y crea el esquema interno usando herramientas del SGBD.
• Desarrolladores: Recogen el esquema conceptual y utilizan las aplicaciones necesarias para generar los esquemas externos.

Fase de Manipulación

Describe el flujo de una consulta de datos:

1. El usuario realiza una consulta utilizando el esquema externo.
2. Las aplicaciones traducen la consulta a su forma conceptual.
3. El esquema conceptual es traducido por el SGBD.
4. El SGBD solicita al Sistema Operativo (SO) que acceda al disco para recoger los datos requeridos.
5. El SO accede al almacenamiento físico correspondiente y devuelve los datos al SGBD.
6. El SGBD transforma los datos internos en conceptuales.
7. La aplicación muestra los datos después de traducirlos a su forma externa.

Esta arquitectura permite que el cliente pueda utilizar, además de la base de datos, un simple navegador para acceder a la información.

Funciones y Lenguajes de los Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD)

Los SGBD cumplen diversas funciones esenciales, cada una asociada a un lenguaje específico:

Función de Descripción o Definición (DDL)

Permite al diseñador de la base de datos crear las estructuras necesarias para integrar los datos y definir las tres estructuras de la base de datos:

• Estructura interna
• Estructura conceptual
• Estructura externa

Esta función trabaja con metadatos (información de la base de datos que sirve para describir a los datos). La función de definición sirve para crear, eliminar o modificar metadatos y permite usar el Lenguaje de Descripción de Datos (DDL) para conseguir:

• Se definen las estructuras de datos.
• Se definen las relaciones entre los datos.
• Se definen las reglas que han de cumplir los datos.

Función de Manipulación (DML y DQL)

Permite modificar y usar los datos de la base de datos y se realiza mediante el Lenguaje de Modificación de Datos (DML) para conseguir:

• Añadir datos.
• Eliminar datos.
• Modificar datos.
• Buscar datos.

Actualmente, se suele distinguir la función de consulta, para la cual se proporciona un Lenguaje de Consulta de Datos (DQL).

Función de Control (DCL)

Los administradores poseen mecanismos para proteger los datos, permitiendo a cada usuario ver ciertos datos y otros no. Es decir, permite controlar la seguridad de la base de datos. El lenguaje que implementa esta función es el Lenguaje de Control de Datos (DCL).