Fundamentos de Bases de Datos Relacionales: Arquitectura y Diseño

Definición del Modelo Relacional

Se define R como la relación, A como los atributos, D como los dominios sobre los que están definidos los atributos y S como las restricciones de integridad intraelementos.

El esquema de una base de datos relacional se representa como: E <{Ri}, {Ii}>, donde E es el nombre del esquema relacional, {Ri} el conjunto de esquemas de relación y {Ii} el conjunto de restricciones de integridad interelementos.

Implementación en SQL

En términos de implementación en SQL, el sistema se compone de:

• R: Conjunto de esquemas de relación (TABLE).
• D: Conjunto de definiciones de dominios (DOMAIN).
• T: Conjunto de restricciones de integridad entre relaciones y sobre dominios (ASSERTION, TRIGGER, etc.).
• V: Conjunto de vistas (VIEW).

Ciclo de Vida del Diseño de Bases de Datos

• Análisis de requisitos: Obtención de necesidades.
• Diseño conceptual: Transformación de requisitos a esquema conceptual.
• Diseño lógico: Adaptación al modelo relacional.
• Diseño físico: Adaptación al gestor de base de datos y al problema específico.
• Carga de datos y pruebas: Fase de operación.

Herramientas CASE (Computer Aided System Engineering)

Estas herramientas asisten al analista/programador en las fases de diseño conceptual, lógico y físico. Sus beneficios incluyen:

• Ayuda en el diseño.
• Reducción del tiempo de desarrollo.
• Facilidad en el mantenimiento.

Limitaciones: No realizan generación automática de restricciones, no soportan entornos distribuidos y no especifican el modelo físico detallado.

Arquitectura de un SGBDR

Procesador de Consultas

Es el módulo responsable de:

• Interpretar las instrucciones de definición y registrarlas.
• Traducir las instrucciones LMD al lenguaje del motor de evaluación para determinar el plan de ejecución.
• Ejecutar las consultas solicitadas.

Gestor de Almacenamiento

Proporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel y los programas de aplicación. Sus funciones son:

• Interaccionar con el gestor de archivos.
• Garantizar el almacenamiento eficiente, la recuperación y la actualización de datos.
• Asegurar el cumplimiento de restricciones y la seguridad.

Componentes del Gestor

• Gestor de Transacciones: Asegura la atomicidad y la durabilidad.
• Gestor de Concurrencia: Controla la interacción entre transacciones (aislamiento) para garantizar la consistencia.
• Gestor de Recuperación: Permite retornar a una situación estable.
• Gestor de Archivos: Gestiona la asignación de espacio en disco y estructuras de datos.
• Gestor de Memoria Intermedia: Gestiona la transferencia de datos entre el disco y la caché.

Tipos de Usuarios en el DBMS

• Usuarios normales: Invocan programas de aplicación preescritos mediante interfaces (ej. banca web, e-commerce).
• Programadores de aplicación: Ingenieros de software que embeben llamadas a la BD usando herramientas como Eclipse o .Net.
• Usuarios especializados: Analistas y diseñadores que utilizan herramientas como OLAP, trabajando directamente con el LDD y LMD.
• Administrador de bases de datos (DBA): Responsable del mantenimiento, instalación, rendimiento y seguridad.
• Ingenieros del DBMS: Desarrolladores que construyen el sistema e incorporan nuevas funcionalidades.