Fundamentos Esenciales de Bases de Datos: Arquitectura, Modelos y Terminología Clave

Conceptos Fundamentales de Bases de Datos

Bases de Datos

Una Base de Datos es una colección de datos relacionados entre sí, que proporciona una representación natural del Universo del Discurso y que dispone de las siguientes características:

• Almacenada en un soporte secundario (disco).
• Facilita la posibilidad de compartir datos tanto entre aplicaciones como entre usuarios.
• Su estructura (EBD) se almacena en la BD (diccionario de datos).
• Se apoya en un modelo de datos que permite captar las relaciones y restricciones del mundo real.

Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD)

Un SGBD es un conjunto coordinado de programas, procedimientos, lenguajes, etc., que suministra a los distintos tipos de usuarios los medios necesarios para describir y manipular los datos almacenados en la base, garantizando su seguridad.

Funciones del SGBD

El SGBD se apoya en lenguajes específicos para su funcionamiento:

• DDL: Lenguaje de Definición de Datos.
• DML: Lenguaje de Manipulación de Datos.
• DCL: Lenguaje de Control de Datos.

Características Básicas de los SBD

Los Sistemas de Bases de Datos (SBD) surgen para resolver los problemas de los Sistemas de Ficheros (SF).

• La información dentro de un SBD se puede observar desde un Punto de Vista Lógico y desde un Punto de Vista Físico.
• Desde el punto de vista lógico (programas y usuarios), los datos y la definición de sus relaciones se almacenan en un único lugar, que es común.

Operaciones de un SGBD

Operaciones sobre el conjunto:

• Creación.
• Reestructuración.
• Consulta de la totalidad.

Operaciones sobre registros:

• Inserción.
• Borrado.
• Modificación.
• Consulta selectiva.

Arquitectura y Abstracción de Datos

Niveles de Abstracción

La arquitectura de una Base de Datos se define mediante tres niveles de abstracción:

• Nivel Físico (Esquema Interno): La manera en que se organizan los datos de la BD en los sistemas de almacenamiento.
• Nivel Lógico (Esquema Externo): La visión que cada usuario tiene de la BD.
• Nivel Conceptual: Nivel intermedio. Proporciona una visión global de todos los datos.

Diccionario de Datos

El diccionario de datos es uno o un conjunto de archivos que contienen información acerca de los datos que pueden ser almacenados en la base de datos. Es una metabase de datos; es decir, una base de datos que contiene información sobre otra base de datos.

Esquema de Procesamiento

El proceso que sigue el SGBD al recibir una petición de usuario es el siguiente:

1. El proceso lanzado por el usuario llama al SGBD indicando la porción de la BD que desea tratar.
2. El SGBD traduce la llamada a términos del esquema lógico de la BD. Accede al esquema lógico comprobando derechos de acceso y la traducción física.
3. El SGBD obtiene el esquema físico.
4. El SGBD traduce la llamada a los métodos de acceso del Sistema Operativo que permiten acceder realmente a los datos requeridos.
5. El Sistema Operativo accede a los datos tras traducir las órdenes dadas por el SGBD.
6. Los datos pasan del disco a una memoria intermedia (buffer). En este buffer se irán almacenando los datos según se vayan recibiendo.

Modelos de Bases de Datos

Modelo Jerárquico

• Los datos se relacionan de modo jerárquico y se representan mediante una estructura en árbol, es decir, mediante relaciones de uno a muchos (1:N).
• Un nodo hijo solo puede tener un nodo padre.
• Ejemplo: El Registro de Windows.

Modelo de Red

• Se entiende como una generalización del Modelo Jerárquico, donde los nodos hijo pueden tener varios nodos padre.
• Utiliza listas enlazadas. Permite relaciones de 1:N, pero circulares.

Modelo Relacional

• Se utilizan conceptos matemáticos, como las relaciones, para representar los datos y las operaciones sobre estos.
• La estructura de datos básica es la Relación, denominada normalmente como Tabla.
• Una base de datos relacional se compone de una colección de relaciones o tablas.

Conectividad y Lenguajes

ODBC (Open Database Connectivity)

ODBC es una conexión abierta a Bases de Datos. Es una forma de conexión de datos independiente del lenguaje o programa que estemos utilizando.

SQL Embebido

Permite ejecutar sentencias DML con un lenguaje huésped (SQL, etc.) que irá embebido en un lenguaje anfitrión (C, Visual Basic, Java, PHP, etc.).

Flujo de Acceso a Datos

Por medio de OLE DB o bien ODBC accedemos a los datos de la base, y una vez obtenidos, ADO se los presenta al usuario.

Tipos de Procesamiento y Usuarios

Tipos de Procesamiento

• Sistema por lotes (Batch): Su ejecución no precisa ningún tipo de interacción con el usuario.
• Procesamiento Interactivo: Programas que precisan la interacción con el usuario (petición de datos, elección de opciones) para funcionar.

Tipos de Usuarios de SGBD

• Informáticos
• Administradores
• Diseñadores
• Analistas y Programadores
• Usuarios finales

Gestión de Concurrencia

Deadlock (Interbloqueo)

Ocurre cuando dos procesos están en un estado de ejecución y requieren intercambiar recursos entre sí para continuar. Los dos están esperando por la liberación del recurso requerido que nunca será realizada. Como no hay resultado, se forma un camino que lleva a un estado de deadlock.