Fundamentos de los Modelos de Datos y Limitaciones de los Sistemas de Archivos

¿Qué es un Modelo de Datos?

Un modelo de datos se define como la combinación de una estructura de datos más las técnicas de acceso a dichos datos. Es importante destacar que, en este nivel de abstracción, el modelo no posee conocimiento sobre el contenido interno de los archivos.

Formalmente, un modelo de datos es un lenguaje orientado a describir una Base de Datos. Típicamente, un modelo de datos permite describir:

• Estructuras de datos de la base: Define el tipo de los datos que residen en la base y la forma en que estos se interrelacionan.
• Restricciones de integridad: Establece un conjunto de condiciones que los datos deben cumplir para reflejar correctamente la realidad deseada.
• Operaciones de manipulación de los datos: Incluye, típicamente, operaciones de agregado, borrado, modificación y recuperación de los datos almacenados en la base.

Desde otra perspectiva, un modelo de datos también permite describir los elementos de la realidad que intervienen en un problema específico y la forma en que dichos elementos se relacionan entre sí.

Es crucial recordar que una Base de Datos siempre está orientada a resolver un problema determinado. Por lo tanto, ambos enfoques (la descripción estructural y la representación de la realidad) son fundamentales en cualquier desarrollo de software.

Desafíos de los Sistemas de Gestión de Archivos Tradicionales

Los sistemas de gestión de archivos convencionales presentan varios inconvenientes inherentes a su diseño, que los modelos de datos y las bases de datos buscan superar:

• Redundancia e inconsistencia de los datos: Se produce porque los archivos son creados por distintos programas y evolucionan con el tiempo. Esto significa que pueden tener diferentes formatos y que los mismos datos pueden estar duplicados en varios lugares. Por ejemplo, el número de teléfono de un alumno podría figurar en múltiples archivos. La redundancia no solo incrementa los costes de almacenamiento y acceso, sino que también conduce a la inconsistencia de los datos, donde las copias de la misma información no coinciden al estar dispersas.
• Dependencia entre los datos físicos y lógicos: También conocida como dependencia física-lógica, implica que la estructura física de los datos (la definición de archivos y registros) está codificada directamente en los programas de aplicación. Cualquier modificación en esta estructura obliga al programador a identificar, modificar y probar todos los programas que manipulan dichos archivos.
• Dificultad para acceder a los datos y proliferación de programas: Cada vez que se necesita realizar una consulta que no fue contemplada en la fase inicial del diseño, es necesario codificar un nuevo programa de aplicación. Esto evidencia que los entornos convencionales de procesamiento de archivos no facilitan la recuperación de los datos necesarios de una manera conveniente y eficiente.
• Separación y aislamiento de los datos: Dado que los datos están distribuidos en múltiples archivos y pueden tener formatos diversos, resulta complejo desarrollar nuevos programas que garanticen la manipulación correcta de la información. Antes de cualquier operación, sería necesario sincronizar todos los archivos para asegurar la coherencia de los datos.
• Dificultad para el acceso concurrente: En un sistema de gestión de archivos, es problemático permitir que múltiples usuarios actualicen los datos de forma simultánea. Las actualizaciones concurrentes pueden generar datos inconsistentes, ya que se puede acceder a la información a través de diversos programas de aplicación sin una coordinación centralizada.