Sistemas de Información y Bases de Datos: Conceptos, Componentes y Modelos de Datos

Sistema de información y elementos

Un sistema de información reúne, procesa, almacena, analiza y difunde información para un objetivo específico. Como todos los sistemas, tiene entradas y salidas. Procesa las entradas y produce las salidas que serán enviadas al usuario o a otro sistema.

• Entidad: cualquier cosa sobre la cual se almacena información.
• Atributos: propiedades interesantes desde el punto de vista del tratamiento informático.

Tipos de sistemas de información

• Programas ofimáticos: los que permiten el intercambio de información, como las suites integradas de Microsoft Office o Lotus SmartSuite, y los sistemas de comunicación basados en Internet.
• Sistemas de proceso de transacciones: constan de 2 fases:
  • Adquisición de datos: comprende la selección y almacenamiento informatizado de los datos, y la revisión y corrección de errores de la información almacenada.
  • Tratamiento: clasificación y codificación, creación de los soportes de software necesarios para recibir los datos y almacenamiento o actualización de los datos en las tablas.
• Sistemas de información de gestión: permiten la creación de informes complejos y agrupados a partir de los datos individualizados introducidos en la base de datos.
• Sistemas de soporte a la toma de decisiones: su utilidad es facilitar la obtención de información que ayude a la toma de decisiones no repetitivas o no estructuradas, y facilitan conseguir una solución para el problema planteado.
• Sistemas expertos.
• Sistemas inteligentes de soporte a la decisión: sistemas autónomos en su funcionalidad, dotados de inteligencia artificial para mejorar su propia toma de decisiones.

Modos de acceso a un fichero

• Acceso secuencial: accedemos al primer registro del archivo y después a todos los sucesivos hasta llegar al registro deseado.
• Acceso directo: posicionamos sobre cualquier registro sin necesidad de haber accedido antes a los anteriores.

Problemas respecto a ficheros y datos

Respecto a los archivos

Debido a la necesidad de controlar la integridad semántica, el conjunto de restricciones que permiten o no almacenar determinados valores, el control de autorizaciones y la concurrencia de accesos.

Respecto a los datos

• Redundancia: repetición innecesaria de información en varios ficheros.
• Inconsistencia: los datos de los distintos ficheros no concuerdan entre sí.
• Aislamiento: se produce cuando los datos referentes a un objeto se almacenan en distintos ficheros, siendo difícil obtener a la vez toda la información relativa al mismo objeto.

Integridad

Hace referencia a la veracidad de los datos almacenados con respecto a la información existente en el dominio del problema que trata la misma. Durante el procesamiento se pueden producir fallos de muy diversa naturaleza.

Diferencia entre BD y SGBD

• BD (Base de Datos): conjunto de información almacenada cumpliendo unas características y restricciones.
• SGBD (Sistema Gestor de Bases de Datos): colección de programas que proporcionan al usuario de la BD los medios necesarios para realizar las siguientes tareas:
  • Descripción: permitirá al DBA especificar los elementos que integran la BD, su estructura, las relaciones que existen entre ellos y los controles a efectuar antes de autorizar el acceso a la BD.
  • Manipulación: permitirá a los usuarios de la BD añadir, buscar, suprimir y modificar los datos de la misma.
  • Utilización: reúne todas las interfaces necesarias para que los diferentes usuarios se conecten con la BD.

Lenguaje de definición de datos (DDL)

Es un lenguaje artificial basado en un determinado modelo de datos que permite la representación lógica de los datos. La mayoría son lenguajes simples basados en una gramática sencilla que garantiza la definición de los datos, en cada uno de los distintos SGBD. La definición debe ser compilada para dar lugar a una representación orientada a la máquina, que es la que utiliza el SGBD en tiempo de procesamiento.

Componentes de un SGBD

• Lenguaje de definición de datos: lenguaje artificial basado en un determinado modelo de datos que permite la representación lógica de los datos.
• Lenguaje de definición de almacenamiento de los datos: subcomponente del DDL.
• Lenguaje de manipulación de datos (DML).
• Diccionario de datos.
• Gestor de la BD: componente software encargado de garantizar el correcto, seguro, íntegro y eficiente acceso y almacenamiento de los datos.
• Administrador de la BD: componente humano de suma importancia.

Modos de organización de ficheros

• Archivos sin dirección
• Archivos con dirección
• Sin conversión de clave
• Con conversión de clave

Clasificación de ficheros según su uso

• Permanentes: cuyo contenido permanece prácticamente inalterable en el tiempo. Tipos: maestros, constantes e históricos.
• Temporales: duran poco tiempo desde su creación. Tipos: de movimiento y de maniobra.

DML (Lenguaje de Manipulación de Datos)

Lenguaje artificial mediante el cual se realizan dos funciones en la gestión de los datos.

Tipos

• Procedimentales: en las sentencias del lenguaje se ha de especificar qué datos se van a manipular.
• No procedimentales: en las sentencias del lenguaje se dice qué datos se van a manipular y qué se desea obtener.

Arquitectura ANSI

Esta arquitectura debe presentar una visión de los datos que sea capaz de reconocer, interpretar y manejar. La organización física de los datos debe ser lo más independiente posible de los procedimientos que manejan la información y de los posibles cambios que surjan en el dominio del problema. Consta de 3 niveles: externo, conceptual e interno.

Diccionario de datos

Es el conjunto de archivos que contienen información acerca de los datos que pueden ser almacenados en la BD. Se encuentra almacenado:

• El esquema lógico de la BD.
• El esquema físico de la BD.
• Los subesquemas de la BD.

Modelo de datos

Conjunto de herramientas conceptuales que permiten:

• Describir los datos.
• Sus relaciones.
• Limitantes de integridad que les afectan.
• Terminología a emplear.

Tipos de modelos

• Jerárquico: los datos se representan mediante registros denominados nodos y las relaciones mediante lazos, enlaces o arcos. Características: una colección de árboles forma una base de datos; al nodo más alto en la jerarquía se le denomina raíz; el padre es un nodo vinculado a otros de nivel inferior; los gemelos son nodos que tienen el mismo padre; los hijos son nodos vinculados con otro de nivel superior; los caminos son las líneas que unen nodos; las hojas son nodos que no tienen hijos; una rama es un camino que termina en una hoja; las relaciones entre registros se representan mediante arcos. Desventajas: no es posible representar relaciones N:M ni relaciones reflexivas entre registros.
• En red: se utiliza para resolver el problema de lentitud de la organización jerárquica.
• Relacional.

Archivo secuencial indexado

Los registros se organizan en una secuencia basada en un campo clave, presentando dos características: un índice del archivo para soportar los accesos aleatorios y un archivo de desbordamiento. El índice proporciona una capacidad de búsqueda para llegar rápidamente al registro deseado, y el archivo de desbordamiento es similar al archivo de registros usado en un archivo secuencial, pero está integrado de forma que los archivos de desbordamiento se ubican siguiendo un puntero desde su registro predecesor.

Operaciones sobre un fichero

Creación, apertura, ordenación, compactación y cierre.

SGBD

Software que permite introducir, organizar y recuperar la información de las bases de datos.

Tareas de un SGBD

• Descripción: permitirá al DBA especificar los elementos que integran la BD, su estructura y las relaciones que existen entre ellos, así como los controles a efectuar antes de autorizar el acceso a la BD.
• Manipulación: permitirá a los usuarios añadir, buscar, suprimir y modificar los datos de la misma.
• Utilización: reúne todas las interfaces necesarias para que los diferentes usuarios se conecten con la BD.

DCL (Lenguaje de Control de Datos)

Es un lenguaje de control de datos. Permite:

• El control del acceso a la información almacenada en el diccionario de datos.
• El control de la seguridad de los datos.

El esquema de BD

Describe la estructura de una BD, en un lenguaje formal soportado por un sistema de gestión de BD. En una BD relacional, el esquema define sus tablas, sus campos en cada tabla y las relaciones entre cada campo y cada tabla. El esquema es generalmente almacenado en un diccionario de datos. Aunque generalmente el esquema es definido en un lenguaje de BD, el término se usa a menudo para referirse a una representación gráfica de la estructura de la BD.