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Introducción a las bases de datos y SGBD
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¿Qué
es una base de datos?
Una
base
de datos es
un
conjunto de datos que están organizados para un uso determinado o,
también, conjunto de herramientas que permiten gestionar información
relacionada con un tema determinado.
Usos
de las bases de datos:
Las
bases de datos están en cualquier tipo de sistema informático.
● BD
Administrativas: cualquier empresa necesita registrar y relacionar
sus clientes, pedidos, facturas, etc.
● BD
Contables: para gestionar los pagos, balances de pérdidas y
ganancias...
● BD
para motores de búsqueda: por ejemplo Google tiene una base de datos
inmensa donde almacena información sobre todos los documentos de
internet. Posteriormente millones de usuarios simultáneos buscan en
la base de datos de estos motores.
● BD
Científicas: datos climáticos, químicos...
● BD
Configuraciones: por ejemplo el registro de windows de
configuraciones.
● BD
Bibliotecas: por ejemplo la tienda virtual amazon, o la biblioteca de
un barrio.
● BD
Censos: información demográfica de pueblos, ciudades..
● BD
Virus: los antivirus guardan información sobre software malicioso.
● BD
para muchos otros usos: militares, videojuegos, deportes, etc.
¿Qué
es un sistema gestor de bases de datos (SGBD)?
(en
inglés DBMS: DataBase Management System)
Un
SGBD es un conjunto de programas que permiten el almacenamiento,
modificación y
extracción
de la información en una base de datos de forma rápida y
estructurada, además
proporcionan
herramientas para añadir, borrar, modificar y analizar los datos.
FUNCIONES
DE UN SGBD
1.
Permiten a los usuarios almacenar datos, acceder a ellos y
actualizarlos de forma sencilla.
2.
Garantizan la integridad de los datos.
3.
Integran un sistema de seguridad que garantiza que solo podrán
acceder a los datos los usuarios con autorización.
4.
Proporciona un diccionario de metadatos, que contiene el esquema de
la BD (estructura de los datos en tablas, registros, campos,
relaciones, usuarios, permisos...)
5.
Permiten el uso de transacciones
6.
Ofrecen estadísticas, de forma que es posible monitorizar el uso de
la BD y analizar posibles mejoras.
7.
Permiten la concurrencia, es decir, varios usuarios trabajando sobre
el mismo conjunto de datos.
8.
Facilitan la migración de la BD a otras plataformas.
9.
Ofrecen conectividad con el exterior, para replicar y distribuir la
BD.
10.
Incorporan herramientas para restaurar la información en caso de
desastre.
¿Qué
había antes de los SGBD?
Los
SGBD aparecieron en los años 70.
Antes
la información se almacenaba en archivos y los programas manejaban
esos archivos
para
obtener la información. Si la estructura de datos de los archivos
cambiaba todos los
programas
que los manejaban se debían modificar.
Inconvenientes
de los sistemas de gestión de archivos:
●
Redundancia
e inconsistencia de los datos
●
Dependencia
de los datos físico-lógica
●
Dificultad
para tener acceso a los datos.
●
Separación
y aislamiento de los datos
●
Dificultad
para el acceso concurrente
●
Dependencia
de la estructura del archivo con el lenguaje de programación
●
Problemas
en la seguridad de los datos
● Problemas
en la integridad de los datos
¿Qué
es un modelo de datos?
Es
un conjunto de conceptos y reglas que permiten estructurar los datos
resultantes de la
observación
de la realidad, de forma que queden representadas todas sus
propiedades,
tanto
estáticas como dinámicas.
¿En
qué consiste el diseño de una base de datos?
El
diseño de una base de datos consiste en la obtención de una
representación informática
concreta
a partir del estudio de los elementos del mundo real, o lo que es lo
mismo, en la
definición
de las estructuras de los datos que ha de contener un sistema de
información
determinado.
¿Qué
supone un buen diseño en una base de datos?
Entre
las características demandadas a un buen diseño se encuentran:
●
Flexibilidad:
para futuras ampliaciones y modificaciones
●
Accesibilidad:
que facilite el acceso a los datos
●
Simplicidad:
que sea fácil de entender
●
Almacenamiento
óptimo: con el fin de no desaprovechar espacio
●
Alto
rendimiento: con el fin de que las consultas se realicen rápidamente
● Seguridad:
procedimientos que aseguren el acceso a los datos
Arquitectura
de los sistemas de bases de datos:
En
1975, el comité ANSI-SPARC, propuso una arquitectura de tres niveles
para los Sistemas de Gestión de Base de Datos, cuyo objetivo
principal era el de separar los programas
de aplicación de la Base de datos física .
●
Nivel
interno o físico :
describe la estructura física de la base de datos mediante un
esquema
interno. Este esquema se especifica con un modelo físico y describe
los detalles de cómo se almacenan físicamente los datos: los
archivos que contienen la información, su organización, los métodos
de acceso a los registros, los tipos de registros, la longitud, los
campos que los componen, etc.
●
Nivel
conceptual :
describe la estructura de toda la base de datos para un grupo
determinado de usuarios mediante un esquema conceptual (Modelo
Entidad/Relación). Este esquema describe las entidades, atributos,
relaciones, operaciones de los usuarios y restricciones, ocultando
los detalles de las estructuras físicas de almacenamiento.
●
Nivel
externo o de visión :
es el más cercano al usuario, se describen varios esquemas externos
o vistas de estos. Cada esquema externo describe la parte de la base
de datos que interesa a un grupo de usuarios determinado y oculta a
ese grupo el resto de la base de datos. En este nivel se puede
utilizar un modelo conceptual o un
modelo lógico para especificar los esquemas.
¿Cuáles son los componentes principales de un SGBD?
Los SGBD son paquetes de software muy complejos que deben proporcionar una serie de servicios que van a permitir almacenar y explotar los datos de forma eficiente.
1.- Lenguajes SGBD
● Lenguaje de definición de datos- (LDD o DDL): se utiliza para especificar el esquema
de la BD, las vistas de los usuarios y las estructuras de almacenamiento. Es el que
define el esquema conceptual y el esquema interno.
● Lenguaje de manipulación de datos-(LMD o DML): se utilizan para leer y actualizar
los datos de la BD. Es el utilizado por los usuarios para realizar consultas, inserciones, eliminaciones y modificaciones.
● Lenguajes de cuarta generación: son lenguajes de programación diseñados con el
objetivo de desarrollar aplicaciones orientadas a las bases de datos. Por ejemplo las
herramientas del SGBD Oracle: SQL Forms, SQL Reports…
El lenguaje SQL (Structured Query Language - Lenguaje de consulta estructurado)
es un interfaz de programación entre el usuario y la base de datos.
2.- Diccionario de datos
Es el lugar donde se deposita información acerca de todos los datos que forman la BD, es
una guía en la que se describe la BD y los objetos que la forman.
El diccionario contiene las características lógicas de los sitios donde se almacenan los datos
del sistema, incluyendo nombre, descripción, alias, contenidos y organizaciones.
3.- Seguridad e Integridad
Un SGBD proporciona los siguientes mecanismo para garantizar la seguridad e integridad
de los datos:
● Debe garantizar la protección de los datos contra accesos no autorizados, tanto
intencionados como accidentales. Debe controlar que solo los usuarios autorizados
accedan a la BD.
● Los SGBD ofrecen mecanismos para implantar restricciones de integridad en la BD.
Estas restricciones van a proteger la BD contra daños accidentales. Los valores de los datos que se almacenan deben satisfacer ciertos tipos de restricciones de consistencia y reglas de integridad, que especificará el administrador de la BD.
● Proporciona herramientas y mecanismos para la planificación y realización de copias de seguridad y restauración.
● Debe ser capaz de recuperar la BD llevándola a un estado consistente en caso de ocurrir algún suceso que la dañe.
● Debe asegurar el acceso concurrente y ofrecer mecanismos para conservar la consistencia de los datos en el caso de que varios usuarios actualicen la BD de forma concurrente.
4.- El administrador de la base de datos
Dentro de los sistemas de gestión de bases de datos hay varias categorías de usuarios
según el derecho o autorización que tengan sobre los objetos que componen la base de
datos:
● Usuarios de la categoría DBA: su función es administrar la base por lo tanto tienen el
nivel más alto de privilegios.
● Usuarios de la categoría RESOURCE: pueden crear sus propios objetos y pueden hacer consultas.
● Usuario de la categoría CONNECT: solo pueden realizar consultas.
Tareas del administrador de la BD
● Instalar el SGBD en el sistema informático.
● Crear las bases de datos que se vayan a tramitar.
● Crear y mantener el esquema de la BD.
● Crear y mantener las cuentas de usuario de la BD.
● Arrancar y parar el SGBD, y cargar las bases de datos necesarias para trabajar.
● Cooperar con el administrador del sistema operativo, a la hora de ubicar, dimensionar y controlar los archivos y espacios de disco ocupados por el SGBD.
● Ayudar en las tareas de formación de usuarios.
● Realizar estándares de uso, políticas de acceso y reglas de trabajo para los usuarios de la BD.
● Proporcionar la información que necesitan sobre la BD a los equipos de análisis y programación de aplicaciones.
● Además realizan tareas de explotación como:
○ Vigilar el trabajo diario ayudando en la información y aclarando las dudas de los usuarios de la BD.
○ Controlar en tiempo real los accesos, tasas de uso, cargas en los servidores…
○ Si es necesario, reorganizar la BD.
○ Realizar las copias de seguridad periódicas de la BD.Restaurar la BD si ocurriese algo a partir de las copias de seguridad.
○ Analizar las auditorías del sistema por si hay alguna anomalía, intento de violación de la seguridad,…
○ Ajustar y optimizar la BD mediante el ajuste de sus parámetros, y con ayuda de las herramientas de monitorización y de las estadísticas del sistema
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- GBD Note on Untitled, created by Sergio Collado on 18/10/2016.
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- Sergio Collado
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