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Fundamentos de Bases de Datos 1.1 ¿Por qué usar una Base de Datos?	El área de bases de datos ha sido muy importante dentro de la Ciencia de la Computación y más recientemente como parte esencial de las Tecnologías de Información. Al decir que el mundo vive en la era de la información, lo primero que se viene a la mente es el lugar donde se almacenan los datos requeridos para producir información, las Bases de Datos. Este término, también, ha pasado de ser un término técnico a ser u n término de uso diario en cualquier ámbito de trabajo en la vida diaria: la escuela, la casa, la oficina. Debido a todo lo anterior, es necesario el poder aclarar primero estos términos, y contestar las preguntas: ¿Qué es una Base de Datos? ¿Qué es un Sistema de Administración de Base de Datos? ¿Qué Tecnología existía antes de la aparición de las Bases de Datos? Qué ventajas y beneficios ofrecen las Bases de Datos y sus Sistemas de Administración comparados con las tecnologías anteriores?.
¿CUÁNDO SE REQUIERE USAR UN SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN DE BASES DE DATOS?	Las ventajas de utilizar una Base de Datos, a través del software de administración, se puede entender claramente en los siguientes casos: 1. Una base de datos permite almacenar grandes volúmenes de datos, con un mínimo de datos duplicados. Esto permite tener un acceso rápido y eficiente a los mismos, cuando se requiere obtener información a partir de ellos. Al estar almacenados en un lugar común, es factible aplicar reglas de integridad, que permite validar su consistencia. 2. La información almacenada en una base de datos se integra eficientemente, y no posee limitaciones impuestas por la organización de la empresa. Esta integración permite que los datos seas usados eficientemente, y con un mínimo de problemas de integridad, por diferentes usuarios y departamentos en toda la organización. Esto le ofrece como beneficio a un administrador tener acceso a datos a los cuales antes no tenía acceso, por estar almacenados en diferentes medios y sistemas.
1.2 ¿Qué es una base de datos?	El manejo de información en computadoras se remonta a los años 60’s, cuando se inicia el uso masivo de las computadoras. La creación de sistemas que manejaron los datos de áreas de negocios fue muy intuitiva, siendo una gran responsabilidad de los desarrolladores de los mismos. La tecnología disponible en esos primeros años del uso de las computadoras, no permitió el manejo de los datos de una manera muy formal y eficiente. De ese manejo inicial de los datos, se definió lo que hoy se conoce como el manejo de datos en base a archivos.
Limitaciones del Enfoque para el Manejo de Datos en Base a Archivos	El manejo de los datos en base a archivos presenta limitaciones muy importantes, para el desarrollo rápido y eficiente de los mismos, así como en su operación. La operación de estos sistemas ofreció (y ofrece aún) limitaciones que provocan problemas en su implantación:
¿Por qué aparecen las Bases de Datos?	Las bases de datos fueron la respuesta a la necesidad de atender las limitaciones y problemas que provocaron los sistemas en base a archivos. La aparición de las bases de datos obedeció entonces a: – De acuerdo a lo que los sistemas en base a archivos propusieron, los datos estaban completamente integrados a los programas de aplicación que los definieron, en lugar de estar definidos y almacenados en un lugar separado e independiente de los programas. – No existía un control en el acceso a los datos, y a la manipulación de los mismos, más allá de los controles impuestos por los mismos programas de aplicación.
1.3 ¿Qué es un Sistema de Base de Datos y un Sistema de Administración de Bases de Datos? ¿Cuál es el propósito de una Base de Datos	… ayudar a la gente y a las organizaciones a llevar un registro de las cosas, de aquellos objetos acerca de los cuales les interesa guardar datos. Estos datos son los que permitirán generar información de esas cosas u objetos. Para comprender por que es importante este almacenamiento de datos, se puede primero analizar que problemas se presenta cuando se utilizan solo datos sin la estructura que ofrece una Base de Datos:
MODELO ENTIDAD RELACION	El modelo E-R se basa en una percepción del mundo real, la cual esta formada por objetos básicos llamados entidades y las relaciones entre estos objetos así como las características de estos objetos llamados atributos.
2.1 Entidades y conjunto de entidades	Una entidad es un objeto que existe y se distingue de otros objetos de acuerdo a sus características llamadas atributos. Las entidades pueden ser concretas como una persona o abstractas como una fecha. Un conjunto de entidades es un grupo de entidades del mismo tipo. Por ejemplo el conjunto de entidades CUENTA, podría representar al conjunto de cuentas de un banco X, o ALUMNO representa a un conjunto de entidades de todos los alumnos que existen en una institución.
2.2 Relaciones y conjunto de relaciones	Una relación es la asociación que existe entre dos a más entidades. Un conjunto de relaciones es un grupo de relaciones del mismo tipo. La cantidad de entidades en una relación determina el grado de la relación, por ejemplo la relación ALUMNO-MATERIA es de grado 2, ya que intervienen la entidad ALUMNO y la entidad MATERIA, la relación PADRES, puede ser de grado 3, ya que involucra las entidades PADRE, MADRE e HIJO. Aunque el modelo E-R permite relaciones de cualquier grado, la mayoría de las aplicaciones del modelo sólo consideran relaciones del grado 2. Cuando son de tal tipo, se denominan relaciones binarias.
2.3 Limitantes de mapeo.	Existen 4 tipos de relaciones que pueden establecerse entre entidades, las cuales establecen con cuantas entidades de tipo B se pueden relacionar una entidad de tipo A:
2.4 Llaves primarias.	Como ya se ha mencionado anteriormente, la distinción de una entidad entre otra se debe a sus atributos, lo cual lo hacen único. Una llave primaria es aquel atributo el cual consideramos clave para la identificación de los demás atributos que describen a la entidad. Por ejemplo, si consideramos la entidad ALUMNO del Instituto Tecnológico de La Paz, podríamos tener los siguientes atributos: Nombre, Semestre, Especialidad, Dirección, Teléfono, Número de control, de todos estos atributos el que podremos designar como llave primaria es el número de control, ya que es diferente para cada alumno y este nos identifica en la institución.
2.5 Diagrama Entidad-Relación	Denominado por sus siglas como: E-R; Este modelo representa a la realidad a través de un esquema gráfico empleando los terminología de entidades, que son objetos que existen y son los elementos principales que se identifican en el problema a resolver con el diagramado y se distinguen de otros por sus características particulares denominadas atributos, el enlace que que rige la unión de las entidades esta representada por la relación del modelo.
2.6. Reducción de diagramas E-R a tablas	Un diagrama E-R, puede ser representado también a través de una colección de tablas. Para cada una de las entidades y relaciones existe una tabla única a la que se le asigna como nombre el del conjunto de entidades y de las relaciones respectivamente, cada tabla tiene un número de columnas que son definidas por la cantidad de atributos y las cuales tienen el nombre del atributo. La transformación de nuestro ejemplo Venta en la que intervienen las entidades de Vendedor con los atributos RFC, nombre, puesto, salario y Artículo con los atributos Clave, descripción, costo.
2.7 Generalización y especialización	Generalización. Es el resultado de la unión de 2 o más conjuntos de entidades (de bajo nivel) para producir un conjunto de entidades de más alto nivel. La generalización se usa para hacer resaltar los parecidos entre tipos de entidades de nivel más bajo y ocultar sus diferencias.
2.8 Agregación	La agregación surge de la limitación que existe en el modelado de E-R, al no permitir expresar las relaciones entre relaciones de un modelo E-R en el caso de que una relación X se quiera unir con una entidad cualquiera para formar otra relación. La Generalización consiste en agrupar por medio de un rectángulo a la relación (representada por un rombo) junto con las entidades y atributos involucrados en ella, para formar un grupo que es considerado una entidad y ahora sí podemos relacionarla con otra entidad.
Abstracción de la información.	Una base de datos es en esencia una colección de archivos relacionados entre sí, de la cual los usuarios pueden extraer información sin considerar las fronteras de los archivos. Un objetivo importante de un sistema de base de datos es proporcionar a los usuarios una visión abstracta de los datos, es decir, el sistema esconde ciertos detalles de cómo se almacenan y mantienen los datos. Sin embargo para que el sistema sea manejable, los datos se deben extraer eficientemente. Existen diferentes niveles de abstracción para simplificar la interacción de los usuarios con el sistema; Interno, conceptual y externo, específicamente el de almacenamiento físico, el del usuario y el del programador.
Modelos de datos.	Para introducirnos en este tema, empezaremos definiendo que es un modelo. Modelo: Es una representación de la realidad que contiene las características generales de algo que se va a realizar. En base de datos, esta representación la elaboramos de forma gráfica. ¿Qué es modelo de datos? Es una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones que existen entre ellos, semántica asociada a los datos y restricciones de consistencia. Los modelos de datos se dividen en tres grupos:  Modelos lógicos basados en objetos.  Modelos lógicos basados en registros.  Modelos físicos de datos.
Modelos lógicos basados en registros.	Se utilizan para describir datos en los niveles conceptual y físico. Estos modelos utilizan registros e instancias para representar la realidad, así como las relaciones que existen entre estos registros (ligas) o apuntadores. A diferencia de los modelos de datos basados en objetos, se usan para especificar la estructura lógica global de la base de datos y para proporcionar una descripción a nivel más alto de la implementación.
Estructura general del sistema.	Un sistema de base de datos se encuentra dividido en módulos cada uno de los cuales controla una parte de la responsabilidad total de sistema. En la mayoría de los casos, el sistema operativo proporciona únicamente los servicios más básicos y el sistema de la base de datos debe partir de esa base y controlar además el manejo correcto de los datos. Así el diseño de un sistema de base de datos debe incluir la interfaz entre el sistema de base de datos y el sistema operativo.
Independencia de los datos	Se refiere a la protección contra los programas de aplicación que puedan originar modificaciones cuando se altera la organización física o lógica de la base de datos. Existen 2 niveles de independencia de datos. Independencia física de datos: Es la capacidad de modificar el esquema físico sin provocar que se vuelvan a escribir los programas de aplicación. Independencia lógica de datos: Capacidad de modificar el esquema conceptual sin provocar que se vuelvan a escribir los programas de aplicación.

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