Bases de Datos y Sistemas de Gestión

Sistemas de almacenamiento de información

• Los sistemas de almacenamiento de información, como las bases de datos, son un conjunto de herramientas para consultar, usar y actualizar una base de datos.
• Los objetivos de estudio incluyen analizar los sistemas lógicos de almacenamiento y sus características; identificar tipos de bases de datos; reconocer la utilidad de un sistema gestor de base de datos; describir la función de los componentes de un sistema gestor de base de datos; y clasificar los sistemas gestores de bases de datos.

Archivos

• Un ordenador almacena diversos tipos de datos, desde información administrativa y financiera hasta música, películas o videojuegos, pasando por páginas web.
• Toda esta información se guarda en dispositivos de almacenamiento como discos duros, DVDs, memorias USB, etc.
• Los archivos o ficheros son estructuras de datos creadas por los sistemas operativos para el almacenamiento de datos.
• Los ficheros usualmente tienen un nombre y una extensión que indica el formato del contenido.

Tipos de archivos y formatos

• El formato y tipo de archivo determinan cómo se interpreta la información.
• La única información almacenada en un archivo es una secuencia de bits (ceros y unos).
• Se pueden clasificar los archivos según su contenido (texto o binario); su organización (secuencial, directa, indexada); o su utilidad (maestros, históricos, movimientos).
• Los datos en archivos pueden ser tratados como texto o datos binarios. Los bits pueden traducirse a caracteres alfabéticos o números entendidos por los humanos, o tratarse como componentes de estructuras de datos complejas como archivos de sonido, video o imágenes.
• La organización de un archivo indica la forma de acceder a los datos. Los archivos secuenciales ordenan los datos en una secuencia, por lo que acceder a un dato requiere recorrer todos los anteriores.
• Los archivos con organización directa permiten acceder a un dato específico sin necesidad de recorrer los anteriores. Los archivos indexados utilizan un índice para acceder rápidamente a los datos.

Archivos de texto

• Los archivos de texto, también conocidos como archivos planos o ASCII, utilizan el código ASCII para representar caracteres.
• Utilizan un byte para cada carácter, pudiendo representar hasta 256 caracteres (numerados de 0 a 255).
• Aunque no necesitan un formato para ser interpretados, los archivos de texto usualmente tienen extensiones que indican el tipo de texto, como por ejemplo: archivos de configuración con extensiones .ini, .inf, .conf; archivos de código fuente con extensiones como .sql, .c y .java; archivos de páginas web con extensiones .html, .php, .css y .xml; y archivos enriquecidos como .rtf, .ps y .tex.

Archivos binarios

• Los archivos binarios son los que no son de texto y requieren un formato para su interpretación.
• Incluyen varios formatos, por ejemplo para imágenes (.jpg, .gif, .tiff, .bmp, .wmf, .png, .pcx), video (.mpg, .mov, .avi, .qt), archivos comprimidos (.zip, .Z, .gz, .tar, .lhz), ejecutables (.exe, .com, .cgi, .o, .a), y procesadores de texto (.doc, .odt).
• Generalmente, los archivos que componen una base de datos son binarios, con una estructura lógica que permite su acceso universal. Esta estructura es compleja de representar en archivos de texto.
• Software como Oracle guarda la información en múltiples archivos (datafiles, tempfiles, logfiles, etc.), y Access la almacena en un archivo con extensión .MDB.

Bases de datos

• Una base de datos es una colección de información relacionada, almacenada de forma organizada en archivos.
• Se organiza mediante tablas, que almacenan datos sobre un objeto o evento, relacionadas entre sí.
• Cada tabla contiene filas (registros) y columnas (campos). Cada fila representa un registro con tantos campos como columnas tiene la tabla.

Conceptos de base de datos

• Dato es un trozo de información sobre un concepto o suceso.
• Tipo de dato indica la naturaleza del campo (numérico o alfanumérico).
• Campo es un identificador de una familia de datos y corresponde a una columna.
• Registro es una agrupación de datos sobre un mismo tema, o suceso; un registro es una fila.
• Campo clave identifica de manera única cada registro en una tabla.
• Tabla es un conjunto de registros con el mismo nombre y que representa el conjunto de esos mismos registros.
• Consulta es una solicitud para obtener información específica de la base de datos, puede ser una búsqueda simple de un registro o una petición para seleccionar registros que cumplan con ciertos criterios.
• Índice permite acceder rápidamente a registros específicos con base en los valores de un campo clave. Esta estructura almacena los campos clave organizados de una forma eficiente, para facilitar la ubicación de los registros.
• Vista es una transformación de una o más tablas para crear una nueva tabla virtual que no está almacenada físicamente pero que se puede consultar.
• Informe es un listado ordenado de campos y registros, en un formato legible para la consulta.

Usos de bases de datos

• Bases de datos administrativas: Registran y relacionan información de clientes, pedidos, facturas, productos, etc.
• Bases de datos contables: Gestionan pagos, balances, patrimonio, e información financiera.
• Bases de datos para motores de búsqueda: Almacenan información sobre documentos en Internet.
• Bases de datos científicas: Recogen datos climáticos, medio ambientales, químicos, genómicos, geológicos, etc.
• Bases de datos bibliotecarias: Registran información bibliográfica.
• Bases de datos de censos: Coleccionan datos demográficos de poblaciones.
• Bases de datos de virus: Listas de malware.
• Bases de datos de otros usos: Usos militares, videojuegos, deportes, etc.

Evolución y tipos de bases de datos

• La tecnología ha llevado a bases de datos más sofisticadas.
• Las cintas magnéticas (década de los 50) eran de acceso secuencial, almacenando archivos secuencialmente.
• La generalización del uso de discos magnéticos (década de los 60) permitió acceso directo a cualquier parte del archivo
• Las bases de datos jerárquicas y en red (década de los 60) organizan la información en forma de listas enlazadas y árboles.
• El modelo relacional (1970, Edgar Frank Codd) revolucionó las bases de datos, basándose en predicados y teoría de conjuntos.
• La década de los 80 vio la aparición de DB2 (IBM) y SQL.
• Las bases de datos orientadas a objetos (finales de los 90) manejan objetos, no relaciones.
• La aparición de Internet creó nuevas formas de organizar y distribuir bases de datos.

Sistemas Gestores de Bases de datos (SGBD)

• Un SGBD es un conjunto de herramientas para consultar, usar y actualizar una base de datos.
• Ejemplos de SGBD incluyen Oracle 11g.
• Los SGBD están estructurados en capas de herramientas para administrar en múltiples discos duros los archivos de datos. Proporcionan accesos a estos datos tanto por interfaces gráficas como por lenguajes de programación (PL-SQL, php, C++).

Funciones de un SGBD

• Facilita el almacenamiento, acceso y actualización de datos para usuarios.
• Garantiza la integridad de los datos.
• Integra seguridad con el sistema operativo, permitiendo acceso a los datos solo a usuarios autorizados.
• Ofrecen un diccionario de metadatos, mostrando la estructura de la base de datos.
• Ofrece mecanismos que permiten la concurrencia (trabajar varios usuarios sobre un mismo conjunto de datos).
• Proporcionan herramientas que manejan transacciones complejas, garantizando que las operaciones complejas se hacen de forma correcta, o en caso contrario, permitiendo revertir cambios.
• Ofrecen herramientas estadísticas sobre el uso del gestor, registrando consultas, operaciones exitosas, fallidas, etc.

Lenguaje SQL

• SQL (Structured Query Language) es la principal herramienta de programación de un SGBD.
• Es un lenguaje sencillo para que los usuarios realicen preguntas al servidor y obtengan respuestas a sus demandas.
• SQL está estandarizado por la ISO (International Organization for Standardization).
• Se divide en sublenguajes DDL (Data Definition Language: para definir la estructura), DML (Data Manipulation Language: para manipular datos, insertando, seleccionando, modificando o borrando), DCL (Data Control Language: para controlar el acceso a datos, otorgando y revocando permisos), y TCL (Transaction Control Language: para manejar transacciones como comandos atómicos para mayor confiabilidad).

Tipos de SGBD

• SGBD ofimáticos: Manejan bases de datos pequeñas y sencillas, como Access.
• SGBD corporativos: Gestionan enormes bases de datos de empresas y necesitan servidores de gran capacidad para manejar un volumen de datos muy alto, como Oracle y DB2.
• Soluciones intermedias: Como MySQL, que son gratuitas, sencillas y capaces de manejar grandes volúmenes de datos.