Clasificación y Fundamentos de Modelos de Bases de Datos y Arquitecturas

Modelos de Bases de Datos Fundamentales

Existen diversos modelos para la organización y gestión de la información en una base de datos (BD). A continuación, se describen los principales:

• Modelo Relacional: Todos los datos son almacenados en relaciones. Como cada relación es un conjunto de datos, el orden en el que estos se almacenen no tiene relevancia. Esto ofrece la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar por un usuario no experto. Este modelo considera la base de datos como una colección de relaciones.
• Modelo Entidad-Relación (E-R): Está basado en una percepción del mundo real que consta de una colección de objetos básicos, llamados entidades (objeto del mundo real con existencia independiente), y de relaciones entre esos objetos.
• Modelo Orientado a Objeto: Propio de los modelos informáticos orientados a objetos, trata de almacenar en la base de datos los objetos completos (estado y comportamiento). Es una base de datos que incorpora todos los conceptos importantes del paradigma de objetos: encapsulación, herencia y polimorfismo.
• Relacional Orientado a Objetos: Combina las características del modelo relacional y el orientado a objetos.
• Semiestructurado: Permiten la especificación de datos donde los elementos de datos individuales del mismo tipo pueden tener diferentes conjuntos de atributos.
• Jerárquico y de Red: Estos modelos estuvieron ligados fuertemente a la implementación subyacente y complicaban la tarea del modelado de datos, por ello dejaron de usarse. Una base de datos Jerárquica es un arreglo jerárquico de tipos de registro. El modelo de datos de Red puede considerarse como una forma extendida de la estructura jerárquica de datos.

Lenguaje de Definición de Datos y Restricciones de Integridad

Un Lenguaje de Definición de Datos (LDD) es un lenguaje proporcionado por el Sistema Gestor de Bases de Datos (SGBD) que permite a los usuarios llevar a cabo las tareas de definición de las estructuras que almacenarán los datos, así como de los procedimientos o funciones que permitan consultarlos. Debe satisfacer restricciones de consistencia.

Tipos de Restricciones de Consistencia

1. Restricción de Dominio: Se debe asociar un dominio de valores posibles a cada atributo.
2. Integridad Referencial: Hay casos en los que se desea asegurar que un valor que aparece en una relación para un conjunto de atributos dado aparece también para un determinado conjunto de atributos en otra relación.
3. Asertos: Un aserto es cualquier condición que la base de datos debe satisfacer siempre. Las restricciones de dominio y las restricciones de integridad referencial son formas especiales de asertos.

Autorización de Acceso

Puede que se desee diferenciar entre los usuarios en cuanto al tipo de acceso que se les permite a diferentes valores de los datos de la base de datos. Estas diferenciaciones se expresan en términos de autorización. Las modalidades son:

• Autorización de lectura
• Autorización de inserción
• Autorización de actualización
• Autorización de eliminación

Arquitecturas de Bases de Datos

Clasificación General de Arquitecturas

• Centralizadas: La BD se encuentra almacenada en su totalidad en un lugar físico.
• Cliente-Servidor: Tiene sus funcionalidades divididas entre el sistema servidor y múltiples sistemas cliente.
• Distribuidas: Conjunto de múltiples bases de datos lógicamente relacionadas, las cuales se encuentran distribuidas entre diferentes sitios interconectados por una red de comunicaciones. Estos sitios tienen la capacidad de procesamiento autónomo, lo que indica que pueden realizar operaciones locales o distribuidas.

Arquitecturas de Aplicaciones de Bases de Datos

Arquitectura de 2 Capas

La aplicación se divide en un componente que reside en la máquina cliente, que llama a la funcionalidad del sistema de bases de datos en la máquina servidor mediante instrucciones del lenguaje de consultas.

Arquitectura de 3 Capas

La máquina cliente actúa simplemente como frontal y no contiene ninguna llamada directa a la base de datos. En su lugar, el cliente se comunica con un servidor de aplicaciones, usualmente mediante una interfaz de formularios. El servidor de aplicaciones, a su vez, se comunica con el sistema de bases de datos para acceder a los datos.