Fundamentos de Bases de Datos: Estructura, Modelos y Beneficios Clave

Estructura de una Base de Datos

Las bases de datos están compuestas de datos y metadatos. Los metadatos son datos que sirven para especificar la estructura de la base de datos. Por ejemplo: qué tipo de datos se almacenan, qué nombre se le da a cada dato.

Los datos pueden tener:

Estructura Lógica

Puede entenderse por un software, indica la composición y distribución teórica de la base de datos. Sirve para que las aplicaciones puedan utilizar los elementos de la base de datos sin saber cómo se están almacenando, permitiendo idealizar la base de datos. Sus elementos son:

• Objetos
• Entidades
• Nodos
• Relaciones
• Enlaces

Estos elementos realmente no tienen presencia real en la física del sistema. Por ello, para acceder a los datos, debe haber una posibilidad de traducir la estructura lógica en la estructura física.

Estructura Física

Son los recursos para armar una base de datos, es la estructura de los datos tal cual se almacenan en las unidades de disco. Las correspondencias entre la estructura lógica y la física se almacenan en la base de datos (en los metadatos).

Ventajas de las Bases de Datos

• Independencia de los datos, programas y procesos: Permite modificar los datos sin modificar el código de las aplicaciones.
• Menor redundancia: No hace falta la repetición de datos.
• Integridad de los datos: Mayor dificultad de perder los datos o de realizar incoherencias con ellos.
• Mayor seguridad en los datos: Al limitar el acceso a ciertos usuarios.
• Datos más documentados: Gracias a los metadatos que permiten describir la información de la base de datos.
• Acceso a los datos más eficiente: La organización de los datos produce un resultado más óptimo en rendimiento.
• Menor espacio de almacenamiento: Gracias a una mejor estructuración de los datos.

Desventajas de las Bases de Datos

• Instalación costosa: El control y administración de la base de datos requiere de un software y hardware poderoso.
• Requiere personal cualificado: Debido a la dificultad de manejo de este tipo de sistemas.
• Implantación larga y difícil: La adaptación del personal es muy complicada y lleva bastante tiempo.
• Ausencia de estándares reales: Excesiva dependencia hacia los sistemas comerciales del mercado.

Modelos para la Extracción de Información del Mundo Real

Modelo Entidad-Relación (E-R)

Ideado por Peter Chen en 1976 y 1977. Permite observar la realidad, diseñar en papel y luego digitalizar. Sirve para crear esquemas conceptuales de una base de datos y es prácticamente un estándar para esta tarea. Sus siglas más populares son E/R porque sirven tanto para el inglés como para el español.

Inicialmente, solo se incluían los conceptos de entidad, relación y atributos. Posteriormente, se añadieron otras propuestas que forman el Modelo Entidad-Relación Extendido. Las características que describen cada entidad se denominan atributos. Para la relación entre entidades, debe haber un identificador único e irrepetible; si no se encuentra, debe ser creado por el administrador de la base de datos.

Modelo Relacional

Utilizado por sistemas como Access. Utiliza tablas bidimensionales para la representación lógica de los datos y sus relaciones. Sus características son:

• Puede ser entendido y usado por cualquier usuario.
• Permite ampliar el esquema sin modificar las aplicaciones de gestión.
• Los usuarios no necesitan saber dónde se encuentran los datos físicamente.

El elemento principal es la relación, que se representa mediante una tabla. Se puede decir que una base de datos está compuesta por un conjunto de relaciones. La relación se representa por una tabla compuesta por filas (tuplas) y columnas (atributos).

Dominio

Conjunto de valores que puede tomar un atributo. Existen dos tipos: generales y restringidos.

Pasos para Transformar Datos a Tablas

Para pasar a tablas los datos, se siguen los siguientes pasos:

1. Toda entidad se transforma en una tabla.
2. Todo atributo se transforma en una columna.
3. El identificador de la entidad se convierte en la clave primaria.
4. Toda relación de muchos a muchos se convierte en una tabla que tendrá como clave primaria las dos claves de las entidades que asocia.
5. En las relaciones de uno a muchos, la clave principal con cardinalidad 1 pasa a la tabla de la entidad cuya cardinalidad es N.
6. Existen consideraciones para la cardinalidad:
   • Si la cardinalidad es 0,1 y la de la otra tabla es 1,1, se suele pasar la clave primaria de 1,1 a la de 0,1.
   • Si la cardinalidad de ambas es 1,1, se pasa la clave de cualquiera de ellas a la otra.