Fundamentos Esenciales de Bases de Datos: Modelos, Arquitectura y DBMS

Conceptos Fundamentales de Bases de Datos

• Dato: Conjunto de caracteres que posee algún significado específico.
• Información: Datos específicos organizados según la necesidad del usuario.
• Campo: Unidad básica que se llena con datos.
• Registro: Colección de campos (iguales o de diferentes tipos) que se llena con información específica.
• Archivo: Colección de registros que sigue una estructura definida.
• Base de Datos (BD): Colección de archivos creados para englobar información y optimizar su gestión.

  Sus tres componentes principales son: Hardware, el Software de DBMS, y los Datos que se manejan.

• DBMS (Sistema de Gestión de Bases de Datos): Su objetivo es almacenar, utilizar y manipular la información de la base de datos.
• Esquema de Base de Datos: Se expresa mediante un Lenguaje de Definición de Datos (LDD).
• DBA (Administrador de Bases de Datos): Profesional encargado de gestionar y mantener la base de datos.

Abstracción y Definición de Datos

Niveles de Abstracción de los Datos

Existen tres formas de abstracción de los datos:

1. Nivel Físico: El nivel más bajo.
2. Nivel Conceptual: El nivel más alto de abstracción.
3. Nivel de Visión: El resultado final o la vista del usuario.

Definición y Relación de Datos

• Definición de Datos: Describe el tipo de dato y la longitud del campo. Incluye atributos (características), totales de datos y registros conceptuales.
• Relación entre Datos: Define las conexiones entre datos para enlazar diferentes tipos de registros.

Modelos de Datos y Arquitectura

Un Modelo de Datos es la simulación de la realidad y una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones que existen entre ellos, la semántica asociada y las restricciones de consistencia.

Tipos de Modelos de Datos

Existen tres categorías principales de modelos:

1. Modelo Lógico Basado en Objetos.
2. Modelo Lógico Basado en Registros.
3. Modelo Físico de Datos.

1. Modelo Lógico Basado en Objetos

Describe los datos a nivel conceptual y de visión.

• Modelo Entidad-Relación (E-R): Representa la realidad a través de entidades.
• Entidades Tangibles: Aquellas que se pueden tocar.
• Entidades Intangibles: Aquellas que existen, pero no se pueden visualizar o tocar directamente.
• Atributos: Las características de las entidades en la base de datos.

2. Modelo Lógico Basado en Registros

Se utiliza para registros e instancias para representar la realidad, así como las relaciones entre ellos.

Sus tres modelos principales son:

1. Modelo Relacional.
2. Modelo de Red.
3. Modelo Jerárquico.

Detalle de Modelos Basados en Registros

• Modelo Relacional: Presenta los datos mediante relaciones (tablas). Los renglones se denominan Tuplas y las columnas se denominan Atributos.
• Modelo de Red: Representa los datos mediante una colección de registros, y sus relaciones se representan por medio de ligas (enlaces).
• Modelo Jerárquico: Es similar al de red, pero los datos están organizados por un conjunto de árboles en lugar de gráficas.

3. Modelo Físico de Datos

Se usa para describir los datos en el nivel más bajo. Existen dos tipos:

• Modelo Unificador.
• Memoria de Elementos.

Conceptos Clave de Estructura

• Llave Primaria: Atributo o conjunto de atributos principales que identifican de forma única a una entidad.
• Instancia: El estado que presenta una base de datos en un momento dado. Son los datos y los cambios acumulados.
• Esquema: La descripción lógica de la base de datos. Proporciona los nombres de las entidades y sus atributos.

Independencia de Datos

• Independencia Física de los Datos: Capacidad de modificar el esquema conceptual sin provocar que se deban reescribir los datos.
• Independencia Lógica de los Datos: Capacidad de modificar el esquema conceptual sin provocar que se deban reescribir los programas de aplicación.

Lenguajes de Bases de Datos

Lenguaje de Definición de Datos (DDL)

El DDL define el esquema de la BD mediante una serie de definiciones expresadas en un lenguaje específico. El resultado de su ejecución es un Diccionario de Datos.

Lenguaje de Manipulación de Datos (DML)

Existen dos tipos:

1. DML Procedimental: Requiere que el usuario especifique qué dato se necesita y cómo obtenerlo.
2. DML No Procedimental: Requiere que el usuario especifique qué datos se necesitan, sin especificar cómo obtenerlos.