Fundamentos de Organización de Datos y Sistemas de Bases de Datos

Organización de Ficheros

La organización de ficheros se refiere a la forma en que los registros se almacenan y gestionan en un sistema de almacenamiento. A continuación, se describen los tipos principales:

Tipos de Organización de Ficheros

• Organización Secuencial

  En este método, los registros se colocan secuencialmente unos tras otros, añadiendo los nuevos al final. La inserción es muy eficiente al realizarse en el último bloque disponible. Sin embargo, la búsqueda de datos es compleja, ya que requiere una búsqueda lineal.

  El borrado es ineficiente, pues no se ocupa el espacio liberado y no se reutiliza, por lo que es recomendable reorganizar periódicamente el fichero, empaquetando así los registros. La modificación es compleja, implicando búsqueda y reescritura, lo que puede llevar a que el registro nuevo no quepa en el bloque y deba eliminarse para añadirse al final como una inserción.

• Organización Indexada

  Es aquella en la que los registros se guardan en un fichero secuencialmente, pero se recuperan eficientemente mediante un índice.

• Organización Encadenada

  Permite ordenar los registros en un orden lógico diferente del físico. Los registros se graban gracias al uso de punteros que enlazan los bloques de datos.

• Organización por Dispersión (Hashing)

  Se elige un campo de dispersión al que se le aplica una función aleatoria (función hash) para obtener la dirección del bloque de disco donde se almacenará el registro. Este método puede producir hashing, que acelera el acceso al campo clave al buscar un único registro.

• Organización Relativa

  Guarda los registros en un campo de ordenación, permitiendo una lectura eficiente y el uso de la búsqueda binaria para su recuperación.

Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD)

Un SGBD es una aplicación que permite al usuario definir, crear y mantener una base de datos (BDD), y proporciona acceso controlado a la misma, sirviendo de interfaz entre el usuario y la BDD.

Objetivos de un SGBD

Entre los principales objetivos de un SGBD se encuentran:

• Asegurar los tres niveles de abstracción (externo, conceptual, interno).
• Permitir la independencia física y lógica de los datos.
• Garantizar la consistencia de los datos.
• Ofrecer seguridad de acceso.
• Gestionar la concurrencia de usuarios sobre los datos.

Funciones de un SGBD

Las funciones clave de un SGBD incluyen:

• Catálogo: Almacena descripciones y contiene metadatos sobre la BDD.
• Garantía de seguridad: Dispone de mecanismos que garantizan la protección y privacidad de los datos.
• Permitir actualizaciones: Asegura que la BDD se actualice de forma correcta y consistente.
• Recuperación de datos: Permite recuperar la BDD en caso de imprevistos o fallos.
• Integración: Capacidad de integrarse con otro software de comunicación o aplicaciones.
• Cumplir restricciones: Proporciona los medios necesarios para garantizar las reglas de integridad de los datos.
• Herramientas de administración: Proporciona utilidades para que la BDD se administre efectivamente.

Componentes de un SGBD

Los componentes principales de un SGBD son:

• Lenguajes de Datos

  Sirven para manipular los datos. Se distinguen tres tipos:

  • LDD (Lenguaje de Definición de Datos): Permite definir y describir los objetos de la BDD, su estructura, relaciones y restricciones.
  • LDCL (Lenguaje de Control de Datos): Encargado del control de seguridad y manipulación de los datos.
  • LDML (Lenguaje de Manipulación de Datos): Encargado de la manipulación del contenido de la BDD. Se usa el lenguaje SQL y permite la inserción, actualización, eliminación y consulta de datos en tablas.

• Diccionario de Datos

  Contiene los esquemas que describen el contenido del SGBD, incluyendo los distintos objetos con sus propiedades.

• Objetos de la Base de Datos

  Incluyen: tablas base y vistas, consultas, dominios, funciones y procedimientos, restricciones de tabla, disparadores.

• Herramientas Adicionales

  Como: seguridad, programación de aplicaciones, importación, redistribución de datos, replicación, sincronización, gestión de diccionario, control de recuperación, control de concurrencia, integridad.

• Componentes Internos (Motor del SGBD)

  Incluyen: optimizador de consultas, gestión de transacciones, planificación, copias de seguridad.

Conceptos de Bases de Datos Distribuidas

En el contexto de las bases de datos distribuidas, se manejan los siguientes conceptos:

• Fragmentación

  Es la descomposición o partición de una tabla en fragmentos, que pueden ser verticales u horizontales. Esto se realiza siguiendo siempre las reglas de completitud de la reconstrucción y de los conjuntos disjuntos.

• Distribución

  Se refiere a la forma en que los datos se distribuyen, pudiendo incluir tipos como la replicación (multiplicada y duplicada), la distribución partida, o la selección de ficheros duplicados en nodos específicos.

• Replicación

  Mejora la disponibilidad de los datos, ofreciendo mayor redundancia y acceso. Además, permite disponer de un catálogo distribuido.