Introducción a los Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD): Arquitectura, Niveles y Lenguaje SQL
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Niveles Lógico y Físico en Bases de Datos
Nivel Lógico
Es el nivel con el que interactúa un programador utilizando lenguajes como C, COBOL o Pascal. En este nivel, un programador puede concebir un fichero como un conjunto de registros sin preocuparse por cómo se accede a los datos.
Nivel Físico
Es el nivel del que se encarga un programador de sistemas o un diseñador de bases de datos (BD). En este nivel, es necesario conocer la implementación física de la BD.
Concepto y Evolución de los SGBD
Inicialmente, se hablaba de Fecha Banks (bancos de datos), que consistían en ficheros interrelacionados. A partir de los años 70, este concepto evolucionó a Fecha Base (base de datos).
Durante 1986, se produjo la estandarización del lenguaje SQL.
Data Warehouse
Un Data Warehouse comprende toda la información que una empresa ha podido obtener a través de sus actividades, incluso fuera de la empresa.
Objetivos y Servicios de los SGBD
- Consultas no predefinidas y complejas.
- Flexibilidad e independencia.
- Facilitar la eliminación de la redundancia.
COMMIT
Se utiliza para hacer permanentes un conjunto de cambios en la base de datos.
Arquitectura de los SGBD
Comité ANSI/SPARC
Propuso una arquitectura basada en tres niveles:
- Nivel Externo: Correspondiente al nivel lógico.
- Nivel Conceptual: Correspondiente al nivel lógico.
- Nivel Interno: Correspondiente al nivel físico.
Nivel Externo
Representa las diferentes visiones que tienen los diversos usuarios de la BD. Cada visión se denomina esquema.
Nivel Conceptual
Contiene una única descripción de la BD, incluyendo las entidades, atributos e interrelaciones.
Nivel Interno
Describe la estructura física de la BD, incluyendo las estructuras internas y los caminos de acceso.
Independencia de los Datos
Independencia Física
Los cambios en el nivel físico (esquema interno) no deben afectar a los niveles superiores. La conexión entre niveles es automática.
Independencia Lógica
Los usuarios no se ven afectados por los cambios en el nivel lógico.
Zona Buffer
Es una zona de memoria más rápida que la convencional donde se almacenan las consultas de la sesión.
Modelos de Bases de Datos
Un modelo de BD es el conjunto de herramientas de que dispone un SGBD para modelar:
- (A) Estructura de la BD: Para construir el modelo.
- (B) Reglas de integridad: Que el SGBD debe hacer cumplir.
- (C) Operaciones: Para trabajar con los datos.
Usuarios de la Base de Datos
Se clasifican en informáticos y no informáticos:
- Informáticos: Programadores y administradores.
- No informáticos: Paramétricos y usuarios finales.
Usuarios Paramétricos
Introducen parámetros para operaciones y no tienen conocimiento del contenido de la BD. Usan programas desarrollados por los programadores.
Usuarios Finales
Realizan consultas espontáneas con un lenguaje de alto nivel y deben conocer el contenido y la estructura de la BD.
Lenguaje SQL
El lenguaje SQL tiene tres tipos de instrucciones:
- DDL (Lenguaje de Definición de Datos)
- DML (Lenguaje de Manipulación de Datos)
- COMMIT/ROLLBACK
Por lo tanto, se puede decir que el lenguaje SQL es autosuficiente.
Lenguaje DML
Son lenguajes declarativos muy explícitos.
Diccionario de Datos
Contiene datos sobre los datos (metadatos). Una metabase es una base de datos que describe a la BD, incluyendo:
- (A) Descripciones conceptuales, internas y externas de la BD.
- (B) Descripciones de los campos, registros y referencias creadas en la BD.
- (C) Códigos de autorización y seguridad de la BD.
- (D) Esquemas utilizados por los programadores, usuarios y sus autorizaciones.
Tipos de Diccionarios de Datos
Sistemas Aislados o Independientes
Son un conjunto de archivos independientes que no tienen ninguna interfaz con el SGBD. Presentan el problema de la redundancia.
Sistemas Totalmente Integrados
El software del diccionario de datos (DD) pertenece al SGBD, eliminando el problema de la redundancia.
- (A) Si hay datos confidenciales, el DD debe proporcionar un listado de los usuarios que tienen acceso.
- (B) Los programadores pueden consultar qué elementos (tablas, campos e interrelaciones) tiene la BD para desarrollar sus aplicaciones.