viernes, 4 de diciembre de 2009

MODELOS DE DATOS (Unidad II)

MODELOS DE DATOS

Para introducirnos en este tema, empezaremos definiendo que es un modelo.
Modelo: Es una representación de la realidad que contiene las características generales de algo que se va a realizar. En base de datos, esta representación la elaboramos de forma gráfica.

¿QUÉ ES MODELO DE DATOS?
Es una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones que existen entre ellos, semántica asociada a los datos y restricciones de consistencia. Los modelos de datos se dividen en tres grupos:
-Modelos lógicos basados en objetos.
-Modelos lógicos basados en registros.
-Modelos físicos de datos.

Modelos lógicos basados en objetos: Se usan para describir datos en los niveles conceptual y de visión, es decir, con este modelo representamos los datos de tal forma como nosotros los captamos en el mundo real, tienen una capacidad de estructuración bastante flexible y permiten especificar restricciones de datos explícitamente. Existen diferentes modelos de este tipo, pero el más utilizado por su sencillez y eficiencia es el modelo Entidad-Relación.

Modelo Entidad-Relación: Denominado por sus siglas como: E-R; Este modelo representa a la realidad a través de entidades, que son objetos que existen y que se distinguen de otros por sus características, por ejemplo: un alumno se distingue de otro por sus características particulares como lo es el nombre, o el numero de control asignado al entrar a una institución educativa, así mismo, un empleado, una materia, etc. Las entidades pueden ser de dos tipos:

-Tangibles : Son todos aquellos objetos físicos que podemos ver, tocar o sentir.
-Intangibles: Todos aquellos eventos u objetos conceptuales que no podemos ver, aun sabiendo que existen, por ejemplo: la entidad materia, sabemos que existe, sin embargo, no la podemos visualizar o tocar.

Las características de las entidades en base de datos se llaman atributos, por ejemplo el nombre, dirección teléfono, grado, grupo, etc. son atributos de la entidad alumno; Clave, número de seguro social, departamento, etc., son atributos de la entidad empleado. A su vez una entidad se puede asociar o relacionar con más entidades a través de relaciones.
Modelos lógicos basados en registros: Se utilizan para describir datos en los niveles conceptual y físico.Estos modelos utilizan registros e instancias para representar la realidad, así como las relaciones que existen entre estos registros (ligas) o apuntadores. A diferencia de los modelos de datos basados en objetos, se usan para especificar la estructura lógica global de la base de datos y para proporcionar una descripción a nivel más alto de la implementación.

Los tres modelos de datos más ampliamente aceptados son: Modelo Relacional, Modelo de Red, Modelo Jerárquico.

-Modelo relacional: En este modelo se representan los datos y las relaciones entre estos, a través de una colección de tablas, en las cuales los renglones (tuplas) equivalen a los cada uno de los registros que contendrá la base de datos y las columnas corresponden a las características(atributos) de cada registro localizado en la tupla.
-Modelo de red: Este modelo representa los datos mediante colecciones de registrosy sus relaciones se representan por medio de ligas o enlaces,los cuales pueden verse como punteros. Los registros se organizanen un conjunto de gráficas arbitrarias.
-Modelo jerárquico: Es similar al modelo de red en cuanto a las relaciones y datos, ya que estos se representan por medio de registros y sus ligas. La diferencia radica en que están organizados por conjuntos de arboles en lugar de gráficas arbitrarias.
Modelos físicos de datos: Se usan para describir a los datos en el nivel más bajo, aunque existen muy pocos modelos de este tipo, básicamente capturan aspectos de la implementación de los sistemas de base de datos. Existen dos clasificaciones de este tipo que son: Modelo unificador y Memoria de elementos.
EL MODELO ENTIDAD RELACION/INTERPELACIÓN
El modelo entidad-relación es el modelo conceptual más utilizado para el diseño conceptual de bases de datos. Fue introducido por Peter Chen en 1976. El modelo entidad-relación está formado por un conjunto de conceptos que permiten describir la realidad mediante un conjunto de representaciones gráficas y lingüísticas.

Originalmente, el modelo entidad-relación sólo incluía los conceptos de entidad, relación y atributo. Más tarde, se añadieron otros conceptos, como los atributos compuestos y las jerarquías de generalización, en lo que se ha denominado modelo entidad-relación extendido.
MODELO ENTIDAD-RELACIÓN

El modelo entidad relación se basa en una percepción de un mundo real que consiste en un conjunto de elementos básicos llamados entidades y relaciones entre estos elementos.

ENTIDADES: Una Entidad es un conjunto de elementos que existen y se distinguen de otros elementos gracias a que tienen características propias (Atributos) que los describen. Por ejemplo, Juan Esteban Henao con Número de cédula 10.022.723, de 22 años de edad, del sexo masculino es un elemento del conjunto Empleados de una empresa en particular. De esta forma podemos tener entidades como: Materias, Estudiantes, Profesores, Vehículos, países, etc. cada una con características que describen y diferencian cada elemento.

ATRIBUTOS: Los Atributos son las características por las cuales puedo describir una Entidad y que a su vez no tienen características propias (Atributos) representativas. Por ejemplo; De la Entidad Vehículos puedo establecer Atributos como marca, modelo, color, chasis, placa, etc. Estas son características propias del vehículo, es decir, hablan de un vehículo en particular y lo diferencian de otros, el dueño del vehículo no puede ser un atributo del vehículo ya que no define al vehículo y este además tiene atributos propios que lo definen, como nombre, cedula, dirección, teléfono, edad, sexo, etc.

Hay entidades que no necesitan ser diferentes, por ejemplo en un colegio es posible definir la entidad Estudiantes y definir la entidad Profesores y a simple vista podrían tener los mismos atributos, como documento de identidad, nombre, edad, teléfono, dirección, sexo, etc. De esta manera se podría malinterpretar y crear una sola entidad con el nombre de Personas, que podrían ser tanto los estudiantes como los profesores pero estas practicas no son convenientes, por tal motivo los nombres deberán ser lo más específicos posible tanto para las entidades como para los atributos es decir, que el nombre de las entidades hable específicamente de los elementos que posee y el nombre de los atributos hable de la entidad a la que pertenece.

2.EL SISTEMA DE GESTIÓN DE LA BASE DE DATOS

EL SGBD COMO INTERFAZ ENTRE EL USUARIO Y LA B.D

El SGBD actúa como interfaz entre la BD y los distintos niveles de gestión de la organización. Integra los distintos subsistemas, atendiendo a las necesidades de los usuarios en los tres niveles: estratégico, táctico y operacional.
CONCEPTO Y PRINCIPALES FUNCIONES DE UN SGBD

Conjunto coordinado de programas, procedimientos, lenguajes, etc. que suministra a los distintos tipos de usuarios los medios necesarios para describir y manipular los datos almacenados en la base, garantizando su integridad, confidencialidad y disponibilidad.
LENGUAJES DE LOS SGBD

Un SGBD debe disponer de lenguajes y procedimientos que posibiliten la interacción con la base de datos.

-LDD (Lenguaje de Definición de Datos): para la definición de las estructuras de datos a todos los niveles (externo, lógico-global, interno).
-LMD (Lenguaje de Manipulación de Datos): permite la ejecución de operaciones de recuperación y actualización sobre un conjunto de registros (identificado a través de un criterio de selección), indicando las estructuras externas sobre las que se actúa.
-Procedimientos de administración: copias de seguridad, estadísticas, carga de ficheros, ...
FACILIDADES DE LOS SGBD
Proporciona el interfaz entre los datos almacenados y los programas de aplicación o las consultas hechas al sistema. Para ello, facilita dos herramientas básicas: LDD (DDL) y LMD (DML).
ARQUITECTURA Y ESTRUCTURA DE LOS SGBD
Existen distintos organismos de estandarización:

-ISO/IEC, International Organization for Standarization -International Electrotechnical Commission. Agrupa a organismos oficiales de estandarización de distintos países.
-Codasyl, Conference On Data System Languages. No es un grupo oficial de estandarización, pero sus especificaciones han sido aplicadas a diversos SGBDs comerciales.
-ANSI/X3/SPARC. Grupo de estudio del Standard Planning and Requeriments Committee, incluido en el American National Standards Institute. Introduce el tercer nivel, el conceptual, entre los niveles lógico y físico.
ESTRUCTURA DE LOS SGBD
-Ficheros de datos, donde se guardan los datos de la BD.
-Diccionario de datos o catálogo del sistema, donde se guarda la información relativa a la estructura de la BD. Es una base de datos que sirve para documentar los datos. Se usa constantemente, por lo que su diseño e implementación deben ser adecuados para obtener el mejor rendimiento posible. Además de la información mencionada suele contener información de audit y estadísticas que ayudan a optimizar el acceso a los datos.
-Indices, que permiten el acceso rápido a elementos de información con determinados valores.
INDEPENDENCIA FÍSICO/LÓGICA
La Independencia Física De Datos debe permitir la realización de estructuras de almacenamiento de datos en forma independiente de su estructura lógica en la realidad Ventajas: los cambios en la estructura lógica no implican cambios en la de almacenamiento, las consideraciones sobre el mejor manejo de los datos almacenados quedan a cargo del SMBD y los cambio en la estructura de almacenamiento no implican cambios en los Programas de Aplicación.

La Independencia lógica De Datos: debe permitir una cierta independencia entre los datos vistos por las aplicaciones y la estructura lógica de ellos en la realidad. Ventajas: soporte de la evolución de los datos y que cada grupo de trabajo vea esos datos como cada grupo lo desea.