El almacenamiento de datos de un sistema es el tercer elemento a considerar después de las salidas y las entradas.(La interfaz se considera complemento de las entradas y salidas.)
OBJETIVOS DEL DISEÑO DE LA BASE DE DATOS
El diseño de la base de datos tiene como objetivo:
- Almacenar eficientemente los datos.
- Mantener la integridad de los datos.
- Actualizar y recuperar la información eficiente.
El almacenamiento eficiente: Consiste en seleccionar el dispositivo adecuado para el volumen de información que manejará el sistema:
- Cinta.
- Disco magnético o disco óptico.
La integridad de los datos almacenados: se refiere a que éstos sean correctos y exactos.
Cuando se efectúa un proceso que actualice o recupere la información almacenada, éste debe ser preciso y eficiente.
¿Qué es el Diseño de una Base de Datos?
Consiste en definir la estructura de los datos que debe tener la base de datos de un sistema de información determinado. En el caso relacional, esta estructura será un conjunto de esquemas de relación con sus atributos, dominios de atributos, claves primarias, claves foráneas, etc.
¿Qué es Base de datos?
Son grandes cantidades de información recopilada y agrupada de manera tal, que pueda ser accesada en una forma rápida.– Además contienen toda información necesaria para poder mover un sistema.
El término de bases de datos fue escuchado por primera vez en 1963,en un simposio celebrado en California, USA. Una base de datos se puede definir como un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada ó estructurada.
Cada base de datos se compone de una o más tablas que guarda un conjunto de datos. Cada tabla tiene una o más columnas y filas. Las columnas guardan una parte de la información sobre cada elemento que queramos guardar en la tabla, cada fila de la tabla conforma un registro.
Se define una base de datos como una serie de datos organizados y relacionados entre sí, los cuales son recolectados y explotados por los sistemas de información de una empresa o negocio en particular.
Características de la Base de Datos
Las principales características de los sistemas de base de datos podemos mencionar:
- Independencia lógica y física de los datos.
- Redundancia mínima.
- Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios.
- Integridad de los datos.
- Consultas complejas optimizadas.
- Seguridad de acceso y auditoría.
- Respaldo y recuperación.
- Acceso a través de lenguajes de programación estándar.
Ventajas de la Base de Datos
*** Los Datos***
· Independencia de estos respecto de los tratamientos y viceversa.
· Mejor disponibilidad de los mismos.
· Mayor eficiencia en la recogida, codificación y entrada.
***Los Resultados***
· Mayor coherencia.
· Mayor valor informativo.
· Mejor y más normalizada documentación de la información.
***Los Usuarios***
· Acceso más rápido y sencillo de los usuarios finales.
· Más facilidades para compartir los datos por el conjunto de los usuarios.
· Mayor flexibilidad para atender a demandas cambiantes.
Independencia de los datos respecto a los tratamientos y viceversa: Un cambio en los tratamientos no imponga un nuevo diseño lógico y/o físico de la base de datos.
– Coherencia de los resultados: En todos los tratamientos se utilizan los mismos datos, por lo que los resultados de estos son coherentes y comparables.
– Mejor disponibilidad de los datos para el conjunto de los usuarios: Éstos se comparten entre las aplicaciones, existiendo una mayor disponibilidad y transferencia.
– Mayor valor informativo: El valor informativo del conjunto de datos es superior a la suma del valor informativo de los elementos individuales.
– Mejor y más normalizada documentación: La mayoría de los SGBD incluyen una descripción de los datos dentro del sistema.
– Mayor eficiencia en la captura, validación e ingreso de datos al sistema: Por no existir redundancia.
– Reducción del espacio de almacenamiento: Disminución de redundancias y las técnicas de compactación hacen que disminuya el espacio en disco.
Desventajas de la Base de Datos
o Instalación costosa: Equipos: Nuevas instalaciones o ampliaciones, sistemas operativos, compiladores, SGBD comerciales, computadores más poderosos, etc.
o Personal especializado: Se requiere de conocimientos específicos.
***La implantación
o Costosa en equipos(lógico y físico).
o Ausencia de estándares.
o Larga y difícil puesta en marcha.
o Rentabilidad a mediano plazo.
***Los usuarios
o Personal especializado.
o Desfase entre teoría y práctica.
o Desfase entre teoría y práctica: Muchos asumen a ciertas funcionalidades como un hecho cuando en realidad son estudios teóricos.
Los diferentes tipos de base de datos, podemos encontrar los siguientes programas:
- MySql: Es una base de datos con licencia GPL basada en un servidor. Se caracteriza por su rapidez. No es recomendable usar para grandes volúmenes de datos.
- PostgreSql y Oracle: Son sistemas de base de datos poderosos. Administra muy bien grandes cantidades de datos, y suelen ser utilizadas en intranets y sistemas de gran calibre.
- Access: Es una base de datos desarrollada por MICROSOFT. Esta base de datos, debe ser creada bajo el programa access, el cual crea un archivo .mdb con la estructura ya explicada.
- Microsoft SQL Server: es una base de datos más potente que access desarrollada por Microsoft. Se utiliza para manejar grandes volúmenes de informaciones.
Cada Sistema de Base de Datos posee tipos de campos que pueden ser similares o diferentes. entre los más comunes podemos nombrar:
- Numérico: entre los diferentes tipos de campos numéricos podemos encontrar enteros “sin decimales” y reales “decimales”.
- Booleanos:Poseen dos estados: Verdadero “Si” y Falso “No”.
- Memos: Son campos alfanuméricos de longitud ilimitada. Presentan el inconveniente de no poder ser indexados.
- Fechas: Almacenar fechas de esta forma posibilita ordenar los registros por fechas o calcular los días entre una fecha y otra.
- Alfanuméricos:contienen cifras y letras. Presentan una longitud limitada (255 caracteres).
- Autoincrementables:Son campos numéricos enteros que incrementan en una unidad su valor para cada registro incorporado. Su utilidad resulta: Servir de identificador ya que resultan exclusivos de un registro.
Descompondremos el diseño de bases de datos en tres etapas:
1) Etapa del diseño conceptual: En esta etapa se obtiene una estructurade la información de la futura BD independiente de la tecnología que hay que emplear. No se tiene en cuenta todavía qué tipo de base de datos se utilizará –relacional, a objetos, jerárquica, etc.–; en consecuencia, tampoco se tiene en cuenta con qué SGBD ni con qué lenguaje concreto se implementará la base de datos. Así pues, la etapa del diseño conceptual nos permite concentrarnos únicamente en la problemática de la estructuración de la información, sin tener que preocuparnos al mismo tiempo de resolver cuestiones tecnológicas. El resultado de la etapa del diseño conceptual se expresa mediante algún modelo de datos de alto nivel. Uno de los más empleados es el modelo entidadinterrelación (entity-relationship), que abreviaremos con la sigla ER.
2) Etapa del diseño lógico: En esta etapa se parte del resultado del diseño conceptual, que se transforma de forma que se adapte a la tecnología que sedebe emplear. Más concretamente, es preciso que se ajuste al modelo del SGBD con el que se desea implementar la base de datos. Por ejemplo, si se trata de un SGBD relacional, esta etapa obtendrá un conjunto de relaciones con sus atributos, claves primarias y claves foráneas. Esta etapa parte del hecho de que ya se ha resuelto la problemática de la estructuración de la información en un ámbito conceptual, y permite concentrarnos en las cuestiones tecnológicas relacionadas con el modelo de base de datos.
3) Etapa del diseño físico: En esta etapa se transforma la estructura obtenida en la etapa del diseño lógico, con el objetivo de conseguir una mayor eficiencia; además, se completa con aspectos de implementación física que dependerán del SGBD. Por ejemplo, si se trata de una base de datos relacional, la transformación de la estructura puede consistir en lo siguiente: tener almacenada alguna relación que sea la combinación de varias relaciones que se han obtenido en la etapa del diseño lógico, partir una relación en varias, añadir algún atributo calculable a una relación, etc. Los aspectos de implementación física que hay que completar consisten normalmente: en la elección de estructuras físicas de implementación de las relaciones, la selección del tamaño de las memorias intermedias (buffers) o de las páginas, etc.
CONCEPTOS BÁSICOS
Existen conceptos relacionados con el manejo de base de datos que es necesario comprender:
- Entidad.
- Atributos.
- Registro.
- Campo.
- Llave.
- Metadato.
La “entidad” representa un elemento, persona, evento, etc, y la relación es de manera como estos elementos se conectan entre sí. Ésta es la base para la construcción de un diagrama de entidad – relación (DER).
Los “atributos” son las características de las entidades. Los conceptos de entidad, relación y atributo representan de manera lógica a la información.
Un “registro” es la manera como una entidad se almacena en disco, los campos de un registro completo con facilidad.
La “llave” es un campo que contiene un valor que representa en forma única al registro.
Por último, los “metadatos” son los datos acerca de los campos: nombre, tipo y longitud del campo.
*Para el diseño de la base de datos se toma como base el DER y el DD elaborados en el análisis.
*En seguida se revisan las salidas y entradas diseñadas.
*Después se definen los atributos que debe tener cada entidad del DER y se señala su llave.
«Es importante considerar las relaciones entre las entidades por lo que el diseñador debe cuidar que exista un atributo en la entidad que se asocie a otro en la entidad relacionada.»
*Por último, se definen los metadatos de cada uno de los atributos de la entidad en una tabla como sigue:
NOMBRE DEL CAMPO | TIPO | LONGITUD |
---|---|---|
Clave del cliente | Numérico | 6 |
Nombre del cliente | Carácter | 40 |
RFC | Carácter | 15 |
Domicilio calle | Carácter | 15 |
Domicilio número | Numérico | 5 |
Domicilio colonia | Carácter | 15 |
Ciudad | Carácter | 20 |
Teléfono | Numérico | 12 |
Pasos para diseñar una base de datos
- Determinar el propósito de la base de datos.
- Conociendo el propósito de la información que se va almacenar, así se decidirá el tipo de campo.
- Determinar las tablas que se necesitaran.
- Cuando se tiene claro el propósito de la base de datos se puede dividir la información en diferentes partes y sujeto, cada una de ellas en tablas diferentes de la base de datos.
- Determinar los campos que necesita.
- Decidir la información necesaria para la base de datos, cada categoría de información es lo que llamamos datos y se muestra como una columna cuando se ve en las tablas.
- Determinar la relación.
- Buscar que datos de una tabla se relaciona con datos de otra tabla.
- Definir el diseño.
- Analizar el diseño para posibles errores.
El diseño de relaciones entre las tablas de una base de datos puede ser la siguiente:
- Relaciones de uno a uno: Una instancia de la entidad A se relaciona con una y solamente una de la entidad B.
- Relaciones de uno a muchos: cada instancia de la entidad A se relaciona con varias instancias de la entidad B.
- Relaciones de muchos a muchos: cualquier instancia de la entidad A se relaciona con cualquier instancia de la entidad B.
Diagramas o modelos entidad-relación
Los diagramas o modelos entidad-relación (denominado por su siglas, ERD “Diagram Entity relationship”) son una herramienta para el modelado de datos de un sistema de información. Estos modelos expresan entidades relevantes para un sistema de información, sus inter-relaciones y propiedades
El Modelo Entidad-Relación.
- Se elabora el diagrama (o diagramas) entidad-relación.
- Se completa el modelo con listas de atributos y una descripción de otras restricciones que no se pueden reflejar en el diagrama.
«El modelado de datos no acaba con el uso de esta técnica. Son necesarias otras técnicas para lograr un modelo directamente implementable en una base de datos. Brevemente:»
- Transformación de relaciones múltiples en binarias.
- Normalización de una base de datos de relaciones (algunas relaciones pueden transformarse en atributos y viceversa).
- Conversión en tablas (en caso de utilizar una base de datos relacional).
«Estos son videos que ilustra el tema de las Bases de Datos, deseamos que sea un mecanismo de locución y aprendizaje en ayuda de los estudiantes, y como apoyo a la presentación de trabajos académicos o de investigación.»