Las bases de datos son una herramienta indispensable si hablamos de mantener en total control los datos ya sea en una pagina web o del algún programa que estemos creando, ya que a diferencia de antes donde para guardar datos había que anotar o hacer una bitácora por ejemplo en una tienda, para calcular todo lo que se vendía en el dia y lo que se gano, había que anotar cada venta, con una base de datos y un buen programa eso no es necesario ya que solamente por cada compra se guardaría en la base de datos lo que se genero al dia, esa es solo una ventaja de las tantas que tiene una base de datos. Hay diferentes tipos de bases de datos y tambien varias formas de alojar el servidor que lo contendrá, pero la mas viable por dinero y espacio seria la que se guarda en la nube. A continuación se presenta la arquitectura de las bases de datos.
Conceptos de una base de datos
Tablas
Una tabla de base de datos es similar en apariencia a una hoja de cálculo en cuanto a que los datos se almacenan en filas y columnas. Por ende, es bastante fácil importar una hoja de cálculo en una tabla de base de datos. La principal diferencia entre almacenar los datos en una hoja de cálculo y almacenarlos en una base de datos es la forma en la que están organizados los datos.
Para aprovechar al máximo la flexibilidad de una base de datos, los datos deben organizarse en tablas para que no se produzcan redundancias. Por ejemplo, si quiere almacenar información sobre los empleados, cada empleado debe especificarse solo una vez en la tabla que está configurada para los datos de los empleados. Los datos sobre los productos se almacenarán en su propia tabla y los datos sobre las sucursales se almacenarán en otra tabla. Este proceso se denomina normalización.
Cada fila de una tabla se denomina registro. En los registros se almacena información. Cada registro está formado por uno o varios campos. Los campos equivalen a las columnas de la tabla. Por ejemplo, puede tener una tabla llamada "Empleados" donde cada registro (fila) contiene información sobre un empleado distinto y cada campo (columna) contiene otro tipo de información como nombre, apellido, dirección, etc. Los campos deben designarse como un determinado tipo de datos, ya sea texto, fecha u hora, número o algún otro tipo.
Otra forma de describir los registros y los campos es imaginar un catálogo de tarjetas antiguo de una biblioteca. Cada tarjeta del archivador corresponde a un registro de la base de datos. Cada dato de una tarjeta individual (autor, título, etc.) equivale a un campo de la base de datos.
Formularios
Los formularios permiten crear una interfaz de usuario en la que puede escribir y modificar datos. Los formularios a menudo contienen botones de comandos y otros controles que realizan distintas tareas. Puede crear una base de datos sin usar formularios con tan solo modificar los datos en las hojas de datos de la tabla. Sin embargo, la mayoría de los usuarios de bases de datos prefieren usar formularios para ver, escribir y modificar datos en las tablas.
Puede programar botones de comandos para determinar qué datos aparecen en el formulario, abrir otros formularios o informes, o ejecutar otras tareas. Por ejemplo, puede tener un formulario llamado "Formulario de cliente" en el que trabaja con los datos de los clientes. El formulario de cliente puede tener un botón que abra un formulario de pedido en el que puede especificar un pedido nuevo para el cliente.
Los formularios también le permiten controlar de qué manera otros usuarios interactúan con los datos de la base de datos. Por ejemplo, puede crear un formulario que muestre solo determinados campos y permita que se realicen únicamente ciertas operaciones. Esto ayuda a proteger los datos y a asegurarse de que los datos se especifican correctamente.
Informes
Los informes se usan para dar formato a los datos, resumirlos y presentarlos. Por lo general, un informe responde a una pregunta específica como: "¿Cuánto dinero recibimos de cada cliente este año?" o "¿En qué ciudades residen nuestros clientes?". A cada informe se le puede dar formato para presentar la información de la manera más legible posible.
Se puede ejecutar un informe por vez y siempre se reflejan los datos actuales de la base de datos. Generalmente, se les da formato a los informes para imprimirlos, pero también pueden verse en pantalla, exportarse a otro programa o enviarse como datos adjuntos en un correo electrónico.
Consultas
Las consultas pueden realizar diversas funciones en una base de datos. La función más común es recuperar datos específicos de las tablas. Los datos que quiere ver generalmente están distribuidos en varias tablas y las consultas le permiten verlos en una única hoja de datos. Además, debido a que muchas veces no quiere ver todos los registros a la vez, las consultas le permiten agregar criterios para "filtrar" los datos y obtener solo los registros que quiere.
Ciertas consultas son "actualizables", es decir, puede modificar los datos de las tablas subyacentes mediante la hoja de datos de la consulta. Si está trabajando en una consulta actualizable, recuerde que los cambios se realizan en realidad en las tablas, no solo en la hoja de datos de la consulta.
Hay dos variedades básicas de consultas: consultas de selección y consultas de acciones. Una consulta de selección simplemente recupera los datos y los pone a disposición para su uso. Puede ver los resultados de la consulta en la pantalla, imprimirlos o copiarlos al portapapeles. O bien, puede usar el resultado de la consulta como un origen de registro para un formulario o un informe.
Una consulta de acción, tal como el nombre lo indica, realiza una tarea con los datos. Las consultas de acción se pueden usar para crear tablas nuevas, agregar datos a las tablas existentes, o actualizar o eliminar datos.
Macros
Las macros en Access pueden considerarse un lenguaje de programación simplificado que puede usar para agregar funciones a la base de datos. Por ejemplo, puede adjuntar una macro a un botón de comando en un formulario para que la macro se ejecute cada vez que se hace clic en ese botón. Las macros contienen acciones que ejecutan tareas, como abrir un informe, ejecutar una consulta o cerrar la base de datos. La mayoría de las operaciones de la base de datos que realiza manualmente se pueden automatizar mediante el uso de macros, por lo que se convierten en dispositivos que permiten ahorrar mucho tiempo.
Para obtener más información sobre las macros, vea el artículo Introducción a las macros.
Módulos
Los módulos, como las macros, son objetos que puede usar para agregar funciones a la base de datos. Mientras que las macros se crean en Access mediante la elección de una lista de acciones de macro, los módulos se escriben en el lenguaje de programación Visual Basic para Aplicaciones (VBA). Un módulo es una colección de declaraciones, instrucciones y procedimientos que se almacenan juntos como una unidad. Un módulo puede ser un módulo de clase o un módulo estándar. Los módulos de clase se adjuntan a formularios o informes y, por lo general, contienen procedimientos que son específicos para el formulario o el informe al que están adjuntos. Los módulos estándar contienen procedimientos generales que no están asociados a ningún otro objeto. Los módulos estándar aparecen en Módulos en el panel de navegación mientras que los módulos de clase no.
Un objetivo principal de un sistema de base de datos es proporcionar a los usuarios finales una visión abstracta de los datos, esto se logra escondiendo ciertos detalles de cómo se almacenan y mantienen los datos, es decir, el usuario podrá almacenar y organizar con el fin de manejarlos de una manera más sencilla, esto cuando el registro de cierta información es tan grande y basta, ahora si un usuario requiere solo parte de esa gran cantidad de información, si no estuviese organizada sería prácticamente imposible (dependiendo de la cantidad de información) que dicho usuario encontrase la que requiere, pero con la base de datos es diferente, solo ingresa al sector donde se encuentra almacenada la información que requiere y posteriormente podrá utilizarla en su labor, esto con una facilidad y gran velocidad de respuesta.- Redundancia e inconsistencia de datos.-los archivos que mantienen almacenada la información son creados por diferentes tipos de programas de aplicación existe la posibilidad de que si no se controla detalladamente el almacenamiento, se pueda duplicar la información, esto aumenta los costos de almacenamiento y acceso a los datos, además de que puede originar la inconsistencia de los datos.
- Dificultad para tener acceso a los datos.- Un sistema de base de datos debe contemplar un entorno de datos que le facilite al usuario el manejo de los mismos.
- Aislamiento de los datos.- Puesto que los datos están repartidos en varios archivos, y estos no pueden tener diferentes formatos.
- Anomalías del acceso concurrente.- con fines de mejorar el funcionamiento general del sistema y reducir el tiempo de respuesta, algunos sistemas dan la oportunidad de que varios usuarios actualicen información al mismo tiempo, esto puede causar datos inconsistentes, para solucionar esto la base de datos tiene como objetivo mantener una forma de supervisión en el sistema para evitar este problema.
- Problemas de seguridad.- toda información contenida es importante, unos datos lo son más que otros, por tal motivo se debe considerar el control de acceso a los mismos, no todos los usuarios pueden visualizar alguna información, por tal motivo para que un sistema de base de datos sea confiable debe mantener un grado de seguridad que garantice la autentificación y protección de los datos.
- Problemas de integridad.- Los valores de datos almacenados en la base de datos deben satisfacer cierto tipo de restricciones de consistencia. Estas restricciones se hacen cumplir en el sistema añadiendo códigos apropiados en los diversos programas de aplicación, esto con el fin de que la información almacenada no sea dañina para este o los sistemas que utilizaran la información contenida en la base de datos.
Usos de la base de Datos
- Creación de actividades de banco de registros de forma colaborativa: biografía, catalogación de especies u objetos, etc.
- Inserción colaborativa de datos de cualquier tipo para su posterior análisis estadístico.
- Líneas aéreas: información de Clientes, horarios, vuelos, destinos, etc. (1ras bases distribuidas geográficamente)
- Universidades: información de Estudiantes (perfiles estudiantiles), carreras, horarios, materias, etc
- En bancos: transacciones de tarjeta de crédito: para comprar con tarjetas de crédito y la generación de los extractos mensuales.
- Telecomunicaciones: para guardar registros de llamadas realizadas, generar facturas mensuales, mantener el saldo de las tarjetas, telefónicas de prepago y almacenar información sobre las redes.
- En las oficinas de patentes, fecha de registro de la patente, datos del desarrollador, planos del producto, etc.
- Bibliotecas, clasificación de libros, posición o lugar donde se encuentran, cantidad de tomos, cantidad de respaldos, etc.
- Tienda/mercados: clasificación del productos manejados, cantidades, precio, etc.
Arquitectura de base de datos
Hay tres características importantes inherentes a los sistemas de bases de datos: la separación entre los programas de aplicación y los datos, el manejo de múltiples vistas por parte de los usuarios y el uso de un catálogo para almacenar el esquema de la base de datos. En 1975, el comité ANSI-SPARC (American National Standard Institute - Standards Planning and Requirements Committee) propuso una arquitectura de tres niveles para los sistemas de bases de datos, que resulta muy útil a la hora de conseguir estas tres características. El objetivo de la arquitectura de tres niveles es el de separar los programas de aplicación de la base de datos física. En esta arquitectura, el esquema de una base de datos se define en tres niveles de abstracción distintos:
En el nivel interno: se describe la estructura física de la base de datos mediante un esquema interno. Este esquema se especifica mediante un modelo físico y describe todos los detalles para el almacenamiento de la base de datos, así como los métodos de acceso.
En el nivel conceptual: se describe la estructura de toda la base de datos para una comunidad de usuarios (todos los de una empresa u organización), mediante un esquema conceptual. Este esquema oculta los detalles de las estructuras de almacenamiento y se concentra en describir entidades, atributos, relaciones, operaciones de los usuarios y restricciones. En este nivel se puede utilizar un modelo conceptual o un modelo lógico para especificar el esquema.
En el nivel externo: se describen varios esquemas externos o vistas de usuario. Cada esquema externo describe la parte de la base de datos que interesa a un grupo de usuarios determinado y oculta a ese grupo el resto de la base de datos. En este nivel se puede utilizar un modelo conceptual o un modelo lógico para especificar los esquemas. La mayoría de los SGBD no distinguen del todo los tres niveles. Algunos incluyen detalles del nivel físico en el esquema conceptual. En casi todos los SGBD que se manejan vistas de usuario, los esquemas externos se especifican con el mismo modelo de datos que describe la información a nivel conceptual, aunque en algunos se pueden utilizar diferentes modelos de datos en los niveles conceptual y externo
Arquitectura del SGBD
La arquitectura de un SGBD ha de especificar sus componentes (descripción funcional) y sus interfaces. Trata de conceptos distintos que la arquitectura de la base de datos. Los componentes principales de un SGBD son:
Interfaces externos:
Medios para comunicarse con el SGDB en ambos sentidos (E/S) y explotar a todas sus funciones. Pueden afectar a la base de datos o a la operación del SGBD, por ejemplo:
Operaciones directas con la base de datos:
Definición de tipos, asignación de niveles de seguridad, actualización de datos, interrogación de la base de datos...
Optimizador de consultas:
Realiza la optimización de cada pregunta y escoge el plan de actuación más eficiente para ejecutarlo.
Motor de la base de datos
Realiza las operaciones requeridas sobre la base de datos, típicamente representándolo a alto nivel.
Mecanismo de almacenamiento
Traduce las operaciones a lenguaje de bajo nivel para acceder a los datos. En algunas arquitecturas el mecanismo de almacenamiento está integrado en el motor de la base de datos.
Motor de transacciones
Para conseguir corrección y fiabilidad la mayoría de las operaciones internas del SGBD se realizan encapsuladas dentro de transacciones. Las transacciones pueden ser especificadas externamente al SGBD para encapsular un grupo de operaciones. El motor de transacciones sigue la ejecución de las transacciones y gestiona su ejecución de acuerdo con las reglas que tiene establecidas (p.e. control de concurrencia y su ejecución o cancelación).
Gestión y operación de SGBD
Comprende muchos otros componentes que tratan de aspectos de gestión y operativos del SGBD como monitoreo de prestaciones, gestión del almacenamiento, mapas de almacenamiento.
Es de gran importancia una arquitectura en las bases de datos, es básicamente la que separa una característica de otra (Programas de aplicación y los datos), los niveles antes mencionados(Intermedio, Conceptual y Externo) funciona para tener una visión simplificada en el manejo de múltiples vistas del usuario.
El primer nivel todos los usuarios tienen las mismas bondades de la base de datos mostrando solo una interfaz para su uso es decir pedir los datos a ingresar.
En el segundo nivel se busca ocultar básicamente las operaciones, atributos, donde el usuario manipula cierta información.
en el tercer nivel es la relación que se tiene el usuario con su información independientemente de las de otros usuarios.
Referencias:
1.1 Objetivo de las bases de datos. - Roberto Llamas FBD 4SC4A. (s.f.). Recuperado 2 febrero, 2020, de https://sites.google.com/site/robertollamasfbd4sc4a/unidad-1/1-1-objetivo-de-las-bases-de-datos
1.2 Áreas de aplicación de los sistemas de base de datos. - Roberto Llamas FBD 4SC4A. (s.f.). Recuperado 2 febrero, 2020, de https://sites.google.com/site/robertollamasfbd4sc4a/unidad-1/1-2-areas-de-aplicacion-de-los-sistemas-de-base-de-datos
1.4 ARQUITECTURA DEL SISTEMA GESTOR DE BASE DE DATOS
Unidad1grupo2551.blogspot.com
http://unidad1grupo2551.blogspot.com/2013/10/14-arquitectura-del-sistema-gestor-de.html
blooger. (s.f.). Recuperado de 1.4 ARQUITECTURA DEL SISTEMA GESTOR DE BASE DE DATOS. (2020). Retrieved 11 February 2020, from http://unidad1grupo2551.blogspot.com/2013/10/14-arquitectura-del-sistema-gestor-de.html
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