El documento describe los diferentes modelos de bases de datos, incluyendo modelos lógicos como el jerárquico, en red y relacional, así como modelos físicos como el de fichero plano e índice invertido. Explica que los modelos tempranos como el jerárquico y en red organizaban los datos en estructuras arbóreas que permitían relaciones uno-a-muchos y muchos-a-muchos respectivamente, mientras que el modelo relacional introdujo una forma más flexible de almacenar y consultar datos.

1. Modelo de base de datos
Un modelo de base de datos es un tipo de modelo de datos que determina la
estructura lógica de una base de datos y de manera fundamental determina el
modo de almacenar, organizar y manipular los datos.
Entre los modelos lógicos comunes para bases de datos se encuentran:
Modelo jerárquico
Modelo en red
Modelo relacional
Modelo entidad–relación
Modelo entidad–relación extendido
modelo de objetos
modelo documental
Modelo entidad–atributo–valor
modelo en estrella
Los modelos físicos de datos incluyen:
índice invertido
fichero plano
Otros modelos lógicos pueden ser:
modelo asociativo
modelo multidimensional
modelo multivalor
modelo semántico
base de datos XML
grafo etiquetado
Triplestore

2. Modelo fichero plano
El modelo de fichero plano consiste en una sola matriz bidimensional de
elementos, donde todos los miembros en una columna dada tienen valores del
mismo tipo, y todos los miembros de la misma fila están relacionados entre ellos.
Por ejemplo, las columnas paranombre y clave pueden ser usadas para la seguridad
de un sistema; cada fila indicará el nombre y su correspondiente clave para un
individuo. Las columnas en la tabla suelen tener un tipo asociado, que la define
como cadena de caracteres, fecha u hora, entero o número de coma flotante. Este
modelo tabular fue el precursor del modelo relacional.
Modelos tempranos
Estos modelos que se describen a continuación fueron populares en las décadas
1960-1970, pero hoy en día se encuentran sólo en sistemas heredados. Se
caracterizan principalmente por tener características de navegación con fuertes
conexiones entre la estructura física y la lógica, y poseen alta dependencia en los
datos.
Modelo jerárquico
En un modelo jerárquico, los datos están organizados en una estructura arbórea
(dibujada como árbol invertido o raíz), lo que implica que cada registro sólo tiene
un padre. Las estructuras jerárquicas fueron usadas extensamente en los primeros
sistemas de gestión de datos de unidad central, como el Sistema IMS por IBM, y
ahora se usan para describir la estructura de documentos XML. Esta estructura
permite relaciones 1:N entre los datos, y es muy eficiente para describir muchas
relaciones del mundo real: tablas de contenido, ordenamiento de párrafos y
cualquier tipo de información anidada.
Sin embargo, la estructura jerárquica es ineficiente para ciertas operaciones de
base de datos cuando el camino completo no se incluye en cada registro. Una
limitación del modelo jerárquico es su incapacidad para representar manera
eficiente la redundancia en datos.
En la relación Padre-hijo: El hijo sólo puede tener un padre pero un padre puede
tener múltiples hijos. Los padres e hijos están unidos por enlaces. Todo nodo
tendrá una lista de enlaces a sus hijos.
Modelo de red
El modelo de red expande la estructura jerárquica, permitiendo relaciones N:N en
una estructura tipo árbol que permite múltiples padres. Antes de la llegada del
modelo relacional, el modelo en red era el más popular para las bases de datos.

3. Este modelo de red (definido por la especificación CODASYL) organiza datos que
usan en dos construcciones básicas, registros y conjuntos. Los registros contienen
campos que puede estar organizados jerárquicamente, como en el lenguaje COBOL.
Los conjuntos definen relaciones N:N entre registros: varios propietarios, varios
miembros. Un registro puede ser un propietario de varios conjuntos, y miembro en
cualquier número de conjuntos.
Modelo de fichero invertido
En un fichero invertido o de índice invertido, los datos contenidos se usan como
claves en una tabla de consulta (lookuptable), y los valores en la tabla se utilizan
como punteros a la localización de cada instancia. Esta es también la estructura
lógica de los índices de bases de datos modernas, los cuales introducen sólo el
contenido de algunas columnas en esa tabla de consulta. El modelo de fichero
invertido puede poner los índices en ficheros planos para acceder a sus registros de
manera eficiente.
Implementaciones notables de este modelo de datos la realizó Adabas de Software
AG, aparecida en 1970. Adabas logró una importante base de usuarios y está
soportada aún hoy. En la década de 1980 adoptó el modelo relacional y SQL,
manteniendo sus propias herramientas y lenguajes.

4. Entorno de un sistema de base de datos
Nivel Externo:
Está compuesto por una serie de diferentes vistas externas de la BD, las vistas
externas incluyen aquellas entidades, atributos y relaciones.
Nivel Conceptual:
Describe que datos están almacenados en la BD y las relaciones existentes entra los
mismos este nivel contiene la estructura lógica de toda la BD.
Nivel Interno:
Como están almacenados los datos en la BD es decir cubre la implementación física
de la BD que se necesita para conseguir prestación óptima en tiempo de ejecución y
una utilización del espacio de almacenamiento.

5. Clasificaciones de sistemas de Base de
Datos.
Las bases de datos pueden clasificarse de varias maneras, de acuerdo al contexto
que se esté manejando, la utilidad de las mismas o las necesidades que satisfagan.
Bases de datos estáticas
Son bases de datos de sólo lectura, utilizadas primordialmente para almacenar
datos históricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el
comportamiento de un conjunto de datos a través del tiempo,
realizar proyecciones, tomar decisiones y realizar análisis de datos para inteligencia
empresarial.
Bases de datos dinámicas
Éstas son bases de datos donde la información almacenada se modifica con el
tiempo, permitiendo operaciones como actualización, borrado y adición de datos,
además de las operaciones fundamentales de consulta. Un ejemplo de esto puede
ser la base de datos utilizada en un sistema de información de un supermercado,
una farmacia, un videoclub o una empresa.
Bases de datos bibliográficas
Sólo contienen un subrogante (representante) de la fuente primaria, que permite
localizarla. Un registro típico de una base de datos bibliográfica contiene
información sobre el autor, fecha de publicación, editorial, título, edición, de una
determinada publicación, etc. Puede contener un resumen o extracto de la
publicación original, pero nunca el texto completo, porque si no, estaríamos en
presencia de una base de datos a texto completo (o de fuentes primarias —ver más
abajo). Como su nombre lo indica, el contenido son cifras o números. Por ejemplo,
una colección de resultados de análisis de laboratorio, entre otras.
Bases de datos de texto completo
Almacenan las fuentes primarias, como por ejemplo, todo el contenido de todas las
ediciones de una colección de revistas científicas.
Directorios
Un ejemplo son las guías telefónicas en formato electrónico.

6. Bases de datos o "bibliotecas" de información química o biológica
Son bases de datos que almacenan diferentes tipos de información proveniente de
la química, las ciencias de la vida o médicas. Se pueden considerar en varios
subtipos:
Las que almacenan secuencias de nucleótidos o proteínas.
Las bases de datos de rutas metabólicas.
Bases de datos de estructura, comprende los registros de datos
experimentales sobre estructuras 3D de biomoléculas-
Bases de datos clínicas.
Bases de datos bibliográficas (biológicas, químicas, médicas y de otros
campos): PubChem, Medline, EBSCOhost.