Actividad 1.2: Realizar Informe de Lectura
Estimados participantes:
Para complementar el estudio del material de lectura, te invitamos a:
Realizar un informe del capítulo 1 y 2 del libro Fundamentos de Sistemas de Bases de
Datos, de Ramez Elmasri y Shamkant B.Navathe (2007) , 5ta. Edición .
Este informe tiene que contener los siguientes datos:
 Hoja de presentación
 Indice
 Introducción
 Conclusión
 Bibliografía
El documento .doc del informe tiene que ser guardado con el siguiente formato:
PrimerNombre_PrimerApellido_Unidad1Informe
La realización de este informe es obligatorio.
!Adelante!
Su tutor/a
Hoja de presentación para trabajos de la UASD
Universidad Autónoma de Santo Domingo
UASD
Nombres: Pedro Ismael
Sección: INF4200-14
Materia: Base de Datos I
Profesor: Edward Rafael Martinez Lantigua
Tema: Unidad 1: Conceptos Generales de Bases de Datos
Fecha: 3/5/2025
indice
Bases de datos y usuarios de bases de datos
Contenido Características de la metodología de bases de datos
Trabajadores entre bambalinas
Ventajas de utilizar una metodología DBMS
Breve historia de las aplicaciones de bases de datos
Cuándo no usar un DBMS
Conceptos y arquitectura de los sistemas de bases de datos
Modelos de datos, esquemas e instancias
Arquitectura de tres esquemas e independencia de los datos
Lenguajes e interfaces de bases de datos
Entorno de un sistema de bases de datos
Arquitecturas cliente/servidor centralizadas para los DBMSs
Clasificación de los sistemas de administración de bases de datos
Introducción
Las bases de datos y la tecnología de bases de datos tienen mucha culpa del uso creciente de
los computadores. Es justo decir que las bases de datos juegan un papel fundamental en la
mayoría de las áreas en las que se utilizan computadores, como en el ámbito empresarial, en
el comercio electrónico, ingeniería, medicina, justicia, educación y bibliotecas. La expresión
base de datos se utiliza tan a menudo que empezaremos por definir su significado.
En una arquitectura DBMS cliente/servidor básica, la funcionalidad del sistema se
distribuye entre dos tipos de módulos. 1 Un módulo cliente se diseña normalmente para que
se pueda ejecutar en la estación de trabajo de un usuario o en un computador personal.
Normalmente, las aplicaciones y las interfaces de usuario que acceden a las bases de datos
se ejecutan en el módulo cliente.
Desarrollo
Bases de datos y usuarios de bases de datos
lass bases de datos y los sistemas de bases de datos son un componente esencial de la vida cotidiana
en la Lsociedad moderna. Actualmente, la mayoría de nosotros nos enfrentamos a diversas
actividades que implican cierta interacción con una base de datos.
Estas interacciones son ejemplos de lo que podemos llamar aplicaciones de bases de datos
tradicionales, en las que la mayor parte de la información que hay almacenada y a la que se accede
es textual o numérica. En los últimos años, los avances en la tecnología han conducido a excitantes
aplicaciones y sistemas de bases de datos nuevos.
Bases de datos:
Definición:Una base de datos es una estructura organizada para almacenar y gestionar
información.
Tipos:Existen diversos tipos de bases de datos, como relacionales (SQL), no relacionales
(NoSQL) y orientadas a objetos.
Funciones:Las bases de datos se utilizan para almacenar, recuperar, actualizar y gestionar
información.
Usuarios de bases de datos:
Definición:Un usuario de base de datos es cualquier persona que interactúa con el sistema
para acceder a la información.
Clasificación:Los usuarios de bases de datos se pueden clasificar según su nivel de interacción
y conocimiento del sistema, como usuarios ingenuos, sofisticados, especializados y
programadores de aplicaciones
Acceso y permisos:A los usuarios se les conceden permisos específicos para acceder a
diferentes objetos y realizar acciones en la base de datos, como leer, insertar, actualizar o
eliminar datos.
Contenido Características de la metodología de bases de datos
La metodología de bases de datos se centra en la gestión eficiente y organizada
de la información. Sus características principales incluyen la estructura lógica de
datos, la gestión de usuarios, la independencia de datos, la integridad y
seguridad, así como la capacidad de respaldo y recuperación.
Características detalladas:
Estructura lógica:La base de datos define la estructura lógica de los datos, incluyendo
las relaciones y reglas que determinan cómo se almacenan, organizan y manipulan.
Gestión de usuarios:Permite una gestión segura de usuarios, controlando quién puede
acceder a qué datos y qué operaciones pueden realizar.
Independencia de datos:La base de datos es independiente del código, lo que permite
utilizar diversos lenguajes de programación para interactuar con ella.
Integridad y seguridad:Garantiza la validez y consistencia de los datos, protegiéndolos
de accesos no autorizados.
Respaldo y recuperación:Ofrece mecanismos para realizar copias de seguridad de los
datos y recuperarlos en caso de fallos o pérdida de información.
Flexibilidad:Permite una gestión flexible de la información, adaptándose a diferentes
necesidades y requisitos.
Concurrencia:Permite que múltiples usuarios accedan y modifiquen la base de datos
simultáneamente de forma controlada, evitando conflictos.
Modelos de datos:Se utilizan diferentes modelos de datos (relacional, jerárquico, de
red, etc.) para representar la información de manera específica.
Lenguaje de consulta (SQL):Se utiliza SQL para acceder y manipular los datos de forma estructurada.
Indexación y optimización:Las bases de datos eficientes utilizan indexación y otras
técnicas para optimizar el tiempo de respuesta en las consultas.
Sistemas de gestión de bases de datos (SGBD):Programas como SQL, Oracle o
Power BI permiten gestionar y acceder a los datos.
Estas son características que se distinguen la metodología de bases de datos y de la metodología
tradicional de programación con archivos.
Por ejemplo, un usuario, la oficina de notificación de calificaciones, puede encargarse del
mantenimiento de un archivo con los estudiantes y sus calificaciones. Los programas encargados de
imprimir el certificado de estudios de un estudiante e introducir nuevas calificaciones en el archivo
se implementan como parte de la aplicación.
Trabajadores entre bambalinas
Los "trabajadores entre bambalinas" en bases de datos son aquellos que no
interactúan directamente con la base de datos como usuarios, sino que trabajan
para mantener el sistema en funcionamiento y optimizado. Incluyen a los
diseñadores e implementadores del Sistema de Gestión de Bases de Datos
(SGBD), los administradores de bases de datos (DBA), y otros profesionales
que garantizan la seguridad, rendimiento y disponibilidad de la base de datos.
Elaboración:
Diseñadores e Implementadores del SGBD:Estos profesionales se encargan de
diseñar y construir las herramientas y software que permiten la gestión y el manejo de la
base de datos.
Administradores de Bases de Datos (DBA):Los DBA son responsables de la gestión y
el mantenimiento del SGBD, incluyendo tareas como la instalación, configuración,
seguridad, copias de seguridad, y optimización del rendimiento de la base de datos.
Otros roles:Existen otros profesionales que también pueden considerarse "trabajadores
entre bambalinas", como los desarrolladores de aplicaciones que se conectan a la base
de datos, o los analistas de datos que extraen información y la transforman en
conocimiento útil.
Eatos Son Los denominaremos trabajadores entre bambalinas bien detallados y los
dividiremos en las siguientes categorías: l1li Diseñadores e implementado res de sistemas
DBMS. Diseñan e implementan los módulos y las interfaces DBMS como un paquete software.
Ventajas de utilizar una metodología DBMS
En esta sección explicaremos las ventajas Principales de utilizar un DBMS y las capacidades
que un buen DBMS debe posee. AUtilizar una metodología DBMS (Sistema de
Gestión de Bases de Datos) ofrece varias ventajas clave para la gestión y
manipulación de datos. Estas ventajas incluyen mayor eficiencia, seguridad y
consistencia de los datos, acceso concurrente, gestión de transacciones,
reducción de redundancia y la capacidad de escalar para manejar grandes
volúmenes de datos.
Ventajas principales de usar un DBMS:
Eficiencia y Productividad:Un DBMS facilita el acceso rápido a datos precisos, lo que
permite a los usuarios finales tomar decisiones más rápidas y eficientes.
Seguridad de Datos:Proporciona mecanismos para controlar el acceso a la base de
datos, asegurando que solo usuarios autorizados puedan acceder a la información.
Consistencia e Integridad:Ayuda a mantener la integridad de los datos mediante
restricciones de integridad y normalización, lo que asegura la precisión y confiabilidad
de la información.
Acceso Concurrente:Permite que múltiples usuarios accedan y modifiquen los datos
simultáneamente sin conflictos.
Gestión de Transacciones:Garantiza la integridad de las operaciones de base de
datos, permitiendo que las transacciones se completen correctamente o se anulen en
caso de error.
Reducción de Redundancia:Al centralizar los datos, un DBMS reduce la duplicación de
información, ahorrando espacio y mejorando la eficiencia.
Escalabilidad:Permite gestionar grandes volúmenes de datos y adaptarse a las
necesidades de una empresa en crecimiento.
Facilidad de Uso:Ofrece interfaces y lenguajes de consulta que simplifican la
recuperación y manipulación de datos.
Copias de Seguridad y Recuperación:Facilita la realización de copias de seguridad y
la recuperación de datos en caso de falla.
Independencia de Datos:Permite que las aplicaciones accedan a los datos sin
depender de la forma en que están almacenados físicamente.
Breve historia de las aplicaciones de bases de datos
La historia de las aplicaciones de bases de datos se remonta a los años 60 con la aparición de los primeros sistemas de
gestión de bases de datos (SGBD) jerárquicos y de red. En los 70, Edgar F. Codd introdujo el modelo relacional,
revolucionando el campo y sentando las bases para el lenguaje SQL. La década de 1980 vio el surgimiento de las
bases de datos relacionales, que se popularizaron por su eficiencia y flexibilidad. La necesidad de almacenar y
gestionar grandes volúmenes de datos llevó al desarrollo de almacenes de datos en los 90. Finalmente, en los 2000, las
bases de datos NoSQL surgieron para manejar datos estructurados y no estructurados, y las bases de datos en la nube
se popularizaron por su escalabilidad y acceso remoto.
Años 60:
Sistemas jerárquicos y de red:Charles Bachman desarrolló el Integrated Data Store
(IDS) en 1960, y IBM lanzó su Information Management System (IMS).
Fundamentos de los SGBD:Estos primeros sistemas sentaron las bases para la gestión
de datos de manera organizada y eficiente.
Años 70:
Modelo relacional:Edgar F. Codd introduce el modelo relacional, que organiza los datos
en tablas y permite consultas estructuradas.
SQL:Se desarrolla el lenguaje de consulta estructurado (SQL) para interactuar con las
bases de datos relacionales.
Años 80:
Popularización de las bases de datos relacionales:Su eficiencia y flexibilidad las
convierten en una opción popular para las empresas.
Desarrollo de SGBD:Surgieron nuevos SGBD como Oracle y SQL Server, que se
adaptaban a las necesidades de las empresas.
Años 90:
Almacenes de datos:La necesidad de integrar datos de diversas fuentes y tomar
decisiones estratégicas lleva al desarrollo de almacenes de datos.
Sistemas de aplicaciones:La expansión de las bases de datos y sistemas de
aplicaciones crea la necesidad de mayor integración y gestión de datos.
Años 2000:
Bases de datos NoSQL:Para manejar grandes volúmenes de datos no estructurados,
surgen las bases de datos NoSQL como MongoDB y Cassandra.
Bases de datos en la nube:La flexibilidad y escalabilidad de las bases de datos en la
nube las convierten en una opción popular.
IA y bases de datos:Se comienzan a explorar las aplicaciones de la inteligencia artificial
para mejorar el rendimiento y la gestión de las bases de datos.
Esta fue la sección ofrece una breve historia de las aplicaciones que utilizan DBMSs y cómo estas aplicaciones supusieron el impulso de
nuevos tipos de sistemas de bases de datos.Muchas de las primeras aplicaciones de bases de datos almacenaban registros en grandes
organizaciones, como corporaciones, universidades, hospitales y bancos.
Cuándo no usar un DBMS
No es necesario usar un DBMS (Sistema de Gestión de Bases de
Datos) cuando los datos son pequeños, simples y no requieren acceso
concurrente. También, no se necesita cuando los datos son temporales o no
tienen relaciones complejas, y cuando se puede gestionar la información con
facilidad usando sistemas de archivos o hojas de cálculo.
En detalle:
Datos pequeños y simples:Si los datos son pocos y se pueden gestionar fácilmente
con un sistema de archivos o hojas de cálculo, no hay necesidad de la complejidad de
un DBMS.
Datos no relacionados:Si los datos no tienen relaciones o dependencias complejas, no
se requiere la estructura y la gestión de relaciones de un DBMS.
Datos temporales:Si los datos son de uso temporal y no requieren almacenamiento a
largo plazo, no es necesario usar un DBMS.
No hay acceso concurrente:Si solo un usuario o aplicación accede a los datos a la vez,
la gestión concurrente de un DBMS es innecesaria.
No hay necesidad de seguridad o integridad:Si la integridad de los datos y la
seguridad no son una preocupación, un DBMS podría no ser la mejor opción.
Costo y complejidad:Un DBMS puede ser costoso y complejo, lo que no siempre es
justificable para pequeños proyectos.
Rendimiento:Para aplicaciones que actualizan o eliminan datos con frecuencia, un
DBMS puede no ser la mejor opción, especialmente si los datos son temporales, dice
LinkedIn.
si no necesitas las características avanzadas de un DBMS (como gestión
concurrente, relaciones complejas, seguridad, etc.), puede que no sea
necesario usarlo y que una solución más sencilla sea suficiente para tus
necesidades.
Costes derivados de las funciones de seguridad, control de la concurrencia, recuperación e integridad. Es posible
que surjan otros problemas si los diseñadores y el DBA no diseñan COlTectamente la base de datos o si las
aplicaciones de sistemas de bases de datos no se implantan correctamente.
Conceptos y arquitectura de los sistemas de bases de datos
Modelos de datos, esquemas e instancias
En la gestión de bases de datos, un modelo de datos define la estructura
general y las relaciones de los datos. Los esquemas describen la estructura
lógica de la base de datos (tablas, columnas, relaciones), mientras que las
instancias son los datos reales almacenados en la base de datos en un
momento específico, siguiendo el esquema.
Detalles:
Modelo de datos:Define la forma en que se organizan y relacionan los datos. Ejemplos
comunes incluyen modelos relacionales, jerárquicos, de red, orientados a objetos, etc.
Esquema de base de datos:Es la estructura abstracta de la base de datos, que
describe las tablas, columnas, tipos de datos, restricciones y relaciones entre las
tablas. Se puede considerar como el "plano" de la base de datos.
Instancia de base de datos:Es una representación concreta de los datos que existen en
la base de datos en un momento determinado. Es una "instantánea" de los datos.
Analogía:Imagina un edificio. El modelo de datos sería la arquitectura general
del edificio (por ejemplo, un edificio de apartamentos o una tienda). El esquema
sería el plano de cada piso, incluyendo la ubicación de las habitaciones,
ventanas y puertas. La instancia sería la lista de los muebles y pertenencias que
hay en cada habitación de un piso específico en un momento determinado.
En puntos de vista:
 El modelo de datos es el marco general.
 El esquema define la estructura.
 La instancia son los datos reales.
Arquitectura de tres esquemas e independencia de los datos
La arquitectura de tres esquemas en bases de datos, también conocida como
arquitectura de tres niveles, divide la base de datos en tres esquemas: externo,
conceptual e interno. Esta división permite mayor flexibilidad, independencia de
datos y facilita la gestión de la base de datos. La independencia de datos
significa que los cambios en un nivel no afectan a los niveles superiores, lo que
simplifica la modificación y mantenimiento de la base de datos.
El esquema externo: Describe la vista que los usuarios y aplicaciones tienen de
la base de datos, mostrando solo la información relevante para ellos.
El esquema conceptual: Describe la estructura general de la base de datos,
incluyendo las entidades, atributos, relaciones y restricciones.
El esquema interno: Describe la forma en que los datos se almacenan
físicamente, incluyendo los formatos de almacenamiento, índices y rutas de
acceso.
Beneficios de la arquitectura de tres esquemas:
Independencia de datos:Los cambios en el esquema interno (almacenamiento físico)
no afectan al esquema conceptual (estructura lógica) y, por tanto, no requieren cambios
en los esquemas externos (vistas de usuario). De forma similar, cambios en el esquema
conceptual no afectan a los esquemas externos.
Flexibilidad:Permite adaptar la base de datos a las necesidades específicas de los
usuarios y aplicaciones sin afectar al almacenamiento físico.
Facilidad de gestión:Simplifica la gestión y modificación de la base de datos, ya que los
cambios se pueden realizar en un nivel sin afectar a los otros.
Mejor rendimiento:Permite optimizar el almacenamiento físico sin afectar a la
interacción de los usuarios con la base de datos.
Lenguajes e interfaces de bases de datos
Los lenguajes de base de datos son herramientas para interactuar con sistemas
de gestión de bases de datos (SGBD). Permiten crear, modificar, consultar y
eliminar datos. Las interfaces, por otro lado, son herramientas que permiten a
los usuarios interactuar con la base de datos sin necesidad de escribir código
directamente.
Lenguajes de Base de Datos:
SQL (Structured Query Language):Es el lenguaje más común para interactuar con
bases de datos relacionales. Permite realizar consultas, insertar, actualizar y eliminar
datos.
DDL (Data Definition Language):Se utiliza para definir la estructura de la base de
datos, como la creación, modificación y eliminación de tablas.
DML (Data Manipulation Language):Permite manipular los datos almacenados en la
base de datos, como la inserción, actualización y eliminación de registros.
Otros lenguajes:
Dependiendo del tipo de base de datos, también se pueden utilizar otros lenguajes,
como XQuery, ODL, OQL, etc.
Interfaces de Base de Datos:
 GUI (Interfaz Gráfica de Usuario): Herramientas que permiten interactuar con la base de
datos de forma visual, sin necesidad de escribir código.
 JDBC (Java Database Connectivity): Permite a aplicaciones Java conectarse y realizar
operaciones en bases de datos.
 ODBC (Open Database Connectivity): Permite a aplicaciones acceder a diferentes
bases de datos utilizando un estándar común.
 API (Interfaz de Programación de Aplicaciones): Permiten a los desarrolladores
construir aplicaciones que interactúan con la base de datos utilizando métodos y
funciones específicos.
 Lenguajes de descripción de interfaz (IDL): Definen la interfaz de los componentes de
software.
 Linguajes de modelado: Son usados para definir los esquemas de las bases de datos.
En resumen, los lenguajes de base de datos son las herramientas para
interactuar con los SGBD, mientras que las interfaces son herramientas que
facilitan esa interacción.
Entorno de un sistema de bases de datos
Un entorno de base de datos particionada es una instalación de base de datos que admite la
distribución de datos entre particiones de base de datos. Una partición de base de datos es
una parte de una base de datos que consta de sus propios datos, índices, archivos de
configuración y registros de transacciones.
Arquitecturas cliente/servidor centralizadas para los DBMSs
En la arquitectura cliente/servidor centralizada para un DBMS, la base de datos (DBMS) reside en
un servidor centralizado, mientras que los clientes (usuarios o aplicaciones) interactúan con el
servidor para acceder, modificar o gestionar los datos. Esta arquitectura divide la responsabilidad
entre el cliente, que se enfoca en la interfaz de usuario y las solicitudes, y el servidor, que gestiona
el almacenamiento, el procesamiento y la lógica de negocio de los datos.
Componentes clave:
Servidor: Es el componente central que aloja y gestiona la base de datos.
Cliente: Es el componente que interactúa con el servidor para solicitar y recibir datos.
Red: Facilita la comunicación entre el cliente y el servidor.
Sistema de Gestión de Bases de Datos (DBMS): Es el software que gestiona la base de datos en el
servidor.
Ventajas:
Escalabilidad:Facilita la adición de más clientes sin afectar el rendimiento del servidor
central.
Seguridad:El servidor centralizado puede implementar medidas de seguridad para
proteger los datos.
Eficiencia:El servidor puede optimizar el rendimiento de las consultas y transacciones.
Modularidad:Permite que los desarrolladores centren su atención en la interfaz de
usuario (cliente) o la lógica de negocio (servidor).
Desventajas:
 Punto único de fallo: Si el servidor falla, todos los clientes pierden el acceso a los datos.
 Dependencia de la red: Un rendimiento deficiente de la red puede afectar la eficiencia
del sistema.
 Complejidad: La arquitectura puede ser más compleja de gestionar que las arquitecturas
centralizadas.
La arquitectura cliente/servidor centralizada para un DBMS divide las
responsabilidades entre el cliente (que solicita datos) y el servidor (que los
proporciona), facilitando la gestión de grandes cantidades de usuarios y la
implementación de medidas de seguridad.
Las arquitecturas de los DBMSs han seguido tendencias parecidas a las arquitecturas de los sistemas de
computación generales. aplicaciones de usuario y los programas de interfaz de usuario.La razón era que la
mayoría de los usuarios accedía a esos sistemas a través de terminales de computador que no tenían potencia de
procesamiento y sólo ofrecian capacidades de visualización.Por tanto, todo el procesamiento se realizaba
remotamente en el sistema computador.
Clasificación de los sistemas de administración de bases de datos
Los Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD) se pueden clasificar principalmente en tres tipos
según su estructura y modelo de datos: relacionales, no relacionales (NoSQL) y orientados a
objetos. Los SGBD relacionales organizan la información en tablas con relaciones entre ellas, mientras
que los SGBD no relacionales ofrecen modelos más flexibles para grandes volúmenes de datos y
estructuras complejas. Los SGBD orientados a objetos manejan datos como objetos, lo que facilita la
representación de información compleja y la integración con lenguajes de programación orientados a
objetos.
Clasificación por Modelo de Datos:
SGBD Relacionales (RDBMS):
Estructura: Utilizan tablas con filas (registros) y columnas (atributos) para almacenar la
información.
Relaciones: Las tablas se relacionan entre sí mediante llaves primarias y extranjeras.
Lenguaje: Utilizan el lenguaje SQL (Structured Query Language) para interactuar con la base de
datos.
Ejemplos: MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, Oracle Database.
SGBD NoSQL:
Estructura: No se basan en tablas y relaciones estrictas, ofreciendo mayor flexibilidad en la
organización de la información.
Tipos: Incluyen bases de datos de documentos (MongoDB), clave-valor (Redis), de gráficos
(Neo4j) y columnares (Cassandra).
Escalabilidad: Diseñados para manejar grandes volúmenes de datos y transacciones simultáneas.
Ejemplos: MongoDB, Redis, Cassandra.
SGBD Orientados a Objetos (OODBMS):
Estructura: Almacenan los datos como objetos, que pueden tener propiedades y métodos.
Integración: Facilita la integración con lenguajes de programación orientados a objetos.
Ejemplos: OrientDB.
Otras clasificaciones:
Según el número de usuarios: SGBD centralizados (para un solo usuario) y distribuidos (para
múltiples usuarios en red).
Según el tipo de datos: Jerárquicos, de red, multidimensionales.
Según el modelo de datos: Relacionales, NoSQL, orientados a objetos, gráficos.
Según el contenido: Estáticos, dinámicos, bibliográficas, directorios, de texto completo.
Según la variabilidad: Estáticas (solo lectura) y dinámicas (permite modificación de datos).
Conclusion
una base de datos como una colección de datos relacionados, donde los datos son
hechos grabados. Una base de datos típica representa algún aspecto del mundo real y
es utilizada por uno o más grupos de usuarios con fines específicos.
Un DBMS es un paquete de software generalizado destinado a implementar y
mantener una base de datos computerizada. La base de datos y el software juntos
forman un sistema de bases de datos.
Bibliografia
libro Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos, de Ramez Elmasri y Shamkant
B.Navathe (2007) , 5ta. Edición . y de La IA generativa es experimental.

informe de lectura de bases datos docx.

  • 1.
    Actividad 1.2: RealizarInforme de Lectura Estimados participantes: Para complementar el estudio del material de lectura, te invitamos a: Realizar un informe del capítulo 1 y 2 del libro Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos, de Ramez Elmasri y Shamkant B.Navathe (2007) , 5ta. Edición . Este informe tiene que contener los siguientes datos:  Hoja de presentación  Indice  Introducción  Conclusión  Bibliografía El documento .doc del informe tiene que ser guardado con el siguiente formato: PrimerNombre_PrimerApellido_Unidad1Informe La realización de este informe es obligatorio. !Adelante! Su tutor/a Hoja de presentación para trabajos de la UASD
  • 2.
    Universidad Autónoma deSanto Domingo UASD Nombres: Pedro Ismael Sección: INF4200-14 Materia: Base de Datos I Profesor: Edward Rafael Martinez Lantigua Tema: Unidad 1: Conceptos Generales de Bases de Datos Fecha: 3/5/2025 indice
  • 3.
    Bases de datosy usuarios de bases de datos Contenido Características de la metodología de bases de datos Trabajadores entre bambalinas Ventajas de utilizar una metodología DBMS Breve historia de las aplicaciones de bases de datos Cuándo no usar un DBMS Conceptos y arquitectura de los sistemas de bases de datos Modelos de datos, esquemas e instancias Arquitectura de tres esquemas e independencia de los datos Lenguajes e interfaces de bases de datos Entorno de un sistema de bases de datos Arquitecturas cliente/servidor centralizadas para los DBMSs Clasificación de los sistemas de administración de bases de datos Introducción Las bases de datos y la tecnología de bases de datos tienen mucha culpa del uso creciente de
  • 4.
    los computadores. Esjusto decir que las bases de datos juegan un papel fundamental en la mayoría de las áreas en las que se utilizan computadores, como en el ámbito empresarial, en el comercio electrónico, ingeniería, medicina, justicia, educación y bibliotecas. La expresión base de datos se utiliza tan a menudo que empezaremos por definir su significado. En una arquitectura DBMS cliente/servidor básica, la funcionalidad del sistema se distribuye entre dos tipos de módulos. 1 Un módulo cliente se diseña normalmente para que se pueda ejecutar en la estación de trabajo de un usuario o en un computador personal. Normalmente, las aplicaciones y las interfaces de usuario que acceden a las bases de datos se ejecutan en el módulo cliente. Desarrollo Bases de datos y usuarios de bases de datos lass bases de datos y los sistemas de bases de datos son un componente esencial de la vida cotidiana en la Lsociedad moderna. Actualmente, la mayoría de nosotros nos enfrentamos a diversas
  • 5.
    actividades que implicancierta interacción con una base de datos. Estas interacciones son ejemplos de lo que podemos llamar aplicaciones de bases de datos tradicionales, en las que la mayor parte de la información que hay almacenada y a la que se accede es textual o numérica. En los últimos años, los avances en la tecnología han conducido a excitantes aplicaciones y sistemas de bases de datos nuevos. Bases de datos: Definición:Una base de datos es una estructura organizada para almacenar y gestionar información. Tipos:Existen diversos tipos de bases de datos, como relacionales (SQL), no relacionales (NoSQL) y orientadas a objetos. Funciones:Las bases de datos se utilizan para almacenar, recuperar, actualizar y gestionar información. Usuarios de bases de datos: Definición:Un usuario de base de datos es cualquier persona que interactúa con el sistema para acceder a la información. Clasificación:Los usuarios de bases de datos se pueden clasificar según su nivel de interacción y conocimiento del sistema, como usuarios ingenuos, sofisticados, especializados y programadores de aplicaciones Acceso y permisos:A los usuarios se les conceden permisos específicos para acceder a diferentes objetos y realizar acciones en la base de datos, como leer, insertar, actualizar o eliminar datos. Contenido Características de la metodología de bases de datos La metodología de bases de datos se centra en la gestión eficiente y organizada de la información. Sus características principales incluyen la estructura lógica de
  • 6.
    datos, la gestiónde usuarios, la independencia de datos, la integridad y seguridad, así como la capacidad de respaldo y recuperación. Características detalladas: Estructura lógica:La base de datos define la estructura lógica de los datos, incluyendo las relaciones y reglas que determinan cómo se almacenan, organizan y manipulan. Gestión de usuarios:Permite una gestión segura de usuarios, controlando quién puede acceder a qué datos y qué operaciones pueden realizar. Independencia de datos:La base de datos es independiente del código, lo que permite utilizar diversos lenguajes de programación para interactuar con ella. Integridad y seguridad:Garantiza la validez y consistencia de los datos, protegiéndolos de accesos no autorizados. Respaldo y recuperación:Ofrece mecanismos para realizar copias de seguridad de los datos y recuperarlos en caso de fallos o pérdida de información. Flexibilidad:Permite una gestión flexible de la información, adaptándose a diferentes necesidades y requisitos. Concurrencia:Permite que múltiples usuarios accedan y modifiquen la base de datos simultáneamente de forma controlada, evitando conflictos. Modelos de datos:Se utilizan diferentes modelos de datos (relacional, jerárquico, de red, etc.) para representar la información de manera específica. Lenguaje de consulta (SQL):Se utiliza SQL para acceder y manipular los datos de forma estructurada. Indexación y optimización:Las bases de datos eficientes utilizan indexación y otras técnicas para optimizar el tiempo de respuesta en las consultas. Sistemas de gestión de bases de datos (SGBD):Programas como SQL, Oracle o Power BI permiten gestionar y acceder a los datos. Estas son características que se distinguen la metodología de bases de datos y de la metodología tradicional de programación con archivos. Por ejemplo, un usuario, la oficina de notificación de calificaciones, puede encargarse del mantenimiento de un archivo con los estudiantes y sus calificaciones. Los programas encargados de imprimir el certificado de estudios de un estudiante e introducir nuevas calificaciones en el archivo se implementan como parte de la aplicación. Trabajadores entre bambalinas Los "trabajadores entre bambalinas" en bases de datos son aquellos que no interactúan directamente con la base de datos como usuarios, sino que trabajan
  • 7.
    para mantener elsistema en funcionamiento y optimizado. Incluyen a los diseñadores e implementadores del Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD), los administradores de bases de datos (DBA), y otros profesionales que garantizan la seguridad, rendimiento y disponibilidad de la base de datos. Elaboración: Diseñadores e Implementadores del SGBD:Estos profesionales se encargan de diseñar y construir las herramientas y software que permiten la gestión y el manejo de la base de datos. Administradores de Bases de Datos (DBA):Los DBA son responsables de la gestión y el mantenimiento del SGBD, incluyendo tareas como la instalación, configuración, seguridad, copias de seguridad, y optimización del rendimiento de la base de datos. Otros roles:Existen otros profesionales que también pueden considerarse "trabajadores entre bambalinas", como los desarrolladores de aplicaciones que se conectan a la base de datos, o los analistas de datos que extraen información y la transforman en conocimiento útil. Eatos Son Los denominaremos trabajadores entre bambalinas bien detallados y los dividiremos en las siguientes categorías: l1li Diseñadores e implementado res de sistemas DBMS. Diseñan e implementan los módulos y las interfaces DBMS como un paquete software. Ventajas de utilizar una metodología DBMS
  • 8.
    En esta secciónexplicaremos las ventajas Principales de utilizar un DBMS y las capacidades que un buen DBMS debe posee. AUtilizar una metodología DBMS (Sistema de Gestión de Bases de Datos) ofrece varias ventajas clave para la gestión y manipulación de datos. Estas ventajas incluyen mayor eficiencia, seguridad y consistencia de los datos, acceso concurrente, gestión de transacciones, reducción de redundancia y la capacidad de escalar para manejar grandes volúmenes de datos. Ventajas principales de usar un DBMS: Eficiencia y Productividad:Un DBMS facilita el acceso rápido a datos precisos, lo que permite a los usuarios finales tomar decisiones más rápidas y eficientes. Seguridad de Datos:Proporciona mecanismos para controlar el acceso a la base de datos, asegurando que solo usuarios autorizados puedan acceder a la información. Consistencia e Integridad:Ayuda a mantener la integridad de los datos mediante restricciones de integridad y normalización, lo que asegura la precisión y confiabilidad de la información. Acceso Concurrente:Permite que múltiples usuarios accedan y modifiquen los datos simultáneamente sin conflictos. Gestión de Transacciones:Garantiza la integridad de las operaciones de base de datos, permitiendo que las transacciones se completen correctamente o se anulen en caso de error. Reducción de Redundancia:Al centralizar los datos, un DBMS reduce la duplicación de información, ahorrando espacio y mejorando la eficiencia. Escalabilidad:Permite gestionar grandes volúmenes de datos y adaptarse a las necesidades de una empresa en crecimiento. Facilidad de Uso:Ofrece interfaces y lenguajes de consulta que simplifican la recuperación y manipulación de datos. Copias de Seguridad y Recuperación:Facilita la realización de copias de seguridad y la recuperación de datos en caso de falla. Independencia de Datos:Permite que las aplicaciones accedan a los datos sin depender de la forma en que están almacenados físicamente. Breve historia de las aplicaciones de bases de datos
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    La historia delas aplicaciones de bases de datos se remonta a los años 60 con la aparición de los primeros sistemas de gestión de bases de datos (SGBD) jerárquicos y de red. En los 70, Edgar F. Codd introdujo el modelo relacional, revolucionando el campo y sentando las bases para el lenguaje SQL. La década de 1980 vio el surgimiento de las bases de datos relacionales, que se popularizaron por su eficiencia y flexibilidad. La necesidad de almacenar y gestionar grandes volúmenes de datos llevó al desarrollo de almacenes de datos en los 90. Finalmente, en los 2000, las bases de datos NoSQL surgieron para manejar datos estructurados y no estructurados, y las bases de datos en la nube se popularizaron por su escalabilidad y acceso remoto. Años 60: Sistemas jerárquicos y de red:Charles Bachman desarrolló el Integrated Data Store (IDS) en 1960, y IBM lanzó su Information Management System (IMS). Fundamentos de los SGBD:Estos primeros sistemas sentaron las bases para la gestión de datos de manera organizada y eficiente. Años 70: Modelo relacional:Edgar F. Codd introduce el modelo relacional, que organiza los datos en tablas y permite consultas estructuradas. SQL:Se desarrolla el lenguaje de consulta estructurado (SQL) para interactuar con las bases de datos relacionales. Años 80: Popularización de las bases de datos relacionales:Su eficiencia y flexibilidad las convierten en una opción popular para las empresas. Desarrollo de SGBD:Surgieron nuevos SGBD como Oracle y SQL Server, que se adaptaban a las necesidades de las empresas. Años 90: Almacenes de datos:La necesidad de integrar datos de diversas fuentes y tomar decisiones estratégicas lleva al desarrollo de almacenes de datos. Sistemas de aplicaciones:La expansión de las bases de datos y sistemas de aplicaciones crea la necesidad de mayor integración y gestión de datos. Años 2000: Bases de datos NoSQL:Para manejar grandes volúmenes de datos no estructurados, surgen las bases de datos NoSQL como MongoDB y Cassandra. Bases de datos en la nube:La flexibilidad y escalabilidad de las bases de datos en la nube las convierten en una opción popular. IA y bases de datos:Se comienzan a explorar las aplicaciones de la inteligencia artificial para mejorar el rendimiento y la gestión de las bases de datos. Esta fue la sección ofrece una breve historia de las aplicaciones que utilizan DBMSs y cómo estas aplicaciones supusieron el impulso de nuevos tipos de sistemas de bases de datos.Muchas de las primeras aplicaciones de bases de datos almacenaban registros en grandes organizaciones, como corporaciones, universidades, hospitales y bancos. Cuándo no usar un DBMS
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    No es necesariousar un DBMS (Sistema de Gestión de Bases de Datos) cuando los datos son pequeños, simples y no requieren acceso concurrente. También, no se necesita cuando los datos son temporales o no tienen relaciones complejas, y cuando se puede gestionar la información con facilidad usando sistemas de archivos o hojas de cálculo. En detalle: Datos pequeños y simples:Si los datos son pocos y se pueden gestionar fácilmente con un sistema de archivos o hojas de cálculo, no hay necesidad de la complejidad de un DBMS. Datos no relacionados:Si los datos no tienen relaciones o dependencias complejas, no se requiere la estructura y la gestión de relaciones de un DBMS. Datos temporales:Si los datos son de uso temporal y no requieren almacenamiento a largo plazo, no es necesario usar un DBMS. No hay acceso concurrente:Si solo un usuario o aplicación accede a los datos a la vez, la gestión concurrente de un DBMS es innecesaria. No hay necesidad de seguridad o integridad:Si la integridad de los datos y la seguridad no son una preocupación, un DBMS podría no ser la mejor opción. Costo y complejidad:Un DBMS puede ser costoso y complejo, lo que no siempre es justificable para pequeños proyectos. Rendimiento:Para aplicaciones que actualizan o eliminan datos con frecuencia, un DBMS puede no ser la mejor opción, especialmente si los datos son temporales, dice LinkedIn. si no necesitas las características avanzadas de un DBMS (como gestión concurrente, relaciones complejas, seguridad, etc.), puede que no sea necesario usarlo y que una solución más sencilla sea suficiente para tus necesidades. Costes derivados de las funciones de seguridad, control de la concurrencia, recuperación e integridad. Es posible que surjan otros problemas si los diseñadores y el DBA no diseñan COlTectamente la base de datos o si las aplicaciones de sistemas de bases de datos no se implantan correctamente. Conceptos y arquitectura de los sistemas de bases de datos
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    Modelos de datos,esquemas e instancias En la gestión de bases de datos, un modelo de datos define la estructura general y las relaciones de los datos. Los esquemas describen la estructura lógica de la base de datos (tablas, columnas, relaciones), mientras que las instancias son los datos reales almacenados en la base de datos en un momento específico, siguiendo el esquema. Detalles: Modelo de datos:Define la forma en que se organizan y relacionan los datos. Ejemplos comunes incluyen modelos relacionales, jerárquicos, de red, orientados a objetos, etc. Esquema de base de datos:Es la estructura abstracta de la base de datos, que describe las tablas, columnas, tipos de datos, restricciones y relaciones entre las tablas. Se puede considerar como el "plano" de la base de datos. Instancia de base de datos:Es una representación concreta de los datos que existen en la base de datos en un momento determinado. Es una "instantánea" de los datos. Analogía:Imagina un edificio. El modelo de datos sería la arquitectura general del edificio (por ejemplo, un edificio de apartamentos o una tienda). El esquema sería el plano de cada piso, incluyendo la ubicación de las habitaciones, ventanas y puertas. La instancia sería la lista de los muebles y pertenencias que hay en cada habitación de un piso específico en un momento determinado. En puntos de vista:  El modelo de datos es el marco general.  El esquema define la estructura.  La instancia son los datos reales. Arquitectura de tres esquemas e independencia de los datos
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    La arquitectura detres esquemas en bases de datos, también conocida como arquitectura de tres niveles, divide la base de datos en tres esquemas: externo, conceptual e interno. Esta división permite mayor flexibilidad, independencia de datos y facilita la gestión de la base de datos. La independencia de datos significa que los cambios en un nivel no afectan a los niveles superiores, lo que simplifica la modificación y mantenimiento de la base de datos. El esquema externo: Describe la vista que los usuarios y aplicaciones tienen de la base de datos, mostrando solo la información relevante para ellos. El esquema conceptual: Describe la estructura general de la base de datos, incluyendo las entidades, atributos, relaciones y restricciones. El esquema interno: Describe la forma en que los datos se almacenan físicamente, incluyendo los formatos de almacenamiento, índices y rutas de acceso. Beneficios de la arquitectura de tres esquemas: Independencia de datos:Los cambios en el esquema interno (almacenamiento físico) no afectan al esquema conceptual (estructura lógica) y, por tanto, no requieren cambios en los esquemas externos (vistas de usuario). De forma similar, cambios en el esquema conceptual no afectan a los esquemas externos. Flexibilidad:Permite adaptar la base de datos a las necesidades específicas de los usuarios y aplicaciones sin afectar al almacenamiento físico. Facilidad de gestión:Simplifica la gestión y modificación de la base de datos, ya que los cambios se pueden realizar en un nivel sin afectar a los otros. Mejor rendimiento:Permite optimizar el almacenamiento físico sin afectar a la interacción de los usuarios con la base de datos.
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    Lenguajes e interfacesde bases de datos Los lenguajes de base de datos son herramientas para interactuar con sistemas de gestión de bases de datos (SGBD). Permiten crear, modificar, consultar y eliminar datos. Las interfaces, por otro lado, son herramientas que permiten a los usuarios interactuar con la base de datos sin necesidad de escribir código directamente. Lenguajes de Base de Datos: SQL (Structured Query Language):Es el lenguaje más común para interactuar con bases de datos relacionales. Permite realizar consultas, insertar, actualizar y eliminar datos. DDL (Data Definition Language):Se utiliza para definir la estructura de la base de datos, como la creación, modificación y eliminación de tablas. DML (Data Manipulation Language):Permite manipular los datos almacenados en la base de datos, como la inserción, actualización y eliminación de registros. Otros lenguajes: Dependiendo del tipo de base de datos, también se pueden utilizar otros lenguajes, como XQuery, ODL, OQL, etc. Interfaces de Base de Datos:  GUI (Interfaz Gráfica de Usuario): Herramientas que permiten interactuar con la base de datos de forma visual, sin necesidad de escribir código.  JDBC (Java Database Connectivity): Permite a aplicaciones Java conectarse y realizar operaciones en bases de datos.  ODBC (Open Database Connectivity): Permite a aplicaciones acceder a diferentes bases de datos utilizando un estándar común.  API (Interfaz de Programación de Aplicaciones): Permiten a los desarrolladores construir aplicaciones que interactúan con la base de datos utilizando métodos y funciones específicos.  Lenguajes de descripción de interfaz (IDL): Definen la interfaz de los componentes de software.  Linguajes de modelado: Son usados para definir los esquemas de las bases de datos. En resumen, los lenguajes de base de datos son las herramientas para interactuar con los SGBD, mientras que las interfaces son herramientas que facilitan esa interacción. Entorno de un sistema de bases de datos Un entorno de base de datos particionada es una instalación de base de datos que admite la
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    distribución de datosentre particiones de base de datos. Una partición de base de datos es una parte de una base de datos que consta de sus propios datos, índices, archivos de configuración y registros de transacciones. Arquitecturas cliente/servidor centralizadas para los DBMSs En la arquitectura cliente/servidor centralizada para un DBMS, la base de datos (DBMS) reside en un servidor centralizado, mientras que los clientes (usuarios o aplicaciones) interactúan con el servidor para acceder, modificar o gestionar los datos. Esta arquitectura divide la responsabilidad entre el cliente, que se enfoca en la interfaz de usuario y las solicitudes, y el servidor, que gestiona el almacenamiento, el procesamiento y la lógica de negocio de los datos. Componentes clave: Servidor: Es el componente central que aloja y gestiona la base de datos. Cliente: Es el componente que interactúa con el servidor para solicitar y recibir datos. Red: Facilita la comunicación entre el cliente y el servidor. Sistema de Gestión de Bases de Datos (DBMS): Es el software que gestiona la base de datos en el servidor. Ventajas: Escalabilidad:Facilita la adición de más clientes sin afectar el rendimiento del servidor central. Seguridad:El servidor centralizado puede implementar medidas de seguridad para proteger los datos. Eficiencia:El servidor puede optimizar el rendimiento de las consultas y transacciones. Modularidad:Permite que los desarrolladores centren su atención en la interfaz de usuario (cliente) o la lógica de negocio (servidor). Desventajas:  Punto único de fallo: Si el servidor falla, todos los clientes pierden el acceso a los datos.  Dependencia de la red: Un rendimiento deficiente de la red puede afectar la eficiencia del sistema.  Complejidad: La arquitectura puede ser más compleja de gestionar que las arquitecturas centralizadas. La arquitectura cliente/servidor centralizada para un DBMS divide las responsabilidades entre el cliente (que solicita datos) y el servidor (que los proporciona), facilitando la gestión de grandes cantidades de usuarios y la implementación de medidas de seguridad. Las arquitecturas de los DBMSs han seguido tendencias parecidas a las arquitecturas de los sistemas de computación generales. aplicaciones de usuario y los programas de interfaz de usuario.La razón era que la mayoría de los usuarios accedía a esos sistemas a través de terminales de computador que no tenían potencia de procesamiento y sólo ofrecian capacidades de visualización.Por tanto, todo el procesamiento se realizaba remotamente en el sistema computador. Clasificación de los sistemas de administración de bases de datos
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    Los Sistemas deGestión de Bases de Datos (SGBD) se pueden clasificar principalmente en tres tipos según su estructura y modelo de datos: relacionales, no relacionales (NoSQL) y orientados a objetos. Los SGBD relacionales organizan la información en tablas con relaciones entre ellas, mientras que los SGBD no relacionales ofrecen modelos más flexibles para grandes volúmenes de datos y estructuras complejas. Los SGBD orientados a objetos manejan datos como objetos, lo que facilita la representación de información compleja y la integración con lenguajes de programación orientados a objetos. Clasificación por Modelo de Datos: SGBD Relacionales (RDBMS): Estructura: Utilizan tablas con filas (registros) y columnas (atributos) para almacenar la información. Relaciones: Las tablas se relacionan entre sí mediante llaves primarias y extranjeras. Lenguaje: Utilizan el lenguaje SQL (Structured Query Language) para interactuar con la base de datos. Ejemplos: MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, Oracle Database. SGBD NoSQL: Estructura: No se basan en tablas y relaciones estrictas, ofreciendo mayor flexibilidad en la organización de la información. Tipos: Incluyen bases de datos de documentos (MongoDB), clave-valor (Redis), de gráficos (Neo4j) y columnares (Cassandra). Escalabilidad: Diseñados para manejar grandes volúmenes de datos y transacciones simultáneas. Ejemplos: MongoDB, Redis, Cassandra. SGBD Orientados a Objetos (OODBMS): Estructura: Almacenan los datos como objetos, que pueden tener propiedades y métodos. Integración: Facilita la integración con lenguajes de programación orientados a objetos. Ejemplos: OrientDB. Otras clasificaciones: Según el número de usuarios: SGBD centralizados (para un solo usuario) y distribuidos (para múltiples usuarios en red). Según el tipo de datos: Jerárquicos, de red, multidimensionales. Según el modelo de datos: Relacionales, NoSQL, orientados a objetos, gráficos. Según el contenido: Estáticos, dinámicos, bibliográficas, directorios, de texto completo. Según la variabilidad: Estáticas (solo lectura) y dinámicas (permite modificación de datos). Conclusion
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    una base dedatos como una colección de datos relacionados, donde los datos son hechos grabados. Una base de datos típica representa algún aspecto del mundo real y es utilizada por uno o más grupos de usuarios con fines específicos. Un DBMS es un paquete de software generalizado destinado a implementar y mantener una base de datos computerizada. La base de datos y el software juntos forman un sistema de bases de datos. Bibliografia libro Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos, de Ramez Elmasri y Shamkant B.Navathe (2007) , 5ta. Edición . y de La IA generativa es experimental.