Modelo de datos

Un modelo de base de datos es una arquitectura organizativa que
impone un esquema de acceso a los datos. (González, 2011)
Un modelo de datos es una definición lógica, independiente y abstracta
de los objetos, operadores y demás que en conjunto constituyen la
máquina abstracta con la que interactúan los usuarios. Los objetos nos
permiten modelar la estructura de los datos. Los operadores nos
permiten modelar su comportamiento. (Date, 2001)
Una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las
relaciones, la semántica y las restricciones de consistencia (Silberschatz,
Korth, Sudarshan, 2002)

Clasificación de los
modelos de datos
Modelo Entidad–
Relación (E-R)
Modelo Relacional
Modelo de datos
orientado a objetos
Modelo jerárquico
Modelo en red

Modelo Jerárquico
Fue el primer modelo realmente operativo de base de datos, este
modelo se sigue empleando en sistemas main frame, principalmente en
sistemas IBM. En este modelo se tiene una entidad o tabla como punto
de partida de todos los datos, a partir de esta, se ramifican el camino
para acceder al resto de los datos que precisamos.
Utiliza jerarquías o árboles para la representación lógica de los datos.
Los archivos son organizados en jerarquías, y normalmente cada uno
de ellos se corresponde con una de las entidades de la base de datos.
Los árboles jerárquicos se representan de forma invertida, con la raíz
hacia arriba y las hojas hacia abajo
Recorre los distintos nodos de un árbol en un preorden que requiere tres
pasos:
•Visitar laraíz.
•Visitar el hijo más a la izquierda, si lo hubiera, que no haya sido visitado.
•Si todos los descendientes del segmento considerado se han visitado, volver a su padre e ir al
punto 1.
Moreno, A. (2000). El enfoque jerárquico. Recuperado de http://elies.rediris.es/elies9/4-2-1.htm

Características de las bases de
datos jerárquicas
Los segmentos de un archivo jerárquicoestán dispuestos en forma de
árbol.
Los segmentos están enlazados mediante relaciones uno a muchos.
Cada nodo consta de uno o más campos.
Cada ocurrencia de un registro padre puede tener distinto número de
ocurrencias de registroshijos.
Cuando se elimina un registro padre se deben eliminar todos los registros
hijos (integridad de los datos).
Todo registro hijo debe tener un único registro padre excepto la raíz.

Modelo en red
Conocido como modelo CODASYL (Conference on Data System Language), conformada
por una colección o set de registros, los cuales están conectados entre sí por medio de
enlaces en una red. El registro es similar al de una entidad como las empleadas en el
modelo relacional.
El modelo de red intenta superar las deficiencias del enfoque jerárquico, permitiendo el
tipo de relaciones de muchos a muchos.
Una estructura de datos en red, o estructura plex, es muy similar a una estructura
jerárquica, de hecho no es más que un superconjunto de ésta. Al igual que en la
estructura jerárquica, cada nodo puede tener varios hijos pero, a diferencia de ésta,
también puede tener varios padres
El concepto básico en el enfoque de red es el conjunto (‘set’), definido por el comité
CODASYL. Un conjunto está constituido por dos tipos de registros que mantienen una
relación de muchos a muchos. Para conseguir representar este tipo de relación es
necesario que los dos tipos de registros estén interconectados por medio de un registro
conector llamado conjunto conector

Características de las bases de datos en red
El registro padre se denomina
propietario del conjunto,
mientras que el registro hijo se
denomina miembro.
Un conjunto está formado en un
solo registro propietario y uno o
más registros miembros.
Una ocurrencia de conjuntos es
una colección de registros, uno
de ellos es el propietario y los
otros los miembros.
Todos los registros propietarios de
ocurrencias del mismo tipo de
conjunto deben ser del mismo
tipo de registro.
El tipo de registro propietario de
un tipo de conjunto debe ser
distinto de los tipos de los
registros miembro.
Sólo se permite que un registro
miembro aparezca una vez en
las ocurrencias de conjuntos del
mismo tipo.
Un registro miembro puede
asociarse con más de un
propietario, es decir, puede
pertenecer al mismo tiempo a
dos o más tipos de conjuntos
distintos. Esta situación se puede
representar por medio de una
estructura multianillo.
Se pueden definir niveles
múltiples de jerarquías donde un
tipo de registro puede ser
miembro en un conjunto y al
mismo tiempo propietario en otro
conjunto diferente.
Moreno, A. (2000). El enfoque jerárquico. Recuperado de http://elies.rediris.es/elies9/4-2-1.htm

Modelo de datos orientado a objetos
Este modelo se puede observar
como una extensión del modelo E-
R con las nociones de
encapsulación, métodos
(funciones) e identidades de
objeto.
El paradigma orientado a objetos se define como
un conjunto de principios para realizar el
modelado, diseño, desarrollo e implementación
basado de estructuras conceptuales conocidas
como objetos
Las bases de datos orientadas a
objetos están diseñadas trabajar con
aplicaciones desarrollados orientada a
los negocios, que son un conjunto de
objetos que interactúan entre sí El modelo de datos relacional
orientado a objetos extiende
el modelo de datos relacional
ofreciendo un sistema de
tipos más ricos que incluye
tipos de datos mas complejos.
Ofrecen un medio de migración cómodo para
los usuarios de las bases de datos relacionales
que deseen usar características orientadas a
objetos.

Modelo E-R
Está basado en una percepción del
mundo real que consta de una
colección de objetos básicos
llamados entidades y relaciones
entre estos objetos,
implementándose en forma gráfica
a través del Diagrama Entidad
Relación.

Modelo Relacional
Se basa en el concepto matemático de relación. En
este modelo, la información se representa en forma
de “tablas” o relaciones, donde cada fila de la tabla
se interpreta como una relación ordenada de valores
(un conjunto de valores relacionados entre sí).

TIPOS DE BASES DE
DATOS SEGÚN SU USO
Las bases de datos están en continua evolución tecnológica
y lo que antes requería tecnología separada de las propias
bases de datos, ahora se integra dentro de las
presentaciones normales de las bases de datos relacionales
de mayor auge en el mercado González (2011).

Base de datos
documentales
•Se encargade almacenar
documentos de diversas
naturalezas
(predominantementetextos,
pero tambiénplanos, hojas de
cálculos, fotografías,
documentos digitalizados
mediante escáner, etc.).
Base de datos geográficas
o sistemas de información
geográfica (SIG)
•Almacenadatos vectoriales
sobre puntos geográficos,
superficies regulares o
irregulares, volúmenes, etc.,
asociados a valores estadísticos
empleando sistemas de
coordenadas geográficas o UTM
(propias de los sistemas de
posicionamientoglobalo GPS).
Base de datos OOP
(orientada a objetos)
•Nuevas bases de datos
relacionales paraestablecer
mecanismos de almacenamiento
de objetos de longitudes
indeterminadas que sean
capaces de encapsular métodos
en su interior.

Minería de datos
• Son bases de datos pensadas para obtener
estadísticas y tendencias de negocios. La
finalidad de estas bases de datos es la
detección de tendencias para agrupar tipos
de clientes y utilizar de forma
retroalimentada esta información para
mejorar el negocio.
Base de datos transaccionales (OLTP)
• Son bases de datos orientadas a bloques de
transacciones masivas, para clientes tales
como entidades bancarias, instituciones
bursátiles o mayoristas de ventas. Se
caracterizan por su alto rendimiento, alta
disponibilidad y preparación contra
contingencias catastróficas.

Sistema Gestor de
Bases de datos (SGBS)
DBMS (Data Base Management System)

Consiste en una colección de datos interrelacionados y un conjunto de programas
para acceder a dichos datos. El objetivo del SGBD es crear un ambiente en que sea
posible almacenar y recuperar información en forma eficiente y conveniente.
La gestión de los datos implica tanto la definición de estructuras para almacenar la
información como la provisión de los mecanismos para la manipulación de la
información.
Deben proporcionar la fiabilidad de esta a pesar de las caídas del sistema o los
intentos de acceso sin autorización. Ahora bien, si los datos van a ser compartidos
entre varios usuarios, el sistema debe evitar los resultados anómalos.

Evolución
de los
SGBD
Primeros SGBD
• Registros
• Gestión de archivos
SGBD pequeños
• ACCESS
• DBase
SGBD grandes
• Soluciones
empresariales
• Procesamiento en
paralelo
• Sistemas
distribuidos

Funciones de un SGBD
•Almacenar datos, acceder a ellos y actualizarlos
•Garantizan la integridad de los datoos
•Integran, junto con el SO, un sistema de seguridad que garantiz el
acceso a la información
•Proporcinja un diccionario de metadatos
•permite el uso de transacciones
•Ofrecen, mediante completas herramientas, etadisticas sobre el uso
del gestor
•permite la concurrencia
•Independizan los datos de la apliacaión o usuario que eta
utilizandolos
•Ofrecen conectividad con el exterior
•Incorporan herramientas para la salvaguarda y restauración de la
información

Funciones de un SGBD
Control de redundancia
Restricción de acceso
Garantizar la integridad
Respaldo y recuperación de datos
Control de accesos concurrentes

COMPONENTES
DE UN SGBD
Software
Hardware
Datos
Procedim
ientos
Usuarios

COMPONENTES
DE UN SGBD
Gestor de
almacenami
ento
• Gestor de transacciones
• Gestor de archivos
• Gestor de memoria
intermedia
Gestor de
consultas
• Intérprete delDDL
• Compiladordel DML
• Motor de evaluaciónde
consultas

VENTAJAS DE UN GESTOR DE BASE DE DATOS
Datos compartidos
actualizados
• Los datos están
disponibles para
todos los usuarios
y cuando alguno
actualiza, los
cambios se ven
reflejados
inmediatamente.
Flexibilidad
• Para nuevas
necesidades, los
cambios de
estructura no
afectan los datos.
Rápida creación de
nuevas aplicaciones
• Una vez creada la
BD y funcionando,
crear una nueva
aplicación necesita
menos tiempo.
Independencia de
los datos
• Ocultan detalles
de implementación.

VARIABLES
DE UN
SGBD
Presupuesto
disponible Nivelde
soporte
proporcionad
o por el
fabricante del
SGBD
Compatibili
dad con sw
y hw
existente
BD que
soporta
(relacionalo
No relacional)
Volúmenes de
datos
Rendimiento
Gestión de
transacciones
Accesibilidad
Seguridad
Variables a
tener
encuenta
según el
entorno

VISIÓN DE LOS DATOS
Un sistema de base de datos es una colección de
datos interrelacionados y un conjunto de programas
que permitan a los usuarios tener acceso a esos datos
y modificarlos. (Silberschatz, Korth y Sudarshan,
2007)

Nivel de vistas
El nivel más elevado de abstracción sólo describe parte de la base de datos.
•Los usuarios de computadoras ven un conjunto de programas de aplicación que ocultan los detalles de los tipos de datos.
•Por ejemplo, los cajeros de un banco sólo ven la parte de la base de datos que contiene información de las cuentas de los cli entes; no
pueden tener acceso a la información referente a los sueldos de los empleados.
Nivel lógico
Nivel inmediatamente superior de abstracción describe qué datos se almacenan de las base de datos y que relaciones existen entre esos
datos.
•nivel lógico cada registro de este tipo se describe mediante una deﬁnición de tipo, como en el fragmento de código anterior, y también
se deﬁne la relación entre estos tipos de registros. Los programadores que usan un lenguaje de programación trabajan en este nivel de
abstracción.
Nivel físico
El nivel más bajo de abstracción describe cómo se almacenan realmente los datos.
•Ejemplo, los registros cliente, cuenta o empleado se pueden describir como bloques de posiciones consecutivas de almacenamiento (por
ejemplo, palabras o bytes). El compilador oculta este nivel de detalle a los programadores.

LENGUAJE DE BASE DE
DATOS
Los sistemas de base de datos proporcionan un
lenguaje de definición de datos para especificar
el esquema de la base de datos y un lenguaje
de manipulación de datos para expresar las
consultas y la modificación de la base de datos.
(Silberschatz, Korth y Sudarshan, 2007)

DCL (Data ControlLanguage)
Lenguaje de control de datos. Permite administrar la seguridad de quien puede leer, escribir o
borrar datos en una tabla; quién puede crear o eliminar tablas, etc.
En el control de acceso a los datos se puede: i) otorgar ( GRANT) permisos a los usuarios para
hacer las acciones de conexión (CONNECT), selección (SELECT), inserción (INSERT), modificación
(UPDATE), cancelación (DELETE) y cambiar el contexto de operación de la base de datos (USE);
ii)cancelar los permisos de acción sobre la base de datos (REVOKE).
DML (Data ManipulationLanguaje)
Manipula los datos para aplicaciones. Permite dar de alta filas, modificar
contenido de columnas y borrar filas y columnas.
creación (INSERT) - modificación (UPDATE) - consulta
(SELECT) - cancelación(DELETE)
DDL (Data Definition Language)
Define los elementos de los datos en la Base de datos.
Permite crear tablas, modificarlas y eliminarlas.
Los comando DDL permiten crear (CREATE), alterar (ALTER),
cancelar (DROP) y truncar (TRUNCATE) tablas de la base de
datos
El lenguaje SQL esta conformado por tres sublenguajes para la administración de los datos
contenidosen la base de datos.

DML (Data Manipulation Languaje)
Lenguaje de manipulación de datos (LMD) permite al usuario tener acceso a los
datos organizados mediante el modelo de datos correspondiente o manipularlos.
• Tipos de acceso
• Recuperación de la información almacenada en la BD
• Inserción de información nueva en la BD
• Borrado de la información de BD
• Modificación de la información en la BD
LMDs procedimentales
LMDs declarativos
Necesitan que el usuario especifique
qué datos se necesitan y cómo
obtener esos datos
Necesitan que el usuario especifique qué
datos se necesitan sin que haga falta que
se especifique cómo obtener esos datos.

DDL, Data Control Language
Los esquemas de las BD se especifican mediante un
conjunto de definición expresadas mediante un
lenguaje especial denominado LDD
Los LDD se usan para especificar mas propiedades
de los datos
La estructura de almacenamiento y los métodos de acceso
usados por el sistema de base de datos se especifican
mediante un conjunto de instrucciones en un tipo especial
de LDD denominado lenguaje de almacenamiento y
definición de datos
Ofrece un LDD elaborado
que permite definir
tablas, restricciones de
integridad,asertos, etc.

ESQUEMA DE DATOS
(Database Schema)
Describe la estructura de una Base de datos, en un
lenguaje formal soportado por un Sistema
administrador de Base de datos (DBMS). En una
Base de datos Relacional, el Esquema define sus
tablas, sus campos en cada tabla y las relaciones
entre cada campo y cada tabla.
El esquema es generalmente almacenado en un
Diccionario de Datos. Aunque generalmente el
esquema es definido en un lenguaje de Base de
datos, el término se usa a menudo para referirse a
una representación gráfica de la estructura de
base de datos.

Acceso a las base de datos los
programas de aplicación

Programas de aplicación
Se usan para interactuar de esta manera con
las bases de datos.
Para tener acceso a las bases de datos, las
instrucciones LMD deben ejecutarse desde el
lenguaje anfitrión
Proporcionar una interfaz de
programa de aplicación.
•Hacer uso del estándar de
conectividad. ODBC o JDBC
Extendiendo la sintaxis del
lenguaje anfitrión para que
incorpore las llamadas LMD
denario del programa del
lenguaje anfitrión

REFERENTES BIBLIOGRÁFICOS
❖ Gonzalez, A. (2011).Gestión de Base de Datos. España: Editorial Ra-Ma.
❖ Silberschatz, A. Korth, H. Sudarshan, S. (2002). Fundamentos de Bases de Datos.
España: Editorial McGraw-Hill / interamericana de España, S. A. U.
❖ Kroenke, D. (2003). Procesamiento de Bases de datos, Fundamentos, diseño e
Implementación. México: Pearson Educación. E-book. Recuperado de:
http://books.google.com.co/books?id=7ORUWItwcNEC&lpg=PP1&dq=base%20
de%20datos&pg=PR4#v=onepage&q=base%20de%20datos&f=false
❖ Date, C.J. (2001). Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos. México:
Pearson Educación. E-book. Recuperado de:
http://books.google.com.co/books?id=Vhum351T-
K8C&lpg=PP1&pg=PP1#v=onepage&q&f=false

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