Este documento presenta una introducción a los conceptos básicos de las bases de datos. Explica que una base de datos es una colección estructurada de datos y que un sistema de gestión de base de datos (SGBD) permite crear y manipular bases de datos. También describe la arquitectura de niveles de un SGBD, incluyendo los esquemas lógico, físico y externo, y los componentes clave de un SGBD como los lenguajes de manipulación y definición de datos. Finalmente, resume las características clave

1. Bases de Datos Unidad I Introducción a las Bases de Datos Sergio Sánchez Rios. Ingeniero en Informática – Licenciado en Informática Docente Jornada Parcial Universidad Viña del Mar

2. Introducción El tratamiento automático de la información en un computador ha experimentado una profunda evolución desde los primeros sistemas de gestión de ficheros hasta los actuales sistemas de gestión de bases de datos. Actualmente, las técnicas de base de datos representan la tecnología informática disponible para la organización y gestión de grandes volúmenes de datos, ocupando un lugar relevante en todas las áreas donde se ocupan las computadoras: Ciencias Gestión. Ingeniería. Medicina, etc…

3. Conceptos Relevantes Sistemas de Información Uno de los pilares de cualquier organización es la información que necesita para su funcionamiento; asimismo, una de sus actividades principales es el tratamiento de dicha información , ya se haga de forma manual o automática. Por ello uno de los componentes básicos de una organización es un sistema de información: “ Un sistema de información es un conjunto de elementos ordenadamente relacionados entre si de acuerdo a ciertas reglas, que aportan a la organización a la que sirven la información necesaria para el cumplimiento de sus fines”. Los sistemas de información informatizados son los soportados por una computadora.

4. Conceptos Relevantes Sistemas de Información Las funciones básicas de un sistema de información son: la recogida, procesamiento y almacenamiento de datos, así como la elaboración y presentación de los mismos. Para cumplir con estas funciones un sistema de información se conforma: Contenidos: los datos, su descripción y los programas que los manipulan. Equipo físico: Computador que soporta el sistema de información. Equipo lógico: Sistema de comunicación, sistema de gestión de base de datos, sistema operativo, etc. Administrador: la persona o equipo encargados de asegurar la calidad de los datos. Usuarios

5. Conceptos Relevantes Sistemas de Información Actualmente, se puede afirmar que el núcleo de todo sistema de información es una base de datos, y que el diseño y creación de está constituye una etapa importante en la construcción del sistema.

6. Conceptos Relevantes Base de Datos “ Colección estructurada de datos (BD)” Los datos deben estar estructurados de tal forma que reflejen fielmente los objetos, las relaciones y las restricciones existentes en el mundo real representadas por la base de datos (propiedad estática). Para que está representación sea fiable, la base de datos debe ser sensible a los sucesos del mundo real, y debe evolucionar para reflejar los cambios que estos sucesos pueden provocar en el modelo representado (propiedad dinámica). Los mecanismos de estructuración de datos que se pueden utilizar dependen del sistema informático con que se vaya a crear y manipular la base de datos: Sistema de Gestión de Base de Datos

7. Conceptos Relevantes Sistema de Gestión de Base de Datos “ Un sistema de gestión de base de datos (SGBD) es una herramienta de software (conjunto de programas) que permite la creación y manipulación de bases de datos”. SGBD es una herramienta de propósito general permite crear bases de datos de cualquier tamaño y complejidad y con propósitos específicos distintos. Todo SGBD está basado en un modelo de datos. De forma general se puede definir un modelo de datos como: “ Un conjunto de conceptos y reglas que permiten estructurar los datos resultantes de la observación de la realidad , de forma que queden representadas todas sus propiedades, tanto estáticas como dinámicas” .

8. Conceptos Relevantes Sistema de Gestión de Base de Datos SGBD Modelo de Datos Se basan en Se compone de Estructura de Datos y Operadores Asociados Los SGBD se clasifican en función del modelo de datos subyacente, constituyéndose así las distintas familias de sistemas de gestión de bases de datos.

9. Conceptos Relevantes Características de las técnicas de BD Aunque una base de datos es una colección estructurada de datos, no cualquier conjunto de estructuras de datos se puede considerar una base de datos. Las características que definen esta tecnología, y que la diferencian de otras técnicas de gestión de datos anteriores, son las siguientes: Integración de toda la información de la organización: se crea para dar servicio a toda o una parte importante de la organización y no para unos usuarios particulares. Se evita la redundancia de datos. Persistencia de los datos: los datos están disponible en todo momento. Almacenamiento en dispositivos secundarios. Accesibilidad simultanea para distintos usuarios: grupos de usuarios distintos acceden a los datos simultáneamente.

10. Conceptos Relevantes Características de las técnicas de BD Descripción unificada de los datos e independiente de los programas: Las estructuras de datos se construyen independiente de las aplicaciones que las van a manipular. Independencia de los programas con respecto a la representación física de los datos: Las aplicaciones que se desarrollan para manipular los datos deben ser independientes de la implementación elegida para las bases de datos. Definición de vistas parciales de los datos para distintos usuarios: los SGBD deben permitir crear vistas parciales de las bases de datos que contengan solo aquellos datos que son relevantes para cada uno de los grupos. Mecanismos para controlar la integridad y la seguridad de los datos: los SGBD en todo momento deben asegurar la calidad de la información almacenada (integridad) evitando que esta se deteriore por un uso incorrecto. A la información solo pueden acceder las personas autorizadas.

11. Conceptos Relevantes Características de las técnicas de BD Para cumplir con estos objetivos, los SGBD, independientemente de la familia a la que pertenezcan y del fabricante responsable, disponen de componentes con funciones bien definidas, y tienen una arquitectura estándar conocida como arquitectura de nivel del SGBD.

12. Conceptos Relevantes Arquitectura de Niveles del SGBD “ La independencia de los datos es la propiedad que asegura que los programas escritos por los usuarios son independientes de los cambios realizados en los datos que no usan o en los detalles de representación física (implementación) de los datos a los que acceden”. Esta propiedad es una concreción del principio de abstracción de los lenguajes de programación. Independencia de datos <-> Abstracción de Datos Para alcanzar este objetivo los SGBD permiten la definición de la base de datos a tres niveles de abstracción: lógico físico, y externo. La definición de la base de datos en cada uno de estos niveles se denomina esquema.

13. Conceptos Relevantes Arquitectura de Niveles del SGBD Nivel lógico (nivel conceptual): se define las estructuras de datos que constituyen la base de datos, se denomina esquema lógico o conceptual. Las estructuras de datos a usar dependen del SGBD, es decir del modelo de datos. Nivel físico o interno: en este nivel se elige una implementación para cada una de las estructuras definidas en el esquema lógico. Las estructuras de datos a usar dependen del SGBD, es decir, del modelo de datos. Nivel externo: en este nivel se definen las vistas parciales de la base de datos para distintos grupos de usuarios. Cada vista parcial, a la que se denomina esquema externo, consiste en un conjunto de estructuras definidas a partir de las estructuras del esquema lógico.

14. Conceptos Relevantes Arquitectura de Niveles del SGBD SGBD debe asegurar que estos niveles son completamente independientes entre si, es decir, que los cambios realizados en cualquiera de ellos no afecten a los niveles superiores. Con está arquitectura de niveles, los programas con los que los usuarios acceden a la base de datos, a través de un esquema externo, serán totalmente independientes de los cambios que se realicen en el esquema lógico relativo a los datos no incluidos en un esquema externo. Además los SGBD están formados por componentes que les permiten cumplir con las funciones de definición, manipulación y gestión de base de datos:

15. Conceptos Relevantes Arquitectura de Niveles del SGBD Herramientas para la gestión Gestión de Datos Lenguaje de manipulación de los datos (LMD). Manipulación de los datos Lenguaje de definición de los esquemas de la base de datos (LDD). Definición de los datos Componentes Asociados Funciones

16. Conceptos Relevantes Sistema de Base de Datos Esquema Interno (Implementación) Esquema Lógico (especificación) Esquema Externo SGBD Aplicación 1 Aplicación 1 Aplicación 1 S.O BD Acceso simultaneo de usuarios -Control de Seguridad -Control de Integridad -Control de Acceso -Reconstrucción Persistencia Integridad Descripción Unificada de Datos Independencia De Datos

17. Conceptos Relevantes Bibliografía “ Introducción a los Sistemas de Base de Datos”, C. J. Date, Prentice Hall – Séptima Edición, 2001. “ Bases de Datos Relacionales”, Matilde Celma Giménez & Juan Casamayor & Laura Mota, Prentice Hall, 2003. Cátedra “Introducción a las bases de datos”, Profesor L. Marti, Universidad de Valparaíso, 2004.