Bases de datos, diseño y administración de redes

Introducción a las bases de datos

Introducción

Una base de datos es un repositorio persistente de datos almacenados en una computadora. Los datos representan información registrada. Por persistente queremos decir que los datos permanecen disponibles indefinidamente, después de que se cierran las aplicaciones de software que usan o crean los datos, e incluso cuando los sistemas informáticos en los que se almacenan los datos se reinician o se bloquean debido a fallas de software o hardware. En la presente entrada abordaremos los fundamentos teóricos de las bases datos.

Contenidos temáticos

  1. Base de datos
  2. Bases de datos relacionales
  3. Introducción a Microsoft Access

Desarrollo del tema

1. Base de datos

El término de bases de datos fue escuchado por primera vez en 1963, en un simposio celebrado en California, Estados Unidos. Una base de datos se puede definir como un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada ó estructurada.

Desde el punto de vista de la informática, la base de datos es un sistema formado por un conjunto de datos almacenados en discos que permiten el acceso directo a ellos y un conjunto de programas que manipulen ese conjunto de datos.

Conceptos de bases de datos:

  1. Base  de Datos: es la colección de datos aparentes usados por el sistema  de aplicaciones de una determinada empresa.
  2. Base de Datos: es un conjunto de  información relacionada que se encuentra agrupada  o estructurada.  Un archivo por sí mismo no constituye una base de datos, sino más bien la forma en que está organizada la información es la que da origen a la base de datos.
  3. Base de Datos: colección de datos organizada para dar servicio a muchas aplicaciones al mismo tiempo al combinar los datos de manera que aparezcan estar en una sola ubicación

Requerimientos de las bases de datos:

El análisis de requerimientos para una base de datos incorpora las mismas tareas que el análisis  de requerimientos del software. Es necesario un contacto estrecho con el cliente; es esencial la identificación de las funciones e interfaces; se requiere la especificación del flujo, estructura y asociatividad de la información y debe desarrollarse un documento formal de los requerimientos.

Requerimientos administrativos: La bases de datos es una disciplina organizacional, un método, más que una herramienta o una tecnología. Requiere de un cambio conceptual y organizacional, en función directa.

  1. Elementos claves de organización en un ambiente de Bases de Datos
  2. Sistema de administración de base de datos
  3. Administración de información
  4. Tecnología de administración de base de datos
  5.  Usuarios
  6. Planeación de información y tecnología de modelaje

Características de las bases de datos:

Una base de datos contiene entidades de información que están relacionadas vía organización y asociación.

La arquitectura lógica de una base de datos se define mediante un esquema que representa las definiciones de las relaciones entre las entidades de información.

La arquitectura física de una base de datos depende de la  configuración del hardware residente.

Sin embargo, tanto el esquema (descripción lógica como la organización (descripción física) deben adecuarse para satisfacer los requerimientos funcionales y de comportamiento para el acceso al análisis y creación de informes.

Ventajas en el uso de bases de datos:

La utilización de bases de datos como plataforma para el desarrollo de Sistemas de Aplicación en las Organizaciones se ha incrementado notablemente en los últimos años, se debe a las ventajas que ofrece su utilización, algunas de las cuales se comentarán a continuación:

  1. Globalización de la información: permite a los diferentes usuarios considerar la información como un recurso corporativo que carece de dueños específicos.
  2. Eliminación de información inconsistente: si existen dos o más archivos con la misma información, los cambios que se hagan a éstos deberán hacerse a todas las copias del archivo de facturas.
  3. Permite compartir información.
  4. Permite mantener la integridad en la información: la integridad de la información es una de sus cualidades altamente deseable y tiene por objetivo que sólo se almacena la información correcta.
  5. Independencia de datos: el concepto de independencia de datos es quizás el que más ha ayudado a la rápida proliferación del desarrollo de Sistemas de Bases de Datos. La independencia de datos implica un divorcio entre programas y datos.

El sistema manejador de bases de datos (dbms)

Es un conjunto de programas que se encargan de manejar la creación y todos los accesos a las bases de datos. Se compone de un lenguaje de definición de datos, de un lenguaje de manipulación de datos y de un lenguaje de consulta.

Una de las ventajas del DBMS es que puede ser invocado desde programas de aplicación que pertenecen a Sistemas Transaccionales escritos en algún lenguaje de alto nivel, para la creación o actualización de las bases de datos, o bien para efectos de consulta a través de lenguajes propios que tienen las bases de datos o lenguajes de cuarta generación.

Ambiente moderno de base de datos:

La tecnología de las bases de datos puede eliminar de un tajo muchos problemas creados por la organización tradicional de archivos.  Una definición más rigurosa de bases de datos dice que es una colección de datos organizada para dar servicios eficientemente a muchas aplicaciones al centralizar los datos y minimizar aquellos que son redundantes.

En vez  de separar  los datos  en archivos por separados para cada aplicación, los datos son almacenados físicamente para aparecer a los usuarios como almacenados en una sola ubicación: una sola base de datos sirve a muchas aplicaciones.

Las caracterisiticas principales del ambiente moderno:

  • Administrador de base de datos.
  • Ventajas de los sistemas de administración de Base de datos.
  • Diseño de base de datos flexible.
  • Base de datos distribuidas.
  • Base de datos orientadas a objetos e hipermediales.

2. Bases de datos relacionales

Modelos de organización de la base de datos

En una computadora existen diferentes formas de almacenar información.

Esto da lugar a distintos modelos de organización de la base de datos:

  • jerárquico,
  • red,
  • relacional y
  • orientada a objeto.

Modelo de jerárquico de datos:

Una clase de modelo lógico de bases de datos que tiene  una estructura arborescente. Un registro subdivide en segmentos  que se interconectan en relaciones padre e hijo y muchos más.

Los primeros sistemas administradores de bases de datos  eran  jerárquicos. Puede representar dos tipos de relaciones entre los datos: relaciones de uno a uno y relaciones de uno a muchos

Modelo de datos en red:

Es una variación del modelo de datos jerárquico. De hecho las bases de datos pueden traducirse  de jerárquicas a en  redes y viceversa  con el objeto de optimizar la velocidad y la conveniencia del procesamiento. Mientras que las estructuras jerárquicas describen relaciones  de muchos a muchos.

Modelo relacional de datos:

Es el más reciente de estos modelos, supera algunas de las limitaciones  de los otros dos anteriores.  El modelo relacional de datos representa todos los datos en la base de datos como sencillas tablas de dos dimensiones llamadas relaciones.

Las tablas son semejantes a los archivos planos, pero la información  en más de un archivo puede ser fácilmente extraída y combinada.

Modelo orientado a objeto:

Las bases de datos orientadas a objetos, tienen una organización similar a la de los árboles. Donde cada nodo del árbol representa un campo y cada árbol un registro, cada tipo de nodo tiene un método distinto de búsqueda.

Que es equivalente a decir que todos los campos pueden ser utilizados como campos llave, pero complica el diseño. Si la base de datos es demasiado grande, o tiene relaciones demasiado complejas el grafo resultante se vuelve una maraña ininteligible.

Sistemas relacionales

Nuestro objeto de estudio serán los sistemas relacionales, estos son importantes porque ofrecen muchos tipos de procesos de datos, como:

  • simplicidad y generalidad,
  • facilidad de uso para el usuario final,
  • períodos cortos de aprendizaje y
  • las consultas de información se especifican de forma sencilla.

Las tablas son un medio de representar la información de una forma más compacta y es posible acceder a la información contenida en dos o más tablas. Más adelante explicaremos que son las tablas.

Las bases de datos relacionales están constituidas por una o más tablas que contienen la información ordenada de una forma organizada. Cumplen las siguientes leyes básicas:

  • Generalmente, contendrán muchas tablas.
  • Una tabla sólo contiene un número fijo de campos.
  • El nombre de los campos de una tabla es distinto.
  • Cada registro de la tabla es único.
  • El orden de los registros y de los campos no está determinado.
  • Para cada campo existe un conjunto de valores posible.

Diseño de las bases de datos relacionales

El primer paso para crear una base de datos, es planificar el tipo de información que se quiere almacenar en la misma, teniendo en cuenta dos aspectos:

  • la información disponible y
  • la información que necesitamos

La planificación de la estructura de la base de datos, en particular de las tablas, es vital para la gestión efectiva de la misma.

  • El diseño de la estructura de una tabla consiste en una descripción de cada uno de los campos que componen el registro y los valores o datos que contendrá cada uno de esos campos.
  • Los campos son los distintos tipos de datos que componen la tabla, por ejemplo: nombre, apellido, domicilio. La definición de un campo requiere: el nombre del campo, el tipo de campo, el ancho del campo, etc.
  • Los registros constituyen la información que va contenida en los campos de la tabla, por ejemplo: el nombre del paciente, el apellido del paciente y la dirección de este. Generalmente los diferente tipos de campos que su pueden almacenar son los siguientes: Texto (caracteres), Numérico (números), Fecha / Hora, Lógico (informaciones lógicas si/no, verdadero/falso, etc., imágenes.

El  principal aspecto a tener en cuenta durante el diseño de una tabla es determinar claramente los campos necesarios, definirlos en forma adecuada con un nombre especificando su tipo y su longitud.

3. Introducción a Microsoft Access

Access es una base de datos visual, como todas las modernas bases de datos que trabajan en el entorno Windows, puede manejarse ejecutando unos cuantos clics de mouse sobre la pantalla.

Access contiene herramientas de diseño y programación reservadas a los usuarios con mayor experiencia, aunque incluye bases de datos listas para ser usadas; están preparadas para tareas muy comunes, que cualquiera puede realizar en un momento determinado –ordenar libros, archivar documentación, etc.

Objetos de la base de datos relacionales

Los principales objetos de las bases de datos son:

  • Tablas: unidad donde crearemos el conjunto de datos de nuestra base de datos. Estos datos estarán ordenados en columnas verticales. Aquí definiremos los campos y sus características. Más adelante veremos qué es un campo.
  • Consultas: aquí definiremos las preguntas que formularemos a la base de datos con el fin de extraer y presentar la información resultante de diferentes formas (pantalla, impresora…)
  • Formulario: elemento en forma de ficha que permite la gestión de los datos de una forma más cómoda y visiblemente más atractiva.
  • Informe: permite preparar los registros de la base de datos de forma personalizada para imprimirlos.
  • Macro: conjunto de instrucciones que se pueden almacenar para automatizar tareas repetitivas.
  • Módulo: programa o conjunto de instrucciones en lenguaje Visual Basic

Conceptos básicos de una base de datos relacional

  • Campo: unidad básica de una base de datos. Un campo puede ser, por ejemplo, el nombre de una persona. Los nombres de los campos, no pueden empezar con espacios en blanco y caracteres especiales. No pueden llevar puntos, ni signos de exclamación o corchetes.

Si pueden tener espacios en blanco en el medio. La descripción de un campo, permite aclarar información referida a los nombres del campo. El tipo de campo, permite especificar el tipo de información que cargaremos en dicho campo, esta puede ser:

  1. Texto: para introducir cadenas de caracteres hasta un máximo de 255
  2. Memo: para introducir un texto extenso. Hasta 65.535 caracteres
  3. Numérico: para introducir números
  4. Fecha/Hora: para introducir datos en formato fecha u hora
  5. Moneda: para introducir datos en formato número y con el signo monetario
  6. Autonumérico: en este tipo de campo, Access numera automáticamente el contenido
  7. Sí/No: campo lógico. Este tipo de campo es sólo si queremos un contenido del tipo Sí/No, Verdadero/Falso, etc.
  8. Objeto OLE: para introducir una foto, gráfico, hoja de cálculo, sonido, etc.
  9. Hipervínculo: podemos definir un enlace a una página Web
  10. Asistente para búsquedas: crea un campo que permite elegir un valor de otra tabla o de una lista de valores mediante un cuadro de lista o un cuadro combinado.

Registro: es el conjunto de información referida a una misma persona u objeto. Un registro vendría a ser algo así como una ficha.

Campo clave: campo que permite identificar y localizar un registro de manera ágil y organizada.

Propiedades generales de los campos

PROPIEDAD
DESCRIPCIÓN
TIPO DE CAMPO
Tamaño del campo Permite establecer la longitud máxima de un campo de texto numérico. Texto, numérico, contador
Formato Permite determinar la apariencia de presentación de los datos, utilizando los formatos predefinidos o nuestros propios formatos Todos, excepto OLE y Memo
Lugares decimales Permite especificar el número de cifras decimales para mostrar los números. Numérico y moneda
Máscara de entrada Permite controlar y filtrar los caracteres o valores que los usuarios introducen en un control de cuadro de texto, evitando errores y facilitando su escritura. Texto, numérico, fecha/hora, moneda
Título Permite definir una etiqueta de campo predeterminada para un formularios o informe Todos
Valor predeterminado Introduce en el campo un valor cuando se agregan nuevos registros (long. Máx. 255 caracteres) Todos, excepto OLE y contador
Regla de validación Permite escribir la condición que deben satisfacer los datos introducidos para ser aceptados Todos, excepto OLE y contador
Texto de validación Define el texto del mensaje que se visualiza cuando los datos no cumplen las condiciones enumeradas en la regla de validación Todos excepto OLE y contador
Requerido Permite especificar si es necesario que exista un valor en un campo. Todos excepto contador
Permitir longitud cero Permite especificar si una cadena de longitud cero (“”) es una entrada válida para el campo Texto, memo
Indexado Define un campo como índice o campo clave. Texto, numérico, contador, fecha/hora.

Access tiene una configuración predeterminada para las propiedades de cada uno de los tipos de campo.

Sin duda la más importante es el tamaño del campo, ya que este nos permitirá hacer una estimación del espacio ocupado por nuestra base de datos en el disco fijo.

Conclusión

Las bases de datos son increíblemente frecuentes: subyacen a la tecnología utilizada por la mayoría de las personas todos los días, si no cada hora. Las bases de datos residen detrás de una gran fracción de sitios web; son un componente crucial de los sistemas de telecomunicaciones, sistemas bancarios, videojuegos y casi cualquier otro sistema de software o dispositivo electrónico que mantenga cierta cantidad de información persistente. Además de la persistencia, los sistemas de bases de datos proporcionan una serie de otras propiedades que los hacen excepcionalmente útiles y convenientes en nuestros días.