Sistemas Gestores de Base de Datos

SGBD

Es una conexión de datos relacionados entre sí estructurados, organizados y un conjunto de programas que acceden y gestionan esos datos, a la colección de esos datos se la conoce como Base de Datos (BD) antes de aparecer los SGBD la información se trataba y gestionaba utilizando los típicos sistemas de gestión de archivos que iban soportados sobre un SO estos consistían en un conjunto de programas que definían y trabajaban sus propios datos los datos se almacenaban en archivos y los programas manejaban esos archivos para obtener información, si la estructura de datos de los archivos cambia todos los programas que los manejan deberían ser modificados.

Inconvenientes de un sistema de gestión de archivos:

1. Redundancia e inconsistencia de los datos.
2. Dificultad para tener acceso a los datos.
3. Dependencia de la estructura del archivo con lenguaje de programación.

Servicios que presta un SGBD

Creación y definición de la BD

Especificación de la estructura, el tipo de datos las relaciones entre ellos, toda esta información se almacena en el diccionario de datos, el SGBD proporciona los mecanismos para la gestión del diccionario de datos.

Manipulación de Datos

Realizando consultas, inserciones y actualizaciones de los mismos utilizando Lenguajes de Manipulación de Datos (DML).

Mantener la integridad y consistencia de los datos

Utilizando mecanismos de seguridad de acceso a los usuarios de seguridad.

Mecanismos de respaldos y recuperación

Para restablecer  la información en caso de inconsistencia.

Arquitectura de los SBD

Nivel interno o físico

El más cercano al almacenamiento físico, es decir, tal y como están almacenados en el ordenador. Describe la estructura física de la BD mediante un esquema interno. Este esquema se especifica con un modelo físico y describe los detalles de cómo se almacenan físicamente los datos: los archivos que contienen la información, su organización, los métodos de acceso a los registros, los tipos de registros, la longitud, los campos que los componen, etcétera.

Nivel externo o de visión

Es el más cercano a los usuarios, es decir, es donde se describen varios esquemas externos o vistas de usuarios. Cada esquema describe la parte de la BD que interesa a un grupo de usuarios en este nivel se representa la visión individual de un usuario o de un grupo de usuarios.

Nivel conceptual

Describe la estructura de toda la BD para un grupo de usuarios mediante un esquema conceptual. Este esquema describe las entidades, atributos, relaciones, operaciones de los usuarios y restricciones, ocultando los detalles de las estructuras físicas de almacenamiento. Representa la información contenida en la BD.

Con la arquitectura a tres niveles se introduce el concepto de independencia de datos, se definen dos tipos de independencia:

Independencia lógica

La capacidad de modificar el esquema conceptual sin tener que alterar los esquemas externos ni los programas de aplicación. Se podrá modificar el esquema conceptual para ampliar la BD o para reducirla, por ejemplo, si se elimina una entidad, los esquemas externos que no se refieran a ella no se verán afectados.

Independencia física

La capacidad de modificar el esquema interno sin tener que alterar ni el esquema conceptual, ni los externos. Por ejemplo, se pueden reorganizar los archivos físicos con el fin de mejorar el rendimiento de las operaciones de consulta o de actualización, o se pueden añadir nuevos archivos de datos porque los que había se han llenado. La independencia física es más fácil de conseguir que la lógica, pues se refiere a la separación entre las aplicaciones y las estructuras físicas de almacenamiento.

Componentes de los SGBD

Los SGBD son paquetes de software muy complejos que deben proporcionar una serie de servicios que van a permitir almacenar y explotar los datos de forma eficiente. Los componentes principales son los siguientes:

Lenguajes de los SGBD

Todos los SGBD ofrecen lenguajes e interfaces apropiadas para cada tipo de usuario: administradores, diseñadores, programadores de aplicaciones y usuarios finales. Los lenguajes van a permitir al administrador de la BD especificar los datos que componen la BD, su estructura, las relaciones que existen entre ellos, las reglas de integridad, los controles de acceso, las características de tipo físico y las vistas externas de los usuarios. Los lenguajes del SGBD se clasifican en:

Lenguaje de definición de datos (LDD o DDL): se utiliza para especificar el esquema de la BD, las vistas de los usuarios y las estructuras de almacenamiento. Es el que define el esquema conceptual y el esquema interno. Lo utilizan los diseñadores y los administradores de la BD.

Lenguaje de manipulación de datos (LMD o DML): se utilizan para leer y actualizar los datos de la BD. Es el utilizado por los usuarios para realizar consultas, inserciones, eliminaciones y modificaciones. Los hay procedurales, en los que el usuario será normalmente un programador y especifica las operaciones de acceso a los datos llamando a los procedimientos necesarios. Estos lenguajes acceden a un registro y lo procesan. Las sentencias de un LMD procedural están embebidas en un lenguaje de alto nivel llamado anfitrión. Las BD jerárquicas y en red utilizan estos LMD procedurales.

El diccionario de datos

El diccionario de datos es el lugar donde se deposita información acerca de todos los datos que forman la BD. Es una guía en la que se describe la BD y los objetos que la forman.

El diccionario contiene las características lógicas de los sitios donde se almacenan los datos del sistema, incluyendo nombre, descripción, alias, contenido y organización. Identifica los procesos donde se emplean los datos y los sitios donde se necesita el acceso inmediato a la información.

• La estructura lógica y física de la BD.
• Las definiciones de todos los objetos de la BD: tablas, vistas, índices, disparadores, procedimientos, funciones, etcétera.
• El espacio asignado y utilizado por los objetos.
• Los valores por defecto de las columnas de las tablas.
• Los privilegios y roles otorgados a los usuarios.

Seguridad e integridad de datos

Un SGBD proporciona los siguientes mecanismos para garantizar la seguridad e integridad de los datos:

• Debe garantizar la protección de los datos contra accesos no autorizados, tanto intencionados como accidentales. Debe controlar que sólo los usuarios autorizados accedan a la BD.
• Los SGBD ofrecen mecanismos para implantar restricciones de integridad en la BD. Estas restricciones van a proteger la BD contra daños accidentales. Los valores de los datos que se almacenan deben satisfacer ciertos tipos de restricciones de consistencia y reglas de integridad, que especificará el administrador de la BD. El SGBD puede determinar si se produce una violación de la restricción.
• Proporciona herramientas y mecanismos para la planificación y realización de copias de seguridad y restauración.
• Debe ser capaz de recuperar la BD llevándola a un estado consistente en caso de ocurrir algún suceso que la dañe.