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Base De Datos

Una base de datos o banco de datos es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso. En este sentido; una biblioteca puede considerarse una base de datos compuesta en su mayoría por documentos y textos impresos en papel e indexados para su consulta. Actualmente, y debido al desarrollo tecnológico de campos como la informática y la electrónica, la mayoría de las bases de datos están en formato digital, siendo este un componente electrónico, y por ende se ha desarrollado y se ofrece un amplio rango de soluciones al problema del almacenamiento de datos.

Existen programas denominados sistemas gestores de bases de datos, abreviado DBMS, que permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rápida y estructurada. Las propiedades de estos DBMS, así como su utilización y administración, se estudian dentro del ámbito de la informática.

Las aplicaciones más usuales son para la gestión de empresas e instituciones públicas; También son ampliamente utilizadas en entornos científicos con el objeto de almacenar la información experimental.

Aunque las bases de datos pueden contener muchos tipos de datos, algunos de ellos se encuentran protegidos por las leyes de varios países. Por ejemplo en España, los datos personales se encuentran protegidos por la Ley Orgánica de Protección de Datos de Carácter Personal (LOPD), en México por la Ley Federal de Transparencia y Acceso a la Información Pública Gubernamental y en Argentina la Ley de Protección de Datos Personales.

Tipos de base de datos

Las bases de datos pueden clasificarse de varias maneras, de acuerdo al contexto que se esté manejando, la utilidad de las mismas o las necesidades que satisfagan.

Según la variabilidad de la base de datos

Bases de datos estáticas

Son bases de datos de solo lectura, utilizadas primordialmente para almacenar datos históricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a través del tiempo, realizar proyecciones, tomar decisiones y realizar análisis de datos para inteligencia empresarial.

Bases de datos dinámicas

Éstas son bases de datos donde la información almacenada se modifica con el tiempo, permitiendo operaciones como actualización, borrado y edición de datos, además de las operaciones fundamentales de consulta. Un ejemplo de esto puede ser la base de datos utilizada en un sistema de información de un supermercado.

Tablas, Columnas, Filas

En un Sistema de Base de Datos relacional, la información se almacena en “tablas”. Cada tabla contiene un conjunto de información asociada a un grupo de similar entidad.

Una “columna” representa un tipo único de información acerca de la entidad (atributo). Una “fila” es un conjunto de tipos de información que describe una entidad. Generalmente, la tabla está compuesta de múltiples filas, que constituyen un conjunto de entidades similares que son descritas de acuerdo con un criterio predefinido.

Existe una relación de conceptos entre la nomenclatura de almacenamiento de una Base de Datos y el almacenamiento tradicional en ficheros, éste se podría establecer de la siguiente manera:

Relaciones entre tablas.

En una Base de Datos Relacional la relación entre tablas se define de forma temporal. Dicha relación se crea de acuerdo con las necesidades del usuario en cuanto a la disponibilidad de la información, definiéndose una relación específica entre una columna de una tabla y una columna de otra tabla. La relación entre las dos tablas es inherente a la información contenida en sus columnas. La relación se puede definir entre tipos de columnas muy diferentes, pero en la mayor parte de los casos existe una similitud entre ellas.

Se denomina “clave” al conjunto de columnas utilizadas para definir una relación entre tablas. Si se establece una clave de columna única en cada tabla de una aplicación, se dice que es una “clave primaria” o un “campo de clave primaria”. La relación de la información entre una tabla y otra se facilita teniendo la misma columna en cada una de las tablas, siendo este método el tipo de relación más eficiente. La mayor parte de las Bases de Datos se diseñan de forma que cada tabla que se va a relacionar con otra, contenga al menos una columna con el mismo tipo de información, esto permite una relación rápida y eficaz.

Manipulación de datos.

Todo tipo de Bases de Datos relacionales dispone de un método, generalmente un interface de lenguaje de comandos, para gestionar la información. El lenguaje estándar ANSI para los sistemas de Bases de Datos relacionales es el SQL (Structured Query Language), lenguaje de consulta estructurado.
A través de este lenguaje podemos saber si se cumplen los criterios de una Base de Datos relacional:

Seleccionar unas filas de una tabla según unos criterios específicos. Permitir extraer información de una columna de una tabla por referencia al nombre de esa columna.
Generar uniones sin ningún tipo de restricción en cualquier número de tablas, posibilitando la comparación entre filas de tablas diversas. En una unión no restringida, cualquier columna de las tablas a unir puede ser usada como parte del criterio de unión.

Anomalías de modificación y Formas normales de relación.

Cuando está activa una Base de Datos relacional, contiene tablas propias del sistema relacional y tablas de datos de la aplicación. Cuando la aplicación está bien diseñada, las tablas de la aplicación se establecen de tal forma que las relaciones están formadas correctamente. Cuando estas relaciones están formadas incorrectamente, la aplicación está mal diseñada.

Cuando se hacen modificaciones en tablas que están mal diseñadas, se pueden producir resultados inesperados, también llamados “anomalías de modificación”. Una anomalía de modificación se refiere a una relación específica entre un grupo de tablas. Las clasificaciones de estas anomalías de modificación se denominan “formas normales” y se clasifican en: primera (1N), segunda (2N), tercera(3N), Boyce-Codd (4N) y campo/clave (5N). Esta lista se mueve desde el nivel de mayores anomalías de modificación (primera) al nivel carente de anomalía (campo/clave). Si la relación puede situarse en la forma normal de campo/clave, no hay anomalías de modificación; en la 1N, las relaciones están consideradas para tener anomalías de modificación hasta que haya sido probado lo contrario.

Para que un conjunto de tablas (Base de Datos) trabaje con eficacia, es necesario eliminar las condiciones que dan lugar a las anomalías de modificación. Las anomalías de modificación son un motivo de preocupación en las Bases de Datos relacionales, ya que pueden causar modificaciones no deseadas de datos ya existentes. Una Base de Datos con muchas anomalías de modificación tiene poca validez.

Llaves

Tambien llamados edintificadoresson un conjunto de atributos que identifican univocamente (quiere desir a una tupla o tabla)
¿QUE ES UNA LLAVE PRIMARIA Y UNA FORÁNEA?

LLAVE PRIMARIA

La clave o llave primaria es un campo, o grupo de campos que identifica en forma única un registro. Ningún otro registro puede tener la misma llave primaria. La llave primaria se utiliza para distinguir un registro con el fin de que se pueda tener acceso a ellos, organizarlos y manipularlos. En el caso de un registro de un empleado, él numero de este representa un ejemplo de una llave primaria.

EJEMPLO:

Ejemplo: (una llave primaria)
Nombre Tabla : tb_producto
Campos : producto_id, nombre_producto, categoria_id,....
Llave primaria: producto_id (identificador único para diferenciar los productos)
Ejm:

producto_id...nombre_producto..categor…
1....................ceras............…
2....................shampoo..........…
3....................jaboncillos......…

Ejemplo: (dos llaves primarias)
Nombre Tabla : tb_comprobante
Campos : cbte_id,asiento_id,debe,haber,glosa,....
Llaves primarias: cbte_id,asiento_id(identificadores únicos para diferenciar un registro de otro)
Ejm:

cbte_id | asiento | debe | haber | glosa
1...........1.............40.......0..…
1...........2.............0.........40… de la compra
2...........1.............80.......0..… almuerzo
2...........2.............25.......0..… caja chica
2...........3.............0.........25… caja chica
2...........4.............0.........80… almuerzos

Por ejemplo, tenemos un catálogo de marcas de computadoras, la tabla sería:

idmarca

marca

1

Lenovo

2

Toshiba

3

DELL

En esta caso la llave primaria sería idmarca.

LLAVE FORÁNEA

Una clave o llave foránea (o Foreing key FK) es una limitación referencial entre dos tablas. La clave foránea identifica una columna o grupo de columnas en una tabla (tabla hija o referendo) que se refiere a una columna o grupo de columnas en otra tabla (tabla padre o referenciada). Las columnas en la tabla referendo deben ser la clave primaria u otra clave candidata en la tabla referenciada.
EJEMPLO: Como se puede observar en el siguiente ejemplo , es necesario definir primero la tabla hacia la cual se va a referenciar la clave Foránea. Ese es el único requisito.

modelo de base de datos

Un modelo de datos es un lenguaje que, típicamente, tiene dos sublenguajes:

Un Lenguaje de Definición de Datos o DDL (Data Definition Language), orientado a describir de una forma abstracta las estructuras de datos y las restricciones de integridad.

Un Lenguaje de Manipulación de Datos o DML (Data Manipulation Language), orientado a describir las operaciones de manipulación de los datos.

A la parte del DML orientada a la recuperación de datos, usualmente se le llama Lenguaje de Consulta o QL (Query Language).

clasificación de los modelos de datos

Una opción bastante usada a la hora de clasificar los modelos de datos es hacerlo de acuerdo al nivel de abstracción que presentan:

Modelos de Datos Conceptuales

Son los orientados a la descripción de estructuras de datos y restricciones de integridad. Se usan fundamentalmente durante la etapa de Análisis de un problema dado y están orientados a representar los elementos que intervienen en ese problema y sus relaciones. El ejemplo más típico es el Modelo Entidad-Relación.

Modelos de Datos Lógicos

Son orientados a las operaciones más que a la descripción de una realidad. Usualmente están implementados en algún Manejador de Base de Datos. El ejemplo más típico es el Modelo Relacional, que cuenta con la particularidad de contar también con buenas características conceptuales (Normalización de bases de datos).

Modelos de Datos Físicos

Son estructuras de datos a bajo nivel implementadas dentro del propio manejador. Ejemplos típicos de estas estructuras son los Árboles B+, las estructuras de Hash, etc.

Tipo de entidades

1. Regulares:

aquellas que existen por sí mismas y que la existencia de un ejemplar en la entidad no depende de la existencia de otros ejemplares en otra entidad. Por ejemplo "EMPLEADO", "PROFESOR". La representación gráfica dentro del diagrama es la siguiente:

2. Débiles:

son aquellas entidades en las que se hace necesaria la existencia de ejemplares de otras entidades distintas para que puedan existir ejemplares en esta entidad. Un ejemplo sería la entidad "ALBARÁN" que sólo existe si previamente existe el correspondiente pedido. La representación gráfica dentro del diagrama es la siguiente:

Atributos

Las entidades se componen de atributos que son cada una de las propiedades o características que tienen las entidades. Cada ejemplar de una misma entidad posee los mismos atributos, tanto en nombre como en número, diferenciándose cada uno de los ejemplares por los valores que toman dichos atributos. Si consideramos la entidad "PROFESOR" y definimos los atributos Nombre, Teléfono y Salario, podríamos obtener los siguientes ejemplares:

{Luis García, 91.555.55.55, 80.500}
{Juan Antonio Alvarez, 91.666.66.66, 92.479}
{Marta López, 91.777.77.77, 85.396}
Existen cuatro tipos de atributos:
1. Obligatorios: aquellos que deben tomar un valor y no se permite ningún ejemplar no tenga un valor determinado en el atributo.
2. Opcional: aquellos atributos que pueden tener valores o no tenerlo.
3. Monoevaluado: aquel atributo que sólo puede tener un único valor.
4. Multievaluado: aquellos atributos que pueden tener varios valores.

Relación

Describe cierta dependencia entre entidades o permite la asociación de las mismas.

Ejemplo:

Si tenemos dos entidades, "CLIENTE" y "HABITACION", podemos entender la relación entre ambas
al tomar un caso concreto (ocurrencia) de cada una de ellas. Entonces, podríamos tener la
ocurrencia "Habitación 502", de la entidad "HABITACIÓN" y la ocurrencia "Henry Johnson McFly
Bogard", de la entidad
, entre las que es posible relacionar que la habitación 502
se encuentra ocupada por el huésped de nombre Henry Johnson McFly
Bogard.

Conjunto de relaciones
Consiste en una colección, o conjunto, de relaciones de la misma naturaleza.

Ejemplo:

Dados los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped", todas las relaciones de la forma habitación-huésped, permiten obtener la información de los huéspedes y sus respectivas habitaciones.

La dependencia o asociación entre los conjuntos de entidades es llamada participación. En el ejemplo anterior los conjuntos de entidades "Habitación" y "Huésped" participan en el conjunto de relaciones habitación-huésped.
Se llama grado del conjunto de relaciones a la cantidad de conjuntos de entidades participantes en la relación.

Restricciones
Son reglas que deben mantener los datos almacenados en la base de datos.

Correspondencia de cardinalidades

Dado un conjunto de relaciones en el que participan dos o más conjuntos de entidades, la correspondencia de cardinalidad indica el número de entidades con las que puede estar relacionada una entidad dada.
Dado un conjunto de relaciones binarias y los conjuntos de entidades A y B, la correspondencia de cardinalidades puede ser:

Uno a Uno: (1:1) Un registro de una entidad A se relaciona con solo un registro en una entidad B. (ejemplo dos entidades, profesor y departamento, con llaves primarias, codigo_profesor y jefe_depto respectivamente, un profesor solo puede ser jefe de un departamento y un departamento solo puede tener un jefe).

Uno a varios: (1:N) Un registro en una entidad en A se relaciona con cero o muchos registros en una entidad B. Pero los registros de B solamente se relacionan con un registro en A. (ejemplo: dos entidades, vendedor y ventas, con llaves primarias, codigo_vendedor y venta, respectivamente, un vendedor puede tener muchas ventas pero una venta solo puede tener un vendedor).

Varios a Uno: (N:1) Una entidad en A se relaciona exclusivamente con una entidad en B. Pero una entidad en B se puede relacionar con 0 o muchas entidades en A (ejemplo empleado-centro de trabajo).

Varios a Varios: (N:M) Una entidad en A se puede relacionar con 0 o con muchas entidades en B y viceversa (ejemplo asociaciones-ciudadanos, donde muchos ciudadanos pueden pertenecer a una misma asociación, y cada ciudadano puede pertenecer a muchas asociaciones distintas).

Restricciones de participación
Dado un conjunto de relaciones R en el cual participa un conjunto de entidades A, dicha participación puede ser de dos tipos:

Total: Cuando cada entidad en A participa en al menos una relación de R.

Parcial: Cuando al menos una entidad en A NO participa en alguna relación de R.

Claves

Es un subconjunto del conjunto de atributos comunes en una colección de entidades, que permite identificar inequívocamente cada una de las entidades pertenecientes a dicha colección. Asimismo, permiten distinguir entre sí las relaciones de un conjunto de relaciones.
Dentro de los conjuntos de entidades existen los siguientes tipos de claves:

Superclave: Es un subconjunto de atributos que permite distinguir unívocamente cada una de las entidades de un conjunto de entidades. Si se añade un atributo al anterior subconjunto, el resultado seguirá siendo una superclave.

Clave candidata: Dada una superclave, si ésta deja de serlo quitando únicamente uno de los atributos que la componen, entonces ésta es una clave candidata.

Clave primaria: Es una clave candidata, elegida por el diseñador de la base de datos, para identificar unívocamente las entidades en un conjunto de entidades.
Los valores de los atributos de una clave, no pueden ser todos iguales para dos o más instancias.
Para poder distinguir unívocamente las relaciones en un conjunto de relaciones R, se deben considerar dos casos:

En este caso, se usa como clave primaria de R la unión de las claves primarias de todos los conjuntos de entidades participantes.

En este caso, se usa como clave primaria de R la unión de los atributos asociados y las claves primarias de todos los conjuntos de entidades participantes.

Si el conjunto de relaciones, R, sobre las que se pretende determinar la clave primaria está compuesto de relaciones binarias, con los conjuntos de entidades participantes A y B, se consideran los siguientes casos, según sus cardinalidades:

R es de muchos a uno de A a B entonces sólo se toma la clave primaria de A, como clave primaria de R.

R es de uno a muchos de A a B entonces se toma sólo la clave primaria de B, como clave primaria de R.

R es de uno a uno de A a B entonces se toma cualquiera de las dos claves primarias, como clave primaria de R.

R es de muchos a muchos de A a B entonces se toma la unión de los atributos que conforman las claves primarias de A y de B, como clave primaria de R.