Sistemas de Información y Gestión de Bases de Datos

Sistema de Información de la Empresa

Es el conjunto de mecanismos que controlan la distribución, acceso y almacenamiento de los datos relevantes para la administración de una organización.

Base de Datos

Colecciones de información organizada que describen un sistema. Es un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada o estructurada. Es un sistema formado por un conjunto de datos almacenados en discos que permiten el acceso directo a ellos mismos y un conjunto de programas que manipulan ese conjunto de datos.

Componentes de una Base de Datos

• Datos: Los cuales están almacenados de acuerdo a la estructura externa y van a ser procesados para convertirse en información.
• Hardware: Constituido por dispositivos de almacenamiento como discos, tambores, cintas, etc.
• Software: Es el DBMS o Sistema Administrador de Base de Datos.
• Usuario:
  • Programador de Aplicaciones: Son aquellos con amplio dominio del DML capaces de generar nuevos módulos o utilidades capaces de manejar nuevos datos en el sistema.
  • Administrador de la BD (DBMS): Es la persona que asegura la integridad, consistencia, evita la redundancia y garantiza la seguridad. Este es el administrador de la BD quien se encarga de realizar el mantenimiento diario o periódico de los datos.
  • Usuario Final: Es la persona que utiliza los datos, esta persona ve los datos convertidos en información.

Clasificación de Bases de Datos

• Bases de Datos Distribuidas: Son las bases de datos que no están almacenadas totalmente en un solo lugar físico, y se comunican por medio de enlaces de comunicaciones a través de una red de computadoras distribuidas geográficamente.
• Bases de Datos Documentales: Son la derivada de la necesidad de disponer de toda la información en el puesto de trabajo y de minimizar los tiempos de acceso a aquellas informaciones que, si bien se utilizan con frecuencia, no están estructuradas convenientemente.
• Bases de Datos Orientadas a Objetos e Hipermedia: Son capaces de almacenar tanto procesos como datos. Por este motivo, las bases orientadas a objetos deben poder almacenar información no convencional (como imágenes estáticas o en movimiento, colecciones de sonido, entre otros).

Sistema Gestor de Base de Datos (SGBD)

Aplicaciones informáticas que manejan y gestionan la información.

Funciones Mínimas de un SGBD

• Crear y mantener la estructura de los datos: esquema de la BD, tablas, campos, índices, etc.
• Actualizar los datos: altas, bajas, modificaciones, etc.
• Presentar la información: listados, reportes, etc.
• Facilitar el desarrollo de aplicaciones: interface de programación (API), lenguajes 4GL, generadores de aplicaciones (ayudan al usuario a generar aplicaciones de forma rápida y segura), etc.

Sistemas de Ficheros vs. SGBD

• Independencia Física: No se necesita saber nada de la situación, rutas, formas de almacenamiento, etc.
• Independencia Lógica: La información se puede ver de muchas formas que en la mayoría de los casos no tienen nada que ver con la manera en que está guardada físicamente.

Arquitectura de un SGBD

• Nivel Externo: Presenta información conceptual. Se describen varios esquemas externos o vistas de usuario. Cada esquema externo describe la parte de la base de datos que interesa a un grupo de usuarios determinado y oculta a ese grupo el resto de la base de datos. En este nivel se pueden utilizar un modelo conceptual o un modelo lógico para especificar los esquemas.
• Nivel Conceptual: Diseño de la base de datos (editor de esquemas). Se describe la estructura de toda la base de datos para una comunidad de usuarios (todos los de una empresa u organización) mediante un esquema conceptual. Este esquema oculta los detalles de las estructuras de almacenamiento y se concentra en describir entidades, atributos, relaciones, operaciones de los usuarios y restricciones. En este nivel se puede utilizar un modelo conceptual o un modelo lógico para especificar el esquema.
• Nivel Interno: Solo el fabricante sabe cómo está constituido. Se describe la estructura física de la base de datos mediante un esquema interno. Este esquema se especifica mediante un modelo físico y describe todos los detalles para el almacenamiento de la base de datos, así como los métodos de acceso.

Concepto de Motor de Base de Datos

Es un conjunto de programas que controlan y manejan todos los accesos a la base de datos. Es el corazón del SGBD. El motor mueve el sistema e interpreta lo que el usuario pide.

Esquema de Actuación de un Motor de BD

• Los usuarios y aplicaciones hacen una solicitud de acceso (Conexión, Consulta, Actualización).
• El motor analiza esa solicitud y la interpreta.
• El DBMS (Sistema Administrador de BD) inspecciona el esquema conceptual, planifica y realiza la correspondencia entre este esquema conceptual y el interno, es decir, traza rutas optimizadas de acceso a los datos físicos.
• El DBMS realiza las operaciones necesarias sobre los datos y los pone a disposición de las aplicaciones.

Sección Posterior y Sección Frontal

El objetivo de los sistemas de BD, es en general, apoyar el desarrollo de aplicaciones. Desde esa perspectiva, tenemos el esquema siguiente:

• Sección Posterior: Es el DBMS o motor en sí.
• Sección Frontal: Son las aplicaciones que interactúan con el DBMS, como por ejemplo:
  • Aplicaciones escritas por los usuarios en lenguajes soportados por el API de DBMS o embebidos en lenguajes clásicos.
  • Aplicaciones suministradas por el fabricante (utilidades) que trabajan contra el DBMS (editores de esquemas, editores de consultas, etc.).

Nivel Interno

Es el nivel físico. En él, el DBMS se encarga de actualizar los datos.

• Página: Es una unidad de lectura/escritura en disco. El tamaño depende del SO y del SGBD. La optimización del uso de una BD consiste en minimizar el número de operaciones de E/S. Para ello sería interesante que las páginas fuesen continuas.
• Manejo de Discos: Componente del SO que conoce las direcciones físicas de las páginas. Sus funciones son:
  • Leer páginas.
  • Escribir páginas.
  • Añadir páginas nuevas.
  • Borrar páginas.
• Manejador de Archivos: Solicita páginas al manejador de disco. Estas páginas contienen los registros identificados de manera única, mediante un identificador de registro. Sus funciones son:
  • Leer un registro de página.
  • Reemplazar un registro de la página.
  • Añadir, eliminar registros.
  • Crear y destruir registros.
• Índices: Son archivos auxiliares que utiliza el DBMS para recuperar registros según otros criterios de ordenación y facilitar las búsquedas.
  • Tipos de Índice:
    • Índice Denso: Contiene una entrada para cada registro y, por lo tanto, cada entrada apunta a un registro individual.
    • Índice No Denso: Contiene una entrada para cada grupo de registros agrupados según el campo indexado.
  • Clave de Indexación: Campos para los que se crea un índice.
    • Clave de Indexación Simple: Por un solo campo.
    • Clave de Indexación Compuesta: Por varios campos.
  • Índice Principal: Creado para el campo clave.
  • Índice Secundario: Los demás que se creen para la tabla.
  • Índices de Árbol B: Son índices con estructura de árbol B. Este tipo de índice posee la siguiente estructura:
    • Conjunto Secuencial: Índice de un solo nivel de los datos reales.
    • Conjunto de Índice: Es un índice con estructura de árbol sobre el conjunto secuencial.

  Un DBMS relacional, el de un servidor de datos, utiliza los índices de acuerdo con los criterios que establece el optimizador de consultas. En un sistema de ficheros es el programador el que activa o desactiva el uso de los índices según las necesidades de la aplicación.

  • Índices de Dispersión: El propósito de este tipo de índices es la de procurar un acceso rápido a un registro en base a un valor de un cierto campo.

  Ventajas de Utilizar Archivos de Índice: Aceleran las búsquedas, ordenaciones, selecciones, agrupaciones según las claves de indexación.

  Inconvenientes de los Mismos: Penalizan las actualizaciones ya que hay que actualizar más archivos.