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Investigación

Investigación 

Modelo relacional

·       Elementos del modelo

Estructura de la Base de Datos Relacionales

·       Definición

·       Estructura

·       Relaciones en la base de datos

·       Propiedades de las relaciones

·       Dominios

·       Claves relacionales

Restricciones de Integridad

·       Valores nulos

·       Integridad de entidad

·       Integridad referencial

·       Otras restricciones

Lenguaje de Manipulación de Datos

·       Algebra relacional

·       Calculo relacional

Modelo Relacional

Introducción

A CONTINUACIÓN ENCONTRAREMOS UNA INVESTIGACIÓN DEL MODELO RELACIONAL.
  

Elementos del modelo

o   Atributo: es la propiedad que describe cada entidad.

o   Campo: mínima unidad de almacenamiento de almacenamiento de información.

o   Registro: conjunto de campos.

o   Dominio: describe un conjunto de posibles atributos.

Estructura de la Base de Datos Relacionales



Definición

Es un modelo base de datos basado en la lógica de predicados y en la teoría de conjunto Es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postuladas sus bases en 1970 por Edgar Frank, de los laboratorios IBM en San José (California), no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos. Su idea fundamental es el uso de «Relaciones».

Estructura

La base de datos se organiza en dos marcadas secciones; el esquema y los datos (o instancia).

El esquema es la definición de la estructura de la base de datos y principalmente almacena los siguientes datos:

o    El nombre de cada tabla

o    El nombre de cada columna

o    El tipo de dato de cada columna

o    La tabla a la que pertenece cada columna

Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como Normailizacion, el resultado de dicho proceso es un esquema que permite que la base de datos sea usada de manera óptima.

Los datos o instancia es el contenido de la base de datos en un momento dado. Es en sí, el contenido de todos los registros.

Relaciones en la base de datos

El Modelo Entidad-Relación.

1.    Se elabora el diagrama (o diagramas) entidad-relación.

2.    Se completa el modelo con listas de atributos y una descripción de otras restricciones que no se pueden reflejar en el diagrama.

El modelado de datos no acaba con el uso de esta técnica. Son necesarias otras técnicas para lograr un modelo directamente implementable en una base de datos. Brevemente:

Permite mostrar resultados entre otras entidades pertenecientes a las existentes de manera que se encuentre la normatividad de archivos que se almacenaran

• Transformación de relaciones múltiples en binarias.
• Nacionalización de una base de datos de relaciones (algunas relaciones pueden transformarse en atributos y viceversa).
• Conversión en tablas (en caso de utilizar una base de datos relacional).

Propiedades de las relaciones

Dominios

Claves relacionales

Relaciones en las bases de datos

Cuando aprendemos el modelo relacional, el cual es el másConocido en teoría de datos; normalmente se nos enseña que existen 4 tipos de relaciones:

Uno a uno (1 a 1)

Uno a muchos (1 a N)

Muchos a muchos (N a M)

Muchos a uno (N a 1)

Propiedades

•        La relación tiene un nombre distinto a los demás nombres de los esquemas relacional

•        Cada celda de la relación contiene exactamente un valor atómico

•        Cada atributo tiene un nombre distinto

•        Los valores de un atributo pertenecen todos a un mismo dominio

•        Cada tupla es diferentes; no hay ninguna repetida

•        El orden de los atributos no tiene importancia

•        El orden de la tuplas no tiene importancia, teóricamente.

Claves relacionales

Superclave

Un atributo o conjunto de atributos, que identifica de forma unívoca cada tupla dentro de una relación.

Clave candidata                                               

Una superclave tal que ningún subconjunto propio de la misma es una superclave de la relación.

En cada tupla de R, los valores de K identifican unívocamente a la tupla

Clave principal

La clave candidata seleccionada para identificar las tuplas de forma unívoca dentro de la relación.

Claves alternativas

Las claves candidatas que no han sido seleccionadas para ser claves principales.

Clave externa

Un atributo o conjunto de atributos dentro de una relación que se corresponde con la clave candidata de alguna (posiblemente la misma) relación.

RESTRICCIONES DE INTEGRIDAD

Valor Nulo

Representa un valor para un atributo que es actualmente desconocido o no es aplicable a esta tupla.

Representa la ausencia de valor y no es lo mismo que un valor numérico cero o una cadena de texto llena de espacios, dado que estos son valores.

Integridad de entidad

En una relación base ningún atributo de la clave principal puede ser nulo.

Integridad referencial

Si hay una clave externa en una relación el valor de la clave externa debe corresponderse con el valor de una clave candidata de alguna tupla en su relación de origen o el valor de la clave externa debe ser completamente nulo.

Restricciones generales

Son reglas adicionales especificadas por los usuarios o administradores de la base de datos que definen o restringen algún aspecto de la organización.

Estructura de datos relacional

Una base de datos relacional consiste en un conjunto de tablas, a cada una de las cuales se le asigna un nombre exclusivo. Cada fila de la tabla representa una relación entre un conjunto de valores. Dado que cada tabla es un conjunto de dichas relaciones, hay una fuerte correspondencia entre el concepto de tabla y el concepto matemático de relación, del que toma su nombre el modelo de datos relacional.

Estructura básica

Considérese la tabla cuenta. Tiene tres cabeceras de columna: número-cuenta, nombre-sucursal y saldo. Siguiendo la terminología del modelo relacional se puede hacer referencia a estas cabeceras como atributos. Para cada atributo hay un conjunto de valores permitidos, llamado dominio de ese atributo. Para el atributo nombre-sucursal, por ejemplo, el dominio es el conjunto de los nombres de las sucursales.

•        TABLAS: son esencialmente relaciones.

•        ATRIBUTOS: son las cabeceras de las tablas.

•        DOMINIO: es el conjunto de valores que toma un atributo.

•        TUPLAS: son cada una de las líneas que contiene una tabla.

•        CLAVE PRIMARIA: atributo o conjunto de atributos de una relación           que identifican inequívocamente a una tupla.

         Requisitos para que una clave primaria lo sea:

      Unicidad: el valor de la clave primaria de una tupla, no se puede repetir.

      Minimalidad: si el PK (Primary Key) es compuesto, no se podrá eliminar ninguno de sus componentes.

•        CLAVE FORÁNEA O EXTERNA: atributo o conjunto de atributos que son clave primaria en otra relación o tabla

Dominios:

Un dominio describe un conjunto de posibles valores para cierto atributo. Como un dominio restringe los valores del atributo, puede ser considerado como una restricción. Matemáticamente, atribuir un dominio a un atributo significa "cualquier valor de este atributo debe ser elemento del conjunto especificado".

Distintos tipos de dominios son: enteros, cadenas de texto, fecha, no procedurales, etc.

Cada tabla puede tener uno o más campos cuyos valores identifican de forma única cada registro de dicha tabla, es decir, no pueden existir dos o más registros diferentes cuyos valores en dichos campos sean idénticos. Este conjunto de campos se llama clave única. Pueden existir varias claves únicas en una determinada tabla, y a cada una de éstas suele llamársele candidata a clave primaria.

RESTRICCIONES DE INTEGRIDAD

Valor Nulo

Representa un valor para un atributo que es actualmente desconocido o no es aplicable a esta tupla.

Representa la ausencia de valor y no es lo mismo que un valor numérico cero o una cadena de texto llena de espacios, dado que estos son valores.

Integridad de entidad

En una relación base ningún atributo de la clave principal puede ser nulo.

Integridad referencial

Si hay una clave externa en una relación el valor de la clave externa debe corresponderse con el valor de una clave candidata de alguna tupla en su relación de origen o el valor de la clave externa debe ser completamente nulo.

Restricciones generales

Son reglas adicionales especificadas por los usuarios o administradores de la base de datos que definen o restringen algún aspecto de la organización.

Estructura de datos relacional

Una base de datos relacional consiste en un conjunto de tablas, a cada una de las cuales se le asigna un nombre exclusivo. Cada fila de la tabla representa una relación entre un conjunto de valores. Dado que cada tabla es un conjunto de dichas relaciones, hay una fuerte correspondencia entre el concepto de tabla y el concepto matemático de relación, del que toma su nombre el modelo de datos relacional.

Estructura básica

Considérese la tabla cuenta. Tiene tres cabeceras de columna: número-cuenta, nombre-sucursal y saldo. Siguiendo la terminología del modelo relacional se puede hacer referencia a estas cabeceras como atributos. Para cada atributo hay un conjunto de valores permitidos, llamado dominio de ese atributo. Para el atributo nombre-sucursal, por ejemplo, el dominio es el conjunto de los nombres de las sucursales.

•        TABLAS: son esencialmente relaciones.

•        ATRIBUTOS: son las cabeceras de las tablas.

•        DOMINIO: es el conjunto de valores que toma un atributo.

•        TUPLAS: son cada una de las líneas que contiene una tabla.

•        CLAVE PRIMARIA: atributo o conjunto de atributos de una relación que identifican inequívocamente a una tupla.

o       Requisitos para que una clave primaria lo sea:

      Unicidad: el valor de la clave primaria de una tupla, no se puede repetir.

      Minimalidad: si el PK (Primary Key) es compuesto, no se podrá eliminar ninguno de sus componentes.

•        CLAVE FORÁNEA O EXTERNA: atributo o conjunto de atributos que son clave primaria en otra relación o tabla

Dominios:

Un dominio describe un conjunto de posibles valores para cierto atributo. Como un dominio restringe los valores del atributo, puede ser considerado como una restricción. Matemáticamente, atribuir un dominio a un atributo significa "cualquier valor de este atributo debe ser elemento del conjunto especificado".

Distintos tipos de dominios son: enteros, cadenas de texto, fecha, no procedurales, etc.

Cada tabla puede tener uno o más campos cuyos valores identifican de forma única cada registro de dicha tabla, es decir, no pueden existir dos o más registros diferentes cuyos valores en dichos campos sean idénticos. Este conjunto de campos se llama clave única. Pueden existir varias claves únicas en una determinada tabla, y a cada una de éstas suele llamársele candidata a clave primaria.

¿Cuál es la diferencia entre sistema de gestión de base de datos(SGBD) y Base de datos (BD)?

La base de datos es un archivo (o varios, dependiendo de como trabaje y esté configurado el SGBD o el motor) que contiene las tablas, con sus respectivos datos físicos. Además de almacenar los datos, almacena las vistas, procedimientos almacenados, disparadores o triggers, los índices, etc.
Por otra parte, el SGBD es el sistema que administra las bases de datos. Se encarga de ofrecer una comunicación con las bases de datos de forma transparente, y de este modo se asegura de brindar un acceso seguro a la información y evita que otras aplicaciones puedan dañar y/o alterar la información dañando al archivo.
Mediante el SGDB es posible crear, eliminar y/o modificar las bases de datos, indicar los permisos de acceso, crear copias de seguridad o backups, realizar instrucciones SQL, etc.
Por decirlo de algún modo, el sistema de gestión, ofrece una interfaz de conexión y comunicación con la bases de datos.

GESTOR DE BASE DE DATOS ORACLE

Acerca de Oracle

      Una Base de Datos de Oracle es una colección de datos tratados como una unidad. El propósito de una base de datos es para almacenar y recuperar información relacionada. Un servidor de base de datos es la clave para resolver los problemas de gestión de la información. En general, un servidor gestiona fiable una gran cantidad de datos en un entorno multiusuario para que muchos usuarios pueden acceder simultáneamente a los mismos datos. Todo esto se realiza al tiempo que ofrece un alto rendimiento. Un servidor de base de datos también impide el acceso no autorizado y ofrece soluciones eficientes para la recuperación de errores.
 Es la primera base de datos diseñada para grid computing empresarial, la forma más flexible y económica para gestionar la información y las aplicaciones. Empresa grid computing genera grandes grupos de estándares de la industria, el almacenamiento y los servidores modulares. Con esta arquitectura, cada nuevo sistema puede ser suministrado rápidamente desde la piscina de los componentes. No hay necesidad de que los picos de trabajo, porque la capacidad se puede añadir o reasignados de las agrupaciones de recursos fácilmente según sea necesario.
 

                                          Ventajas y Desventajas

VENTAJAS
 Es la primera base de datos diseñada para grid computing empresarial, la forma más flexible y económica para gestionar la información y las aplicaciones. Empresa grid computing genera grandes grupos de estándares de la industria, el almacenamiento y los servidores modulares. Con esta arquitectura, cada nuevo sistema puede ser suministrado rápidamente desde la piscina de los componentes. No hay necesidad de que los picos de trabajo, porque la capacidad se puede añadir o reasignados de las agrupaciones de recursos fácilmente según sea necesario. Ventajas y DesventajasVENTAJAS

•     Oracle es el motor de base de datos objeto-relacional más usado a nivel mundial.

•     Puede ejecutarse en todas las plataformas, desde una Pc hasta un supercomputador.

•     Oracle soporta todas las funciones que se esperan de un servidor "serio": un lenguaje de diseño de bases de datos muy completo (PL/SQL) que permite implementar diseños "activos", con triggers y procedimientos almacenados, con una integridad referencial declarativa bastante potente.

•     Permite el uso de particiones para la mejora de la eficiencia, de replicación e incluso ciertas versiones admiten la administración de bases de datos distribuidas.

•       El software del servidor puede ejecutarse en multitud de sistemas operativos.

•       Existe incluso una versión personal para Windows 9x, lo cual es un punto a favor para los desarrolladores que se llevan trabajo a casa.

• 
  

•       Oracle es la base de datos con más orientación hacía            INTERNET.

   DESVENTAJAS 

•     Las versiones más recientes de Oracle son la 11g, 10g, 9g, 8g, desde el lanzamiento original de la 8 se sucedieron varias versiones con correcciones, hasta alcanzar la estabilidad en la 8.0.3. El motivo de tantos fallos fue, al parecer, la remodelación del sistema de almacenamiento por causa de la introducción de extensiones orientadas a objetos.

•     El mayor inconveniente de Oracle es quizás su precio. Incluso las licencias de Personal Oracle son excesivamente caras, en mi opinión. Otro problema es la necesidad de ajustes. Un error frecuente consiste en pensar que basta instalar el Oracle en un servidor y enchufar directamente las aplicaciones clientes. Un Oracle mal configurado puede ser desesperantemente lento.

•     También es elevado el coste de la información, y sólo últimamente han comenzado a aparecer buenos libros sobre asuntos técnicos distintos de la simple instalación y administración.

Definición de una Base de Datos:

Una base de datos (cuya abreviatura es BD) es una entidad en la cual se pueden almacenar datos de manera estructurada, con la menor redundancia posible. Diferentes programas y diferentes usuarios deben poder utilizar estos datos. Por lo tanto, el concepto de base de datos generalmente está relacionado con el de red ya que se debe poder compartir esta información. De allí el término base. "Sistema de información" es el término general utilizado para la estructura global que incluye todos los mecanismos para compartir datos que se han instalado.

Ejemplo de base de datos.

También podemos decir que 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.

Modelos de bases de datos según la organización lógica de los datos:

En un principio existían tres modelos de bases de datos según su estructura interna (la manera de organizar la información):

•             Bases de datos jerárquicas
•             Bases de datos en red
•             Bases de datos relacionales.

Más recientes son las bases de datos orientadas a objetos y las bases de datos multidimensionales.

Modelo De Base De Datos

Tipos De Base De Datos 

Ventajas de las bases de datos:

• Independencia de los datos y los programas y procesos. Permite modificar los datos, excepto el código de aplicaciones.

• Menor redundancia, es decir, no es necesario la repetición de datos. Solamente se indica la manera en la que se relacionan éstos.

• Obtener más información de la misma cantidad de data. La base de datos facilita al usuario obtener más información debido a la facilidad que provee esta estructura para proveer datos a los usuarios.

• Integridad de los datos, lo que genera mayor dificultad de perder la información o de realizar incoherencias con los datos.

• Mayor seguridad en los datos. Al permitir restringir el acceso a los usuarios, cada tipo de éstos tendrá la posibilidad de acceder a ciertos elementos.

• Coherencia de los resultados. Al recolectar y almacenarse la información una sola vez, en los procedimientos se utilizan los mismos datos, razón por la que los resultados son coherentes.

• Datos más documentados. Gracias a los metadatos que permiten detallar la información de la base de datos.

• Acceso simultaneo a los datos, facilitando controlar el acceso de usuarios de manera concurrente.

• Reducción del espacio de almacenamiento, debido a una mejor estructuración de los datos.

Desventajas del uso de Bases de Datos

• Ausencia de estándares reales, lo cual significa una excesiva dependencia a los sistemas comerciales del mercado. Sin embargo, actualmente un gran sector de la tecnología esta aceptado como estándar de hecho.

• Requiere personal calificado, debido a la dificultad del manejo de este tipo de sistemas. Esto requiere que los programadores y los analistas deben tomar cursos que los adiestren para poder comprender las capacidades y limitaciones de las Bases de Datos.

• Instalación costosa, ya que el control y administración de bases de datos requiere de un software y hardware de elevado coste. Además de la adquisición y mantenimiento del Sistema Gestor de Datos (SGBD).

• Falta de rentabilidad a corto plazo, debido al coste de equipos y de personal, al igual del tiempo que tarda en estar operativa.

• Tamaño. El Sistema de Manejo de Base de Datos (DBMS) requiere de mucho espacio en disco duro y también requiere de mucha memoria principal (RAM) para poder correr adecuadamente.

• Requerimientos adicionales de Equipo. El adquirir un producto de Base de Datos, requiere a su vez adquirir equipo adicional para poder correr ese producto como por ejemplo, servidores, memoria, discos duros, entre otros. Si se pretende correr la Base de Datos con el mínimo de requerimientos, esta posiblemente se degrada.

La estructura de una base de datos hace referencia a los tipos de datos, los vínculos o relaciones y las restricciones que deben cumplir esos datos (integridad de datos y redundancia de datos. 
La estructura de una base de datos es diseñada o descripta empleando algún tipo de modelo de datos. 

Un ejemplo a modo de descripción de la estructura de una base de datos puede ser:

ALUMNO: número de alumno (entero de 6 números), nombre (cadena de 30 caracteres), apellido (cadena de 30 caracteres), año de nacimiento (entero de 4 números), especialidad (entero de 3 números).

ESPECIALIDAD: número de especialidad (entero de 3 números), nombre de especialidad (cadena de 30 caracteres). 

Estructura lógica de una base de datos

Un sistema de gestión de bases de datos (SGBD) es un conjunto de programas que permiten el almacenamiento, modificación y extracción de la información en una base de datos, además de proporcionar herramientas para añadir, borrar, modificar y analizar los datos. Los usuarios pueden acceder a la información usando herramientas específicas de interrogación y de generación de informes, o bien mediante aplicaciones al efecto.

 

Estos sistemas también proporcionan métodos para mantener la integridad de los datos, para administrar el acceso de usuarios a los datos y para recuperar la información si el sistema se corrompe. Permiten presentar la información de la base de datos en variados formatos. La mayoría incluyen un generador de informes. También pueden incluir un módulo gráfico que permita presentar la información con gráficos y tablas.

Sistemas gestores de bases de datos: Access, Base, MySql, Oracle, Informix.

Access

Sistema gestor de base de datos de Microsoft apto para pequeñas y medianas empresas. Ofrece un entorno amable para el diseño de base de datos.

Base

Sistema gestor de base de datos de Sun System. Ofrece características muy similares a Microsoft Access. Se trata de Software sin licencia de propietario, por lo que se podrá adquirir sin costo alguno.

MySql

Sistema gestor de base de datos que ofrece la posibilidad de generar bases de datos utilizadas en muchas aplicaciones web en diversos lenguajes de programación, como por ejemplo el PHP.

Se trata de un software libre, por lo que su adquisición no conllevará costo alguno.

Oracle

Sistema gestor de base de datos utilizado por grandes corporaciones o empresas, ya que sus características ofrecen la posibilidad de gestionar de una manera avanzada un elevado número de usuarios e información.

Informix

Sistema gestor de base de datos generalmente empleado en sistemas operativos de la familia Unix.

Posibilidad de utilización en pequeñas, medianas y grandes corporaciones o empresas.

Sistemas Gestores de Bases de Datos