Inconvenientes
de un sistema de gestión de archivos:
Redundancia e inconsistencia de los datos:-
Se produce porque los archivos son creados por distintos
programas y van cambiando a lo largo del tiempo, es decir, pueden tener
distintos formatos y los datos pueden estar duplicados en varios sitios. Por
ejemplo, el teléfono de un alumno puede aparecer en más de un archivo. La
redundancia aumenta los costes de almacenamiento y acceso, y trae consigo la
inconsistencia de los datos: las copias de los mismos datos no coinciden por
aparecer en varios archivos.
Dependencia de los datos física-lógica:-
O lo que es lo mismo, la estructura física de los datos
(definición de archivos y registros) se encuentra codificada en los programas
de aplicación. Cualquier cambio en esa estructura implica al programador
identificar, modificar y probar todos los programas que manipulan esos
archivos.
Dificultad para tener acceso a los datos:-
Proliferación de programas, es decir, cada vez que se
necesite una consulta que no fue prevista en el inicio implica la necesidad de
codificar el programa de aplicación necesario. Lo que se trata de probar es que
los entornos convencionales de procesamiento de archivos no permiten recuperar
los datos necesarios de una forma conveniente y eficiente.
Servicios que prestan un Sistema Gestor de Base de Datos:
Especificación de la estructura, el tipo de los datos,
las restricciones y relaciones entre ellos mediante lenguajes de definición de datos.
Toda esta información se almacena en el diccionario de datos, el SGBD proporcionará
mecanismos para la gestión del diccionario de datos.
Manipulación de los datos realizando consultas, inserciones y actualizaciones de
los mismos utilizando lenguajes de manipulación de datos.
Acceso controlado a los datos de la BD mediante mecanismos de seguridad de
acceso a los usuarios.
Mantener la integridad y
consistencia:-
De los datos utilizando mecanismos para evitar que los
datos sean perjudicados por cambios no autorizados.
Acceso compartido a la BD:-
Controlando la interacción entre usuarios concurrentes.
Mecanismos de respaldo y
recuperación:-
Para restablecer la información en caso de fallos en el
sistema.
Arquitectura de los Sistemas de Base
de Datos:
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.
Para una BD específica sólo hay un esquema interno y uno
conceptual, pero puede haber varios esquemas externos definidos para uno o para
varios usuarios.
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 Sistema Gestor de
Base de Datos
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 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.
En una BD relacional, el diccionario de datos
proporciona información acerca de:
• 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.
• Información acerca de las restricciones de
integridad.
• Los privilegios y roles otorgados a los usuarios.
• Auditoría de información, como los accesos a los
objetos.
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.
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