Sistema de base de datos Frahiner camejo

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD BICENTENARIA DE ARAGUA VICERRECTORADO ACADÉMICO DECANATO DE INGENIERIA ESCUELA DE SISTEMA SAN JOAQUÍN DE TURMERO - ESTADO ARAGUA NUCLEO SAN ANTONIO DE LOS ALTOS

Sistema de Base de Datos

Tutor(a): Karlis Nairoby

Autor: Frahiner Camejo C.I:28.413.050

San Antonio De Los Altos, octubre 2023

Sistema de Base de Datos

cción Maragda e l o C 2

Primera Edición: 13 de octubre de 2023

Frahiner Jesús Camejo Chirino De esta edición Colección Maragda

Dirección Editorial: Frahiner Camejo Producción: Frahiner Camejo Cubiertas: Impreso Estudio

Deposito Legal:: FV. 888-777

Reservados todos los derechos. No se permite la reproducción total o parcial de esta obra, ni su incorporación a un sistema informático, ni su transmisión en cualquier forma o por cualquier medio (electrónico, mecánico, fotocopia, grabación u otros) sin autorización previa y por escrito de los titulares del copyright.

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Dedicatoria A todos los amantes del conocimiento y la tecnología.

Este e-book está dedicado a aquellos que buscan entender y dominar los sistemas de base de datos. A todos aquellos que creen en el poder transformador de la información estructurada y la importancia de gestionarla de manera eficiente y segura.

A los estudiantes deseosos de ampliar sus horizontes y adentrarse en el mundo de los sistemas de base de datos, les dedicamos estas páginas llenas de conocimiento y consejos prácticos.

A los profesionales de la tecnología que buscan mantenerse actualizados y mejorar sus habilidades, este e-book está diseñado para ser su compañero confiable en el camino hacia el dominio de los sistemas de base de datos.

A los emprendedores y empresarios que entienden el valor estratégico de la gestión adecuada de los datos, esperamos que encuentren en este ebook las respuestas y las herramientas que necesitan para hacer crecer sus negocios.

A nuestros mentores y expertos en sistemas de base de datos, quienes han compartido su sabiduría y experiencia con generosidad, les agradecemos por inspirarnos a crear este e-book y continuar aprendiendo y enseñando. ¡Que este e-book sea el comienzo de un viaje emocionante y fructífero en la comprensión y dominio de los sistemas de base de datos!

Con gratitud y entusiasmo, El equipo de Colección Maragda.

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Introducción En la era digital en la que vivimos, el almacenamiento y gestión de datos ha adquirido una importancia sin precedentes. Ya sea en el ámbito empresarial, científico o personal, necesitamos organizar y acceder a la información de manera eficiente y segura. Los sistemas de base de datos se han convertido en la columna vertebral de esta revolución tecnológica, permitiéndonos manejar grandes volúmenes de datos de manera estructurada y confiable.

Este e-book está diseñado para ser tu guía completa en el mundo de los sistemas de base de datos. Descubrirás cómo funcionan estos sistemas, qué tipos existen, y cómo elegir el más adecuado para tus necesidades.

A lo largo de este e-book, te introduciremos en los diferentes modelos de bases de datos, como los modelos relacionales, de documentos, de grafos y clave-valor, para que puedas comprender las fortalezas y debilidades de cada uno de ellos.

No importa si eres un principiante absoluto o un profesional con experiencia, este e-book está diseñado para ser accesible y útil para todos.

Aprenderás los conceptos clave de los sistemas de base de datos y recibirás consejos prácticos para aplicarlos en tus propios proyectos.

No pierdas la oportunidad de dominar esta herramienta esencial en el mundo de la tecnología. Prepárate para explorar los entresijos de los sistemas de base de datos y descubrir el poder que tienen para cambiar y mejorar la forma en que almacenamos y gestionamos la información. ¡Comencemos esta emocionante aventura en el fascinante mundo de los sistemas de base de datos!

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Índice

Contenido ¿Qué es una base de datos? .....................................................................7 Tipos de Base de Datos.............................................................................8 Base de Datos Relacional ......................................................................8 Base de datos distribuida .....................................................................10 •

Las homogéneas ........................................................................10

•

Las heterogéneas .......................................................................10

Base de datos NoSQL..........................................................................11 Base de datos orientada a objetos .......................................................11 Base de datos gráfica o de grafos ........................................................12 Qué es un sistema de gestión de bases de datos (SGBD) ......................13 ¿Qué es un sistema de archivos? ............................................................14 Ventajas y Desventajas de los Sistemas de Gestión de Base de Datos. .15 importancia de la seguridad e integridad en los Sistemas de Gestión de Base de Datos. ........................................................................................16 Diferencias entre la Arquitectura de Aplicaciones de Dos Capas y Tres Capas en base de datos relacionales. .....................................................17 •

Arquitectura de dos capas .............................................................17

•

Arquitectura de tres capas .............................................................17

bases de datos no relacionales................................................................18 Conclusiones ...........................................................................................19 Referencias Bibliográficas .......................................................................20

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¿Qué es una base de datos?

Una base de datos es una herramienta que recopila datos, los organiza y los relaciona para que se pueda hacer una rápida búsqueda y recuperar con ayuda de un ordenador. Hoy en día, las bases de datos también sirven para desarrollar análisis. Las bases de datos más modernas tienen motores específicos para sacar informes de datos complejos.

Cuando una empresa tiene una base de datos y quiere implementar un software, tiene que andarse con cuidado dependiendo del software que instala. Cuando se implementa un sistema ERP o de gestión documental, estos tendrán una mejor conexión con aquellas bases de datos que tienen el mismo lenguaje nativo. Por ejemplo, el software Office 365 se conectará mejor con una de Microsoft que con una de Oracle. No obstante, la dificultad de conexión entre softwares y bases de datos de fabricantes distintos tampoco suele ser grande.

Sin embargo, cuando el software es de tipo ecommerce, por ejemplo, es más complicado.

Esto se debe a que no hay una conexión directa entre el e-commerce y la base de datos, sino que se necesita una capa intermedia para conectar ambas partes.

Además, es importante saber que hay varios tipos de base de datos: la relacional; la distribuida; NoSQL; orientada a objetos; y, gráficas. La existencia de estas diversas bases de datos se debe a la variedad de forma de trabajo que se requiere de ellas.

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Tipos de Base de Datos Base de Datos Relacional

La base de datos relacional es una recopilación de la información empresarial organizada de tal forma que se puede consultar, actualizar, analizar y sacar los datos fácilmente. La información se encuentra en tablas y campos relacionados entre sí.

Las tablas contienen información de la empresa, ya sea acerca de libros, clientes, etc. Además, las tablas también son conocidas como relaciones debido a su capacidad de referirse mutuamente entre ellas con un enlace lógico (join). Las tablas se componen de filas o registros (con todos los datos de una misma empresa, producto, cliente, etc.) y columnas o atributos (conjunto de valores de un tipo en concreto).

El sistema de gestión de base de datos (DBMS, Data Base Management System) es un software que sirve para crear y acceder a los datos de la base de datos, como, por ejemplo, SAP HANA o Amazon RDS.

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•

El lenguaje estándar para el acceso y manipulación de la base de datos es conocido como SQL (Structured Query Language)

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Base de datos distribuida La base de datos distribuida consiste en el almacenamiento de porciones de la base de datos en diferentes ubicaciones físicas y, por tanto, el procesamiento está distribuido o replicado entre los distintos puntos de una red de trabajo.

Consecuentemente, la base de datos distribuida tiene una mayor disponibilidad de los datos debido a sus múltiples ubicaciones. De esta forma, si una de las bases de datos fallase, se podría seguir funcionando correctamente, aunque puede que un poco ralentizado. Sin embargo, esta misma característica de estar distribuido puede provocar que haya duplicidad de los datos y un menor nivel de seguridad.

Dentro de las bases de datos distribuidas hay 2 tipos: •

Las homogéneas son conscientes de las otras ubicaciones y cooperan en el procesamiento de las solicitudes. Además, tienen el mismo esquema y el mismo sistema de gestión de base de datos (DBMS).

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Las heterogéneas cooperan de forma limitada el

procesamiento ya que pueden tener el DBMS y los esquemas diferentes e, incluso, que los sitios no se conozcan entre sí.

En resumen, las homogéneas se utilizan generalmente dentro de una misma empresa u organización y, por eso, tienen el mismo DBMS y se conocen. Las heterogéneas se suelen utilizan entre distintas empresas u organizaciones en las que cada una tiene su propio DBMS y, es posible, que ni conozcan cuáles son las otras ubicaciones.

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Base de datos NoSQL

El nombre de la base de datos NoSQL proviene de Not only SQL o, en español, no solo SQL. Esto se debe a que este tipo de base de datos suele evitar el uso del SQL o lo usa de apoyo, pero no como consulta. El hecho de evitar el SQL es porque se usa para proyectos en los que se necesita trabajar en la base de datos con un gran volumen. En las bases de datos con lenguaje SQL, los distintos atributos de un elemento, están en diferentes columnas, mientras que en una NoSQL todos los atributos se encuentran en una misma columna, ahorrando espacio. Algunos ejemplos de lenguajes usados por bases de datos NoSQL son: JSON (JavaScript Object Notation); CQL (Contextual Query Language, anteriormente conocido como Common Query Language); o GQL (Graph Query Language). Además, este tipo de bases de datos no suele permitir las uniones lógicas o joins. Esta restricción se debe al extremadamente alto volumen de datos que suelen manejar.

Base de datos orientada a objetos La base de datos orientada a objetos, o Object-Oriented Database, representa los datos en forma de objetos y clases. El objeto puede ser desde un resultado de búsqueda a una tabla; y una clase es una colección de objetos.

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Los objetos tienen la capacidad de encapsular tanto un estado como un comportamiento de un objeto. Además, también puede almacenar las relaciones que tiene con otros objetos e, incluso, agruparse con otros objetos para formas objetos complejos. De esta forma, el objeto puede ser referenciado o nombrado posteriormente, como una unidad sin tener que entrar en sus complejidades. Este tipo de base de datos están generalmente están escritas en lenguajes de programación orientados a objetos como Java, C o Smalltalk.

Base de datos gráfica o de grafos En cuanto a la base de datos gráfica, también conocida como orientada a grafos, se diferencian de las anteriores en que están especializadas en establecer relaciones entre los datos de forma visual y navegar por dichas relaciones. Para leer la información, hay que leer los nodos o conectores (puntos de conexión de los datos de las tablas), generando un lenguaje natural. Algunos ejemplos de bases de datos de gráficas son Neo4j y Amazon Neptune.

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Qué es un sistema de gestión de bases de datos (SGBD) Un sistema de gestión de bases de datos (SGBD) es un software utilizado para gestionar, almacenar y recuperar bases de datos.

Proporciona una interfaz que permite a los usuarios leer, crear, borrar y actualizar datos.

Los SGBD suelen estar formados por varios componentes integrados que realizan tareas de gestión de datos: •

Motor de almacenamiento. Es el elemento central de un SGBD que interactúa con el sistema de archivos a nivel del sistema operativo.

•

Lenguaje

de

consulta.

Ejemplos:

el

lenguaje

de

consulta

estructurado (SQL) y el lenguaje de consulta MongoDB (MQL), ambos utilizados para interactuar con las bases de datos.

•

Procesador de consultas. Interpreta las consultas del usuario y hace que los comandos sean comprensibles para la base de datos.

•

Optimizador de consultas. Proporciona ideas para mejorar el rendimiento de la base de datos y las consultas.

•

Catálogo de metadatos. Actúa como repositorio de los objetos de la base de datos. Cada vez que se crea un objeto, se registra aquí.

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Administrador de registros. Este componente registra la actividad de los usuarios, los inicios de sesión, las copias de seguridad y otras acciones realizadas con el SGBD.

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Herramientas de informes y monitorización. Estas utilidades generan informes y supervisan el uso de los recursos del SGBD.

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Utilidades de datos. Herramientas adicionales que realizan tareas de copia de seguridad y recuperación, validación de datos, reparación de bases de datos y comprobación de la integridad de los datos en tu servidor privado o compartido.

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¿Qué es un sistema de archivos?

Un sistema de archivos es el sistema de almacenamiento de un dispositivo de memoria, que estructura y organiza la escritura, búsqueda, lectura, almacenamiento, edición y eliminación de archivos de una manera concreta. El objetivo principal de esta organización es que el usuario pueda identificar los archivos sin lugar a error y acceder a ellos lo más rápido posible. Los sistemas de archivos también otorgan a los archivos, entre otras, las siguientes características: •

Convenciones para nombrar a los archivos

•

Atributos de archivo

•

Control(es) de acceso

Asimismo, los sistemas de archivos son un componente operativo importante, ya que actúan como una interfaz entre el sistema operativo y todos los dispositivos conectados al equipo (internos y externos, como las memorias USB).

Para instalar un sistema de archivos, hay que formatear el soporte de datos. Los medios de almacenamiento que se comercializan ya vienen formateados. En el pasado, era común que el propio usuario tuviera que configurar los nuevos soportes de datos para almacenar y administrar los archivos.

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Ventajas y Desventajas de los Sistemas de Gestión de Base de Datos.

Como vemos en el cuadro anterior, el uso de base de datos puede aportarnos tremendos beneficios a nuestra organización y empresa. Si bien hay riesgos y desventajas al usarlas, teniéndolos en cuenta y tomando cartas para prevenirlos, las bases de datos son excelentes aliadas de los seres humanos.

De hecho, no podríamos hoy estar leyendo esta página web si no tuviera una base de datos detrás que almacena información. Atrás quedaron los días en que las instituciones, empresas, proyectos y corporaciones guardaban datos en papel, tan propenso a perderse, romperse o robarse.

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importancia de la seguridad e integridad en los Sistemas de Gestión de Base de Datos.

❖ Seguridad: se refiere a la protección de los datos almacenados en la base de datos contra accesos no autorizados y ataques maliciosos.

La seguridad se puede implementar a través de diversas técnicas, como la autenticación y autorización de usuarios, la encriptación de datos y la auditoría de actividad. La seguridad es importante porque los datos almacenados en la base de datos pueden ser de carácter sensible, y la exposición de esta información puede ocasionar graves problemas a las empresas y usuarios. ❖ Integridad: se refiere a la precisión y consistencia de los datos almacenados en la base de datos. La integridad se puede garantizar a través de restricciones de integridad, como claves primarias, claves foráneas y otras reglas que garantizan que los datos se almacenan de forma coherente en la base de datos. La integridad es importante porque los datos incorrectos o inconsistentes pueden ocasionar problemas en la toma de decisiones y en la calidad de los resultados que se obtienen a partir de los datos almacenados.

En resumen, la seguridad e integridad son dos requisitos críticos en cualquier sistema de gestión de base de datos. Ambos son esenciales para proteger los datos almacenados en la base de datos y garantizar que estos sean precisos y fiables para su uso en cualquier aplicación empresarial o de comunicación.

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Diferencias entre la Arquitectura de Aplicaciones de Dos Capas y Tres Capas en base de datos relacionales.

Arquitectura

de

dos

capas:

también

conocida

como

arquitectura cliente-servidor, esta arquitectura consta de dos componentes principales: el cliente y el servidor de base de datos. En esta estructura, las funciones de presentación, lógica de negocio y acceso a datos se encuentran todos en el cliente de la aplicación. El servidor de base de datos se encarga principalmente de almacenar y recuperar los datos solicitados por el cliente. En este enfoque, las operaciones y las reglas de negocio se implementan en gran medida en el lado del cliente, lo que puede resultar en una mayor carga para el cliente y una menor capacidad de reutilización de componentes.

Arquitectura de tres capas: esta arquitectura introduce una capa adicional, llamada capa intermedia o de lógica de negocio, entre el cliente y el servidor de base de datos. En esta estructura: ✓ la capa de presentación maneja la interacción con el usuario ✓ la capa intermedia se encarga de procesar la lógica de negocio ✓ la capa de acceso a datos se ocupa de la interacción con la base de datos.

La separación de estas funcionalidades permite una mayor modularidad y reutilización de componentes, así como una mejor escalabilidad y mantenibilidad. Además, al tener la lógica de negocio en una capa separada, se facilita la implementación de cambios y actualizaciones sin afectar al cliente o la base de datos subyacente.

En resumen, la principal diferencia entre la arquitectura de dos capas y tres capas es la introducción de una capa intermedia de lógica de negocio en la arquitectura de tres capas. Esto permite un mayor modularidad, reutilización de componentes y flexibilidad para implementar cambios en la lógica de negocio sin afectar al cliente o la base de datos.

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bases de datos no relacionales.

Estas bases de datos se utilizan generalmente para grandes volúmenes de datos y para aplicaciones que requieren una alta escalabilidad y rendimiento. No utilizan tablas, filas y columnas como en las bases de datos relacionales y, en su lugar, utilizan diferentes estructuras de datos, como documentos, grafos o clave-valor. a continuación, se mencionan algunos ejemplos: o Bases de datos de documentos: estas bases de datos almacenan los datos en documentos JSON (JavaScript Object Notation) o XML, que pueden contener información estructurada o no estructurada.

Un ejemplo de base de datos de documentos es MongoDB. o Bases de datos de grafos: estas bases de datos almacenan la información en forma de nodos y relaciones entre ellos. Son ideales para aplicaciones que manejan datos altamente interconectados, como redes sociales o sistemas de recomendación. Un ejemplo de base de datos de grafos es Neo4j. o Bases de datos clave-valor: estas bases de datos almacenan los datos en forma de clave y valor. Son ideales para aplicaciones que requieren una alta velocidad de lectura y escritura. Un ejemplo de base de datos clave-valor es Redis. o Bases de datos orientadas a objetos: estas bases de datos almacenan los datos en forma de objetos, permitiendo una estructuración más natural de los datos. Un ejemplo de base de datos orientada a objetos es db4o.

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Conclusiones

En conclusión, los sistemas de base de datos son una piedra angular en el mundo tecnológico actual. Son la base sobre la cual se construyen y gestionan grandes volúmenes de información de manera eficiente y confiable. A lo largo de este ebook, hemos explorado los diferentes tipos de sistemas de base de datos, desde los modelos relacionales hasta los modelos de documentos, de grafos y clave-valor. También hemos visto cómo diseñar y optimizar nuestras propias bases de datos, manteniendo en cuenta la escalabilidad y la seguridad.

Ahora dispones de los conocimientos necesarios para adentrarte aún más en el fascinante mundo de los sistemas de base de datos. Ya sea que desees utilizarlos en tu vida profesional o personal, contar con una comprensión sólida de estos sistemas te permitirá hacer un mejor uso de la información y aprovechar al máximo su potencial.

Recuerda siempre la importancia de mantener la integridad de tus datos y asegurar su accesibilidad. Explora las herramientas y tecnologías disponibles en el mercado, como los sistemas de gestión de bases de datos (DBMS), y mantente actualizado sobre las últimas tendencias y avances en este campo en constante evolución.

Esperamos que este ebook haya sido una guía útil y completa para comprender los sistemas de base de datos. Ahora te invitamos a aplicar estos conocimientos en tus propios proyectos y a continuar aprendiendo y explorando nuevas formas de optimizar el manejo de la información.

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Referencias Bibliográficas

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