Bases de datos

República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Barcelona-Edo. Anzoátegui

INTRODUCCIÓN A LAS BASES DE DATOS

Profesor José Castillo

Alumno Cesar Madriz C.I: 26.009.897

Barcelona, Abril 2021

BASES 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, por tanto se ha desarrollado y se ofrece un amplio rango de soluciones al problema del almacenamiento de datos.

Hay programas denominados sistemas gestores de bases de datos, abreviado SGBD (del inglés Database Management System o 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.

Usos y Aplicaciones de las Base de Datos Una manera en el cual las empresas u organizaciones pueden alcanzar sus objetivos llevando un mejor control de dicha organización, es almacenando su información en bases de datos, ya que este sistema de administración le ayudaran a dar un mejor servicio tanto para ellos como organización y de igual manera para sus clientes dándoles un servicio de calidad

El uso y aplicaciones de las bases de datos por diferentes instituciones • Instituciones de gobierno: Su fin es elaborar políticas de generación y mejora del empleo, contribuir al desarrollo de pequeñas empresas, asi como promover las normas laborales en la capital.

• Redes de comunicación: Google genera ventas por medio de publicidad de sus productos y ofertas. Los anuncios contienen por normal general un sistema de respuesta, como una tarjeta de respuesta de negocios o un número gratuito, se confecciona la base de datos a partir de esas respuesta, en el caso de servicios comerciales hacen uso de google.

• Mercado libre: Es el sistema en el que el precio de los bienes o servicios es acordado por el consentimiento de los vendedores o empresarios, mediante las leyes de la oferta y demanda, siendo luego bajados a los consumidores.

• Instituciones educativas: Es toda institución que imparta educación o enseñanza. En una escuela o universidad por ejemplo en la biblioteca se encuentra una base de datos la cual tiene el registro de todos los libros que se encuentran en la biblioteca al igual que el registro de que alumnos se les presta o devuelven los libros.

• Instituciones de seguros: La aseguradora forzosamente tiene que utilizar bases de datos, y las utilizan para llevar un registro claro y ordenado de los datos de todos sus clientes, ya sea nombre, fecha de nacimiento, lugar donde actualmente vive, cual es el servicio que desea, todos sus datos personales, de esa manera con la tecnología de Bases de datos.

• Instituciones bancarias: Están constituidas bajo la forma asociativa, cuya actividad se dirige a colectar capitales ociosos dándoles colocación útil, a facilitar las operaciones de pago y a negociar con valores, recolectando toda la información acerca de sus afiliados.

• Aerolíneas: Utilizan bases de datos para tener de manera rápida clara y concisa la información de clientes, asi como sus horarios de vuelos, destino, etc.

• Centro comerciales: Poseen un orden determinado para disponer las tiendas; por ejemplo, una planta o sector es solo para ropa, otro para el expendio de comida y restaurantes, otro es para cines y centro de diversión y ocio.

¿Cómo son utilizadas las bases de datos en el mundo real?

Las bases de datos se utilizan evidentemente en aplicaciones de negocios y transacciones financieras. Sin embargo, las bases de datos no se utilizan únicamente para aplicaciones de negocios. Tu tienda de comestibles, banco, tienda de alquiler de vídeos y tu tienda de ropa favorita, todas hacen uso de las bases de datos para realizar el seguimiento de la información de los clientes, del inventario, de los empleados y de la contabilidad. Las bases de datos permiten que la información sea almacenada de forma rápida y sencilla y se utilizan en muchos aspectos de tu vida diaria. Este artículo fue almacenado en una base de datos y su contenido fue recuperado y mostrado en tu navegador.

• Beneficios: Han existido varios tipos de bases de datos desde principios de la década de 1960, sin embargo, el tipo de base de datos más comúnmente usado no se creó hasta principios de la década de 1970. Las bases de datos relacionales son el tipo de base de datos más comúnmente utilizado . Creado por E.F. Codd, las bases de datos relacionales han dado lugar a una herramienta digital de organización utilizada por innumerables empresas e individuos. Los sistemas informáticos sustituyeron las formas anticuadas de comunicación por medio de papel y de almacenamiento de archivos de papel. Las bases de datos informáticas fueron utilizadas como una forma digital de almacenar y gestionar grandes cantidades de información. Las empresas empezaron a usar bases de datos como un medio para propósitos de seguimiento de inventario, gestión de clientes y contabilidad.

• Significado: El paso del papel a las bases de datos digitales fue un gran avance en cuanto a la gestión y el almacenamiento de la información. Las bases de datos son mucho más eficaces que el almacenaje de papel ya que ocupan menos espacio, son de fácil acceso para varios usuarios a la vez y pueden ser transferidas a larga distancia prácticamente sin demora. El uso de las bases de datos dio origen a las infraestructuras empresariales, al procesamiento de tarjetas de crédito, al correo electrónico y al Internet. Las bases de datos permiten que la información sea compartida en todo el mundo en vez de que esté físicamente almacenada en un solo lugar en un pedazo de papel.

• Función: Las bases de datos se utilizan en casi todas partes, incluyendo bancos, negocios, sitios web y almacenes.

Los bancos utilizan bases de datos para llevar un registro de las cuentas, saldos y depósitos de los clientes. Los negocios pueden utilizar bases de datos para almacenar precios, información del cliente, información de ventas y el inventario disponible. Los sitios web utilizan las bases de datos para almacenar contenido, información de acceso y preferencias del cliente y también pueden almacenar datos cargados por el usuario. Los almacenes utilizan bases de datos para manejar los niveles de inventario y la localización del almacén. Las bases de datos se utilizan en cualquier lugar donde la información necesite ser almacenada y recuperada fácilmente.

El archivador ha sido completamente sustituido por las bases de datos.

TIPOS DE BASES DE DATOS Existen varios tipos de bases de datos; cada tipo de base de datos tiene su propio modelo de datos (la manera de cómo están estructurados). Entre ellas se incluyen; Modelo plano, modelo jerárquico, modelo relacional y modelo de red.

• El modelo de base de datos plana : En un modelo de base de datos plano, hay dos dimensiones (estructura plana) de conjunto de datos. Hay una columna de información y dentro de esta columna, se supone que cada dato tendrá que ver con la columna.

• El modelo de base de datos jerárquica : El modelo jerárquico de bases de datos se asemeja a la estructura de un árbol, tal como Microsoft Windows organiza las carpetas y archivos. En un modelo jerárquico de bases de datos, cada enlace es anidado con el fin de conservar los datos organizados en un orden particular en un mismo nivel de lista.

Por ejemplo, una base de datos jerárquico de ventas, puede incluir las ventas de cada día como un archivo separado.

Anidadas dentro de este archivo están todas las ventas (el mismo tipo de datos) para el día.

• Modelo de Red En un modelo de red, la característica definitoria es que se almacena un registro con un enlace a otros registros - en efecto, una red.

Estas redes (o, a veces, a que se refiere como punteros) puede ser una variedad de diferentes tipos de información como números de nodo de un disco o incluso la dirección.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS BASES DE DATOS Ventajas • Almacenan grandes cantidades de información, Esto es muy útil para las grandes compañías que manejan grandes volúmenes de información.

• Compartir la información. Los usuarios de distintas oficinas pueden compartir datos e información que son de gran importancia para sus departamentos o funciones.

• Acceso rápido a la información. Esta es una gran ventaja, ya que la información siempre estará disponible para los usuarios.

• Eliminación de información repetida o redundante. Los usuarios tendrán la certeza de que la información que están solicitando no está repetida o es redundante.

• Aumento en la productividad. Como la información está disponible y es coherente, los usuarios podrán aumentar su rendimiento al saber que cuentan con una información fiel.

• Reducción del espacio de almacenamiento. Al tener la información en medios electrónicos, se reduce considerablemente el espacio para almacenar de manera tradicional.

• Mejora la seguridad de la información. Existe un acceso reducido para los usuarios, de tal manera que cierta información podrá ser controlada por los administradores de la base de datos.

• Mejor mantenimiento. Al estar la información en medios electrónicos, el darle mantenimiento es mucho más fácil ya que se cuentan con herramientas para este mantenimiento.

Desventajas • Tamaño. Entre más grande sea la base de datos, se requiere mayor capacidad e disco duro y más memoria ram para que pueda funcionar adecuadamente.

• Costo. El hardware y software para el correcto funcionamiento de una base de datos es costoso.

• Actualización. Es necesario mantener actualizados a los usuarios ya que las tecnologías van cambiando constantemente • Vulnerabilidad a los fallos. Esta es una gran desventaja ya que la base de datos está expuesta a fallos que no están en las manos de los usuarios, como una descarga eléctrica

Ventajas y Desventajas de las BDD Ventajas • El acceso a los datos es más rápido debido a que los datos se localizan más cercanos al lugar donde se utilizan.

• El procesamiento es rápido debido a que varios nodos intervienen en el procesamiento de una carga de trabajo • Nuevos nodos se pueden agregar fácil y rápidamente.

• La probabilidad de que una falla en un solo nodo afecte al sistema es baja y existe una autonomía e independencia entre los nodos.

• Control local de los datos con que se interactúa.

• Mayor tolerancia a los fallos Desventajas • Es más complicado el control y la manipulación de los datos • Es compleja el aseguramiento de la integridad de la información en presencia de fallas no predecibles tanto de componentes de hardware como de software. La integridad se refiere a la consistencia, validez y exactitud de la información.

• El control de concurrencia y los mecanismos de recuperación son mucho más complejos que en un sistema centralizado dado que los datos pueden estar replicados.

INDEPENDENCIA LÓGICA Y FISICA DE LOS DATOS Lo podemos definir como la capacidad para modificar el esquema en un nivel del sistema sin tener que modificar el esquema del nivel inmediato superior. Se pueden definir dos tipos de independencia de datos: 1. Independencia lógica.

Es la capacidad de modificar el esquema conceptual sin tener que alterar los esquemas externos ni los programas de aplicación.

Se puede modificar el esquema conceptual para ampliar la base de datos o para reducirla.

Por ejemplo, el añadir cuentas de mercado de valores en un sistema bancario.

Son más difíciles de lograr que las independencias físicas, ya que los programas de aplicación son fuertemente dependientes de la estructura lógica de los datos a los que acceden.

2. Independencia Física.

Es la capacidad de modificar el esquema interno sin tener que alterar el esquema conceptual (o los externos).

Se refiere sólo a la separación entre las aplicaciones y las estructuras físicas de almacenamiento.

Por ejemplo, puede ser necesario reorganizar ciertos ficheros físicos con el fin de mejorar el rendimiento de las operaciones de consulta o de actualización de datos.

Sistema de gestión de bases de datos Un sistema gestor de base de datos (SGBD) es un conjunto de programas que permiten el almacenamiento, modificación y extracción de la información en una base de datos. Los usuarios pueden acceder a la información usando herramientas específicas de consulta 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.

Generalmente se accede a los datos mediante lenguajes de consulta, lenguajes de alto nivel que simplifican la tarea de construir las aplicaciones. También simplifican las consultas y la presentación de la información. Un SGBD permite controlar el acceso a los datos, asegurar su integridad, gestionar el acceso concurrente a ellos, recuperar los datos tras un fallo del sistema y hacer copias de seguridad. Las bases de datos y los sistemas para su gestión son esenciales para cualquier área de negocio, y deben ser gestionados con esmero.

Características de las Base de Datos NoSQL El modelo de Base de Datos Relacional ha prevalecido durante décadas, pero como sabemos, la tecnología se mueve, crece ó evoluciona para brindar una mejor funcionalidad. En el caso particular de las Bases de Datos Realacionales, ha surgido un nuevo tipo de base de datos, conocido como NoSQL, el cual está ganando la atención de grandes y antiguas empresas.

Durante un cuarto de siglo, la base de datos relacional (RDBMS) ha sido el modelo dominante para la gestión de base de datos. Pero, hoy en día, las bases de datos no relacionales, Cloud, ó NoSQL están ganando un espacio importante como un modelo alternativo de gestión de base de datos. Para no ir tan lejos, en Colombia, instituciones del estado como el RUNT, la registraduría, entre otras, usan este nuevo enfoque de Bases de Datos, ya que los volúmenes de información que manejan, son bastante grandes como bien sabemos. En este artículo, conocerás las 10 características de las bases de datos NoSQL: conoce sus 5 ventajas y 5 grandes desafíos que tiene que sobrellevar. Facebook, Amazon, Twitter y Google también usan bases de datos NoSQL. Interesante, ¿No?

Características de las Base de Datos NoSQL Cinco Ventajas De NoSQL 1. Fácilmente Escalable Durante años, los administradores de bases de datos relacionales, ha tenido la necesidad de comprar equipos de gran capacidad de procesamiento al momento de escalar. Con las bases de datos NoSQL, solo se tendrán que mover a la nube é en entornos virtualizados, esto contrasta con la inversión de hardware, por tanto es una característica que hace a las bases de datos NoSQL irresistibles.

Esta nueva generación de bases de datos, están diseñados para escalar de forma limpia para tomar ventaja de nuevos nodos, y por lo general están diseñados con hardware de bajo costo.

2. Big Data Sin duda alguna, actualmente se maneja una “revolución industrial de datos.”. Hoy en día, los volúmenes de “big data” pueden ser manejados por los sistemas de NoSQL, como Hadoop, superan lo que puede ser manejados por la mayoría de RDBMS.

3. Adiós Amigos DBA Las Bases de datos NoSQL son generalmente diseñadas desde el principio para requerir menos gestión: reparación automática, distribución de datos y modelos de datos más simples, son algunas características que existen para no depender de un administrador de base de datos. Sin embargo, no hay que ser tan exagerados, ¿Qe seria de este mundo si no existieran los administradores de bases de datos?

Recordemos, todo sistema necesita quien monitoree su funcionamiento.

4. Economía Las Bases de Datos NoSQL suelen usar grupos de servidores genéricos baratos para administrar los datos y el volumen de transacciones, mientras que RDBMS tiende a depender de servidores costosos y sistemas de almacenamiento privativos.

Lo anterior traduce: Es mucho mas barato el costo por traslación o manejo de información en las bases de datos NoSQL. 5. Modelos De Datos Flexibles Las Bases de Datos NoSQL no dependen de un modelo en específico para ser usados. Esto da sin duda alguna una gran flexibilidad al momento de almacenar la información, ya que no existen restricciones para almacenar los datos.

El resultado es que los cambios en las aplicaciones y los cambios en el esquema de base de datos no tienen que ser manejados como una unidad de cambio complicado. En teoría, esto permite que las aplicaciones puedan iterar más rápido, sin embargo, es claro que la aplicación puede fallar por la falta de la gestión de datos.

Base de Datos SQL y NoSQL Una base de datos SQL es aquella base de datos relacional que esta escrita en lenguaje SQL (Structured Query Language o lenguaje de consulta estructurado), también pronunciado «sequel». Este lenguaje se considera el lenguaje estándar para las bases de datos según el ANSI (American National Standards Institute o Instituto Nacional Americano de Estándares en español), aunque no es el único que hay.

Una vez que se tiene una base de datos, hace falta un sistema que sea capaz de crear y proporcionar acceso (acceso de distintos niveles) a los datos de la base de datos. Este es el sistema de gestión de base de datos (DBMS, Data Base Management System). Algunos ejemplos de sistemas de bases de datos comunes son: SAP HANA, Microsoft SQL Server y Amazon RDS. Para hacer una base de datos se necesitan casi únicamente los comandos básicos de SQL como: «Seleccionar», «Insertar», «Actualizar», «Eliminar», «Crear» y «Eliminar». No obstante, después cada DBMS tiene una pequeña variación del SQL con la cual puede agregarle funcionalidades, haciendo que el sistema de base de datos sea único. Esta situación se asemeja a la de comparar el SQL al español y, después, el lenguaje de cada DBMS al de las distintas comunidades autónomas.

Para comprender lo que puede hacer una base de datos SQL hay que conocer los diferentes tipos de comandos que tiene.

Los comandos del lenguaje SQL se dividen según su función en estos 5 tipos: • DDL (Data Definition Language): definen el esquema o estructura de la base de datos. Ejemplos: CREATE (crear); ALTER (alterar); DROP (eliminar objetos); RENAME (renombrar); TRUNCATE (quita todos los registros de una tabla, incluidos los espacios de los registros eliminados); COMMENT (comentar); entre otros.

• DQL (Data Query Language): sirven para hacer consultas sobre los datos en el esquema de objetos. Un objeto puede ser desde un resultado de búsqueda a una tabla. El propósito del comando es el de establecer una relación, basada en la consulta, dentro de la estructura de la base de datos, como la función de búsqueda. Ejemplo: SELECT (recuperar registros de la base de datos).

• DML (Data Manipulation Language): tratan la manipulación de los datos presentes en la base de datos. La mayoría de los comandos pertenecen a este tipo. Ejemplo: INSERT (insertar un objeto); DELETE (eliminar registros); UPDATE (actualizar); CALL; MERGE (3 en 1, inserta, elimina y actualiza); LOCK TABLE (bloquear tabla); EXPLAIN PLAN (determina el plan de acceso); …

• DCL (Data Control Language): se encargan de los derechos, los permisos y otros controles del sistema de la base de datos.

Ejemplos: GRANT (proporcionar privilegios acceso a un usuario); REVOKE (revocar el derecho de accceso dado a un usuario); etc.

• TCL (Transaction Control Language): sirve para las transacciones con la base de datos. Es decir, con estos comandos se puede llevar un control sobre otros comandos y cómo afectan a la base de datos. Ejemplos: COMMIT (llevar a cabo una transacción); ROLLBACK (revertir una transacción en caso de que ocurra algún error); SAVEPOINT (establecer un punto de rescate dentro de una transacción.).

El termino NoSQL se refiere a la denominación en inglés Not Only SQL. Plantea modelos de datos específicos de esquemas flexibles que se adaptan a los requisitos de las aplicaciones más modernas. Tienen un conjunto increíble de características y varios modelos que descubriremos más adelante

Diferencias entre una base de datos SQL y una NOSQL A la base de datos tradicional, la relacional SQL, le ha salido una competidora, la NoSQL (Not Only SQL, no solo SQL). La popularidad de la base de datos NoSQL se debe a grandes empresas como Facebook, Twitter, Google o Amazon. Estas empresas la usan para proporcionar grandes volúmenes de información en el menor tiempo posible, aunque para ellos sacrifican la consistencia de los datos. Las redes sociales usan la base de datos NoSQL porque así pueden procesar grandes cantidades de información creando la estructura de grafos (tipo abstracto de datos) con el que se establecen relaciones entre las personas.

En cuanto a la rapidez, una base de datos será más rápido que la otra dependiendo del contexto. Por ejemplo, las bases de datos SQL serán más rápidas que las NoSQL cuando se trata de uniones, consultas, actualizaciones, etc. En cambio, las bases de datos NoSQL son más rápidas que las SQL cuando se trata de realizar operaciones de lectura o escritura en una sola entidad de datos. Esto se debe a que las bases de datos NoSQL están diseñadas especialmente para datos desestructurados, los cuales pueden estar orientados a: documentos (JSON); columnas; gráficos; etc. Así, una entidad particular de datos está almacenada de forma conjunta y no está en particiones.

Como se ha mencionado, la base de datos NoSQL no está estructurada, al igual que tampoco está centralizada, permitiendo una mayor escalabilidad. Además, este tipo de base de datos no necesita tantos recursos para ejecutarse ya que es abierta y, por lo tanto, flexible.

No obstante, al no tener un lenguaje estandarizado, el NoSQL presenta una serie de inconvenientes como que no haya un gran soporte, ni muchas aplicaciones (plug-ins), menor fiabilidad y coherencia en sus datos. Asimismo, a menudo hay que conectar varias bases de datos y la NoSQL es incompatible con SQL. Por tanto, a la base de datos NoSQL todavía le queda un largo camino que recorrer. Sin embargo, ya es útil para muchas empresas. La base de datos NoSQL es rentable para aquellas empresas en las que el volumen de datos crece muy rápidamente en momentos puntuales; cuando necesita una gran escalabilidad; o, cuando el esquema de la base de datos no es homogéneo. Algunos ejemplos de DBMS de NoSQL son: MongoDB, Redis y Apache CouchDB. .

Modelo Relacional de Base de Datos con MySQL MySQL es un sistema open source de administración de bases de datos que es desarrollado y soportado por Oracle.

Cuando se trata de almacenar datos en una base de datos, hay distintos enfoques que usted puede utilizar.

MySQL opta por un enfoque llamado una base de datos relacional. Con una base de datos relacional, sus datos son fragmentados en varias áreas de almacenamiento separadas – llamadas tablas – en lugar de poner todo junto en una gran unidad de almacenamiento.

Por ejemplo, digamos que quiere almacenar dos tipos de información: Clientes – su nombre, dirección, detalles, etc.

Pedidos – como los productos que compran, el precio, quién hizo la orden, etc.

Si intenta poner todos estos datos juntos en un gran bote, tendrá algunos problemas como: Datos distintos – los datos que usted necesita para recolectar para una orden son diferentes que los que son para un cliente.

Datos duplicados – cada cliente tiene un nombre, y cada orden también tiene el nombre de un cliente. El lidiar con datos duplicados suele ser complicado.

Base de Datos Relacionales y No Relacionales Las bases de datos relacionales utilizan un lenguaje de consulta estructurado para la manipulación de datos, estas se conforman por filas, columnas y registros y se almacenan por tablas. Para manipular los datos en SQL, se requiere primero determinar la estructura de estos, si se cambia la estructura de uno de los datos, puede perjudicar todo el sistema, ya que las tablas están relacionadas.

Las bases de datos no relacionales tienen un esquema dinámico, no se requiere la estructura de los datos para su manipulación. Los datos se pueden almacenar de cualquier manera, columnas, documentos, gráficos, etc, y cada documento puede tener su propia estructura, sin afectar los demás, puede agregar más campos a medida que se avanza.

Están conformadas por documentos, campos y datos del documento, además, se almacenan por colecciones.

Es muy común entre desarrolladores de aplicaciones encontrarse en una situación de tener que elegir si se va a usar una base de datos relacional o no relacional. La mayoría no se lo piensa demasiado y opta por la opción que más conocen y con la que más cómodos trabajan. Tampoco es una decisión catastrófica; en realidad, ya sea la base de datos relacional o no, se puede construir cualquier cosa.

Sin organización – ¿cómo se conecta uno de forma concisa la información de un pedido con la información de un cliente?

Para resolver esos problemas, una base de datos relacional usaría una tabla separada para los clientes y otra tabla separada para las ordenes.