UF2175 - Diseño de bases de datos relacionales

Por Ana Belén García Mariscal

La finalidad de esta Unidad Formativa es enseñar a interpretar las estructuras de datos y el diseño de la base de datos, de forma que pueda realizar correctamente las tareas de programación encomendadas, así como manipular el contenido de bases de datos relacionales de forma interactiva y programar módulos de manipulación de la base de datos.

Para ello, en primer lugar se realizará una introducción a las bases de datos, se analizarán los modelos conceptuales de bases de datos, el modelo relacional, para terminar con el ciclo de vida de un proyecto y la creación y diseño de bases de datos.

Tema 1. Introducción a las bases de datos .
1.1 Evolución histórica de las bases de datos.
1.2 Ventajas e inconvenientes de las bases de datos.
1.3 Conceptos generales.
1.4 Administración de los datos y administración de bases de datos.
1.5 Niveles de Arquitectura: interno, conceptual y externo.
1.6 Modelos de datos. Clasificación
1.7 Independencia de los datos.
1.8 Lenguaje de definición de datos.
1.9 Lenguaje de manejo de bases de datos. Tipos.
1.10 El Sistema de Gestión de la Base de Datos (DBMS).Funciones.
1.11 El Administrador de la base de datos (DBA).Funciones.
1.12 Usuarios de las bases de datos.
1.13 Estructura general de la base de datos. Componentes funcionales.
1.14 Arquitectura de sistemas de bases de datos.

Tema 2. Modelos conceptuales de bases de datos.
2.1 El modelo entidad-relación.
2.2 El modelo entidad-relación extendida.
2.3 Restricciones de integridad.

Tema 3. El modelo relacional.
3.1 Evolución del modelo relacional.
3.2 Estructura del modelo relacional.
3.3 Claves en el modelo relacional.
3.4 Restricciones de integridad.
3.5 Teoría de la normalización.

Tema 4. El ciclo de vida de un proyecto.
4.1 El ciclo de vida de una base de datos.
4.2 Diseño y carga.
4.3 Conceptos generales del control de calidad.

Tema 5. Creación y diseño de bases de datos.
5.1 Enfoques de diseño.
5.2 Metodologías de diseño.
5.3 Estudio del diseño lógico de una base de datos relacional.
5.4 El Diccionario de Datos: concepto y estructura.
5.5 Estudio del diseño de la BBDD y de los requisitos de usuario.

• Idioma: Español
• Editorial: Editorial Elearning
• Fecha de lanzamiento: 14 ene 2019

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1.1. Evolución histórica de las bases de datos

1.2. Ventajas e inconvenientes de las bases de datos

1.3. Conceptos generales

1.3.1. Concepto de base de datos

1.3.2. Objetivos de los sistemas de bases de datos

1.3.2.1. Redundancia e inconsistencia de datos

1.3.2.2. Dificultad para tener acceso a los datos

1.3.2.3. Aislamiento de los datos

1.3.2.4. Anomalías del acceso concurrente

1.3.2.5. Problemas de seguridad

1.3.2.6. Problemas de integridad

1.4. Administración de los datos y administración de base de datos

1.5. Niveles de arquitectura: interno, conceptual y externo

1.6. Modelos de datos. Clasificación

1.7. Independencia de los datos

1.8. Lenguaje de definición de datos

1.9. Lenguaje de manejo de base de datos. Tipos

1.10. El sistema de Gestión de la base de datos (DBMS). Funciones

1.11. El administrador de la base de datos (DBA). Funciones

1.12. Usuarios de las bases de datos

1.13. Estructura general de la base de datos. Componentes funcionales

1.14. Arquitectura de sistemas de bases de datos

1.1.Evolución histórica de las bases de datos

La utilización de las bases de datos viene dada por la necesidad de poder almacenar grandes cantidades de información. La primera vez que se escuchó el término base de datos fue en 1884 a manos de Hernan Hollerith, que fue el creador de la máquina automática de tarjetas perforadas, fue el primer ingeniero estadístico.

Las tarjetas perforadas se trababan de una cartulina con una serie de orificios, cada orificio representaba un número o una letra, si era una sola perforación u orificio correspondía a un número y si eran dos perforaciones u orificios correspondía a una letra, cada tarjeta perforada podía contener 8 columnas.

La tarjeta perforada de Hollerith se utilizó para realizar un censo en Estados Unidos en el año 1890, así se agilizo y facilito el censo de este país. En los años 1950 se introdujo las cintas magnéticas, estas mejoraron notablemente las nuevas necesidades que se producían en la industria.

Así es como se comenzaron a automatizar las primeras informaciones. El proceso consistía en pasar información de una cinta magnética a otra, esto se podía producir igualmente para pasar información de una tarjeta perforada a una cinta magnética. Este proceso se realizaba de forma secuencial.

De esta manera se empezó a guardar datos o informaciones importantes de forma que quedaba almacenada de forma secuencial.

En los amos 1960, se bajó o se mejoró el precio de las computadoras para que pudieran ser adquiridos por las empresas. En esta década se introdujo el disco como forma de almacenamiento, fue un gran avance en este medio, ya que a través de ellos se podían consultar los datos o informaciones de forma más rápida, con lo que se reduciría el tiempo de búsqueda de información.

A partir de este momento se empezaron a diseñar las bases de datos jerárquicas y en red.

En los años 1970, se introdujo el modelo relacional gracias al científico informático Edgar Frank Codd, además de introducir una secuencia de reglas para la utilización de este tipo de modelo de datos.

Poco después de introducirse el modelo relacional se creó un sistema para gestionar este tipo de base de datos relacionales, su creador fue Larry Ellison, este sistema se conoce hoy día como ORACLE, este software es el primero que se desarrolló para la gestión de una base de datos relacional.

Más tarde, sobre los años 80, apareció SQL (Structered Query Language), SQL es un tipo de lenguaje declarativo, se trata de un lenguaje de consulta que servirá para acceder a los datos contenidos en una base de datos racional. En los años 1980, se comenzó a comercializar los sistemas de bases de datos, y comenzó a utilizarse como estándar el lenguaje SQL.

El modelo jerárquico y de red, dio paso a las bases de datos relacionales en el que predominaba el uso de tablas, filas y columnas, ya que este método resultaba más sencillo y no se necesitaba de altos conocimientos de programación.

A partir de aquí se desarrolló constantemente y entro a formar parte importante en el mercado de bases de datos.

En los años 1990, se fue perfeccionando el lenguaje de consulta SQL, danto lugar a un SQL de alto nivel, se trata de un lenguaje estructurado y que por medio de él se podrán manipular grandes cantidades de datos e informaciones además de incorporar características de datos orientados a objetos.

En esta misma década se empezaron a comercializar y desarrollar bases de datos orientadas a objetos, como pueden ser, ACCESS o Excel de Microsoft. Con el surgimiento de la WWW (World Wide Web), a finales de los 90, se facilitó la consulta de datos.

Actualmente, existen una gran variedad de sistemas de bases de datos, entre las cuales cabe destacar Google, Microsoft u Oracle.

1.2.Ventajas e inconvenientes de las bases de datos

Las ventajas que ofrece utilizar un sistema de base de datos son:

–Independencia de datos. La independencia de datos en un sistema de ficheros convencionales era un problema muy común. Para que exista independencia de los datos lo que hay que hacer es que los programas de aplicación sean independientes de la estructura de datos.

Así se podrán modificar los datos sin tener que modificar dichos programas de aplicación que ya han sido escritos. Existen dos tipos de independencia de los datos:

∙Independencia física de los datos. Este tipo de independencia se basa en la modificación de la distribución física de almacenamiento sin tener que realizar modificaciones en los programas de aplicación existentes.

∙Independencia lógica de los datos. Este tipo de independencia se basa en la modificación de la descripción y estructura lógica de los datos sin tener que modificar los programas de aplicación que utilizan estos datos.

–Seguridad. Los usuarios acceden a los datos por medio de autorizaciones. Estas autorizaciones son administradas por el usuario administrador de la base de datos, que es la persona que tendrá el control de la base de datos, podrá crear niveles de acceso para los distintos usuarios de la base de datos.

–Integridad y redundancia de los datos. Una base de datos proporcionara integridad a los datos, esto quiere decir que evitara que existan errores en los datos almacenados en la base de datos.

Mediante una base de datos se controlara la redundancia de datos, esto quiere decir, que se evitara la duplicidad o repetición de los datos.

–Consistencia de los datos. Una base de datos evita la redundancia, con esto lo que se consigue es, que cuando un usuario quiera modificar datos, todos los usuarios que tienen acceso a la base de datos podrán ver el cambio producido.

–Rapidez y flexibilidad en la obtención de datos. Los usuarios de la base de datos podrán tener acceso a la información o datos por medio de una serie de instrucciones de forma sencilla.

–Espacio de almacenamiento. Se reduce considerablemente el espacio de almacenamiento, gracias a la disminución de redundancias y a técnicas de almacenamiento compacto o estructuración de los datos.

Las desventajas a considerar que se dan cuando se utiliza un sistema de bases de datos son:

–Costo. La instalación de un sistema de administración de base de datos puede ser costoso, tanto por el software y hardware que pueda requerir como por la adquisición y mantenimiento de este.

–Tamaño. Un sistema de administración de base de datos, va a necesitar de bastante capacidad de disco duro, además de necesitar bastante memoria RAM.

–Personal cualificado. Algunos sistemas de bases de datos son difíciles de utilizar, esto hará que surja la necesitad de personal especializado que sepa aprovechar al máximo las base de datos.

1.3.Conceptos generales

Una base de datos consiste en un conjunto de datos que se encuentran relacionados entre sí y que por medio de esta se podrán realizar consultas, actualizaciones o modificaciones, inserciones y eliminaciones de datos que se encontraran en dicha base de datos.

Las bases de datos se utilizan como una herramienta para la administración y recopilación de información. En una base de datos se podrán almacenar datos de todo tipo, se podrán almacenar tanto información sobre personas como de cosas, como por ejemplo, los empleados de una empresa, las nóminas, los pedidos, etc.

Cuando una base de datos se prevea que va a contener grandes cantidad de volúmenes de datos, es imprescindible utilizar un sistema gestor de base de datos, el cual actuara como almacén de datos.

Una base de datos consiste en un conjunto de tablas, estas tablas se guardan en un solo archivo, además de guardar otros tipos de objetos como pueden ser funciones, formularios, módulos, etc.

Importante

Una tabla de una base de datos, consiste en la división de filas y columnas donde se almacenaran los datos. Cada fila que compone una tabla recibe el nombre de registro. Cada registro se compondrá de una serie de campos, como minino tendrá un campo, un campo se corresponde con las columnas de una tabla.

La forma de almacenar en tablas los datos de una base de datos, hace que sea más flexible y evita que existan redundancias.

1.3.1.Concepto de base de datos

Una base de datos es el sitio donde se almacena un conjunto de datos o informaciones, que pueden ser texto, imágenes, videos, sonidos, etc. Estos datos e informaciones se encontraran relacionados entre si y podrán ser consultados y estar accesibles en cualquier momento por los usuarios que tengan acceso a estos.

Una base de datos almacena los datos o informaciones de forma organizada para poder seleccionar las informaciones o datos por separado.

Una base de datos se trata simplemente de un sistema de almacenaje de archivos de forma electrónica, este sistema de almacenaje es capaz de guardar grandes volúmenes de datos e informaciones.

Por ejemplo, una empresa que administra la venta de productos de papelería nivel nacional, esta empresa deseara tener almacenados todos y cada uno de los datos personales y números de teléfono de sus clientes, además de querer tener almacenados informaciones o datos sobre los productos, pedidos, empleados, etc.

Esto puede crear bastantes cantidades de información y datos.

En el pasado la forma de gestionar los datos era utilizando archivos informáticos, pero eran difíciles de consultar por la gran cantidad de archivos que se podían generar, el acceso a estos no era muy rápido y efectivo.

Se ha desarrollado una evolución de estos hasta llegar al uso hoy día de los sistemas de bases de datos, el uso de este sistema se utiliza para automatizar el acceso a los datos, lo que hará que el acceso a estos sea mucho más rápido, controlado y fácil.

La abreviatura de una base de datos es BD. Todas las bases de datos deben de tener las siguientes características:

Mediante el uso de una base de datos se podrán realizar operaciones con los datos de esta, a estas operaciones se les llama transacción.

Importante

Una transacción consiste en una serie de operaciones que van a formas una unidad lógica de trabajo en una base de datos, serán realizadas mediante la utilización de una o más sentencias SQL. SQL es el lenguaje estándar