Base de Datos y Modelo E-R

¿QUÉ SON LAS BASES DE DATOS?

Una base de datos es un “almacén” que nos permite guardar grandes cantidades de información de forma organizada para que luego podamos encontrar y utilizar fácilmente. A continuación te presentamos una guía que te explicará el concepto y características de las bases de datos.
El término de bases de datos fue escuchado por primera vez en 1963, en un simposio celebrado en California, USA. Una base de datos se puede definir como un conjunto de información relacionada que se encuentra agrupada ó estructurada.
Desde el punto de vista informático, la base de datos es un sistema formado por un conjunto de datos almacenados en discos que permiten el acceso directo a ellos y un conjunto de programas que manipulen ese conjunto de datos.
Cada base de datos se compone de una o más tablas que guarda un conjunto de datos. Cada tabla tiene una o más columnas y filas. Las columnas guardan una parte de la información sobre cada elemento que queramos guardar en la tabla, cada fila de la tabla conforma un registro.

DEFINICIÓN

Se define una base de datos como una serie de datos organizados y relacionados entre sí, los cuales son recolectados y explotados por los sistemas de información de una empresa o negocio en particular.
CARACTERÍSTICAS
  • Independencia lógica y física de los datos.
  • Redundancia mínima.
  • Acceso concurrente por parte de múltiples usuarios.
  • Integridad de los datos.
  • Consultas complejas optimizadas.
  • Seguridad de acceso y auditoría.
  • Respaldo y recuperación.
  • Acceso a través de lenguajes de programación estándar.
SISTEMA DE GESTIÓN DE BASES DE DATOS

Los Sistemas de Gestión de Base de Datos (en inglés Data Base Management System) son un tipo de software muy específico, dedicado a servir de interfaz entre la base de datos, el usuario y las aplicaciones que la utilizan. Se compone de un lenguaje de definición de datos, de un lenguaje de manipulación de datos y de un lenguaje de consulta.

VENTAJAS DE LAS BASES DE DATOS
  • Control sobre la redundancia de datos:

Los sistemas de ficheros almacenan varias copias de los mismos datos en ficheros distintos. Esto hace que se desperdicie espacio de almacenamiento, además de provocar la falta de consistencia de datos.
En los sistemas de bases de datos todos estos ficheros están integrados, por lo que no se almacenan varias copias de los mismos datos. Sin embargo, en una base de datos no se puede eliminar la redundancia completamente, ya que en ocasiones es necesaria para modelar las relaciones entre los datos.
  • Consistencia de datos:

Eliminando o controlando las redundancias de datos se reduce en gran medida el riesgo de que haya inconsistencias. Si un dato está almacenado una sola vez, cualquier actualización se debe realizar sólo una vez, y está disponible para todos los usuarios inmediatamente. Si un dato está duplicado y el sistema conoce esta redundancia, el propio sistema puede encargarse de garantizar que todas las copias se mantienen consistentes.
  • Compartición de datos:

En los sistemas de ficheros, los ficheros pertenecen a las personas o a los departamentos que los utilizan. Pero en los sistemas de bases de datos, la base de datos pertenece a la empresa y puede ser compartida por todos los usuarios que estén autorizados.
  • Mantenimiento de estándares:

Gracias a la integración es más fácil respetar los estándares necesarios, tanto los establecidos a nivel de la empresa como los nacionales e internacionales. Estos estándares pueden establecerse sobre el formato de los datos para facilitar su intercambio, pueden ser estándares de documentación, procedimientos de actualización y también reglas de acceso.
  • Mejora en la integridad de datos:

La integridad de la base de datos se refiere a la validez y la consistencia de los datos almacenados. Normalmente, la integridad se expresa mediante restricciones o reglas que no se pueden violar. Estas restricciones se pueden aplicar tanto a los datos, como a sus relaciones, y es el SGBD quien se debe encargar de mantenerlas.
  • Mejora en la seguridad:

La seguridad de la base de datos es la protección de la base de datos frente a usuarios no autorizados. Sin unas buenas medidas de seguridad, la integración de datos en los sistemas de bases de datos hace que éstos sean más vulnerables que en los sistemas de ficheros.
  • Mejora en la accesibilidad a los datos:

Muchos SGBD proporcionan lenguajes de consultas o generadores de informes que permiten al usuario hacer cualquier tipo de consulta sobre los datos, sin que sea necesario que un programador escriba una aplicación que realice tal tarea.
  • Mejora en la productividad:

El SGBD proporciona muchas de las funciones estándar que el programador necesita escribir en un sistema de ficheros. A nivel básico, el SGBD proporciona todas las rutinas de manejo de ficheros típicas de los programas de aplicación.
El hecho de disponer de estas funciones permite al programador centrarse mejor en la función específica requerida por los usuarios, sin tener que preocuparse de los detalles de implementación de bajo nivel.
  • Mejora en el mantenimiento:

En los sistemas de ficheros, las descripciones de los datos se encuentran inmersas en los programas de aplicación que los manejan.
Esto hace que los programas sean dependientes de los datos, de modo que un cambio en su estructura, o un cambio en el modo en que se almacena en disco, requiere cambios importantes en los programas cuyos datos se ven afectados.
Sin embargo, los SGBD separan las descripciones de los datos de las aplicaciones. Esto es lo que se conoce como independencia de datos, gracias a la cual se simplifica el mantenimiento de las aplicaciones que acceden a la base de datos.
  • Aumento de la concurrencia:

En algunos sistemas de ficheros, si hay varios usuarios que pueden acceder simultáneamente a un mismo fichero, es posible que el acceso interfiera entre ellos de modo que se pierda información o se pierda la integridad. La mayoría de los SGBD gestionan el acceso concurrente a la base de datos y garantizan que no ocurran problemas de este tipo.
  • Mejora en los servicios de copias de seguridad:

Muchos sistemas de ficheros dejan que sea el usuario quien proporcione las medidas necesarias para proteger los datos ante fallos en el sistema o en las aplicaciones. Los usuarios tienen que hacer copias de seguridad cada día, y si se produce algún fallo, utilizar estas copias para restaurarlos.
En este caso, todo el trabajo realizado sobre los datos desde que se hizo la última copia de seguridad se pierde y se tiene que volver a realizar. Sin embargo, los SGBD actuales funcionan de modo que se minimiza la cantidad de trabajo perdido cuando se produce un fallo.
DESVENTAJAS DE LA BASE DE DATOS
  • Complejidad:

Los SGBD son conjuntos de programas que pueden llegar a ser complejos con una gran funcionalidad. Es preciso comprender muy bien esta funcionalidad para poder realizar un buen uso de ellos.
  • Coste del equipamiento adicional:

Tanto el SGBD, como la propia base de datos, pueden hacer que sea necesario adquirir más espacio de almacenamiento. Además, para alcanzar las prestaciones deseadas, es posible que sea necesario adquirir una máquina más grande o una máquina que se dedique solamente al SGBD. Todo esto hará que la implantación de un sistema de bases de datos sea más cara.
  • Vulnerable a los fallos:

El hecho de que todo esté centralizado en el SGBD hace que el sistema sea más vulnerable ante los fallos que puedan producirse. Es por ello que deben tenerse copias de seguridad (Backup).
MODELO ENTIDAD-RELACIÓN
  • Modelaje: es el proceso mediante el cual podemos identificar las propiedades dinámicas ò estáticas de un dominio de aplicación con mira a su transformación en un diseño interpretable en un sistema computarizado. Es el plasmar los requerimientos de los usuarios en un programa para poder implementarlo.



  • Entidad: es el objeto sobre el cual se requiere mantener ò almacenar información.
  • Relación: es la asociación significativa y estable entre dos entidades
  • Atributo: son las propiedades que describen y califican una entidad. Ej: Entidad cliente(nombre, apellido, direcciòn, edad, sexo)
Las entidades se las representa mediante cajas que se colocan el nombre de la entidad con letras mayùsculas. Ej.:
Las relaciones se representan con lìneas que conectan las cajas de las entidades. Ej.:
 Los atributos se incluyen dentro de las cajas de las entidades y se escriben con minùsculas. Ej.:
Entidades: se puede considerar entidades a los sujetos, objetos, a los eventos, a los lugares y a los abstracciones.


Relaciones: las relaciones tiene tres propiedades ò caracterìsticas:
  • Grado ò Cardinalidad: que se clasifica en:

  • Opcionalidad: es la participación obligatoria u opcional en la entidad de la relaciòn.
  • Leyenda: es una expresión que escribe el rol de cada entidad en la relaciòn.
Como se lee el Grado ò Cardinalidad:
  • Uno a muchos: una instancia de la entidad A se relaciona con una ò màs instancias de la entidad B.

  • Muchos a muchos: una instancia de la entidad A se relaciona con una ò màs instancias de la entidad B y una instancia de la entidad B se relaciona con uno ò màs instancias de le entidad B.

  • Uno a uno: una instancia de la entidad A se relaciona con uno y sòlo unainstancia de la entidad B.
Relaciòn Recursiva
Una instancia de una entidad se asocia con instancia de si misma, es opcional en los dos extremos,es decir, no hay el carácter de obligatorio. Ej:
Atributo:
Los atributos son empleados para identificar, describir, calificar ò expresar el estado de una entidad.
Todo entidad posee un atributo ò combinación de atributos que se denomina "clave primaria" y que emplea para diferenciar cada instancia de los demàs.
Adicionalmente los atributos pueden ser obligatoriou opcionales.
Ejemplo:

En un diagrama entidad-relaciòn tambièn puede agrupar las entidades en supertipo y en subtipo.
  • Los supertipo agrupa a dos ò màs entidades subtipo.
  • Los subtipo heredan los atributos de las entidades supertipo.
  • Cada subtipo puede tener relaciones propias independientes del supertipo.
  • Los subtipos se representan como cajas dibujadas dentro de la caja del supertipo.

EJEMPLOS:

COMPAÑÍA DE BOTES SAN JUAN

San Juan es un agente que renta embarcaciones a los clientes por una determinada tarifa. San Juan no posee barcos, en lugar de eso los arrienda a nombre a los propietarios que deseen obtener ingresos cuando no usan sus botes. Por tal servicio San Juan cobra una cuota y se especializa en barcos que puedan usarse para viajes de varios días o semanas.
La embarcación más pequeña tiene 28 pies de largo y la más grande es de 44. Cada barco esta por completo equipado cuando se renta; gran parte del equipo proporciona el propietario, San Juan agrega otra parte. El equipo que proporciona el propietario incluye lo que es parte del bote como: radio, brújula, indicadores de profundidad. Otros importantes instrumentos como estufas y refrigeradores.
Otros que proporciona el propietario no están instalados como parte del bote tales implementos incluyen velas, cuerdas, anclas bolsas de caucho, salvavidas, y en la cabina platos, cubiertos, utensilios de cocina, etc. San Juan aporta el equipo de consumo que podría considerarse como provisiones, libros, jabón, toallas de cocina y artículos similares.
Una importante responsabilidad de San Juan es registrar el equipo que este en el bote, en particular lo que no están fijos en la embarcación.
San Juan prefiere conservar registros precisos de sus clientes y los viajes para tener estadísticas de cuales clientes han ido y en que viaje; algunos itinerarios son más peligrosos que otros por tal motivo a San Juan le gustaría saber que clientes tienen determinado experiencias.
En algunos viajes los clientes solicitan servicios de una tripulación y San Juan contrata por hora a tales personas.
Las embarcaciones necesitan mantenimiento, San Juan incluye servicios precisos de todos esos procesos y costos de mantenimiento incluyendo actividades normales como limpieza, cambia de aceite o representaciones no programadas.
En algunos casos son necesarias las invitaciones durante un viaje, en tal caso los clientes se comunican por radio con el despachador de San Juan quien determina la mejor opción para hacer la reparación. Por tanto más estas decisiones los despachadores necesitan información sobre sus opciones de reparación y antecedentes sobre costos y calidad de la reparación.
ENTIDADES:
  • CLIENTE
  • PROPIETARIO
  • BOTE
  • EQUIPO
  • VIAJE
  • MANTENIMIENTO
  • REPARACIÓN
  • TRIPULACIÓN
  • TIP_EQUIPO

COMPAÑIA AEREA
Se desea almacenar la información de una compañia aerea en una B.D. La compañia aerea tiene tres recursos principales: Aviones, pilotos, tripulación. De cada pila se desea conocer su cod. Nombre y horas de vuelo. De los miembros de la tripulación solo se tendra el cod y el nombre. Pilotos y tripulación tienen una base a la que regresan después de cada jornada un vuelo va desde un origen a un destino a una hora concreta y tiene # de vuelo, de cada vuelo que se va a realizar durante los proximos 3 meses, así como de los vuelos que se han realizado se desea saber el avion en el que se va a hacer o en el que se ha hecho, el piloto y la tripulación.
Cada avión tiene un cod, es de un tipo (boing, airbus, entre otros). Y tiene una base donde es sometido a mantenimiento.

**Información obtenida de las siguientes páginas:

  1. http://es.wikipedia.org/wiki/Base_de_datos, 
  2. http://es.kioskea.net/contents/66-introduccion-bases-de-datos