SGBD: Concepto y Arquitectura de Base de Datos
Un SGBD (Sistema de Gestión de Bases de Datos) es una colección de programas que permiten a los usuarios crear y mantener una base de datos.
Es un conjunto de datos persistentes utilizado por los sistemas de aplicación de una empresa.
Principales Funciones de los SGBD
Administración del diccionario de datos: El SGBD necesita que las definiciones de los elementos de la base de datos y sus relaciones (metadatos) se guarden en un diccionario de datos. Todos los programas que acceden a los datos de la base de datos lo hacen a través del SGBD, que utiliza el diccionario de datos para buscar las estructuras y relaciones del componente de datos requerido, liberando al usuario de tener que codificar esas complejas relaciones en cada programa.
Administración del almacenamiento de datos: El SGBD crea las estructuras complejas necesarias para el almacenamiento de datos, liberando al usuario de la difícil tarea de definir y programar las características físicas de los datos.
Transformación y presentación de datos: El SGBD transforma los datos que se introducen de acuerdo con la estructura necesaria para guardar. Por consiguiente, el SGBD libera al usuario de la tarea de distinguir entre el formato lógico y el físico de los datos.
Administración de la seguridad: El SGBD crea un sistema de seguridad que resguarda la seguridad del usuario y la privacidad de los datos dentro de la base de datos.
Control de acceso de usuarios múltiples: El SGBD crea las estructuras que permiten el acceso de usuarios múltiples a los datos. Para asegurar la consistencia y la seguridad de los datos, el SGBD utiliza algoritmos complejos para permitir el acceso de usuarios múltiples a la base de datos sin comprometer su integridad.
Administración de tareas de respaldo y recuperación: El SGBD proporciona procedimientos de respaldo y recuperación para garantizar la seguridad e integridad. Proporciona utilidades especiales que permiten que el DBA (Administrador de Base de Datos) realice procedimientos de respaldo y recuperación rutinarios y especiales.
Administración de la integridad de los datos: El SGBD promueve y hace cumplir las reglas necesarias para eliminar los problemas de integridad de los datos, reduciendo al mínimo la redundancia de los datos e incrementando al máximo la consistencia de estos.
Lenguajes de acceso a base de datos e interfaces de programación de aplicaciones: El SGBD permite el acceso a los datos mediante un lenguaje de consulta. Un lenguaje de consulta es aquel que no tiene procedimientos, es decir, el que permite al usuario especificar únicamente qué debe hacer y no cómo debe hacerlo. El lenguaje de consulta del sistema manejador de base de datos contiene 2 componentes: un lenguaje de definición de datos y un lenguaje de manipulación.
Interfaces de comunicación de base de datos: Los SGBD de la generación actual proporcionan rutinas de comunicación especiales que permiten que la base de datos acepte las solicitudes del usuario final en un ambiente de red de computadoras. De hecho, las capacidades de comunicación de una base de datos son una característica esencial del DBMS moderno.
Arquitectura de los SGBD
La arquitectura se divide en tres niveles, conocidos como interno, conceptual y externo.
- El nivel interno (también conocido como físico) es el que está más cerca del almacenamiento físico; es decir, es el que tiene que ver con la forma en que los datos están almacenados físicamente.
- El nivel externo (también conocido como nivel lógico de usuario) es el más próximo a los usuarios; es decir, el que tiene que ver con la forma en que los usuarios individuales ven los datos.
- El nivel conceptual (también conocido como nivel lógico de la comunidad o en ocasiones como nivel lógico) es un nivel de indirección entre los otros dos.
Objetivos de los SGBD
El objetivo de un sistema de base de datos es simplificar y facilitar el acceso a las bases de datos.
Componentes de los SGBD
- Gestor de Archivos: Gestiona la asignación de espacio en la memoria del disco y de las estructuras de datos usadas para representar información almacenada en disco.
- Gestor de BD: Proporciona la interfaz entre los datos de bajo nivel almacenados en la base de datos y los programas de aplicación y las consultas que se hacen al sistema.
- Procesador de Consultas: Traduce sentencias en un lenguaje de consulta a instrucciones de bajo nivel que entiende el gestor de la base de datos. Además, el procesador de consultas intenta transformar una pregunta del usuario en una forma equivalente pero más eficiente, encontrando así una buena estrategia para ejecutar la consulta.
- Precompilador de DML: Convierte las sentencias en DML incorporadas en un programa de aplicación en llamadas normales a procedimientos en el lenguaje principal. El precompilador debe interaccionar con el procesador de consulta para generar el código apropiado.
- Compilador de DDL: Convierte sentencias en DDL en un conjunto de tablas que contiene metadatos o datos sobre datos.
Clasificación de los SGBD
1. Datos en los que se basan:
- Enfoque Jerárquico: La base de datos jerárquica consta de muchos registros. Cada nodo representa un tipo de registro conceptual o un segmento. Cada registro o segmento está constituido por un cierto número de campos que lo describen. Cada rama representa una relación uno a muchos. Un cliente del banco puede tener muchos movimientos en su cuenta. En este caso ‘muchos’ significa cero, uno o más de uno.
- Enfoque de Red: Para representar este tipo de relación, es necesario que los dos tipos de registro estén interconectados por medio de un registro conector llamado conjunto conector.
- Enfoque Relacional: Un DBMS de enfoque relacional utiliza tablas bidimensionales llamadas relaciones para la representación lógica de los datos y las relaciones entre ellos.
- Enfoque Orientado a Objetos: En los últimos años la tecnología de diseño de las bases de datos se ha aplicado a terrenos ajenos al campo del procesamiento de datos, que en general carecen de al menos una de las características siguientes:
- Uniformidad
- Orientación a registros
- Elementos de datos de pequeño tamaño
- Campos atómicos
2. Número de Usuarios:
- Monousuario: En los sistemas monousuario se encuentran las computadoras personales y las estaciones de trabajo. Un sistema monousuario típico es una unidad de sobremesa utilizada por una única persona que dispone de un solo CPU, de uno o dos discos fijos y que trabaja con un sistema operativo que solo permite un único usuario.
- Multiusuario: En los sistemas multiusuario típicos tienen más discos y más memoria, puede disponer de varios CPU y trabaja con un sistema operativo multiusuario. Se encarga de dar servicio a un gran número de usuarios que están conectados al sistema a través de terminales. Estos sistemas se denominan con frecuencia sistemas servidores.
3. Propósito:
- General: Sirve para crear varias bases de datos.
- Específico: Se utiliza para una base de datos en particular.
4. Costo:
- Libre: El software libre es la denominación del que respeta la libertad de los usuarios sobre su producto adquirido y, por tanto, una vez obtenido puede ser usado, copiado, estudiado, cambiado y redistribuido libremente.
- Licencia: Una licencia es aquella autorización formal con carácter contractual que un autor de un software da a un interesado para ejercer «actos de explotación legales». Pueden existir tantas licencias como acuerdos concretos se den entre el autor y el licenciatario. Desde el punto de vista del software libre, existen distintas variantes del concepto o grupos de licencias.