Base de datos | un sistema para almacenar y cuidar los datos

Usos de los sistemas de bases de datos

Los usos de los sistemas de bases de datos incluyen:

• Almacenan datos y proporcionan facilidades (herramientas) para buscar registros específicos en un conjunto de datos determinado.
• Almacenan información especial que se utiliza para gestionar los datos. Esta información se llama metadatos y no se muestra a todas las personas que consultan los datos.
• Pueden resolver los casos en los que muchos usuarios quieren acceder (y posiblemente modificar) las mismas entradas de datos.
• Gestionan los derechos de acceso (quién puede ver los datos, quién puede modificarlos)
• Cuando hay muchos usuarios haciendo preguntas a la base de datos, las preguntas deben ser respondidas más rápidamente. De este modo, la última persona que haga una pregunta podrá obtener una respuesta en un tiempo razonable.
• Algunos atributos son más importantes que otros y pueden utilizarse para encontrar otros datos. Esto se llama indexación. Un índice contiene todos los datos importantes y puede utilizarse para encontrar otros datos.
• Garantizan que los datos tengan siempre un contexto. Hay muchas reglas diferentes que se pueden añadir para indicar al sistema de base de datos si los datos tienen sentido. Una de las reglas puede decir que noviembre tiene 30 días. Esto significa que si alguien quiere introducir el 31 de noviembre como fecha, este cambio será rechazado.

Cambio de datos

En las bases de datos, algunos datos cambian ocasionalmente. Puede haber problemas cuando los datos se modifican; por ejemplo, puede haberse producido un error. El error puede hacer que los datos sean inútiles. El sistema de bases de datos examina los datos para asegurarse de que cumplen ciertos requisitos. Para ello, utiliza una transacción. Hay dos puntos en el tiempo en la base de datos, el momento anterior a la modificación de los datos y el momento posterior a la modificación de los datos. Si algo sale mal al cambiar los datos, el sistema de base de datos simplemente devuelve la base de datos al estado anterior al cambio. Esto se denomina "rollback". Después de que todos los cambios se realicen con éxito, se confirman. Esto significa que los datos vuelven a tener sentido; los cambios confirmados ya no pueden deshacerse.

Para poder hacerlo, las bases de datos siguen el principio ACID:

• Todas. O se realizan todas las tareas de un conjunto determinado (llamado transacción), o no se realiza ninguna. Esto se conoce como atomicidad.
• Completa. Los datos de la base de datos siempre tienen sentido. No hay datos a medio hacer (inválidos). Esto se conoce como Consistencia.
• Independiente. Si muchas personas trabajan con los mismos datos, no se verán (o impactarán) entre sí. Cada una de ellas tiene su propia visión de la base de datos, que es independiente de las demás. Esto se conoce como aislamiento.
• Realizadas. Las transacciones deben ser comprometidas, cuando están hechas. Una vez comprometidas, no pueden deshacerse. Esto se conoce como Durabilidad.

Modelo de base de datos

Hay diferentes formas de representar los datos.

• Archivos simples (llamados archivos planos): Esta es la forma más sencilla de sistema de base de datos. Todos los datos se almacenan en un archivo en texto plano. Cada dato puede ser separado por una nueva línea o una coma, etc.
• Modelo jerárquico: Los datos se organizan como una estructura de árbol. Los datos interesantes se encuentran en las hojas del árbol. Las relaciones entre las entradas de datos son tales que algunas entradas dependen directamente de otras.
• Modelo de red: Utiliza registros y conjuntos para almacenar los datos. Similar al modelo jerárquico, pero éste tiene una estructura mucho más compleja.
• Modelo relacional: Utiliza la teoría de conjuntos y la lógica de predicados. Su uso está muy extendido. Los datos parecen estar organizados en tablas. Estas tablas se pueden unir para poder realizar consultas sencillas a partir de ellas.
• Modelo orientado a objetos: Los datos se representan en forma de objetos, tal y como se utiliza en la programación orientada a objetos. Pueden interactuar directamente con el lenguaje de POO que se utilice, ya que ambos tienen la misma representación de los datos internamente.
• Modelo relacional de objetos: Se trata de un híbrido entre el modelo orientado a objetos y el modelo relacional.
• Modelo NoSQL: Se trata de un nuevo tipo de modelo de base de datos y se está utilizando cada vez más en la industria en aplicaciones de big data y web en tiempo real. Los datos en este modelo se almacenan como pares clave-valor sin ninguna jerarquía estricta como en otros modelos. Los sistemas NoSQL también se denominan "No sólo SQL" porque no permiten utilizar lenguajes de consulta similares al Lenguaje de Consulta Estructurado.

Formas de organizar los datos

Al igual que en la vida real, los mismos datos pueden verse desde diferentes perspectivas, y pueden organizarse de diferentes maneras. Hay que tener en cuenta diferentes cosas, a la hora de organizar los datos:

• Cada dato debe almacenarse el menor número de veces posible. Imagínese que una mujer soltera está inscrita en los registros del condado, en el Departamento Estatal de Vehículos a Motor, en el Departamento Federal de la Seguridad Social y en el Departamento de Pasaportes Internacionales. Si se casa, y decide cambiar su nombre, todos estos departamentos tienen que ser notificados. Si todos los departamentos estuvieran vinculados, y su nombre estuviera almacenado en un solo lugar, entonces la actualización sería fácil.
• Si los datos se almacenan en varias bases de datos diferentes, pueden contradecirse.
• Este problema hace que la búsqueda de datos sea más lenta. Si hay muchos datos, este problema de almacenar un dato en muchos lugares, ocupará mucho espacio. En nuestro ejemplo había cuatro bases de datos para una persona. Si una segunda persona tiene exactamente el mismo problema, se realizarán ocho cambios.
• Si tiene este problema, se ha desarrollado un método llamado Normalización de Bases de Datos para solucionarlo. Actualmente existen seis formas de normalización. Son formas de hacer más rápidas algunas bases de datos y de hacer que los datos ocupen menos espacio.

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