Modelos de datos
- 1. Modelos de Datos Jeffrey Jiménez 26.257.432 Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Sede Barcelona Ingeniería de Sistemas Bases de Datos
- 2. Introducción Hoy en día las empresas manejan una gran cantidad de datos. Cualquier empresa que se precie debe tener almacenados todos estos datos en una base de datos para poder realizarlos mediante una aplicación profesional; sin esta funcionalidad resultaría imposible manejar en su totalidad los datos que lleva a cabo la empresa y se perdería tiempo y un dinero. Uno de los pasos cruciales en la construcción de una aplicación que maneje una base de datos, es sin duda, el diseño dela base de datos, en donde lo más importante son LOS MODELOS DE DATOS. Si los modelos no son definidos apropiadamente, podemos tener muchos dolores de cabeza al momento de ejecutar consultas a la base de datos para tratar de obtener algún tipo de datos. No importa si nuestra base de datos tiene sólo 20 registros, o algunos cuantos miles, es importante asegurarnos que nuestra base de datos está correctamente diseñada para que tenga eficiencia y que se pueda seguir utilizando a lo largo del tiempo.
- 3. Modelos de Datos Los modelos de datos se centran en el planeamiento del desarrollo de aplicaciones y la decisión de cómo se almacenarán los datos y cómo se accederá a ellos. A menudo especificados en un lenguaje, los modelos de datos determinan la estructura de la información, con el objetivo de mejorar la comunicación y la precisión en aplicaciones que usan e intercambian datos. Son terrenos comunes en los cuales los miembros de un equipo de trabajo con diferentes niveles de experiencia y conocimientos técnicos pueden interactuar sin problemas, dado que estos modelos deben tener una única interpretación. Los modelos de datos son esenciales para el desarrollo de sistemas de información, ya que a través de ellos puede conseguirse la compatibilidad necesaria para manejar cantidades colosales de datos.
- 4. Clasificación Una opción bastante usada a la hora de clasificar los modelos de datos es hacerlo de acuerdo al nivel de abstracción que presentan: Modelos de Datos Conceptuales. Modelos de Datos Lógicos. Modelos de Datos Físicos.
- 5. Modelos de Datos Conceptuales Son los orientados a la descripción de estructuras de datos y restricciones de integridad. Se usan fundamentalmente durante la etapa de Análisis de un problema dado y están orientados a representar los elementos que intervienen en ese problema y sus relaciones. El ejemplo más típico es el Modelo Entidad-Relación.
- 6. Modelos de Datos Lógicos Son orientados a las operaciones más que a la descripción de una realidad. Usualmente están implementados en algún Manejador de Base de Datos. El ejemplo más típico es el Modelo Relacional, que cuenta con la particularidad de contar también con buenas características conceptuales (Normalización de bases de datos).
- 7. Modelos de Datos Físicos Son estructuras de datos a bajo nivel implementadas dentro del propio manejador. Ejemplos típicos de estas estructuras son los Árboles B+, las estructuras de Hash, etc.
- 8. Abstracción La abstracción de datos es una técnica o metodología que permite diseñar estructuras de datos. La abstracción consiste en representar bajo ciertos lineamientos de formato las características esenciales de una estructura de datos. Este proceso de diseño evita los detalles específicos de implementación de los datos. Un sistema de base de datos mostrará la información que un usuario requiera, la forma de mostrarla dependerá del usuario mismo, escondiendo la complejidad (como la forma de tratar los datos, el cómo están almacenados, detalles que el usuario no necesita conocer) a los usuarios para simplificar su interacción con el sistema.
- 9. Abstracción Este proceso se realiza a través de varios niveles de abstracción: Nivel Físico: Describe cómo se almacenan realmente los datos. Se describen en detalle las estructuras de datos complejas de bajo nivel. Nivel Lógico: Es el siguiente nivel más alto de abstracción. Describe qué datos se almacenan en la base de datos y qué relaciones existen entre esos datos. Los administradores de bases de datos, que deben decidir la información que se mantiene en la base de datos, usan el nivel lógico de abstracción. Nivel de Vistas: El nivel más alto de abstracción describe sólo parte de la base de datos completa. Los usuarios que utilizan este nivel de abstracción tienen una gran simplificación en su interacción con el sistema, ya que ven un conjunto de programas de aplicación (vistas) que esconden los detalles de los tipos de datos. Además de esconder detalles de nivel lógico también proporcionan un mecanismo de seguridad para evitar que los usuarios accedan a ciertas partes, prohibidas para ellos, de la base de datos.
- 10. Modelo Semántico Es un modelo conceptual de datos en el que se incluye información semántica. Esto significa que el modelo describe el significado de sus instancias. Tal modelo de dato semántico es una abstracción que define cómo los símbolos almacenados (los datos de la instancia) se relacionan con el mundo real. Es un modelo de datos conceptual que incluye la capacidad de expresar información que permite el intercambio de información para interpretar su significado (semántico) de las instancias, sin necesidad de conocer el meta-modelo. Estos modelos semánticos están orientados a los hechos (en oposición a los orientados a objetos).
- 11. Integridad El término integridad de datos se refiere la corrección y completitud de la información en una base de datos. Cuando los contenidos se modifican con sentencias INSERT, DELETE o UPDATE, la integridad de los datos almacenados puede perderse de muchas maneras diferentes. Pueden añadirse datos no válidos a la base de datos, tales como un pedido que especifica un producto no existente. Pueden modificarse datos existentes tomando un valor incorrecto, como por ejemplo si se reasigna un vendedor a una oficina no existente. Los cambios en la base de datos pueden perderse debido a un error del sistema o a un fallo en el suministro de energía. Los cambios pueden ser aplicados parcialmente, como por ejemplo si se añade un pedido de un producto sin ajustar la cantidad disponible para vender.
- 12. Restricciones Las restricciones de integridad: Un conjunto de condiciones que deben cumplir los datos para reflejar la realidad deseada. Las restricciones de integridad son un conjunto de condiciones que deben cumplir los datos para reflejar correctamente la realidad deseada y que sean considerados una instancia de una Base de datos. Los componentes de una restricción son los siguientes: La operación de actualización (inserción, borrado o eliminación) cuya ejecución ha de dar lugar a la comprobación del cumplimiento de la restricción. La condición que debe cumplirse, la cual es en general una proposición lógica, definida sobre uno o varios elementos del esquema, que puede tomar uno de los valores de verdad (cierto o falso). La acción que debe llevarse a cabo dependiendo del resultado de la condición.
- 13. Modelo Entidad-Relación Es una herramienta para el modelado de datos que permite representar las entidades relevantes de un sistema de información así como sus interrelaciones y propiedades. Esta concepción fue diseñada por Peter Chen. El modelo entidad-relación ER es un modelo de datos que permite representar cualquier abstracción, percepción y conocimiento en un sistema de información formado por un conjunto de objetos denominados entidades y relaciones, incorporando una representación visual conocida como diagrama entidad-relación.
- 14. Conceptos del Modelo Entidad-Relación Ejemplares - Conjuntos - Extensión - Instancia. Se denominan ejemplares a los registros que guardan una serie de características similares o que pueden ser agrupados o clasificados dadas sus características comunes en grupos bien delimitados. Entidad. La entidad es cualquier clase de objeto o conjunto de elementos presentes o no, en un contexto determinado dado por el sistema de información o las funciones y procesos que se definen en un plan de automatización. Atributos - Intención. Son las características, rasgos y propiedades de una entidad, que toman como valor una instancia particular.
- 15. Conceptos del Modelo Entidad-Relación Relación. Vínculo que permite definir una dependencia entre los conjuntos de dos o más entidades. Interrelación. Las interrelaciones las constituyen los vínculos entre entidades, de forma tal que representan las relaciones definidas en el esquema relacional de forma efectiva. Entidades fuertes. Lo constituyen las tablas principales de la base de datos que contienen los registros principales del sistema de información y que requieren de entidades o tablas auxiliares para completar su descripción o información. Entidades débiles. Son entidades débiles a las tablas auxiliares de una tabla principal a la que completan o complementan con la información de sus registros relacionados.
- 16. Modelo Entidad-Relación Modelo Entidad-Relación Objeto de la Base de Datos Ejemplo Ejemplares-Conjuntos-Extensión Registros de una tabla-Conjunto de Registros Conjunto-Usuarios{Jorge Martínez(1|alumno), Enrique Valtierra(2|profesor), Miguel dos Santos(3|investigador)} Entidad Tabla de Base de Datos Tabla usuarios Atributos-Intención Campos de una tabla id, nombre, apellidos, tipo de usuario, dirección, teléfono Relación Vínculos de un conjunto Jorge Martínez es investigador Interrelación Relación entre tablas Tabla Usuarios relacionada con Tabla Tipo de Usuarios Entidades fuertes Tabla principal Tabla Usuarios Entidades débiles Tabla Auxiliar Tabla Tipo de Usuarios
- 18. Conclusiones El modelado es la actividad más delicada e importante en la realización de una aplicación con base de datos Al igual que en el desarrollo de un sistema, toda modificación al esquema de base de datos debe realizarse primero en el modelo conceptual, no en el lógico ni en el físico. La habilidad de crear buenos modelos es una cualidad que se adquiere con la experiencia.