Características de un Sistema de Gestion de Base de Datos.

Un sistema gestor de bases de datos o SGBD (aunque se suele utilizar más a menudo las siglas DBMS procedentes del inglés, Data Base Management System) es el software que permite a los usuarios procesar, describir, administrar y recuperar los datos almacenados en una base de datos.

En estos Sistemas se proporciona un conjunto coordinado de programas, procedimientos y lenguajes que permiten a los distintos usuarios realizar sus tareas habituales con los datos, garantizando además la seguridad de los mismos.
DBMS

El éxito del SGBD reside en mantener la seguridad e integridad de los datos. Lógicamente tiene que proporcionar herramientas a los distintos usuarios. Entre las herramientas que proporciona están:

• Herramientas para la creación y especificación de los datos. Así como la estructura de la base de datos.
• Herramientas para administrar y crear la estructura física requerida en las unidades de almacenamiento.
• Herramientas para la manipulación de los datos de las bases de datos, para añadir, modificar, suprimir o consultar datos.
• Herramientas de recuperación en caso de desastre
• Herramientas para la creación de copias de seguridad
• Herramientas para la gestión de la comunicación de la base de datos
• Herramientas para la creación de aplicaciones que utilicen esquemas externos de los datos
• Herramientas de instalación de la base de datos
• Herramientas para la exportación e importación de datos

Los SGBD tienen que realizar tres tipos de funciones para ser considerados válidos.

1-Función de descripción o definición

Permite al diseñador de la base de datos crear las estructuras apropiadas para integrar adecuadamente los datos. Este función es la que permite definir las tres estructuras de la base de datos (relacionadas con sus tres esquemas).
♦ Estructura interna
♦ Estructura conceptual
♦ Estructura externa

Esta función se realiza mediante el lenguaje de descripción de datos o DDL. Mediante ese lenguaje:
♦ Se definen las estructuras de datos
♦ Se definen las relaciones entre los datos
♦ Se definen las reglas que han de cumplir los datos

2-Función de manipulación

Permite modificar y utilizar los datos de la base de datos. Se realiza mediante el lenguaje de modificación de datos o DML. Mediante ese lenguaje se puede:
♦ Añadir datos
♦ Eliminar datos
♦ Modificar datos
♦ Buscar datos

Actualmente se suele distinguir aparte la función de buscar datos en la base de datos (función de consulta). Para lo cual se proporciona un lenguaje de consulta de datos o DQL.

3-Función de control

Mediante esta función los administradores poseen mecanismos para proteger las visiones de los datos permitidas a cada usuario, además de proporcionar elementos de creación y modificación de esos usuarios.
Se suelen incluir aquí las tareas de copia de seguridad, carga de ficheros, auditoria, protección ante ataques externos, configuración del sistema, etc.

El lenguaje que implementa esta función es el lenguaje de control de datos o DCL.

El esquema siguiente presenta el funcionamiento típico de un SGBD:

El esquema anterior reproduce la comunicación entre un proceso de usuario que desea acceder a los datos y el SGBD:

1. El proceso lanzado por el usuario llama al SGBD indicando la porción de la base de datos que se desea tratar
2. El SGBD traduce la llamada a términos del esquema lógico de la base de datos. Accede al esquema lógico comprobando derechos de acceso y la traducción física (normalmente los metadatos se guardan una zona de memoria global y no en el disco)
3. El SGBD obtiene el esquema físico
4. El SGBD traduce la llamada a los métodos de acceso del Sistema Operativo que permiten acceder realmente a los datos requeridos
5. El Sistema Operativo accede a los datos tras traducir las órdenes dadas por el SGBD
6. Los datos pasan del disco a una memoria intermedia o buffer. En ese buffer se almacenarán los datos según se vayan recibiendo
7. Los datos pasan del buffer al área de trabajo del usuario (ATU) del proceso del usuario. Los pasos 6 y 7 se repiten hasta que se envíe toda la información al proceso de usuario.
8. En el caso de que haya errores en cualquier momento del proceso, el SGBD devuelve indicadores en los que manifiesta si ha habido errores o advertencias a tener en cuenta. Esto se indica al área de comunicaciones del proceso de usuario. Si las indicaciones son satisfactorias, los datos de la ATU serán utilizables por el proceso de usuario.

Estructuras operacionales

Actualmente casi todos los sistemas gestores de base de datos poseen también la misma idea operacional (la misma forma de funcionar con el cliente) en la que se entiende que la base de datos se almacena en un servidor y hay una serie de clientes que pueden acceder a los datos del mismo. Las posibilidades son:

• Estructura Cliente-Servidor. Estructura clásica, la base de datos y su SGBD están en un servidor al cual acceden los clientes. El cliente posee software que permite al usuario enviar instrucciones al SGBD en el servidor y recibir los resultados de estas instrucciones. Para ello el software cliente y el servidor deben utilizar software de comunicaciones en red.
• Cliente multi-servidor. Ocurre cuando los clientes acceden a datos situados en más de un servidor. También se conoce esta estructura como base de datos distribuida. El cliente no sabe si los datos están en uno o más servidores, ya que el resultado es el mismo independientemente de dónde se almacenan los datos. En esta estructura hay un servidor de aplicaciones que es el que recibe las peticiones y el encargado de traducirlas a los distintos servidores de datos para obtener los resultados.
• Cliente-Servidor con facilidades de usuario-Servidor de base de datos. Se trata de una forma de conexión por el que los clientes no conectan directamente con la base de datos sino con un intermediario (normalmente un Servidor Web) que tiene una mayor facilidad para comunicarse con los usuarios.

Modelos de organización de la base de datos

Se distinguen principalmente estos tipos:

• jerárquico
• red
• relacional
• orientada a objeto

Modelo de jerárquico de datos:

Una clase de modelo lógico de bases de datos que tiene una estructura arborescente. Un registro subdivide en segmentos que se interconectan en relaciones padre e hijo y muchos más. Los primeros sistemas administradores de bases de datos eran jerárquicos. Puede representar dos tipos de relaciones entre los datos: relaciones de uno a uno y relaciones de uno a muchos

Modelo de datos en red:

Es una variación del modelo de datos jerárquico. De hecho las bases de datos pueden traducirse de jerárquicas a en redes y viceversa con el objeto de optimizar la velocidad y la conveniencia del procesamiento. Mientras que las estructuras jerárquicas describen relaciones de muchos a muchos.

Modelo relacional de datos:

Es el más reciente de estos modelos, supera algunas de las limitaciones de los otros dos anteriores. El modelo relacional de datos representa todos los datos en la base de datos como sencillas tablas de dos dimensiones llamadas relaciones. Las tablas son semejantes a los archivos planos, pero la información en más de un archivo puede ser fácilmente extraída y combinada. Es el que estudiaremos con más detalle.

Modelo orientado a objeto:

Las bases de datos orientadas a objetos, tienen una organización similar a la de los árboles. Donde cada nodo del árbol representa un campo y cada árbol un registro, cada tipo de nodo tiene un método distinto de búsqueda. Que es equivalente a decir que todos los campos pueden ser utilizados como campos llave, pero complica el diseño. Si la base de datos es demasiado grande, o tiene relaciones demasiado complejas el grafo resultante se vuelve una maraña ininteligible.

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