Sistemas de almacenamiento de información y bases de datos, Resúmenes de Filología Vasca (Euskal Filología)

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B ases de datos.

Diseño y gestión

B ases de datos.

Diseño y gestión

Arturo Mora Rioja

© Arturo Mora Rioja

© EDITORIAL SÍNTESIS, S. A. Vallehermoso, 34. 28015 Madrid Teléfono 91 593 20 98 http://www.sintesis.com

ISBN: 978-84-907704-2- Depósito Legal: M-26.099-

Reservados todos los derechos. Está prohibido, bajo las sanciones penales y el resarcimiento civil previstos en las leyes, reproducir, registrar o transmitir esta publicación, íntegra o parcialmente, por cualquier sistema de recuperación y por cualquier medio, sea mecánico, electrónico, magnético, electroóptico, por fotocopia o por cualquier otro, sin la autorización previa por escrito de Editorial Síntesis, S. A.

B ASES DE DATOS. D ISEN ̃ O Y GESTIÓN

ÍNDICE

B ASES DE DATOS. D ISEN ̃ O Y GESTIÓN

ÍNDICE

En 1597 sir Francis Bacon acuñó la conocida frase “ Knowledge itself is a power”, adaptada ge-

neralmente al castellano como “La información es poder”. Cuatro siglos y medio después,

los padres de la informática se devanaron los sesos diseñando sistemas óptimos de almacena-

miento, procedimientos de consulta y modificación de datos, mecanismos de seguridad...

Como vaticinaba sir Francis, hoy en día la información es el activo más valioso de toda or-

ganización, y las bases de datos son la respuesta a las necesidades técnicas surgidas hace unas

décadas.

Este libro trata las bases de datos relacionales y objeto-relacionales desde dos puntos de vista

fundamentales: primero aborda su diseño y creación, recorriendo los pasos que hay que seguir

desde la primera idea de negocio hasta su implantación funcional, combinando conceptos teó-

ricos con actividades prácticas y apoyándose en herramientas validadas por la ingeniería del soft-

ware , entre las que destacan la teoría de la normalización y el diagrama entidad/relación; después

se centra en la gestión de la información almacenada a través del lenguaje SQL y su extensión

procedimental SQL/PSM.

Durante la elaboración del texto se ha intentado no caer presa de imposiciones puntuales

del mercado ni de modas pasajeras, motivo por el que la sintaxis técnica tratada, así como todos

los ejemplos, corresponden a normativas internacionales, no a herramientas comerciales. Salvo

donde se indique lo contrario, se utilizan las normas del estándar ISO SQL:1999, fácilmente

adaptables a la sintaxis de cualquier base de datos.

Las descripciones de sentencias de los lenguajes SQL y SQL/PSM utilizan la siguiente no-

tación, habitual en obras técnicas:

S

I ntroducción

Aunque el libro está destinado inicialmente a estudiantes de Ciclos Formativos de Grado

Superior, la cualidad didáctica y la amplitud temática de la obra permiten su aplicación en con-

textos universitarios y profesionales. Con algunas ampliaciones y omisiones, los contenidos están

basados en los de los módulos Gestión de Bases de Datos, del Ciclo Formativo de Grado Supe-

rior ASIR (Administración de Sistemas Informáticos en Red) y Bases de Datos, de los Ciclos

Formativos de Grado Superior DAM (Desarrollo de Aplicaciones Multiplataforma) y DAW

(Desarrollo de Aplicaciones Web), definidos en los siguientes documentos:

• Real Decreto 1629/2009, de 18 de noviembre, de enseñanzas mínimas del título de Téc-

nico Superior en Administración de Sistemas Informáticos en Red.

• Real Decreto 450/2010, de 16 de abril, de enseñanzas mínimas del título de Técnico

Superior en Desarrollo de Aplicaciones Multiplataforma.

• Real Decreto 686/2010, de 20 de mayo, de enseñanzas mínimas del título de Técnico

Superior en Desarrollo de Aplicaciones Web.

Para complementar los contenidos de los reales decretos también se ha consultado el desarro-

llo del currículo de los módulos mencionados en la normativa de diversas comunidades autó-

nomas españolas.

Desde hace diez años soy docente de la familia profesional de Informática en Ciclos For-

mativos de Grado Superior de Formación Profesional. Los diez años anteriores los dediqué al

desarrollo de software en el mundo de la empresa privada, cubriendo el espectro existente entre

B ASES DE DATOS. D ISEÑO Y GESTIÓN

INTRODUCCIÓN

10

Formato Explicación Ejemplo

Mayúsculas Palabra reservada del lenguaje SELECT

Minúsculas y cursiva entre símbolos menor (<) y mayor (>)

Elemento que hay que sustituir con un valor o expresión

<lista_campos>

Texto separado por una tubería (|)

Elección. Se puede utilizar el elemento a la izquierda o el elemento a la derecha de la tubería

ASC|DESC

Texto entre corchetes Opcional. Se puede omitir [DISTINCT]

Texto entre llaves Agrupa varios elementos sepa- rados por tuberías, indicando que se puede elegir cualquiera, pero es obligatorio elegir al menos uno

{INSERT|UPDATE|

DELETE}

Puntos suspensivos Más elementos del mismo tipo que el anterior

, , ...

1. Comprender la problemática derivada del almacenamiento óptimo de la

información.

2. Tomar cierta perspectiva histórica sobre el desarrollo de los sistemas de

información.

3. Asimilar las características de los distintos tipos de fichero.

4. Entender el concepto de índice.

5. Describir los distintos modelos de bases de datos.

6. Familiarizarse con los componentes y funciones de los sistemas gestores de

bases de datos.

Objetivos

Sistemas de

almacenamiento

de la información

1.1. Introducción

Según el Diccionario de la Real Academia Española (DRAE), informática es el «Conjunto de

conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la infor-

mación por medio de ordenadores». El diccionario de Cambridge University Press define infor-

mation technology (IT) como «la ciencia y la actividad de utilizar ordenadores y otras herramientas

electrónicas para almacenar y enviar información». En ambos casos, el objeto de la disciplina es

la información, y el objetivo su gestión.

Definimos sistema de información como el conjunto de procedimientos y funciones dirigidos

a la recogida, elaboración, evaluación, almacenamiento, recuperación, condensación y distribu-

ción de informaciones dentro de una organización.

Antes de que surgieran las bases de datos el procesamiento automatizado de información se

hacía mediante ficheros. Las aplicaciones eran orientadas al proceso (el esfuerzo se enfocaba al

tratamiento que los datos recibían en una aplicación concreta). Los ficheros se diseñaban a me-

dida para cada sistema de información, sin que existiera un formato común.

S ISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

C APÍTULO 1

15

Backup. Copia de seguridad de datos o aplicaciones informáticas.

Byte. Unidad de información compuesta de ocho bits o dígitos binarios.

Fichero o archivo. Entidad consistente en secuencias de bytes que se almacenan en

una memoria secundaria (disco duro, cinta magnética, DVD, etc.).

Interfaz de línea de comandos (Command-Line Interface, CLI). Forma de interactuar

con un software mediante el envío de comandos por parte del usuario y en ausencia de

una interfaz gráfica.

Lenguaje de marcas (markup language). Conjunto de instrucciones de codificación

que permiten marcar o etiquetar diversas partes de un fichero aportando información

adicional sobre su contenido, estructura o presentación.

Lenguaje de programación. Conjunto de normas lingüísticas que permiten a un orde-

nador comprender y ejecutar un programa.

Mainframe. Ordenador de gran potencia utilizado simultáneamente por muchos usua-

rios. Es habitual en entornos de banca y grandes empresas.

Networking. Área de trabajo relacionada con comunicaciones y redes de ordenadores.

Software. Programa informático.

Glosario

Esta aproximación no contemplaba la gestión de la información a medio o largo plazo. Una

organización disponía de varias aplicaciones que, en algunos casos, trataban la misma información

(ejemplo: el software utilizado por el departamento de recursos humanos debía gestionar un fi-

chero con datos de empleados, mientras la aplicación de contabilidad mantenía otro fichero dis-

tinto con los mismos datos organizados de otra forma). Surgían los siguientes problemas:

• Redundancia de datos (duplicidad innecesaria de información).
• Mal aprovechamiento del espacio de almacenamiento.
• Aumento en el tiempo de proceso.
• Inconsistencia de información debida a la redundancia (si un dato cambiaba en el fichero

de una aplicación, no cambiaba en los demás).

• Aislamiento de la información (imposibilidad de transferirla a otros programas a no ser

que se desarrollara un software de migración específico).

Había, en definitiva, una gran falta de flexibilidad originada en la dependencia total de la

estructura física de los datos.

1.2. Ficheros

Las aplicaciones gestoras de bases de datos se encargan de configurar una estructura óptima de

almacenamiento de información con mínima intervención por parte del usuario. No obstante,

es interesante completar la perspectiva histórica con una breve descripción teórica sobre orga-

nización de ficheros.

B ASES DE DATOS. D ISEN ̃ O Y GESTIO ́ N

CAPÍTULO 1

16

Figura 1.1. Unmainframe da servicio a muchos usuarios de forma simultánea

Por cada contacto se ha decidido estructurar la información en cinco datos independien-

tes: NIF, nombre, primer apellido, segundo apellido y número de teléfono. Nótese que en este

caso el programador ha decidido utilizar la almohadilla (#) como separador de datos, el dólar

($) como separador de contactos y el tanto por ciento (%) como marca de fin de fichero.

• De acceso directo o aleatorio. Cada línea de contenido se organiza con unos tamaños fijos

de dato. Se puede acceder directamente al principio de cada línea.

En esta ocasión cada contacto ocupa una línea del fichero (al final de cada una el sistema

operativo incluirá uno o dos caracteres de salto de línea invisibles para el usuario), y cada

dato utiliza un número de caracteres fijo, aunque no lo ocupe totalmente (en el ejemplo se

reservan 15 caracteres para el nombre, aunque en el caso de Ruth solo se utilicen 4).

Como todos los clientes ocupan el mismo espacio en el fichero, podemos acceder fá-

cilmente a cualquiera de ellos multiplicando la posición en la que se encuentra menos una

por el número de caracteres que mide cada línea. Por ejemplo, si el fichero se ha creado en

un sistema Windows y queremos acceder al tercer cliente, tendremos que restar uno a su

posición (3 − 1 = 2) y multiplicar el valor resultante por la longitud de la línea (63 caracteres

más los dos caracteres de salto de línea que incluye el sistema operativo, es decir, 65). Como

2 × 65 = 130, la información del tercer cliente se encontrará en la posición 131.

La contrapartida a esta facilidad de posicionamiento es que el tamaño del fichero

crece considerablemente respecto a su versión secuencial.

• Indexados. Generalmente en un fichero de acceso aleatorio la información se almacena

en el orden en que se da de alta. Incluso aunque se consiguiera introducir dicha infor-

mación de acuerdo a algún criterio de ordenación concreto, en algunas ocasiones es útil

poder ordenarla por varios criterios distintos. En el ejemplo anterior es posible que ne-

cesitemos un listado de clientes ordenado por NIF y otro por apellido. Para dar solución

a este problema se creó la organización indexada, que consiste en la existencia de uno o

varios archivos adjuntos que ordenan el dato (llamado clave) por el que se desea ordenar

el fichero y lo relacionan con la localización de la línea correspondiente.

B ASES DE DATOS. D ISEN ̃ O Y GESTIO ́ N

CAPÍTULO 1

18

Figura 1.3. Fichero de acceso directo con información sobre clientes

00789521TPaula Sanz González 619554687 50687452YJosé Luis García Viñals 667859621 38546998XJavier Peinado Martín 666932541 09653801BRuth Lázaro Cardenal 689330247

Figura 1.4. Fichero de índice por NIF de cliente y fichero de clientes original

00789521T 09653801B 38546998X 50687452Y

00789521TPaula Sanz ... 50687452YJosé Luis García ... 38546998XJavier Peinado ... 09653801BRuth Lázaro ...

En la figura 1.4 los NIF aparecen ordenados. Tras cada uno de ellos se ha añadido el

número de línea del fichero principal donde se encuentra la información asociada. Si

una aplicación software quisiera listar los clientes ordenados por NIF, recorrería secuen-

cialmente el fichero de índice, y al final de cada línea encontraría la línea del fichero

principal que debe leer para encontrar a cada cliente.

El siguiente fichero indexaría los clientes ordenados por su primer apellido:

Aunque se utilice en este caso para simplificar el ejemplo, generalmente el acceso a

cada posición no lo marca el número de línea, sino un puntero a la celda de memoria

correspondiente.

1.2.2. Tipos de soporte de almacenamiento

De acuerdo a la organización física de los datos, diferenciamos entre dos tipos de soportes:

• Secuenciales. Para acceder a un dato hay que recorrer todo el contenido del soporte previo

a dicho dato (ejemplo: cintas magnéticas).

S ISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

C APÍTULO 1

19

Figura 1.

Cinta magnética para guardar

información de respaldo

García 2 Lázaro 4 Peinado 3 Sanz 1

00789521TPaula Sanz ... 50687452YJosé Luis García ... 38546998XJavier Peinado ... 09653801BRuth Lázaro ...

Figura 1.

Fichero de índice por primer apellido de cliente y fichero de clientes original

Crear manualmente un fichero índice que ordene el ejemplo de la figura 1.3 por pri- mer apellido, segundo apellido y nombre.

Actividad propuesta 1.