viernes, 20 de marzo de 2009
BASE DE DATOS RELACIONAL
Una base de datos relacional parte del "modelo relacional de base de datos", en el cual los datos son ordenados jerárquicamente, mediante "ordenamiento de burbuja", en el cual se despacha el primero en llegar. Si y solo si (sql = 0), por lo que la bandera (Flag) da negativo y se sale del ciclo. []
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Características
Una base de datos relacional se compone de varias tablas o relaciones.
No pueden existir dos tablas con el mismo nombre.
Cada tabla es a su vez un conjunto de registros, filas o tuplas.
Cada registro representa un objeto del mundo real.
Cada una de estos registros consta de varias columnas, campos o atributos.
No pueden existir dos columnas con el mismo nombre en una misma tabla.
Los valores almacenados en una columna deben ser del mismo tipo de dato.
Todas las filas de una misma tabla poseen el mismo número de columnas.
No se considera el orden en que se almacenan los registros en las tablas.
No se considera el orden en que se almacenan las tablas en la base de datos.
La información puede ser recuperada o almacenada por medio de sentencias llamadas «consultas».
Elementos
Relaciones base y derivadas
En una base de datos relacional, todos los datos se almacenan y se acceden a ellos por medio de relaciones. Las relaciones que almacenan datos son llamados "relaciones base" y su implementación es llamada "tabla". Otras relaciones no almacenan datos, pero que son calculadas al aplicar operaciones relacionales. Estas relaciones son llamadas "relaciones derivadas" y su implementación es llamada "vista" o "consulta". Las relaciones derivadas son convenientes ya que expresan información de varias relaciones actuando como si fuera una sola.
Restricciones
Una restricción es una condición que obliga el cumplimiento de ciertas condiciones en la base de datos. Algunas no son determinadas por los usuarios, sino que son inherentemente definidas por el simple hecho de que la base de datos sea relacional. Algunas otras restricciones las puede definir el usuario, por ejemplo, usar un campo con valores enteros entre 1 y 10.
Las restricciones proveen un método de implementar reglas en la base de datos. Las restricciones restringen los datos que pueden ser almacenados en las tablas. Usualmente se definen usando expresiones que dan como resultado un valor booleano, indicando si los datos satisfacen la restricción o no.
Las restricciones no son parte formal del modelo relacional, pero son incluidas porque juegan el rol de organizar mejor los datos. Las restricciones son muy discutidas junto con los conceptos relacionales.
Dominios
Un dominio describe un conjunto de posibles valores para cierto atributo. Como un dominio restringe los valores del atributo, puede ser considerado como una restricción. Matemáticamente, atribuir un dominio a un atributo significa "todos los valores de este atributo deben de ser elementos del conjunto especificado".
Distintos tipos de dominios son: enteros, cadenas de texto, fecha, etc...
Clave única
Cada tabla puede tener uno o más campos cuyos valores identifican de forma única cada registro de dicha tabla, es decir, no pueden existir dos o más registros diferentes cuyos valores en dichos campos sean idénticos. Este conjunto de campos se llama clave única.
Pueden existir varias claves únicas en una determinada tabla, y a cada una de éstas suele llamársele candidata a clave primaria.
Clave primaria
Una clave primaria es una clave única elegida entre todas las candidatas, para especificar los datos que serán relacionados con las demás tablas. La forma de hacer esto es por medio de claves foráneas.
Sólo puede existir una clave primaria por tabla y ningún campo de dicha clave puede contener valores NULL.
Clave foránea
Una clave foránea es una referencia a una clave en otra tabla. Las claves foráneas no necesitan ser claves únicas en la tabla donde estan y si a donde estan referenciadas.
Por ejemplo, el código de departamento puede ser una clave foránea en la tabla de empleados, pero obviamente se permite que haya varios empleados en un mismo departamento, pero existira solo un departamento.
Clave índice
Las claves índice surgen con la necesidad de tener un acceso más rápido a los datos. Los índices pueden ser creados con cualquier combinación de campos de una tabla. Las consultas que filtran registros por medio de estos campos, pueden encontrar los registros de forma no secuencial usando la clave índice.
Las bases de datos relacionales incluyen múltiples técnicas de ordenamiento, cada una de ellas es óptima para cierta distribución de datos y tamaño de la relación.
Los índices generalmente no se consideran parte de la base de datos, pues son un detalle agregado. Sin embargo, las claves índices son desarrolladas por el mismo grupo de programadores que las otras partes de la base de datos.
Procedimientos almacenados
Un procedimiento almacenado es código ejecutable que se asocia y se almacena con la base de datos. Los procedimientos almacenados usualmente recogen y personalizan operaciones comunes, como insertar un registro dentro de una tabla, recopilar información estadística, o encapsular cálculos complejos. Son frecuentemente usandos por un API por seguridad o simplicidad.
Los procedimientos almacenados no son parte del modelo relacional, pero todas las implementaciones comerciales los incluyen.
Estructura
La base de datos se organiza en dos marcadas secciones; el esquema y los datos (o instancia).
El esquema es la definición de la estructura de la base de datos y principalmente almacena los siguientes datos:
El nombre de cada tabla
El nombre de cada campo
El tipo de dato de cada campo
La tabla a la que pertenece cada campo
Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización, el resultado de dicho proceso es un esquema que permite que la base de datos sea usada de manera óptima.
Los datos o instancia es el contenido de la base de datos en un momento dado. Es en si, el contenido de todos los registros.
Manipulación de la información
Para manipular la información utilizamos un lenguaje relacional, actualmente se cuenta con dos lenguajes formales el álgebra relacional y el cálculo relacional. El álgebra relacional permite describir la forma de realizar una consulta, en cambio, el cálculo relacional sólo indica lo que se desea devolver.
El lenguaje más común para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL (Structured Query Language), un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales.
En el modelo relacional los atributos deben estar explícitamente relacionados a un nombre en todas las operaciones, en cambio, el estándar SQL permite usar columnas sin nombre en conjuntos de resultados, como el asterisco taquigráfico (*) como notación de consultas.
Al contrario del modelo relacional, el estándar SQL requiere que las columnas tengan un orden definido, lo cual es fácil de implementar en una computadora, ya que la memoria es lineal.
Es de notar, sin embargo, que en SQL el orden de las columnas y los registros devueltos en cierto conjunto de resultado nunca está garantizado, a no ser que explícitamente sea especificado por el usuario.
Sin embargo, todo lo dicho es dicho y una base de datos relacional es utilizada para la formación del ingreso de datos de forma sistematizada, "fácil", y ordenada mocos
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Características
Una base de datos relacional se compone de varias tablas o relaciones.
No pueden existir dos tablas con el mismo nombre.
Cada tabla es a su vez un conjunto de registros, filas o tuplas.
Cada registro representa un objeto del mundo real.
Cada una de estos registros consta de varias columnas, campos o atributos.
No pueden existir dos columnas con el mismo nombre en una misma tabla.
Los valores almacenados en una columna deben ser del mismo tipo de dato.
Todas las filas de una misma tabla poseen el mismo número de columnas.
No se considera el orden en que se almacenan los registros en las tablas.
No se considera el orden en que se almacenan las tablas en la base de datos.
La información puede ser recuperada o almacenada por medio de sentencias llamadas «consultas».
Elementos
Relaciones base y derivadas
En una base de datos relacional, todos los datos se almacenan y se acceden a ellos por medio de relaciones. Las relaciones que almacenan datos son llamados "relaciones base" y su implementación es llamada "tabla". Otras relaciones no almacenan datos, pero que son calculadas al aplicar operaciones relacionales. Estas relaciones son llamadas "relaciones derivadas" y su implementación es llamada "vista" o "consulta". Las relaciones derivadas son convenientes ya que expresan información de varias relaciones actuando como si fuera una sola.
Restricciones
Una restricción es una condición que obliga el cumplimiento de ciertas condiciones en la base de datos. Algunas no son determinadas por los usuarios, sino que son inherentemente definidas por el simple hecho de que la base de datos sea relacional. Algunas otras restricciones las puede definir el usuario, por ejemplo, usar un campo con valores enteros entre 1 y 10.
Las restricciones proveen un método de implementar reglas en la base de datos. Las restricciones restringen los datos que pueden ser almacenados en las tablas. Usualmente se definen usando expresiones que dan como resultado un valor booleano, indicando si los datos satisfacen la restricción o no.
Las restricciones no son parte formal del modelo relacional, pero son incluidas porque juegan el rol de organizar mejor los datos. Las restricciones son muy discutidas junto con los conceptos relacionales.
Dominios
Un dominio describe un conjunto de posibles valores para cierto atributo. Como un dominio restringe los valores del atributo, puede ser considerado como una restricción. Matemáticamente, atribuir un dominio a un atributo significa "todos los valores de este atributo deben de ser elementos del conjunto especificado".
Distintos tipos de dominios son: enteros, cadenas de texto, fecha, etc...
Clave única
Cada tabla puede tener uno o más campos cuyos valores identifican de forma única cada registro de dicha tabla, es decir, no pueden existir dos o más registros diferentes cuyos valores en dichos campos sean idénticos. Este conjunto de campos se llama clave única.
Pueden existir varias claves únicas en una determinada tabla, y a cada una de éstas suele llamársele candidata a clave primaria.
Clave primaria
Una clave primaria es una clave única elegida entre todas las candidatas, para especificar los datos que serán relacionados con las demás tablas. La forma de hacer esto es por medio de claves foráneas.
Sólo puede existir una clave primaria por tabla y ningún campo de dicha clave puede contener valores NULL.
Clave foránea
Una clave foránea es una referencia a una clave en otra tabla. Las claves foráneas no necesitan ser claves únicas en la tabla donde estan y si a donde estan referenciadas.
Por ejemplo, el código de departamento puede ser una clave foránea en la tabla de empleados, pero obviamente se permite que haya varios empleados en un mismo departamento, pero existira solo un departamento.
Clave índice
Las claves índice surgen con la necesidad de tener un acceso más rápido a los datos. Los índices pueden ser creados con cualquier combinación de campos de una tabla. Las consultas que filtran registros por medio de estos campos, pueden encontrar los registros de forma no secuencial usando la clave índice.
Las bases de datos relacionales incluyen múltiples técnicas de ordenamiento, cada una de ellas es óptima para cierta distribución de datos y tamaño de la relación.
Los índices generalmente no se consideran parte de la base de datos, pues son un detalle agregado. Sin embargo, las claves índices son desarrolladas por el mismo grupo de programadores que las otras partes de la base de datos.
Procedimientos almacenados
Un procedimiento almacenado es código ejecutable que se asocia y se almacena con la base de datos. Los procedimientos almacenados usualmente recogen y personalizan operaciones comunes, como insertar un registro dentro de una tabla, recopilar información estadística, o encapsular cálculos complejos. Son frecuentemente usandos por un API por seguridad o simplicidad.
Los procedimientos almacenados no son parte del modelo relacional, pero todas las implementaciones comerciales los incluyen.
Estructura
La base de datos se organiza en dos marcadas secciones; el esquema y los datos (o instancia).
El esquema es la definición de la estructura de la base de datos y principalmente almacena los siguientes datos:
El nombre de cada tabla
El nombre de cada campo
El tipo de dato de cada campo
La tabla a la que pertenece cada campo
Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización, el resultado de dicho proceso es un esquema que permite que la base de datos sea usada de manera óptima.
Los datos o instancia es el contenido de la base de datos en un momento dado. Es en si, el contenido de todos los registros.
Manipulación de la información
Para manipular la información utilizamos un lenguaje relacional, actualmente se cuenta con dos lenguajes formales el álgebra relacional y el cálculo relacional. El álgebra relacional permite describir la forma de realizar una consulta, en cambio, el cálculo relacional sólo indica lo que se desea devolver.
El lenguaje más común para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL (Structured Query Language), un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales.
En el modelo relacional los atributos deben estar explícitamente relacionados a un nombre en todas las operaciones, en cambio, el estándar SQL permite usar columnas sin nombre en conjuntos de resultados, como el asterisco taquigráfico (*) como notación de consultas.
Al contrario del modelo relacional, el estándar SQL requiere que las columnas tengan un orden definido, lo cual es fácil de implementar en una computadora, ya que la memoria es lineal.
Es de notar, sin embargo, que en SQL el orden de las columnas y los registros devueltos en cierto conjunto de resultado nunca está garantizado, a no ser que explícitamente sea especificado por el usuario.
Sin embargo, todo lo dicho es dicho y una base de datos relacional es utilizada para la formación del ingreso de datos de forma sistematizada, "fácil", y ordenada mocos
MANEJADORES DE BASES DE DATOS
Existe software exclusivamente dedicado a tratar con bases de datos relacionales. Este software se conoce como SGBD (Sistema de gestión de base de datos relacional) o RDBMS (del inglés Relational database management system).
Entre los gestores o manejadores más actuales y populares encontramos: MySQL, PostgreSQL, Oracle y Microsoft SQL Server.
Ventajas y desventajas
Ventajas
Provee herramientas que garantizan evitar la duplicidad de registros.
Garantiza la integridad referencial, así, al eliminar un registro elimina todos los registros relacionados dependientes.
Favorece la normalización por ser más comprensible y aplicable.
Desventajas
Presentan deficiencias con datos gráficos, multimedia, CAD y sistemas de información geográfica.
No se manipulan de forma manejable los bloques de texto como tipo de dato.
Las bases de datos orientadas a objetos (BDOO) se propusieron con el objetivo de satisfacer las necesidades de las aplicaciones anteriores y así, complementar pero no sustituir a las bases de datos relacionales.
Entre los gestores o manejadores más actuales y populares encontramos: MySQL, PostgreSQL, Oracle y Microsoft SQL Server.
Ventajas y desventajas
Ventajas
Provee herramientas que garantizan evitar la duplicidad de registros.
Garantiza la integridad referencial, así, al eliminar un registro elimina todos los registros relacionados dependientes.
Favorece la normalización por ser más comprensible y aplicable.
Desventajas
Presentan deficiencias con datos gráficos, multimedia, CAD y sistemas de información geográfica.
No se manipulan de forma manejable los bloques de texto como tipo de dato.
Las bases de datos orientadas a objetos (BDOO) se propusieron con el objetivo de satisfacer las necesidades de las aplicaciones anteriores y así, complementar pero no sustituir a las bases de datos relacionales.
MODELO RELACIONAL
En este capítulo se presenta el modelo relacional, que es el modelo lógico en el que se basan la mayoría de los SGBD comerciales en uso hoy en día. En primer lugar, se trata la descripción de los principios básicos del modelo relacional: la estructura de datos relacional y las reglas de integridad. A continuación, se presenta un tratamiento detallado del álgebra relacional, que es un conjunto de operaciones para manipular la estructura de datos relacional y especificar consultas de datos. El álgebra relacional es un lenguaje procedural, mientras que el cálculo relacional, que también se estudia en este capítulo, es un lenguaje equivalente no procedural.
BASE DE DATOS RELACIONALES
En una computadora existen diferentes formas de almacenar información. Esto da lugar a distintos modelos de organización de la base de datos: jerárquico, red, relacional y orientada a objeto.
Los sistemas relacionales son importantes porque ofrecen muchos tipos de procesos de datos, como: simplicidad y generalidad, facilidad de uso para el usuario final, períodos cortos de aprendizaje y las consultas de información se especifican de forma sencilla.
Las tablas son un medio de representar la información de una forma más compacta y es posible acceder a la información contenida en dos o más tablas. Más adelante explicaremos que son las tablas.
Las bases de datos relacionales están constituidas por una o más tablas que contienen la información ordenada de una forma organizada. Cumplen las siguientes leyes básicas:
o Generalmente, contendrán muchas tablas.
o Una tabla sólo contiene un número fijo de campos.
o El nombre de los campos de una tabla es distinto.
o Cada registro de la tabla es único.
o El orden de los registros y de los campos no está determinados.
o Para cada campo existe un conjunto de valores posible.
3. Diseño de las bases de datos relacionales
El primer paso para crear una base de datos, es planificar el tipo de información que se quiere almacenar en la misma, teniendo en cuenta dos aspectos: la información disponible y la información que necesitamos.
La planificación de la estructura de la base de datos, en particular de las tablas, es vital para la gestión efectiva de la misma. El diseño de la estructura de una tabla consiste en una descripción de cada uno de los campos que componen el registro y los valores o datos que contendrá cada uno de esos campos.
Los campos son los distintos tipos de datos que componen la tabla, por ejemplo: nombre, apellido, domicilio. La definición de un campo requiere: el nombre del campo, el tipo de campo, el ancho del campo, etc.
Los registros constituyen la información que va contenida en los campos de la tabla, por ejemplo: el nombre del paciente, el apellido del paciente y la dirección de este. Generalmente los diferente tipos de campos que su pueden almacenar son los siguientes: Texto (caracteres), Numérico (números), Fecha / Hora, Lógico (informaciones lógicas si/no, verdadero/falso, etc., imágenes.
En resumen, el principal aspecto a tener en cuenta durante el diseño de una tabla es determinar claramente los campos necesarios, definirlos en forma adecuada con un nombre especificando su tipo y su longitud.
Los sistemas relacionales son importantes porque ofrecen muchos tipos de procesos de datos, como: simplicidad y generalidad, facilidad de uso para el usuario final, períodos cortos de aprendizaje y las consultas de información se especifican de forma sencilla.
Las tablas son un medio de representar la información de una forma más compacta y es posible acceder a la información contenida en dos o más tablas. Más adelante explicaremos que son las tablas.
Las bases de datos relacionales están constituidas por una o más tablas que contienen la información ordenada de una forma organizada. Cumplen las siguientes leyes básicas:
o Generalmente, contendrán muchas tablas.
o Una tabla sólo contiene un número fijo de campos.
o El nombre de los campos de una tabla es distinto.
o Cada registro de la tabla es único.
o El orden de los registros y de los campos no está determinados.
o Para cada campo existe un conjunto de valores posible.
3. Diseño de las bases de datos relacionales
El primer paso para crear una base de datos, es planificar el tipo de información que se quiere almacenar en la misma, teniendo en cuenta dos aspectos: la información disponible y la información que necesitamos.
La planificación de la estructura de la base de datos, en particular de las tablas, es vital para la gestión efectiva de la misma. El diseño de la estructura de una tabla consiste en una descripción de cada uno de los campos que componen el registro y los valores o datos que contendrá cada uno de esos campos.
Los campos son los distintos tipos de datos que componen la tabla, por ejemplo: nombre, apellido, domicilio. La definición de un campo requiere: el nombre del campo, el tipo de campo, el ancho del campo, etc.
Los registros constituyen la información que va contenida en los campos de la tabla, por ejemplo: el nombre del paciente, el apellido del paciente y la dirección de este. Generalmente los diferente tipos de campos que su pueden almacenar son los siguientes: Texto (caracteres), Numérico (números), Fecha / Hora, Lógico (informaciones lógicas si/no, verdadero/falso, etc., imágenes.
En resumen, el principal aspecto a tener en cuenta durante el diseño de una tabla es determinar claramente los campos necesarios, definirlos en forma adecuada con un nombre especificando su tipo y su longitud.
PRIMERA Y SEGUNDA FORMAS NORMALES
PRIMERA Y SEGUNDA FORMAS NORMALES.
Formas normales.
Son las técnicas para prevenir las anomalías en las tablas. Dependiendo de su estructura, una tabla puede estar en primera forma normal, segunda forma normal o en cualquier otra.
Primera forma normal.
Las celdas de las tablas poseen valores simples y no se permiten grupos ni arreglos repetidos como valores, es decir, contienen un solo valor por cada celda.
Todos los ingresos en cualquier columna (atributo) deben ser del mismo tipo.
Cada columna debe tener un nombre único, el orden de las columnas en la tabla no es importante.
Dos filas o renglones de una misma tabla no deben ser idénticas, aunque el orden de las filas no es importante.
Segunda forma normal.
Consiste en edificar que atributos dependen de otro(s) atributo(s).
Formas normales.
Son las técnicas para prevenir las anomalías en las tablas. Dependiendo de su estructura, una tabla puede estar en primera forma normal, segunda forma normal o en cualquier otra.
Primera forma normal.
Las celdas de las tablas poseen valores simples y no se permiten grupos ni arreglos repetidos como valores, es decir, contienen un solo valor por cada celda.
Todos los ingresos en cualquier columna (atributo) deben ser del mismo tipo.
Cada columna debe tener un nombre único, el orden de las columnas en la tabla no es importante.
Dos filas o renglones de una misma tabla no deben ser idénticas, aunque el orden de las filas no es importante.
Segunda forma normal.
Consiste en edificar que atributos dependen de otro(s) atributo(s).
TERCERA FORMA NORMAL
Consiste en eliminar la dependencia transitiva que queda en una segunda forma normal, en pocas palabras una relación esta en tercera forma normal si está en segunda forma normal y no existen dependencias transitivas entre los atributos, nos referimos a dependencias transitivas cuando existe más de una forma de llegar a referencias a un atributo de una relación.
Por ejemplo, consideremos el siguiente caso:
Forma normal de Boyce Codd.Denominada por sus siglas en ingles como BCNF; Una tabla se considera en esta forma si y sólo sí cada determinante o atributo es una llave candidato.
Continuando con el ejemplo anterior, si consideramos que en la entidad alumno sus atributos control y nombre nos puede hacer referencia a los atributos esp., entonces decimos que dichos atributos pueden ser llaves candidato.
Gráficamente podemos representar la forma normal de Boyce Codd de la siguiente forma:
Por ejemplo, consideremos el siguiente caso:
Forma normal de Boyce Codd.Denominada por sus siglas en ingles como BCNF; Una tabla se considera en esta forma si y sólo sí cada determinante o atributo es una llave candidato.
Continuando con el ejemplo anterior, si consideramos que en la entidad alumno sus atributos control y nombre nos puede hacer referencia a los atributos esp., entonces decimos que dichos atributos pueden ser llaves candidato.
Gráficamente podemos representar la forma normal de Boyce Codd de la siguiente forma:
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