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Arquitectura de Base de Datos

Arquitectura de Base de datos

Introducción Para poder explicar cómo es la arquitectura de las bases de datos es importante recodar cual es la definición de las Bases de datos. Una base de datos es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso. [1]

Hoy en día las bases de datos sin duda alguna forman una parte muy importante en nuestras vidas, ya que estas nos permiten almacenar datos de forma ordenada y sistemática y aunque los usuarios de las bases de datos no tienen que darse cuenta de cómo es que está estructurada o como es que se almacenan los datos, si es importante que los encargados de estas estén consientes de cómo está estructurada par así poder sacar un mejor provecho de estas. Es por ello que en este trabajo se les presenta la arquitectura de las bases de datos.

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Desarrollo

Hasta fecha relativamente cercana, las bases de datos eran el resultado de una compleja programación y de complicados mecanismos de almacenamiento. Con la popularización de la microinformática, la aparición de aplicaciones específicas también trajo con ella la disponibilidad de herramientas de gestión de datos, que acabaron desembocando en los denominados sistemas de gestión de bases de datos, identificados por sus siglas SGBD (DBMS en inglés, siglas de DataBase Management Systems). De esta manera, la gestión de base de datos pudo liberarse de las grandes computadoras centrales, pudiendo distribuirse según los intereses de los usuarios, y dotando de autonomía en la gestión de información a muchas entidades. La arquitectura de sistemas de bases de datos de tres esquemas fue aprobado por la ANSISPARC (American National Standard Institute - Standards Planning and Requirements Committee) en 1975 como ayuda para conseguir la separación entre los programas de aplicación y los datos, el manejo de múltiples vistas por parte de los usuarios y el uso de un catálogo para almacenar el esquema de la base de datos. El objetivo de la arquitectura de tres niveles es el de separar los programas de aplicación de la base de datos física. [2] Las bases de datos respetan la arquitectura de tres niveles definida, para cualquier tipo de base de datos. En esta arquitectura la base de datos se divide en los niveles externo, conceptual e interno. [3] 1. Nivel interno es el nivel más bajo de abstracción, y define cómo se almacenan los datos en el soporte físico, así como los métodos de acceso. Tiene un esquema interno que describe la estructura física de almacenamiento de base de datos. Emplea un modelo físico de datos y los únicos datos que existen están realmente en este nivel.

2. Nivel conceptual es el nivel medio de abstracción. Se trata de la representación de los datos realizada por la organización, que recoge las vistas parciales de los requerimientos de los diferentes usuarios y las aplicaciones posibles. Tiene esquema conceptual. Describe la estructura de toda la base de datos para una comunidad de usuarios. Oculta los detalles físicos de almacenamiento y trabaja con elementos lógicos como entidades, atributos y relaciones.

3. Nivel externo es el nivel de mayor abstracción. A este nivel corresponden las diferentes vistas parciales que tienen de la base de datos los diferentes usuarios. En cierto modo, es la parte del modelo conceptual a la que tienen acceso. Tiene varios esquemas externos o vistas de usuario. Cada esquema describe la visión que tiene de la base de datos a un grupo de usuarios, ocultando el resto.

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Fig.1. Niveles de la arquitectura de bases de datos. La mayoría de los SGBD no distinguen del todo los tres niveles. Algunos incluyen detalles del nivel físico en el esquema conceptual. En casi todos los SGBD que se manejan vistas de usuario, los esquemas externos se especifican con el mismo modelo de datos que describe la información a nivel conceptual, aunque en algunos se pueden utilizar diferentes modelos de datos en los niveles conceptuales y externo. La arquitectura de tres niveles es útil para explicar el concepto de independencia de datos que podemos definir como la capacidad para modificar el esquema en un nivel del sistema sin tener que modificar el esquema del nivel inmediato superior. [2]

Correspondencias, asociaciones o ligaduras (mappings) Para describir un mismo grupo de datos, un sistema puede gestionar varios niveles de esquemas, para lo cual el DBMS debe poder garantizar la transferencia de los datos desde el formato correspondiente de un nivel al formato correspondiente a otro nivel; este proceso se denomina transformación de datos o mapping. Hay dos niveles de correspondencia en la arquitectura ANSI/SPARC: uno entre los niveles externo y conceptual del sistema, y otro entre los niveles conceptual e interno. La correspondencia conceptual/interna es la que existe entre las vistas conceptuales y la base de datos almacenada; especifica cómo se representan los registros y campos conceptuales en el nivel interno. Si se modifica la estructura de la base de datos almacenada (es decir, si se altera la definición de la estructura de almacenamiento), la correspondencia conceptual/interna deberá modificarse también de acuerdo con ello, para que no varíe el esquema conceptual (el administrador de la base de datos se debe encargar de controlar tales modificaciones). Dicho de otra manera, los efectos de las alteraciones deberán aislarse por debajo del nivel conceptual, a fin de conservar la independencia de los datos. La correspondencia externa/conceptual es la que existe entre una determinada vista externa y la vista conceptual. Las diferencias que pueden existir entre estos dos niveles son similares a las que pueden existir entre la vista conceptual y la base de datos almacenada. Por ejemplo, los campos pueden tener distintos tipos de datos, los nombres de los campos y los registros pueden diferir, pueden combinarse varios campos conceptuales para formar un solo campo externo (virtual), etc. Puede existir cualquier cantidad de vistas externas; cualquier número de usuarios puede compartir una determinada vista externa.

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Algunos sistemas permiten expresar la definición de una vista externa en términos de otras en vez de requerir siempre una definición explícita de la correspondencia respecto al nivel conceptual, cosa que resulta útil si existe una relación muy grande entre varias vistas externas. Los sistemas relacionales en particular casi siempre permiten hacer esto. [4]

Figura 2. Arquitectura ANSI/SPARC

Arquitectura cliente servidor.

Una arquitectura es un conjunto de reglas, definiciones, términos y modelos que se emplean para producir un producto. La arquitectura Cliente/Servidor agrupa conjuntos de elementos que efectúan procesos distribuidos y computo cooperativo.

La arquitectura cliente/servidor es un modelo para el desarrollo de sistemas de información, en el que las transacciones se dividen en procesos independientes que cooperan entre sí para intercambiar información, servicios o recursos. Se denomina cliente al proceso que inicia el diálogo o solicita los recursos y servidor, al proceso que responde a las solicitudes. Es el modelo de interacción más común entre aplicaciones en una red. [7]

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10 Ideas Principales 1. Como muchos usuarios de sistemas de bases de datos no están familiarizados con las computadoras, los desarrolladores esconden la complejidad a los usuarios a través de varios niveles de abstracción para simplificar la interacción de los usuarios con el sistema. 2. El objetivo de la arquitectura de tres esquemas, consiste en formar una separación entre las aplicaciones del usuario y la base de datos física. 3. Un objetivo importante de un sistema de base de datos es proporcionar a los usuarios una visión abstracta de los datos, es decir, el sistema esconde ciertos detalles de cómo se almacenan y mantienen los datos. Sin embargo para que el sistema sea manejable, los datos se deben extraer eficientemente. [5] 4. A menudo el nivel físico no es facilitado por muchos DBMS, esto es, no permiten al usuario elegir como se almacenan sus datos y vienen con una forma estándar de almacenamiento y manipulación de los datos. [6] 5. Un objetivo importante de un sistema de base de datos es proporcionar a los usuarios una visión abstracta de los datos, es decir, el sistema esconde ciertos detalles de cómo se almacenan y mantienen los datos. Sin embargo para que el sistema sea manejable, los datos se deben extraer eficientemente. 6. Las modificaciones en el nivel físico son ocasionalmente necesarias para mejorar el funcionamiento. Se refiere cuando se puede alterar la estructura física de la Base de Datos sin la necesidad que se deba alterar su estructura lógica. [8] 7. Las modificaciones en el nivel lógico son necesarias siempre que la estructura lógica de la base de datos se altere. Se puede modificar la estructura de la Base de Datos son la necesidad que se deba reescribir las aplicaciones. [8] 8. Arquitectura Centralizada. Se basa e la existencia de una maquina servidora que almacena los datos y las aplicaciones que los procesan, los clientes se comportan como terminales. Entre sus ventajas están el gran nivel de seguridad y su fácil administración, mientras que sus desventajas son el alto costo y la maquina servidora está muy cargada. [9] 9. Arquitectura Cliente Servidor. Se basa en la existencia de dos tipos de aplicaciones ejecutándose de forma independiente, una de las aplicaciones actúa como cliente y otra como servidor. Entre sus ventajas esta la escalabilidad y el reparto de cargas aunque como desventajas están las nuevas aplicaciones y la importante dependencia de las comunicaciones. 10. Según esta definición, los sistemas cliente/servidor no están limitados a

aplicaciones de bases de datos. Cualquier aplicación que tenga una interfaz de usuario (front-end, sección frontal o parte cliente) que se ejecute localmente en el cliente y un proceso que se ejecute en el servidor (back-end, sección posterior, o sistema subyacente) está en forma de computación cliente/servidor.

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Conclusión En el presente trabajo de investigación se explico a detalle de la arquitectura de Bases de Datos. Los tres niveles vistos, componen lo que conocemos como arquitectura de base de datos a tres niveles o Arquitectura ANSI/SPARC. En el entorno informático, la gestión de bases de datos ha evolucionado desde ser una aplicación más disponible para las computadoras, a ocupar un lugar fundamental en los sistemas de información. En la actualidad, un sistema de información será más valioso cuanto de mayor calidad sea la base de datos que lo soporta, la cual resulta a su vez un componente fundamental del mismo, de tal forma que puede llegarse a afirmar que es imposible la existencia de un sistema de información sin una base de datos, que cumple la función de "memoria", en todas sus acepciones posibles, del sistema. Se muestra cómo es que se trabajan en cada uno de estos niveles de forma independiente, pero se muestra la relación que existen entre ellos y aunque se destaca la importancia que tiene para aquellas personas que se encargan de crear y mantener las bases de datos también se destaca que el usuario de las bases de datos no tiene por qué darse cuenta de lo que se realiza dentro de ella. Se mencionan también las arquitecturas cliente Servidor, así como las Centralizadas ya que estas son de las más usadas hoy en día por las bases de datos.

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Referencias

http://es.wikipedia.org/wiki/Base_de_datos

16 sep 2013, a las 14:31

1

http://www.monografias.com/trabajos37/arquitectura-de-sistemas/arquitectura-desistemas.shtml#ixzz2f4GzbguO

JUNIO 2006

2

(KORTH y SILBERSCHATZ, 1994:5; MIGUEL y PIATTINI, 1993: 83-107; MOTA, CELMA y CASAMAYOR, 1994: 11-12):

3

Arquitecturas de sistemas de bases de datos, Óscar González Martín (Gestión) Profesor: Francisco Ruiz González 1999/2000

4

http://labredes.itcolima.edu.mx/fundamentosbd/sd_u1_4.htm

5

http://dis.um.es/~barzana/Informatica/IAGP/IAGP_Sistemas_BD.html

6

http://labredes.itcolima.edu.mx/fundamentosbd/sd_u1_6.htm

7

http://todosobrebd.blogspot.mx/2011/06/capitulo-i-bases-de-datos-objetivo.html

8

Técnicas Avanzadas para el desarrollo de aplicaciones 2002 Pedro Alarcón Cavero y Agustín Yagüe Panadero.

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