BASE DE DATOS CENTRALIZADA

Una base de datos centralizada es una base de datos almacenada en su totalidad en un solo lugar físico, es decir, es una base de datos almacenada en una sola maquina y en una sola CPU, en donde los usuarios trabajan en terminales  que solo muestran resultados.

Los sistemas de bases de datos centralizadas son aquellos que se ejecutan en un único sistema informático sin interaccionar con ninguna otra computadora.

CARACTERÍSTICAS

• —            Se almacena completamente en una localidad central, es decir, todos los componentes del sistema residen en un solo computador o sitio.
• —   No posee múltiples elementos de procesamiento ni mecanismos de intercomunicación como las Bases de Datos Distribuidas.
• —      Los componentes de la Bases de Datos Centralizadas son los datos, el software del SGBD y los dispositivos de almacenamiento secundario asociados, como disco de almacenamiento en línea de la base de datos y cintas para las copias de seguridad.
• —          El problema de seguridad es inherentemente fácil en estos sistemas de bases de datos.

VENTAJAS

• —        Se evita la redundancia. En sistemas que no usan Bases de Datos Centralizadas, cada aplicación tiene sus propios archivos privados o se encuentran en diferentes localidades. Esto a menudo origina enorme redundancia en los datos almacenados, así como desperdicio resultante del espacio de almacenamiento.
• —         Se evita la inconsistencia. Ya que si un hecho específico se representa por una sola entrada, la no-concordancia de datos no puede ocurrir.
• —   Pueden hacerse cumplir las normas establecidas. Con un control central de la base de datos, el Administrador de Base de Datos (DBA) puede garantizar que se cumplan todas las formas aplicables a la representación de los datos.
• —   Pueden aplicarse restricciones de seguridad.
• —         Puede conservarse la integridad. Que los datos se  encuentren en una sola máquina ayuda a evitar la inconsistencia de los datos, por el mismo hecho de encontrarse en una sola máquina.
• —          El procesamiento de los datos ofrece un mejor rendimiento y resulta más confiable que en los sistemas distribuidos.

DESVENTAJAS

• —          Los mainframes (computadora central) no ofrecen mejor proporción precio/rendimiento que los microprocesadores de los sistemas distribuidos.
• —      Cuando un sistema de Base de Datos Centralizada falla, se pierde toda la disponibilidad de procesamiento y sobre todo de la información confiada al sistema.
• —          En caso de un desastre o catástrofe, la recuperación es difícil de sincronizar.
• —          Las cargas de trabajo no se pueden difundir entre diferentes computadoras, ya que los trabajos siempre se ejecutarán en la misma máquina.
• —         No se puede añadir poder de cómputo en pequeños incrementos, debido a lo complicado de esta operación. 

BASE DE DATOS DISTRIBUIDA

Una base de datos distribuida es un conjunto de múltiples bases de datos lógicamente relacionadas las cuales se encuentran distribuidas entre diferentes sitios interconectados por una red de comunicaciones, los cuales tienen la capacidad de procesamiento autónomo lo cual indica que puede realizar operaciones locales o distribuidas.

Un sistema de bases de datos distribuidos es un sistema en el cual múltiples sitios de bases de datos están ligados por un sistema de comunicaciones de tal forma que, un usuario en cualquier sitio puede acceder los datos en cualquier parte de la red.

CARACTERÍSTICAS 

Autonomía Local: los sitios distribuidos deben ser autónomos, es decir que todas las operaciones de un sitio se controlan desde ese sitio.

No dependencia de un sitio central: no debe ser necesario que los usuarios sepan dónde están almacenados físicamente los datos, sino que el usuario tiene que verlo como si existiera en un sitio local.

Operación continua: nunca debería apagarse para realizar alguna función, como añadir un nuevo sitio.

Independencia con respecto a la localización: no debe haber dependencia de un sitio central para obtener un servicio.

Independencia con respecto a la fragmentación: la fragmentación es deseable por razones de desempeño  los datos pueden almacenarse en la localidad donde se utilizan con mayor frecuencia de manera que la mayor parte de las operaciones sean sólo locales y se reduzca el tráfico en la red.

Independencia de réplica: si una relación dada se puede representar en el nivel físico mediante varias copias almacenadas o réplicas, en muchos sitios distintos.

Procesamiento distribuido de consultas: el objetivo es convertir transacciones de usuario en instrucciones para manipulación de datos, y así reducir el tráfico en la red implica que el proceso mismo de optimización de consultas debe ser distribuido.

Manejo distribuido de transacciones: tiene dos aspectos principales, el control de recuperación y el control de concurrencia, cada uno de los cuales requiere de un tratamiento más amplio en el ambiente distribuido.

Independencia con respecto al equipo.

Independencia con respecto al sistema operativo.

Independencia con respecto a la red.

Puede leer y escribir datos localizados en diferentes nodos de la red.

Todos los usuarios acceden a la base de datos a través de un esquema global en forma transparente al usuario.

VENTAJAS

Los sistemas de bases de datos distribuidas tienen múltiples ventajas. En primer lugar los datos son localizados en un lugar más cercano, por tanto, el acceso es más rápido; el procesamiento es rápido debido a que varios nodos intervienen en el procesamiento de una carga de trabajo, nuevos nodos se pueden agregar fácil y rápidamente. La comunicación entre nodos se mejora, los costos de operación se reducen, son amigables al usuario, la probabilidad que la falla en un solo nodo afecte al sistema es baja y existe una autonomía e independencia entre los nodos.

DESVENTAJAS

La principal desventaja se refiere al control y manejo de los datos. Dado que éstos residen en muchos nodos diferentes y se pueden consultar por nodos diversos de la red, la probabilidad de violaciones de seguridad es creciente si no se toman las precauciones debidas.

La habilidad para asegurar la integridad de la información en presencia de fallas no predecibles tanto de componentes de hardware como de software es compleja, la integridad se refiere a la consistencia, validez y exactitud de la información.

Dado que los datos pueden estar replicados, el control de concurrencia y los mecanismos de recuperación son mucho más complejos que un sistema centralizado.

La distribución produce un aumento en la complejidad del diseño y en la implementación del sistema.

BASE DE DATOS CLIENTE SERVIDOR

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.
Por otro lado los clientes suelen ser estaciones de trabajo que solicitan varios servicios al servidor. Ambas partes deben estar conectadas entre sí mediante una red.

CARACTERÍSTICAS

Un sistema cliente/servidor es aquel en el que uno o más clientes y uno o más servidores, conjuntamente con un sistema operativo subyacente y un sistema de comunicación entre procesos, forma un sistema compuesto que permite cómputo distribuido, análisis, y presentación de los datos. Si existen múltiples servidores de procesamiento de base de datos, cada uno de ellos deberá procesar una base de datos 12 distinta, para que el sistema sea considerado un sistema cliente/servidor. Cuando dos servidores procesan la misma base de datos, el sistema ya no se llama un sistema cliente/servidor, sino que se trata de un sistema de base de datos distribuido.

Los clientes, a través de la red, pueden realizar consultas al servidor.El servidor tiene el control sobre los datos,sin embargo los clientes pueden tener datos privados que residen en sus computadoras.Las principales características de la arquitectura Cliente/Servidor son:

 El servidor presenta a todos sus clientes una interfaz única y bien definida.

El cliente no necesita conocer la lógica del servidor, sólo su interfaz externa.

El cliente no depende de la ubicación física del servidor, ni del tipo de equipo físico en el que se encuentra, ni de su sistema operativo.

Los cambios en el servidor implican pocos o ningún cambio en el cliente

Como ejemplos de clientes pueden citarse interfaces de usuario para enviar comandos a un servidor, APIs (Aplication Program Interface) para el desarrollo de aplicaciones distribuidas, herramientas en el cliente para acceder a servidores remotos (por ejemplo, servidores de SQL) o aplicaciones que solicitan acceso a servidores para algunos servicios. Como ejemplos de servidores pueden citarse servidores de ventanas como X-windows, servidores de archivos como NFS, servidores para el manejo de bases de datos (como los servidores de SQL), servidores de diseño y manufactura asistidos por computador, etc.

PARTES DE UN SISTEMA CLIENTE/SERVIDOR

Los principales componentes de un sistema cliente/servidor son:

El núcleo (back-end o sección posterior). Es el SGBD propiamente (servidor).

El interfaz (front-end o sección frontal). Aplicaciones que funcionan sobre el SGBD (cliente).

La parte cliente de la aplicación maneja la entrada de datos, acepta consultas de los usuarios y muestra los resultados. La parte cliente no procesa las consultas. En su lugar, envía la consulta del usuario al computador servidor, donde la parte servidor de la aplicación procesa la consulta. El servidor devuelve los resultados al cliente, que es quien se las muestra al usuario.

 REFERENCIAS:

http://es.slideshare.net/EduardoSimonHernandez/base-de-datos-distribuidas-vs-centralizadas

http://aishiteru-onna.blogspot.mx/2009/05/bases-de-datos-distribuidas.html

http://www.c3z4r.com/cuaed/01/arquitecturadb.pdf

              

Además de la clasificación por la función de las bases de datos, éstas también se pueden clasificar de acuerdo a su modelo de administración de datos.

Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como contenedor de datos (algo en donde se guarda la información), así como de los métodos para almacenar y recuperar información de esos contenedores.

Es una representación de la realidad que contiene las características generales de algo que se va a realizar. En base de datos, esta representación la elaboramos de forma gráfica. ¿Qué es modelo de datos? Es una colección de herramientas conceptuales para describir los datos, las relaciones que existen entre ellos, semántica asociada a los datos y restricciones de consistencia.  

Se encuentran:

     1.Modelos lógicos basados en registros:

              Relacional

              Red

              Jerárquico

      2. Modelos lógicos basados en objetos

              MER

              Modelo orientado a objetos

1.MODELOS LÓGICOS BASADOS EN REGISTROS:

Se utilizan para describir datos en los niveles conceptual y físico. Estos modelos utilizan registros e instancias para representar la realidad, así como las relaciones que existen entre estos registros (ligas) o apuntadores. A diferencia de los modelos de datos basados en objetos, se usan para especificar la estructura lógica global de la base de datos y para proporcionar una descripción a nivel más alto de la implementación.

1.-Modelo relacional:

El modelo relacional para la gestión de una base de datos es un modelo de datos basado en la lógica de predicado y en la teoría de conjuntos. Éste es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente.

En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar para un usuario casual de la base de datos.

La información puede ser recuperada o almacenada por medio de «consultas» que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información. El lenguaje más común para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language o Lenguaje Estructurado de Consultas, un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales. Este modelo considera la base de datos como una colección de relaciones.

De manera simple, una relación representa una tabla, en que cada fila representa una colección de valores que describen una entidad del mundo real. Cada fila se denomina tupla o registro y cada columna campo.

2.-      Modelo de red:

Este modelo representa los datos mediante colecciones de registros y sus relaciones se representan por medio de ligas o enlaces, los cuales pueden verse como punteros. Los registros se organizan en un conjunto de gráficas arbitrarias.

3.-   Modelo jerárquico:

Es similar al modelo de red en cuanto a las relaciones y datos, ya que estos se representan por medio de registros y sus ligas. La diferencia radica en que están organizados por conjuntos de árboles en lugar de gráficas arbitrarias.

1.MODELOS LÓGICOS BASADOS EN OBJETOS:

Se usan para describir datos en los niveles conceptual y de visión, es decir, con este modelo representamos los datos de tal forma como nosotros los captamos en el mundo real, tienen una capacidad de estructuración bastante flexible y permiten especificar restricciones de datos explícitamente. Existen diferentes modelos de este tipo, pero el más utilizado por su sencillez y eficiencia es el modelo Entidad-Relación

1. Modelo Entidad-Relación:

Denominado por sus siglas como: E-R; Este modelo representa a la realidad a través de entidades, que son objetos  que existen y que se distinguen de otros por sus características, por ejemplo: un alumno se distingue de otro por sus características particulares como lo es el nombre, o el numero de control asignado al entrar a una institución educativa, así mismo, un empleado, una materia, etc.

Las entidades pueden ser de dos tipos:

Tangibles: Son todos aquellos objetos físicos que podemos ver, tocar o sentir.

Intangibles: Todos aquellos eventos u objetos conceptuales que no  podemos ver, aun sabiendo que existen, por ejemplo: la entidad materia, sabemos que existe, sin embargo, no la  podemos visualizar o tocar.

Las características de las entidades en base de datos se llaman atributos, por ejemplo el nombre, dirección teléfono, grado, grupo, etc. son atributos de la entidad alumno; Clave, número de seguro social, departamento, etc., son atributos de la entidad empleado. A su vez una entidad se puede asociar o relacionar con más entidades a través de relaciones.

Pero para entender mejor esto, veamos un ejemplo:

 Consideremos una empresa que requiere controlar a los vendedores y las ventas que ellos realizan; de este problema determinamos que los objetos o entidades principales a estudiar son el empleado (vendedor) y el artículo (que es el producto en venta), y las características que los identifican son:

Empleado:        Artículo:                   Nombre            Descripción                   Puesto              Costo                   Salario              Clave                   R.F.C.

La relación entre ambas entidades la podemos establecer como Venta.

Bueno, ahora nos falta describir como se representa un modelo E-R gráficamente, la representación es muy sencilla, se emplean símbolos, los cuales son:

  Así nuestro ejemplo anterior quedaría representado de la siguiente forma:

 Elementos del modelo entidad-relación

Entidad.- Objeto del mundo real sobre el que queremos almacenar información (Ej: una persona). Las entidades están compuestas de atributos que son los datos que definen el objeto (para la entidad persona serían DNI, nombre, apellidos, dirección,...). De entre los atributos habrá uno o un conjunto de ellos que no se repite; a este atributo o conjunto de atributos se le llama clave de la entidad, (para la entidad persona una clave seria DNI).

En toda entidad siempre hay al menos una clave que en el peor de los casos estará formada por todos los atributos de la tabla. Ya que pueden haber varias claves y necesitamos elegir una, lo haremos atendiendo a estas normas:

–    Que sea única.

–    Que se tenga pleno conocimiento de ella.- ¿Por qué en las empresas se asigna a cada cliente un número de cliente?.

–    Que sea mínima, ya que será muy utilizada por el gestor de base de datos.

–      Atributos

–      Los atributos definen o identifican las características de entidad (es el contenido de esta entidad). Cada entidad contiene distintos atributos, que dan información sobre esta entidad. Estos atributos pueden ser de distintos tipos (numéricos, texto, fecha…).

–      Relación

–      Es un vínculo que nos permite definir una dependencia entre varias entidades, es decir, nos permite exigir que varias entidades compartan ciertos atributos de forma indispensable.

–      Relaciones de cardinalidad

–      Podemos encontrar distintos tipos de relaciones según como participen en ellas las entidades. Es decir, en el caso anterior cada empleado puede tener un cargo, pero un mismo cargo lo pueden compartir varios empleados.

–      Esto complementa a las representaciones de las relaciones, mediante un intervalo en cada extremo de la relación que especifica cuantos objetos o cosas (de cada entidad) pueden intervenir en esa relación.

–      Uno a uno: Una entidad se relaciona únicamente con otra y viceversa. Por ejemplo, si tuviésemos una entidad con distintos chasis y otra con matrículas deberíamos de determinar que cada chasis solo puede tener una matrícula (y cada matrícula un chasis, ni más en ningún caso).

Uno a varios o varios a uno: determina que un registro de una entidad puede estar relacionado con varios de otra entidad, pero en esta entidad existir solo una vez.

Varios a varios: determina que una entidad puede relacionarse con otra con ninguno o varios registros y viceversa. Por ejemplo, en el taller un coche puede ser reparado por varios mecánicos distintos y esos mecánicos pueden reparar varios coches distintos.

Claves

Es el atributo de una entidad, al que le aplicamos una restricción que lo distingue de los demás registros (no permitiendo que el atributo específico se repita en la entidad) o le aplica un vínculo (exactamente como comentábamos en las relaciones). Estos son los distintos tipos:

Superclave: aplica una clave o restricción a varios atributos de la entidad, para así asegurarse que en su conjunto no se repitan varias veces y así no poder entrar en dudas al querer identificar un registro.

Clave primaria: identifica inequívocamente un solo atributo no permitiendo que se repita en la misma entidad. Como sería la matrícula o el número de chasis de un coche (no puede existir dos veces el mismo).

Clave externa o clave foránea: este campo tiene que estar estrictamente relacionado con la clave primaria de otra entidad, para así exigir que exista previamente ese clave. Anteriormente hemos hablado de ello cuando comentábamos que un empleado indispensablemente tiene que tener un cargo (que lo hemos representado numéricamente), por lo cual si intentásemos darle un cargo inexistente el gestor de bases de datos nos devolvería un error.

Modelo Orientado a Objetos: 

Los objetos encapsulan atributos (forman el estado) y métodos (servicios que brinda) lo que le da una cierta funcionalidad. Los objetos coordinan sus actividades a través del llamado mutuo de métodos.

El modelo orientado a objetos tiene un gran número de objetos autónomos con distinta funcionalidad disponibles en un sistema distribuido. Los objetos corren en espacios de direccionamiento disjuntos. A partir de rutinas de comunicación explicitas ellos invocan y usan la funcionalidad de los otros objetos

CLASE Y OBJETOS

Una Clase es la descripción de un grupo de objetos con:

 Propiedades similares (atributos del objeto).                 

Comportamiento (operaciones y diagramas de estado) y semántica común.

 Y que establecen el mismo tipo de relaciones  con otros objetos.

Un objeto es una instancia (u ocurrencia) de una clase. Cada objeto tiene existencia propia y puede ser identificado. Se ha definido la identidad como: “aquella propiedad de un objeto que lo distingue del resto de objetos”

Herencia: un subtipo o una subclase heredarán los atributos y métodos de su supe tipo o superclase, respectivamente.

LAS CLASES PROPORCIONAN UN MECANISMO PARA COMPARTIR LA ESTRUCTURA ENTRE

ENLACE Y ASOCIACIÓN

Un enlace (link) es una conexión física o conceptual entre objetos. Muchos enlaces interconectan dos objetos, pero es posible la existencia de enlaces entre tres o más objetos.

Una asociación es la descripción de un grupo de enlaces con una estructura y semántica común. 

REFERENCIAS:

https://basesdedatos.wordpress.com/modelos-logicos-basados-en-registros/

http://www.genbetadev.com/bases-de-datos/fundamento-de-las-bases-de-datos-modelo-entidad-relacion

Es una colección de datos cuya característica principal es que los datos pueden almacenarse y administrarse en forma de tablas. Al hablarse de bases de datos relacionales, significa que se pueden crear relaciones entre las tablas de las bases de datos. Una relación entre tablas consiste en que algunos registros de una tabla tengan datos en común con registros de otras tablas, permitiendo un manejo más eficiente y sin redundancia.

   Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización de una base de datos, el cual es entendido como el proceso necesario para que una base de datos sea utilizada de manera óptima.

CARACTERÍSTICAS: 

*Una base de datos relacional se compone de varias tablas o relaciones.
* No pueden existir dos tablas con el mismo nombre ni registro.
* Cada tabla es a su vez un conjunto de registros (filas y columnas).
* La relación entre una tabla padre y un hijo se lleva a cabo por medio de las claves primarias y ajenas (o foráneas).

Las claves primarias son la clave principal de un registro dentro de una tabla y éstas deben cumplir con la integridad de datos.

* Las claves ajenas se colocan en la tabla hija, contienen el mismo valor que la clave primaria del registro padre; por medio de éstas se hacen las relaciones.

ELEMENTOS

Relaciones Base y Derivadas

En una base de datos relacional, todos los datos se almacenan y se accede a ellos por medio de relaciones. Las relaciones que almacenan datos son llamadas "relaciones base" y su implementación es llamada "tabla". Otras relaciones no almacenan datos, pero 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 tabla.

Restricciones

Una restricción es una limitación 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 limitan los datos que pueden ser almacenados en las tablas.

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.

Distintos tipos de dominios son: enteros, cadenas de texto, fecha, no procedurales, etc.

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

se le llama clave primaria a un campo o a una combinación de campos que identifica de forma única a cada fila de una tabla. Una clave primaria comprende de esta manera una columna o conjunto de columnas. No puede haber dos filas en una tabla que tengan la misma clave primaria.

Clave foránea

Una clave foránea es una referencia a una clave en otra tabla, determina la relación existente en dos tablas. Las claves foráneas no necesitan ser claves únicas en la tabla donde están y sí a donde están referenciadas.

RELACIONES

Entre dos tablas de cualquier base de datos relacional pueden haber tres tipos de relaciones, relaciones uno a uno, relaciones uno a muchos y relación muchos a muchos:

 Relación Uno a Uno:

Cuando un registro de una tabla sólo puede estar relacionado con un único registro de la otra tabla y viceversa.

Relación Uno a Varios:

 Cuando un registro de una tabla (tabla secundaria) sólo puede estar relacionado con un único registro de la otra tabla (tabla principal) y un registro de la tabla principal puede tener más de un registro relacionado en la tabla secundaria, en este caso se suele hacer referencia a la tabla principal como tabla 'padre' y a la tabla secundaria como tabla 'hijo', entonces la regla se convierte en 'un padre puede tener varios hijos pero un hijo solo tiene un padre (regla más fácil de recordar).

Relación Varios a Varios: 

Cuando un registro de una tabla puede estar relacionado con más de un registro de la otra tabla y viceversa. En este caso las dos tablas no pueden estar relacionadas directamente, se tiene que añadir una tabla entre las dos que incluya los pares de valores relacionados entre sí.

REFERENCIAS:

https://ilsegabyag.wordpress.com/2012/04/23/bases-de-datos-relacionales/

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

http://www.netronycs.com/modelos_de_base_de_datos.html