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Tipos de bases de datos...

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Bases de datos y lenguajes Tarea #1: Reporte de tipos de bases de datos

Sheila Mendoza Díaz

Objetivo Elaborar un reporte (aprox. 10 – 12 cuartillas) donde se describan las características más importantes en cuanto a su estructura, funcionamiento, propósito, ventajas, desventajas y ejemplos de bases de datos para cada uno de los siguientes tipos: Base de datos relacional  ¿Qué es? Conjunto de información relacionada entre sí, referente a un tema o propósito en particular. Los registros de los empleados, las listas de posibles clientes y suministradores constituyen una base de datos.  Describe su estructura Tablas  Representan tanto las entidades como las relaciones del modelo E-R.  Matriz rectangular bidimensional (filas y columnas).  Cada elemento o casilla de la matriz es un ítem de datos elemental. Mínimo elemento lógico de acceso y modificación.  Columnas: atributos.  Nombre único en cada tabla.  Espacio de valores o dominio.  Valor nulo: indica valor desconocido o no aplicable.  Captura opcional (puede tomar valores nulos) u obligatoria.  Su número es a priori fijo.  Filas o tuplas: objetos del mundo real.  Nunca duplicadas.  Mínima unidad de borrado.  Registro lógico.  Su número varí según se realicen operaciones de inserción y borrado en la tabla.  Pueden estar dispuestas en cualquier orden.  Cardinalidad de una tabla: número de filas.  Nomenclatura: NOMBRE_TABLA.nombre_atributo Claves  Necesidad de identificación unívoca y no ambigua.  Clave candidata: agrupación de atributos (quizás uno solo) que identifican sin ambigüedad y de forma unívoca a todas las posibles tuplas de una tabla. o Mínimo número de atributos: [1]

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1. Máximo número de atributos: los que tenga la tabla. o No debe haber atributos inútiles o superfluos. Si se elimina algún atributo de la clave candidata, ya no lo es. o Siempre hay seguro al menos 1 clave candidata (la agregación de todos los atributos). o Puede haber varias claves candidatas. Clave primaria o principal: se escoge de entre las claves candidatas. Usualmente se prefiere la de menor tamaño. Claves alternas o alternativas: el resto de las claves candidatas no escogidas como clave primaria. Atributo primo: aquel que forma parte de la clave primaria. Clave ajena o foránea: un atributo de una tabla (o agregación de ellos) puede ser clave primaria de otra tabla. o Mecanismo de relación y enlace de información. o Los atributos de una clave ajena pueden o no formar parte de la clave primaria de la tabla a la que pertenecen. o En una tabla no es obligatoria la existencia de claves ajenas.

Restricciones El modelo relacional de datos contempla tres tipos de restricciones: 1. Integridad de la clave. Ningún atributo de una clave candidata puede tomar valores nulos. Lógicamente, los atributos que forman una clave candidata han de tomar siempre valores distintos para cada posible tupla. 2. Integridad de referencia o referencial. Sea T1.a un atributo de la tabla T1 que forma parte de una clave ajena para la tabla T2. Es decir, que en T2 existe un atributo definido con el mismo dominio, aunque no obligatoriamente con igual nombre, y que es parte de su clave primaria. Entonces, T1.a debe ser siempre igual a algún valor ya contenido en el atributo referenciado en la tabla T2, o bien tomar un valor nulo. 3. Otras restricciones de acuerdo con la semántica concreta del problema. Pueden ser sencillas, como la especificación de valores mínimos o máximos que puede tomar un atributo numérico, lista de valores permitidos de un atributo, o más complejas: condiciones sobre valores de los atributos en función de valores de otros atributos de esa u otras tablas. 

¿Cuál es su propósito?

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Una base de datos se diseña con un propósito especifico y debe ser organizada con una lógica coherente. Los datos podrán ser compartidos por distintos usuarios y aplicaciones, pero deben conservar su integridad y seguridad al margen de las interacciones de ambos. La definición y descripción de los datos han de ser únicas para minimizar la redundancia y maximizar la independencia en su utilización. 

¿Cuáles son sus ventajas?

Fácil de crear

Una base de datos relacional de gran alcance se puede diseñar con un mínimo conocimiento de programación. Una clave para la configuración es la claridad de las relaciones entre los campos o categorías de datos almacenados en la base de datos.

Escalable

Las listas en una base de datos relacional se pueden ajustar. Tanto en el número de registros o filas y el número de campos, una base de datos se puede ampliar para mejorar su usabilidad. Si una base de datos relacional es complejo o simple, el tamaño es escalable.

Fácil recuperación de datos

Minimiza la incongruencias

 Costo

duplicación

Los datos obtenidos a través de consultas se pueden guardar y actualizan a medida que cambian las necesidades del usuario. Las consultas guardadas devuelven un subconjunto de los datos existentes en un informe cuando el usuario lo necesite. e La base de datos relacional carece inherentemente duplicación. La entrada de datos es más sencilla debido a que el usuario introduce y almacena un bit en particular de la información sólo una vez.

¿Cuáles son sus desventajas? Una de las desventajas de las bases de datos relacionales es la costosa creación y mantenimiento del sistema. [3]

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Con el fin de establecer una base de datos relacional, por lo general, se necesita comprar un software especial. Si tu empresa es grande y necesitas una base de datos más robusta, tendrás que contratar a un programador para crear una base de datos relacional utilizando el lenguaje de consulta estructurado (SQL, por sus siglas en inglés) y a un administrador de base de datos para el mantenimiento una vez instalada. Abundancia de información

Los avances en la complejidad de la información causan otro inconveniente en las bases de datos relacionales.

Límites estructurados

Algunas bases de datos relacionales tienen límites en cuanto a la longitud de los campos. Al diseñar la base de datos, debes especificar la cantidad de datos que pueden caber en un campo. Algunos de los nombres o las consultas de búsqueda son más cortos que el actual, y esto puede conducir a la pérdida de datos.

Bases de datos aislados

Los sistemas complejos de bases de datos relacionales pueden conducir a que estas bases de datos se conviertan en "islas de información", donde la información no puede ser compartida fácilmente de un sistema a otro.

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Menciona 2 ejemplos

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Base de datos orientada a objetos  ¿Qué es? Una base de datos orientada a objetos es un sistema de gestión de base de datos mediante el cual representamos la información en forma de objetos que son utilizados en programación orientada a objetos. 

Menciona propiedades de la Base de datos  Encapsulación: Propiedad que permite ocultar la información al resto de los objetos, impidiendo así accesos incorrectos o conflictos.  Herencia: Propiedad a través de la cual los objetos heredan comportamiento dentro de una jerarquía de clases.  Polimorfismo: Propiedad de una operación mediante la cual puede ser aplicada a distintos tipos de objetos.

 ¿Cuál es su propósito? Las Bases de datos orientados a objetos se propusieron con la idea de satisfacer las necesidades de las aplicaciones más complejas. El enfoque orientado a objetos ofrece la flexibilidad para cumplir con algunos de estos requerimientos sin estar limitado por los tipos de datos y los lenguajes de consulta disponibles en los sistemas de bases de datos tradicionales.

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¿Cuáles son sus ventajas?  Manipula datos complejos de forma rápida  Flexibilidad  Elimina por completo la necesidad de ORMs1 (impedancia), con su consecuente mejora en desempeño.

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¿Cuáles son sus desventajas?  Mecanismos de consulta muy primitivos, sin un estándar independiente de la plataforma aceptado.  Imposibilidad de procedimientos almacenados, ya que los objetos solo pueden ser consultados en el cliente.  Inmadurez en el mercado  No hay agrupamiento físico de objetos  Su limitación suele residir en su especialización, ya que suelen estar diseñadas para un tipo particular de objetos (por ejemplo, una base de datos para un programa de CAD).

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Menciona un ejemplo

Base de datos orientada a grafos  ¿Qué es? [6]

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Una base de datos orientada a grafos (BDOG) representa la información como nodos de un grafo y sus relaciones con las aristas de este, de manera que se pueda usar teoría de grafos para recorrer la base de datos ya que esta puede describir atributos de los nodos (entidades) y las aristas (relaciones). 

Describe su estructura En el modelo de estructura de grafos se tienen dos tipos de elementos: los nodos y las relaciones, cada uno de ellos contienen sus propiedades tipo clave valor; asimismo las relaciones agregan una característica y es que pueden ser o no dirigidos. En grafos cada elemento, entiéndase nodo y relación, tiene su espacio propio y no necesariamente está limitado a representar un solo tipo de dato, pues en casos específicos, un nodo puede representar diferentes tipos de datos disponibles según el propósito con que se modelen; también un elemento o nodo que represente un tipo de dato es identificable además por las relaciones que tiene con otros nodos.

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¿Cuál es su propósito?  Tiene como propósito almacenar estructuras de datos que tienen topología de grafo, es decir, que la información que se almacena se puede representar por medio de nodos y aristas entre ellos.

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¿Cuáles son sus ventajas?  Rendimiento Las bases de datos orientadas a grafos como Neo4j tienen mejor rendimiento que las relacionales (SQL) y las no relacionales (NoSQL).  Agilidad Si nosotros quisiéramos llevar al límite sus capacidades, tendríamos que superar un volumen total de 34.000 millones de nodos (datos), 34.000 millones de relaciones entre esos datos, 68.000 millones de propiedades y 32.000 tipos de relaciones.  Flexibilidad y escalabilidad Las bases de datos orientadas a grafos aportan mucho en este sentido porque cuando aumentan las necesidades, las posibilidades de añadir más nodos y relaciones a un grafo ya existente son enormes.

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¿Cuáles son sus desventajas?  La mayoría de las bases de datos NoSQL no admiten funciones de fiabilidad, que son soportadas por sistemas de bases de datos

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relacionales. Estas características de fiabilidad pueden resumirse en: “atomicidad, consistencia, aislamiento y durabilidad.” Con el fin de apoyar las características de fiabilidad y coherencia, los desarrolladores deben implementar su propio código, lo que agrega más complejidad al sistema. Esto podría limitar el número de aplicaciones en las que podemos confiar para realizar transacciones seguras y confiables, como por ejemplo los sistemas bancarios. Otras formas de complejidad encontradas en la mayoría de las bases de datos NoSQL, incluyen la incompatibilidad con consultas SQL. Esto significa que se necesita un lenguaje de consulta manual, haciendo los procesos mucho más lentos y complejos.

Menciona un ejemplo

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Data warehouse (Almacén de datos)  ¿Qué es? Un Datawarehouse es una base de datos corporativa que se caracteriza por integrar y depurar información de una o más fuentes distintas, para luego procesarla permitiendo su análisis desde infinidad de perspectivas y con grandes velocidades de respuesta.  ¿Cuáles son sus características principales? Un datawarehouse se caracteriza por ser: 

Integrado: los datos almacenados en el datawarehouse deben integrarse en una estructura consistente, por lo que las inconsistencias existentes entre los diversos sistemas operacionales deben ser eliminadas.

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Temático: sólo los datos necesarios para el proceso de generación del conocimiento del negocio se integran desde el entorno operacional.

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Histórico: el tiempo es parte implícita de la información contenida en un datawarehouse. En los sistemas operacionales, los datos siempre reflejan el estado de la actividad del negocio en el momento presente. Por el contrario, la información almacenada en el datawarehouse sirve, entre otras cosas, para realizar análisis de tendencias.

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No volátil: el almacén de información de un datawarehouse existe para ser leído, pero no modificado. La información es por tanto permanente.

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¿Cuál es su propósito?  Facilitar el acceso a la información corporativa.  Dotar de consistencia a la información de la organización.  Es un "seguro de vida" para proteger la información de la organización.  Es el cimiento para la toma de decisiones.

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¿Cuáles son sus ventajas?  Proporciona información clave para la empresariales.  Especialmente útil para el medio y largo plazo. [9]

toma

de

decisiones

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Son sistemas relativamente sencillos de instalar si las fuentes de datos y los objetivos están claros. Muy útiles para el almacenamiento de análisis y consultas de históricos. Proporciona un gran poder de procesamiento de información. Permite una mayor flexibilidad y rapidez en el acceso a la información. Proporciona una comunicación fiable entre todos los departamentos de la empresa. Mejora las relaciones con los proveedores y los clientes. Transforma los datos en información y la información en conocimiento Permite hacer planes de forma más efectiva. Reduce los tiempos de respuesta y los costes de operación.

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¿Cuáles son sus desventajas?  Requiere de continua limpieza, transformación e integración de datos.  En un proceso de implantación puede encontrarse dificultades ante los diferentes objetivos que pretende una organización.  Una vez implementado puede ser complicado añadir nuevas fuentes de datos.  Requieren una revisión del modelo de datos, objetos, transacciones y además del almacenamiento.  Tienen un diseño complejo y multidisciplinar.  Requieren una reestructuración de los sistemas operacionales.  Tienen un alto coste.  Requieren sistemas, aplicaciones y almacenamiento específico.

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Menciona un ejemplo

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CUADRO COMPARATIVO Orientada a Grafos

Definición

Ventajas 

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Data Warehouse

Una base de datos orientada a grafos (BDOG) representa la información como nodos de un grafo y sus relaciones con las aristas del mismo, de manera que se pueda usar teoría de grafos para recorrer la base de datos ya que esta puede describir atributos de los nodos (entidades) y las aristas (relaciones).

Consultas más amplias y no  demarcadas por tablas (ejemplo “Muestre todas las tablas que posean un nombre Carlos”).

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Un Datawarehouse es una base de datos corporativa que se caracteriza por integrar y depurar información de una o más fuentes distintas, para luego procesarla permitiendo su análisis desde infinidad de pespectivas y con grandes velocidades de respuesta. La creación de un datawarehouse representa en la mayoría de las ocasiones el primer paso, desde el punto de vista técnico, para implantar una solución completa y fiable de Business Intelligence. Proporciona una herramienta para la toma de decisiones en cualquier área funcional, basándose en información integrada y global del negocio.

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Desventajas

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No hay que definir un número  determinado de atributos (una persona puede tener relacionados cuatro nombres mientras que otra solamente dos, sin desperdiciar espacio).

Facilita la aplicación de técnicas estadísticas de análisis y modelización para encontrar relaciones ocultas entre los datos del almacén; obteniendo un valor añadido para el negocio de dicha información.

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Los registros también son de  longitud variable, evitando tener que definir un tamaño y también posibles fallas en la base de datos.

Proporciona la capacidad de aprender de los datos del pasado y de predecir situaciones futuras en diversos escenarios.

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Se puede recorrer directamente la  base de datos de forma jerárquica, obtener el nodo abuelo del nodo y viceversa.

Supone una optimización tecnológica y económica en entornos de Centro de Información, estadística o de generación de informes con retornos de la inversión espectaculares.  Subestimación de recursos de carga de datos

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Si las necesidades cambian, puede ser complicado modificar el modelo.

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Si el modelo no es bueno, la aplicación que use la base de datos podrá ser inconsistente, lo que puede llevar a errores.

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Hacer un buen modelo requiere mucho tiempo a comparación de una base de datos noSQL. En general no es flexible, pues usa formas ya definidas, como tipos de información. Tiene tipos de datos limitados. En una base de datos noSQL no existen limitaciones, puedes almacenar información estructurada y no estructurada.

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Problemas ocultos con los sistemas fuente

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Datos requeridos no capturados

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Mayores demandas del usuario final

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Homogeneización de datos

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Alta demanda de recursos

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Propiedad de los datos

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Alto mantenimiento

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Proyectos de larga duración

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Complejidad de la integración

Bibliografía http://www.hipertexto.info/documentos/b_datos.htm http://www.seabrookewindows.com/9xPe9J5Pj/ [12]

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https://techlandia.com/desventajas-base-datos-relacional-lista_183865/ https://www.sinnexus.com/business_intelligence/datawarehouse.aspx http://www.stratebi.com/datawarehouse http://revistas.udistrital.edu.co/ojs/index.php/tia/article/viewFile/8769/pdf https://bbvaopen4u.com/es/actualidad/neo4j-que-es-y-para-que-sirve-una-base-de-datosorientada-grafos https://postparaprogramadores.com/data-warehouse-ventajas-y-desventajas/

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