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Archivos y bases de datos

Nunca hasta el presente, ha estado la información en tal cantidad y riqueza a disposición de las personas. La computación, las redes y el Internet se han convertido en medios por excelencia para acceder a la información de manera fácil y rápida. La información oportuna y confiable hace la diferencia en cualquier tipo de actividad que las personas desempeñen. Por esto, es importante saber cómo encontrar de manera eficaz la información de interés.


El propósito del almacenamiento secundario es acopiar información. Gracias a la tecnología y los recursos existentes, provistos por campos como la informática y la electrónica, las bases de datos y sus diversos modelos, presentan en la actualidad un rango de soluciones a la cuestión del almacenamiento de datos. Los usos más comunes de las bases de datos, se encuentran en las operaciones de empresas e instituciones públicas, así como también en entornos científicos, educativos y de investigación. En lo que sigue, se muestra como se organiza la información mediante archivos y bases de datos; de que manera se puede tener acceso a los datos así guardados y a la información suministrada por otras fuentes, mediante las telecomunicaciones y las redes, que permiten ampliar el alcance de las computadoras más allá del escritorio.

Organización de datos en el almacenamiento secundario

Para que las computadoras puedan almacenar y procesar los datos, estos se organizan regularmente en ciertos elementos. Cada uno de estos elementos se agrupa con sus similares, para formar otro elemento más complejo:

     • Carácter: Es una letra, un número, signo de puntuación o signo especial.

     • Campo: Contiene un grupo de caracteres que agrupados conforman un dato o atributo de        información. Cuando se llena un formato de solicitud de ingreso en una Universidad, el nombre        de la persona por ejemplo, representa un campo; su dirección, domicilio, y otros, representan a        su vez otros campos.

     • Registro: Está conformado por la agrupación de campos relacionados entre sí. Toda la        información de inscripción de un estudiante constituye un registro.

     • Archivo: Es un conjunto de registros relacionados. Todas las inscripciones de los estudiantes de        una universidad podrían conformar un archivo.

     • Base de datos: Está conformada por un conjunto de archivos interrelacionados. Los archivos de        inscripción, además de los archivos de notas, de profesores y de materias conjuntamente pueden        constituir una base de datos de una universidad.


Organización de los datos

Campo clave:
Es un campo particular dentro del registro, que permite la identificación exclusiva y unívoca de cada registro. La clave debe ser un valor que no se repita, como por ejemplo, el número de cédula de identidad, número de identificación, el número de carnet en una universidad o el número de seguro social.

Procesamiento de Datos.
Existen dos maneras tradicionales para procesar datos. El procesamiento por lotes y el procesamiento en tiempo real.

     • Procesamiento por lotes: En este procesamiento, los datos se reúnen por un periodo de tiempo        (horas, días o hasta semanas) al final del cual, se procesan en una sola operación o “lote”.

     • Procesamiento en tiempo real: Este ocurre cuando los datos se procesan en el mismo momento        en que son generados.

Al principio, tan sólo se disponía de almacenamiento en cintas magnéticas que únicamente permiten almacenamiento secuencial. Esto obligaba a realizar todo el procesamiento por lotes. Con la aparición de los dispositivos de acceso directo (discos duros), fue posible el almacenamiento de acceso directo, que permite localizar velozmente el registro de interés. Esto posibilitó el procesamiento en tiempo real, que es muy apreciado en operaciones, como las de empresas comerciales. El procesamiento en tiempo real permite, por ejemplo, saber al instante cuántos productos han sido vendidos y con cuántos se cuenta en inventario, en tanto se van haciendo las ventas.

Aún cuando el procesamiento por lotes precedió al procesamiento en tiempo real, motivado a factores como la disponibilidad de la tecnología, no es correcto pensar en el procesamiento por lotes como algo caduco. Existen procesos que por su naturaleza deben hacerse por lotes, como por ejemplo el cálculo de la nómina de una compañía cada mes.

Archivos maestros y archivos de transacciones.
Se tratan ahora dos tipos de archivos que son utilizados cuando se desea actualizar los datos. El archivo maestro, mantiene la totalidad de registros en una versión actualizada. Por ejemplo, un archivo usado para la elaboración de los estados de cuenta bancarios. El archivo de transacciones, contiene los cambios más recientes a los registros, que permitirán actualizar el archivo maestro. Una muestra sería un archivo con los datos temporales de movimientos bancarios a lo largo de un mes.

Organización de los archivos.
La organización de los registros en los archivos se puede hacer de tres maneras diferentes, y para hacer la comparación por ventajas y desventajas, ver tabla 1:

     1. Organización secuencial: En esta organización los registros se almacenan uno tras otro en un         orden predeterminado. El orden lo determina su campo clave. Los registros deben ser ordenados         de una forma específica para su almacenamiento, lo cual tiene su costo en tiempo. Tiene         ventajas cuando se necesita acceso a la totalidad o una gran porción de registros, pero si se         trata de ubicar un registro particular puede ser sumamente lento. Con este tipo de organización,         para llegar al registro 6510, deben recorrerse uno a uno, los primeros 6509 registros         anteriores empezando por el 0001.

     2. Organización directa: Para esta organización, los registros no se almacenan uno tras otro, sino          que se ubican en una dirección particular que está determinada por su campo clave. La          dirección es establecida mediante programas que usan una técnica denominada cálculo de          clave, que convierten el valor numérico del campo clave, en una dirección de almacenamiento          particular. Los programas son usados también para la localización posterior de tales registros.          Al usar organización directa de archivos pueden localizarse velozmente registros específicos.          Por ejemplo, si se desean los datos de un carro particular en un archivo con los carros de una          ciudad, puede obtenerse casi instantáneamente simplemente suministrando su placa. Sin          embargo esta organización tiene como desventaja que requiere mayor espacio de          almacenamiento en disco. Además, no es tan apta como la organización secuencial de archivos          para llevar a cabo un gran número de actualizaciones o listar un gran número de registros.

     3. Organización secuencial de índice: Es una combinación de las dos organizaciones          presentadas, que busca aprovechar las ventajas de ambas. Los registros se van almacenando en          orden secuencial, pero este archivo cuenta con un índice. El archivo índice enlista las claves de          cada grupo de registros almacenados y sus direcciones de disco correspondientes. Cuando se          desea buscar un registro particular, la computadora inicia la búsqueda secuencialmente,          identificando el principio del grupo de registros. Esta organización es más rápida que la          secuencial, pero no lo es tanto como el acceso directo. Es especialmente útil cuado se requiere          actualizar ocasionalmente grandes lotes de transacciones y se necesita disponer de acceso          rápido y frecuente a los datos.

Tabla 1.-
Ventajas y desventajas de los tipos de organización de archivos

Organización de Archivos
Tipo
Ventajas
Desventajas
Secuencial Acceso eficiente a todos o gran parte de los datos. Menor uso de espacio de almacenamiento. Acceso lento a registros específicos.
Directa Acceso rápido a registros específicos. Ineficiente acceso a la totalidad o gran parte de los registros. Mayor uso de espacio de almacenamiento.
Secuencial de índice Más veloz que la secuencial, más eficiente que la directa. Menos eficiente que la secuencial, menos rápida que la directa.

Ventajas de las bases de datos.

Era común en todas las organizaciones, contar con diferentes archivos sobre una misma persona, evento u objeto. Una empresa comercial por ejemplo, con varios departamentos, como el de ventas, cobranza y crédito, puede contar en cada uno con un archivo donde aparece un registro con los datos de un mismo cliente. Si este cliente cambiase uno de sus datos (su dirección, por ejemplo) se requiere actualizar este dato en los archivos de cada departamento. Si por error se omitiese uno de ellos, causaría divergencias que podrían causar graves problemas.

Tampoco es práctico tener los datos dispersos. Considérese como ejemplo, que uno de los departamentos requiera los datos que maneja otro departamento. Las bases de datos permiten poner a disposición información en su totalidad y actualizada a todos los componentes de la organización. Las bases de datos ofrecen múltiples beneficios tanto a las organizaciones como a los individuos:

     • Uniformidad: Si se tienen diversos archivos con la información relacionada dentro de la        organización, es probable que cada uno tenga un formato diferente, lo cual dificulta su        comparación. El uso de bases de datos permite información en un formato común.

     • Seguridad: Los usuarios de la información tienen niveles de acceso a los archivos y al tipo de        información que deban manejar, gestionado mediante el uso de contraseñas que establecen sus        derechos de usuario.

     • Evitar la inconsistencia y redundancia de datos: Una base de datos permite el uso de archivos        compartidos accedidos mediante la red, evitando que cada usuario tenga su propia copia de        datos. De este modo se evita la duplicación de la información, es decir, que se almacene en más        de un dispositivo de almacenamiento. Esto disminuye los costos de almacenamiento y evita la        inconsistencia de los datos, es decir, diversas copias de un mismo dato que no concuerdan
       entre si.

     • Integridad de datos: Los valores de los datos almacenados deben satisfacer ciertas        restricciones de consistencia. Las restricciones son evaluadas mediante programas que        determinan si un campo es adecuado; por ejemplo, evitar que en una fecha se coloque el nombre        de una ciudad.

Sistema de administración de bases de datos.
Un sistema de administración de bases de datos (database management system, DBMS por sus siglas en inglés) es el software que permite la creación, modificación y acceso de múltiples usuarios a una base de datos. La principal función de un sistema para la administración de base de datos es recopilar grandes volúmenes de datos y procesarlos para obtener información útil de interés.


El DBMS permite la recuperación rápida de
información en grandes bases de datos

Una de las ventajas de un Sistema de administración de bases de datos es su capacidad para el rápido acceso y recuperación en bases de datos grandes. Dado que el contenido de la base de datos se hace bastante grande, la recuperación de datos no es cuestión sencilla. Sin embargo, estos sistemas con el apoyo de un hardware adecuado, proporcionan un medio para encontrar en instantes información requerida de una base de datos enorme.

Hay una gran cantidad de tareas que puede realizar un sistema de administración de base de datos, entre las que se encuentran, la creación y diseño de la base de datos. Pero las tareas de administración pueden agruparse en una de estas tres categorías:

     1. Agregar datos: Se suele contar con formularios que facilitan la entrada de los datos.

    2. Clasificar datos: Es posible ordenar datos e incluso realizar algunos cálculos sobre los mismos.

     3. Obtener subconjuntos de datos: Permiten la consulta de un registro particular o un grupo de          registros que cumplan con ciertos criterios. El resultado de una consulta puede tener una salida          impresa.

Es importante puntualizar que en el mercado existen diferentes categorías de productos (o programas) caracterizados por su capacidad para el manejo de bases de datos, dependiendo de las exigencias y necesidades que se presenten, que van desde programas para uso personal en microcomputadoras, hasta programas para bases de datos muy grandes, como las de las grandes empresas, que se ejecutan en computadoras de gran potencia.

Organización de sistema de gestión de bases de datos.
Una base de datos puede considerarse como un conjunto de datos sobre elementos o hechos que están lógicamente relacionados entre sí y están organizados bajo una estructura específica. Los modelos más comunes de organización de bases de datos son el jerárquico, en red, relacional y orientado a objetos.

     • Base de datos jerárquica: Estructura los campos en nodos en una estructura jerárquica. Los        nodos son puntos conectados entre sí formando una especie de árbol invertido. Cada entrada        tiene un nodo padre, que puede tener varios nodos hijos; esto suele denominarse relación “uno a        muchos”. Los nodos inferiores se subordinan a los que se hallan a su nivel inmediato superior. Un        nodo que no tiene padre es llamado raíz, en tanto que los que no tienen hijos son conocidos como        hojas. Cuando se desea hallar un campo en particular, se empieza por el tope, con un nodo padre,        descendiendo por el árbol en dirección a un nodo hijo. Un sistema de reservaciones de una línea        aérea nacional puede ser representado mediante una organización jerárquica. El nodo padre es        la ciudad de salida (Caracas), este nodo puede tener nodos hijos representando las ciudades        destino. Uno de estos nodos hijos, Maracay por ejemplo, tiene a su vez nodos hijos, que son el        número de vuelo. El número de vuelo tendrá también nodos hijos, que son los pasajeros. Entre        las limitaciones de este tipo de base de datos se tiene que al borrar un nodo padre, desaparecen        también sus nodos subordinados. Sólo podrá añadirse un nodo hijo, si existe el nodo padre. Pero        lo más significativo es la rigidez de su estructura: sólo un padre por hijo y ausencia de        relaciones entre los nodos hijos.


Base de datos jerárquica

      • Base de datos en red: Se trata también de una organización jerárquica de nodos, pero un         nodo hijo puede tener más de un solo nodo padre (relación muchos a muchos). Existen los         punteros, que son conexiones adicionales entre nodos padres y nodos hijos, que permiten         acceder a un nodo por vías distintas accediendo al mismo en dirección descendente por las         diversas ramas. Representa una mejora al modelo jerárquico. Los vendedores destacados para         distribuir determinados productos en algunas ciudades puede ilustrar este modelo. Cada         producto puede ser distribuido por más de un vendedor, así mismo cada vendedor puede         encargarse de diferentes ciudades.


Base de datos en red

      • Base de datos relacional: Esta organización ofrece la mayor flexibilidad ya que los datos se         almacenan en tablas diferentes, conformadas así mismo por filas y columnas. Una tabla se         denomina relación. En una tabla las filas contienen los registros. Las columnas representan los         campos. Las tablas relacionadas poseen un campo común, el campo clave, mediante el cual la         información almacenada en una tabla puede enlazarse con la información almacenada en otra.         El acceso a los datos se realiza mediante consultas escritas en SQL. La organización de bases         de datos relacional es la más difundida en la actualidad motivada a su sencillez para realizar         operaciones de adición, eliminación y modificación en contraste con la mayor rigidez de las         organizaciones jerárquicas y de red. Por ejemplo en un modelo relacional para un pequeño         negocio, se puede contar con una tabla de clientes y otra de órdenes. Las órdenes que         pertenecen a un determinado cliente son identificadas colocando el campo de identificación del         cliente en la orden (campo clave de la tabla de clientes), lo cual permite enlazar las dos tablas.


Base de datos relacional

      • Bases de datos orientadas a objetos: Es una estructura relativamente nueva que ha         suscitado gran interés. El modelo de datos orientado a objetos, es una adaptación para los         sistemas de bases de datos del paradigma de la programación orientada a objetos. Se basa en el         concepto de encapsular elementos de datos, sus características, atributos y el código que opera         sobre ellos en elementos complejos llamados objetos. Los objetos estructurados se agrupan en         clases. El conjunto de las clases se estructura en subclases y superclases. Dado que los valores         de los elementos de datos también son objetos, es posible representar los continentes de         objetos, lo que da lugar a objetos compuestos.


El modelo de datos orientado a objetos usa los conceptos de la
programación orientada a objetos
Tipos de bases de datos.
Existen algunas características que permiten tipificar las bases de datos, ya que estas pueden ser pequeñas o grandes, o su acceso puede ser limitado o amplio. Así pues, es posible establecer cuatro tipos: individuales, compartidas, distribuidas y propietarias.

     1. Base de datos individual: Es una base de datos utilizada básicamente por una persona. El         sistema administrador de la base de datos y los datos son controlados por el mismo usuario.         Puede estar almacenada en la unidad de disco duro del usuario o en el servidor de archivos de         una red de área local. Por ejemplo, un gerente de ventas podría contar con una base de datos         para el control de sus vendedores y su desempeño.

     2. Base de datos compartida: Son bases de datos con múltiples usuarios y que muy          probablemente pertenezcan a la misma organización, como la base de datos de una compañía.          Se encuentra almacenada en una computadora potente y bajo el cuidado de un profesional en          el área, el administrador de la base de datos. Los usuarios tienen acceso a la base de datos          mediante una red de área local o una red de área extensa.

     3. Base de datos distribuida: Según la naturaleza de la organización es probable que los datos          no se almacenen en un único punto, sino que se sitúen en un lugar o lugares diferentes a donde          se encuentran los usuarios. Una base de datos distribuida es la unión de las bases de datos          mediante redes. Los usuarios se vinculan a los servidores de bases de datos distantes mediante          una amplia variedad de redes de comunicación. Puede imaginarse una compañía con diferentes          oficinas regionales, donde se encuentra distribuida la base de datos. Sin embargo, los          ejecutivos pueden tener acceso a la información de todas las oficinas regionales.

     4. Base de datos propietarias o bancos de datos: Se trata en general de bases de datos de          gran tamaño, desarrollada por una organización y que contiene temas especializados o de          carácter particular. El público general puede tener acceso a esta base a veces de forma          gratuita y otras mediante el pago de una cuota. Pueden ofrecer información que va desde          negocios, economía, inversión, técnica y científica hasta servicios de entretenimiento. Permiten          encontrar en minutos lo que tardaría horas ojeando revistas.


Usos y aspectos de las bases de datos.

Las bases de datos son de gran utilidad para todos los profesionales, bien si se trata de bases de datos personales, de la empresa o de los bancos de datos que permitan consultas especiales relacionadas con sus campos de trabajo. En todo caso la información representa una herramienta que permite realizar el trabajo con diligencia y efectividad, pues admite almacenar y recuperar los datos de manera organizada para contar con ellos en forma oportuna, veloz y confiable.


Las bases de datos son útiles para todos los profesionales

La seguridad de las bases de datos es un asunto vital para las organizaciones que las poseen, motivado al valor e importancia que éstas les representan. Un aspecto sobre la seguridad se refiere al uso de la información personal y privada sobre los individuos con malos propósitos, como por ejemplo usar expedientes médicos privados de una persona indebidamente para decisiones de contratación. Otro aspecto de seguridad es impedir el acceso a usuarios no autorizados a la base de datos, para evitar la consulta, modificación o deterioro de los datos, bien sea por impericia o por intenciones maliciosas. La seguridad se intenta implementar utilizando métodos que van desde limitar el acceso físico a los servidores de datos, hasta el uso de acceso con contraseñas a los sistemas informáticos que permiten la identificación del usuario y definen sus derechos y nivel de acceso a los datos y las operaciones que puede realizar.

Las organizaciones de cierta envergadura requieren de los servicios de un administrador de base de datos que es un profesional que se encarga de determinar la estructura de la base de datos compartida, conceder el nivel de acceso y determinar cual sección de los datos puede consultar, modificar, borrar, agregar y procesar un usuario determinado, que es lo que se denomina asignar derechos de usuario. Otro aspecto del cual es responsable es de mantener la seguridad y privacidad de la base de datos.

El almacenamiento y la consulta de datos para obtener información de interés se van transformando en la medida que avanza el tiempo en actividades cada vez más sofisticadas. Las bases de datos cada vez más apoyan aspectos laborales, de investigación, educacionales y de entretenimiento. Existen por ejemplo, proyectos de origen privado y público en diferentes países donde se reúne información de interés turístico sobre ciudades enteras. Esto hace más cómodo a los turistas su estadía determinando hoteles, restaurantes, medios de transporte, además de información de sitios de interés.

Desde su aparición en la década de los 50, las aplicaciones de bases de datos se han hecho imprescindibles para las sociedades tecnificadas. Desde entonces, su evolución ha continuado a la par de la seguida por el software. Puede observarse la tendencia actual y a futuro, de un refinamiento de herramientas que permiten extraer, de las montañas de datos almacenados en las bases de datos, lo que realmente los usuarios desean, haciéndose más flexibles y personalizables. Estos productos desarrollan tecnología para el filtrado y exploración de datos definibles por las condiciones especificas del usuario.

 
 

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