NIVELES DE ABSTRACCIÓNNIVEL DE VISIONNIVEL CONCEPTUALNIVEL FISICO

Nivel de VisiónExternoEl más cercano a los usuarios finalesPercepción de la base de datos por parte de los usuarios finalesTantas visiones como tipos de usuariosCada visión de usuario final se puede caracterizar como un subesquema

Algunas visiones de usuario pueden incluir:Datos Agrupados: Totales por Dpto.Datos Derivados:Sueldo total = básico + comisiónDatos Calculados:Edad de una persona (inferida a partir de su fecha de Nacimiento)

Nivel de Visión

Nivel ConceptualMediador entre los otros 2 nivelesInteresante para el usuario especialistaSe ocupa de los datos almacenados en la base de datos física y las relaciones entre ellosDescripción semántica de los datos que conforman la base de datosSoporta a cada visión de usuario externa

Es una visión completa de todos los requerimientos y elementos de interés para la organizaciónDebe incluir restricciones sobre los datosDescribe la estructura de los datos que van a hacer almacenados en la base de datos.Describe entidades, tipos de datos, relaciones, operaciones de usuarios y restricciones.Tiene asociado un lenguaje de alto nivel

Nivel FísicoInternoMás cercano a la máquinaInteresa al Administrador y al usuario EspecialistaEsquema físico: Descripción y tipos de datos: tamaño y precisión, tipos de índices y de estructuras de almacenamiento concretas que se manejan, de acuerdo con un SGBD particular.Describe cómo los datos son almacenados en términos de estructuras de datos particulares Se encarga de:- Reservar espacio para datos e índices- Compresión de datos- Técnicas de encriptamiento de datos

ABSTRACCION DE LA INFORMACIONSe puede observar en los SI la existencia de dos estructuras distintas, la lógica (vista del usuario) y la física (forma en que se encuentran los datos en el almacenamiento). En las bases de datos aparece un nuevo nivel de abstracción que se ha denominado de diversas maneras: nivel conceptual, estructura lógico global, esquema, etc. Esta estructura intermedia pretende una representación global de los datos que se interponga entre las estructuras lógica y física y que sea independiente, tanto del equipo como de cada usuario en particular.

LA INTERRELACIÓN ENTRE ESTOS TRES NIVELES DE ABSTRACCIÓN SE MUESTRA EN LA SIGUIENTE FIGURA:

MODELO DE DATOS• Modelos lógicos basados en objetos. Se utilizan para describir los

datos en los niveles conceptual y de visión. Se caracterizan por el hecho de que permiten una estructuración bastante flexible y hacen posible especificar claramente las limitantes de los datos. Algunos de los más conocidos son:

• El modelo entidad - relación• El modelo binario• El modelo semántico de datos• El modelo infológico

MODELO DE DATOSUna base de datos está definida generalmente por un conjunto de datos que representan mediante un modelo determinado un universo dado. Un modelo de datos no es más que un método conceptual para estructurar los datos. Existen tres modelo de datos fundamentales:

La estructura lógica general de una base de datos puede expresarse gráficamente por medio de un diagrama entidad - relación que consta de los siguientes componentes:Rectángulos, que representan conjuntos de entidades.Elipses, que representan atributos.Rombos, que representan relaciones entre conjuntos de entidades.Líneas, que conectan los atributos a los conjuntos de entidades y los conjuntos de entidades a las relaciones.Ejemplo:

• Modelo relacional: Los datos y las relaciones entre los datos se representan por medio de una serie de tablas, cada una de las cuales tiene varias columnas con nombres únicos. Ejemplo:

Nombre Calle Ciudad Número

Lowery Maple Queens 900

Shiver North Bronx 556

Shiver North Bronx 647

Hodges Sidehill Brooklyn 801

MODELO RELACIONAL

El uso de punteros era simultáneamente una fortaleza y una debilidad de los sistemas de bases de datos jerárquicos y en red. Los punteros permitían una rápida recuperación de los datos, pero las interrelaciones tenían que definirse antes de que el sistema se pusiera en explotación. Era muy difícil recuperar datos basados en otras interrelaciones. 

En 1970, E.F. Codd publica un artículo en el que argumenta que los datos deberían relacionarse mediante interrelaciones naturales, lógicas e inherentes a los datos, más que mediante punteros físicos. Codd propone así, un modelo simple de datos en el que todos ellos se representarían en tablas constituidas por filas y columnas. A estas tablas se les dio el nombre de relaciones y por eso se denominó al modelo relacional. Codd también propuso dos lenguajes para manipular los datos en las tablas: el álgebra relacional y el cálculo relacional. La manipulación lógica de los datos también hace factible la creación de lenguajes de interrogación más accesibles para un usuario no especialista en programación.SERVER, ...

 Actualmente los sistemas relacionales son un estándar en el mercado, especialmente en operaciones comerciales. Ejemplos de sistemas de bases de datos relacionales son: INFORMIX, DB2, ORACLE, SYBASE, DBASE, FOXPRO, INGRES, MYSQL, MS SQL

• Modelo de red: Los datos se representan por medio de conjuntos de registros y las relaciones entre los datos se representan con ligas, que pueden considerarse como apuntadores. Ejemplo:

MODELO EN RED

Los sistemas de base de datos en red al igual que los jerárquicos utilizan punteros físicos En este caso, un padre puede tener muchos hijos y un hijo puede tener muchos padres, es decir, un registro puede estar subordinado a registros de más de un archivo. A principios de los 70 se desarrollaron y se comercializaron varios SGBD en red y este modelo de datos se normalizó como el modelo CODASYL. Ejemplos de bases de datos en red son ADABAS, TOTAL, IMAGE,...

• Modelo Jerárquico: Difiere del de red en que los registros están organizados como conjuntos de árboles en vez de gráficas arbitrarias. Ejemplo.

Modelo jerárquico  

Consiste en que todas las interrelaciones de los datos se basan en jerarquías. Los archivos se conectan entre sí mediante punteros físicos (dirección física que indica donde puede encontrarse un registro sobre el disco) o campos añadidos a los registros individuales.

 En una jerarquía un padre (registro propietario) puede tener muchos hijos

(registro subordinado) pero un hijo sólo puede tener un padre. Por ejemplo si tenemos un fichero de facturas (FACTURA) y otro de líneas de factura (LINEA_F), el padre (registro propietario) sería los datos de la factura y los hijos (registros subordinados) las líneas de la factura.

 Este modelo tenía algunas limitaciones ya que no todas las interrelaciones se

pueden representar en una estructura jerárquica. Para intentar solucionar estas limitaciones se desarrollan los sistemas de base de datos en red. Un ejemplo de bases de datos jerárquica es IMS de IBM desarrollado a finales de los 60.

INSTANCIAS Y ESQUEMAS• Las bases de datos cambian con el tiempo al insertarse información en la

base de datos y eliminarse de ella. El conjunto de información almacenado en la base de datos en cierto momento se denomina instancia en la base de datos. El diseño general de la base de datos se llama esquema de la base de datos. Los esquemas se alteran muy raras veces , o nunca.

INDEPENDENCIA DE LOS DATOS• La capacidad de modificar una definición de esquema en un

nivel sin afectar la definición del esquema en el nivel inmediato superior se denomina independencia de los datos.

Existen dos niveles de tal independencia:• Independencia física: Es la capacidad de modificar el esquema

físico sin obligar a que se vuelvan a escribir los programas de aplicaciones. En algunas ocasiones es necesario para mejorar el rendimiento.

• Independencia lógica: Es la capacidad de modificar el esquema conceptual sin obligar a que se vuelvan a escribir los programas de aplicaciones. La modificaciones en el nivel conceptual son necesarias siempre que se altera la estructura lógica de la base de datos.