Conceptos básicos sobre SGBD (Sistema Gestor de Base de Datos)

A continuación se muestra un cuestionario resuelto con preguntas frecuentes sobre conceptos básicos sobre SGBD (Sistema Gestor de Base de Datos):

1. Define el término información.

Es 
un 
conjunto 
organizado 
de
 datos
 procesados,
 que
 constituyen
 un
 mensaje
 que
 cambia
 el
 estado
 de conocimiento
 del
 sujeto 
o
 sistema 
que 
recibe 
dicho 
mensaje 
(conjunto 
de 
datos,
 relaciones
 y 
restricciones 
de 
un 
dominio).


2. ¿Cuáles son las cualidades más importantes de la información?

 

Precisión: es la cantidad de información correcta sobre un sistema total de información. 

Oportunidad: es el tiempo que ha pasado desde que se produjo el hecho que originó el dato hasta que la información se pone a disposición del usuario.

Compleción: la información ha de ser completa para lograr su fin, es decir, el de informar.

Significado: la información debe tener la máxima carga semántica posible, por lo que debe ser comprensible e interesante, con un volumen apropiado, ni insuficiente ni excesivo.

Coherencia: la información debe carecer de contradicciones.

Seguridad: la información debe protegerse para lograr que no se produzca un deterioro, al igual que evitar el acceso de individuos no deseados o autorizados. Comprende tres conceptos: confidencialidad, disponibilidad e integridad:

• Confidencialidad: propiedad de prevenir la divulgación de la información a personas o sistemas no autorizados.

• Disponibilidad: característica de la información de encontrase a disposición de quienes deben acceder a ella.

• Integridad: propiedad que busca mantener los datos libres de modificaciones no autorizadas.

3. Enumera los principales componentes de un sistema de información.

Un sistema de información está compuesto por los siguientes componentes indispensables:

• Contenido. El conjunto de datos con su correspondiente descripción. Pueden ser referenciales, cuando están formados por referencias a documentos donde podemos encontrar la información sobre un tema, o factuales, que son los que contienen la dicha información. Estos últimos pueden clasificarse en datos estructurados, cuando poseen una estructura definida, o no estructurados, cuando carecen de dicha estructura.

• Usuarios, o recursos humanos, diferenciados en aquellos encargados de crear y administrar los sistemas de información y en aquellos que acceden a la información.

• Componentes físicos, o hardware, que conforman la parte material del sistema de información.

• Componentes lógicos, o software, que son los componentes no físicos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica. En las bases de datos computacionales, se diferencian en Sistemas Operativos, Gestión de Datos (SGBD), Control de Comunicaciones y tratamientos específicos .

• Administrador, el cual es responsable de implementar las decisiones del administrador de datos. Su trabajo consiste en crear la base de datos real o implementar los controles técnicos necesarios para hacer cumplir los requerimientos del administrador de datos. También se asegura de que el sistema funcione adecuadamente.

4. Define, diferenciándolos claramente, los conceptos de información factual e información referencial. 

Información factual son aquellos datos que contienen la información en sí misma, sin hacer alusión a otras informaciones sobre la materia. Pueden ser estructurados o no estructurados.

Información referencial es todo dato que no contienen información por sí mismos, sino que contienen referencias a los documentos donde se encuentra la información que buscamos.

5. Pon ejemplos de datos no estructurados.

Diarios, novelas, blogs, correspondencia...

6. ¿Qué ventajas y qué inconvenientes puede tener la separación de las descripciones lógica y física en una base de datos?

• Ventajas: 

-Los cambios en la estructura lógica no implican cambios en la estructura de almacenamiento.

-Las consideraciones sobre la manipulación óptima de los datos que hemos almacenado son administrados por el Sistema Manejador de Base de Datos.

-Los cambios en la estructura de almacenamiento no implican cambios en los programas de base de datos, lo que da una mayor independencia lógico-física.

• Inconvenientes: 

-Costes de instalación altos.

-Requiere personal especializado.

-Implantación difícil.

-No es rentable a corto plazo.

-Apenas existen estándares.

-Teoría y práctica desfasadas entre sí.

7. Exponga un conjunto de argumentos para convencer a un directivo de una empresa, no técnico en informática, de la conveniencia de que su empresa, que utiliza desde hace años un sistema de ficheros, cambie su enfoque hacia una base de datos (formule las hipótesis que desee sobre el tipo de aplicaciones de la empresa).

-Se puede ubicar la información en los lugares donde se necesitan con más frecuencia.

-Se permite a los usuarios no locales acceder a los datos, en función de sus necesidades.

-El empleo de la información almacenada tiene que ser controlada, y para ello existe el sistema de gestión de bases de datos.

-Con una base de datos eliminamos problemas de redundancia, ambigüedades en definición de datos, con consistencia interna entre ellos, gracias a que se integran de una forma lógica.

-Mayor eficiencia en la recogida, validación e introducción de los datos en el sistema de información, además de una mejor documentación de la información debido a que se encuentra integrada en los mismos datos.


8. ¿Qué es una base de datos?

Es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto o ámbito que son almacenados sistemáticamente para un uso posterior.


9. ¿Cuáles son las principales características de una base de datos?

 
-Independencia lógica y física de los datos.

-Mínima redundancia.

-Integridad de los datos.

-Permiten el acceso concurrente a los datos por parte de usuarios múltiples.

-Seguridad.

-Respaldo y recuperación de los datos.

-Optimización de consultas complejas.

-Permiten el acceso mediante lenguajes de programación.


10. Enumera algunas de las causas que pueden hacer que fracase un proyecto de creación de una base de datos.

-Información deficiente e incompleta.

-Demandas inesperadas.

-Necesidades distintas a las iniciales.

-Errores de hardware o software.


11. ¿Cómo distinguirías entre los conceptos de base de datos, sistema de gestión de base de datos y sistema de base de datos?

El sistema de gestión de base de datos es el conjunto de programas que permiten la implantación, acceso y mantenimiento de la base de datos.

El sistema de base de datos está constituido por la base de datos, el sistema de gestión de base de datos y por los usuarios.


12. ¿En cuál (o cuáles) niveles de abstracción de una base de datos está implicado un usuario final?

En el nivel externo. Es la forma en el que el usuario aprecia la información y sus relaciones.


13. ¿Qué relación existe entre el sistema de información y la base de datos?

Una base de datos es un ejemplo de sistema de información.


14. Explique la diferencia entre redundancia física y redundancia lógica, indicando cuál es perjudicial y porqué. Ponga un ejemplo.

La redundancia física es la existencia del mismo dato repetido varias veces, duplicación de elementos físicos. La redundancia lógica es la existencia de la misma información dentro del mismo archivo especificada de formas distintas.

En una base de datos se permite una mínima redundancia física, por motivos de eficiencia. Pero cualquier clase de redundancia lógica produce gran cantidad de errores en la base de datos debido a que se crean duplicidades innecesarias, que llevan a ocupar mayor cantidad de memoria, volviendo más lenta a la base de datos, por lo que deben ser evitadas.

-Ejemplo: Tener una cuenta de usuario repetida dos veces en un listado de usuarios  provoca muchos errores debido a la redundancia existente.


15. ¿Qué otro término se puede utilizar para denominar la redundancia física?

Redundancia controlada.


16. ¿La redundancia física implica siempre redundancia lógica? ¿Y viceversa?

La redundancia física siempre implica redundancia lógica. Sin embargo, la redundancia lógica no tiene por qué provocar redundancia física.


17. ¿Cuáles son los tres niveles de abstracción de una base de datos? Explícalos.

-Nivel conceptual: Consiste en estudiar las necesidades de los usuario y la definición de las clases de los datos. Tiene como resultado un esquema conceptual con todos los elementos de los datos y sus relaciones.

-Nivel externo: Conformado por las vistas de los distintos grupos de usuarios sobre la base de datos, las cuales describen los elementos de los datos y sus relaciones.

-Nivel interno: Compuesto por la vista física de la base de datos, cuyos encargados de manipularla son los diseñadores de la base de datos.


18. ¿Cuál es el principal objetivo que se pretende alcanzar en la arquitectura a tres niveles?

Separar los programas de aplicación de la base de datos física.


19. Formule una relación de las responsabilidades del SGDB. Justifica cada responsabilidad explicando los problemas que surgirían si no se cumpliera con ella.

El SGBD debe encargarse de :

• Independencia de los datos. Debido a que si los programas dependen de la estructura de los datos que emplean y se produce un cambio en dicha estructura se pueden producir errores e incluso la completa interrupción del funcionamiento del programa.

• Seguridad e integridad. Sin seguridad, los usuarios podrían acceder a los datos sin ningún tipo de regulación, así que los datos deben estar protegidos para evitar robos y manipulaciones o accesos no deseados.

• La integridad es que el sistema esté libre de errores. Lógicamente la existencia de errores provoca el funcionamiento incorrecto de la base de datos.

• Redundancia mínima. Debido a que la redundancia da lugar a la ocupación de espacio innecesario y a la necesidad de tiempos de proceso mayores. Además puede haber inconsistencia de los datos y dichas contradicciones dan lugar a errores fatales.

• Facilidad de recuperación de la información. El SGBD debe proporcionar al usuario herramientas potentes de manejo de los datos para que pueda obtener la información que desea de una forma sencilla y rápida. Si el usuario necesita conocimientos avanzados y tiene que emplear mucho tiempo para obtener la información que desea, la base de datos no será cómoda ni amigable para el usuario, algo que hay que evitar a toda costa.

20. ¿Cuáles son las funciones principales de un administrador de base de datos?

• Definir los esquemas de la base de datos, de lo contrario se darían infinidad de problemas debido a la falta de información sobre qué datos tiene la base de datos y de qué tipo son.

• Definición de la estructura y del método de acción. De no existir una estructura los datos se encontrarían dispersos y sin seguir orden ninguno lo que haría de la base de datos algo inútil pues no tendrían sentido los datos sin estructurar.

• Modificación del esquema y de la organización física. Así los cambios producidos en la organización de los datos se realiza de una forma controlada y organizada.

• Concesión de autorización para el acceso de los datos. De no realizar ésta tarea se podría dar lugar al acceso a la base de datos por parte de usuarios no deseados.

• Mantenimiento rutinario. Si no se mantiene un mantenimiento frecuente podrían producirse errores fatales que afectarían al correcto funcionamiento de la base de datos e incluso podrían detener totalmente su funcionamiento.

21. Indica las diferencias existentes entre las funciones de manipulación y de descripción.

En la función de descripción el diseñador especifica los elementos de datos que integran la base de datos, su estructura y las relaciones que existen entre ellos, las reglas de integridad semántica, etc. Además de las características de tipo físico y las vistas lógicas de los usuarios. Ésta función se lleva a cabo mediante el Lenguaje de Descripción/Definición de Datos (LDD) propio del SGBD.

En la función de manipulación los usuarios pueden recuperar la información, es decir, consultar la base de datos, o bien actualizarla porque se han producido cambios en la base de datos. Para ello es preciso cargar los datos en las estructuras creadas durante la función de descripción para poder disponer de la base de datos completamente. Se realiza mediante el Lenguaje de Manipulación de Datos (LMD).

22. ¿Qué tipos de usuarios interaccionan con una base de datos? 

• Administradores: El Administrador de la base de datos (DBA, en inglés) es quién se encarga de autorizar el acceso a la base de datos, de coordinar y vigilar su empleo, y de adquirir los recursos necesarios de software y hardware. El DBA es la persona responsable cuando surgen problemas como violaciones a la seguridad o una respuesta lenta del sistema.

• Diseñadores de bases de datos: se encargan de identificar los datos que se almacenarán en la base de datos y de elegir las estructuras apropiadas para representar y almacenar dichos datos.

• Usuarios finales: son las personas que necesitan tener acceso a la base de datos para consultarla, actualizarla y generar informes. La base de datos existe primordialmente para que ellos la usen.

• Analistas y Programadores de Aplicaciones: los analistas determinan los requerimientos de los usuarios finales y desarrollan especificaciones para transacciones programadas que satisfagan dichos requerimientos. Los programadores implementan estas especificaciones en forma de programas y luego prueban, depuran, documentan y mantienen esas transacciones programadas.

23. Indica que es un lenguaje huésped y un lenguaje anfitrión.

El lenguaje huésped es el LMD de bajo nivel cuya función es el de la manipulación física de los datos. Llamado así porque suele estar alojado en algún otro lenguaje de programación de propósito general.

El lenguaje anfitrión es un lenguaje principal a partir del cual se desarrolla la actividad necesaria con la base de datos. Es independiente.

24. La gestión del espacio de almacenamiento, ¿a qué nivel de la arquitectura ANSI/SPARC pertenece?

Pertenece al nivel interno de la arquitectura.

25. Dibujar un diagrama de la arquitectura de sistemas de bases de datos (ANSI/SPARC).

26. Indica las principales funciones realizadas por el SGDB.

Las funciones provistas por un SGBD pueden agruparse en tres clases:

• Consulta y Actualización: Esta es la clase más básica de funciones y la única que es visible “desde afuera”. Consiste en un conjunto de herramientas que permite a los distintos tipos de usuarios del SGBD extraer, manipular y modifica la información almacenada en la base de datos. Algunos sistemas proveen una única interfaz, llamada generalmente lenguaje de consulta, para ser usada por todos los tipos de usuario. Por ejemplo, el lenguaje SQL permite ejecutar consultas y actualizaciones en una notación vagamente similar al lenguaje natural.

•  Mantenimiento de esquemas: El esquema de la base de datos es la descripción de la estructura de la información almacenada en ella. Así como los usuarios necesitan acceder, agregar y modificar datos, también necesitan acceder, agregar y modificar el esquema de datos. Por ejemplo, un usuario que se acerca por primera vez a una base de datos querrá saber antes que nada qué información contiene ésta, un programador puede escribir programas que definan y creen nuevos tipos de entidades, o eliminen algunos preexistentes. El DBA necesita controlar qué usuarios tienen accesos a qué información, formulando reglas de seguridad que se hacen parte del esquema.

• Manejo de Transacciones: Una de las áreas principales de aplicación de los SGBDs es lo que se llama procesamiento de transacciones. Una transacción es un programa de aplicación, generalmente de duración breve, que accede y actualiza una parte también generalmente pequeña de la base de datos. Típicos ejemplos son un depósito o extracción de una cuenta bancaria, o una reserva en un vuelo, o una verificación de una tarjeta de crédito. El manejo de transacciones consiste en controlar múltiples transacciones ejecutando el paralelo sobre una misma base de datos corriendo en un sistema que puede fallar.

27. Explica la diferencia entre la independencia física y lógica de los datos.

La independencia lógica con respecto a los datos es la capacidad de modificar el esquema conceptual sin tener que alterar los esquemas externos ni los programas de aplicación. Podemos modificar el esquema conceptual para ampliar la base de datos (añadiendo un nuevo tipo de registro o un elemento de información), o para reducir la base de datos (eliminando un tipo de registro o un elemento de información).

La independencia física con respecto a los datos es la capacidad de modificar el esquema interno sin tener que alterar el esquema conceptual (o los externos). Tal vez sea preciso modificar el esquema interno por la necesidad de reorganizar ciertos archivos físicos (por ejemplo, al crear estructuras de datos adicionales) a fin de mejorar el rendimiento de las operaciones de obtención o actualización.

28. ¿Qué es el diccionario de datos?

Es un conjunto de metadatos que contiene las características de los datos que se van a utilizar en el sistema que estemos desarrollando. Identifica los procesos donde se emplean los datos y los sitios donde se necesitan el acceso inmediato a la información, desarrollado durante el análisis de flujo de datos y auxilia a los analistas que participan en la determinación de los requerimientos del sistema.

29. Diferencias entre el LDD y LMD de un sistema gestor de base de datos.

El LDD (Lenguaje de Definición de Datos) tiene la función de describir y definir todos los esquemas que participen en la BD, es decir, la descripción de los objetos que vamos a representar. 

El LMD (Lenguaje de Manipulación de Datos) permite a los usuarios acceder o manipular los datos


30. Indica los componentes principales de un sistema gestor de base de datos.

• Control de autorización. Este módulo comprueba que el usuario tiene los permisos necesarios para llevar a cabo la operación que solicita.

• Procesador de comandos. Una vez que el sistema ha comprobado los permisos del usuario se pasa el control al procesador de comandos.

• Control de la integridad. Cuando una operación cambia los datos de la base de datos este módulo debe comprobar que la operación a realizar satisface todas las restricciones de integridad necesarias.

• Optimizador de consultas. Este módulo determina la estrategia óptima para la ejecución de las consultas.

• Gestor de transacciones. Este módulo realiza el procesamiento de las transacciones.

• Planificador (scheduler). Este módulo es el responsable de asegurar que las operaciones que se realizan sobre la base de datos tienen lugar sin conflictos.

• Gestor de recuperación. Este módulo garantiza que la base de datos permanece en un estado consistente en caso de que se produzca algún fallo.

• Gestor de buffers. Este módulo es el responsable de transferir los datos entre memoria principal y los dispositivos de almacenamiento secundario. A este módulo también se le denomina gestor de datos.

31. ¿Qué es un modelo de datos?

Es un conjunto de herramientas conceptuales orientadas a describir una BD. Permite describir estructura de los datos de la BD restricciones de seguridad, condiciones que deben cumplir los datos para reflejar correctamente la realidad necesaria y operaciones de manipulación de los datos. Dicho de otra manera, un modelo de datos permite describir los elementos de la realidad que intervienen en un problema dado y la forma en que se relacionan esos elementos entre sí (semántica).

32. ¿Qué son los lenguajes de cuarta generación? Pon ejemplos.

Son ciertas herramientas prefabricadas que aparentemente dan lugar a un lenguaje de programación de alto nivel que se parece más al idioma inglés que a un lenguaje de tercera generación, porque se aleja más del concepto de "procedimiento". Ejemplos de éstos lenguajes son los lenguajes de consulta de base de datos SQL, PL/SQL o el lenguaje NATURAL.


33. Indica las principales ventajas de un sistema de bases de datos. ¿Existen algunas desventajas?

• Ventajas:

-Gestión y control centralizado de los datos.

-Reducción de redundancias.

-Compartición de los datos.

-Seguridad.

-Integridad.

-Control de concurrencia.

-Independencia de los datos.

-Modificación de los datos.

• Desventajas:

-Elevado coste, tanto por la compra del software necesario como por la compra del hardware.

-Coste de migración de aplicaciones, necesarios para pasar a un entorno integrado.

-El respaldo y recuperación de los datos, en caso de fallo, es complejo. Cualquier fallo de seguridad u operación del SGBD puede afectar a toda la organización debido a la centralización de los datos.