La gestión de bases de datos no es una entidad única; más bien, es un conjunto de acciones (y, en algunos casos, una tecnología dedicada) para manipular datos comerciales a lo largo de su existencia. A medida que aumentan los volúmenes de datos, las empresas han descubierto que los sistemas de gestión de bases de datos son esenciales para evitar un rendimiento deficiente de las aplicaciones y minimizar cualquier impacto en la disponibilidad, el cumplimiento y la seguridad.
Una corporación puede utilizar numerosos enfoques y acciones bajo el paraguas de la “gestión de bases de datos” para mitigar o prevenir los efectos dañinos de la expansión exponencial e incontrolada de datos.
¿Qué es un Sistema de Gestión de Base de Datos (DBMS)?
Un sistema de gestión de bases de datos (DBMS) es un sistema definido por software que mantiene bases de datos y sus datos, mientras que la gestión de bases de datos es un conjunto de mejores prácticas. Microsoft SQL Server, Oracle Database y PostgreSQL son ejemplos de sistemas de gestión de bases de datos populares. Los usuarios tienen control sobre los datos de una base de datos mediante un DBMS y pueden leer, actualizar, crear y eliminar datos. Un sistema de gestión de bases de datos actúa como una interfaz, permitiendo a los usuarios finales acceder a sus bases de datos y organizar y acceder a los datos según sea necesario.
Un sistema de gestión de bases de datos permite a los usuarios, como los administradores de bases de datos, gestionar los datos, el motor que permite a los usuarios acceder a los datos dentro de la base de datos y el esquema de la base de datos, que es la estructura organizativa de la base de datos. Un DBMS proporciona seguridad e integridad de los datos, pero algunos sistemas también incluyen reversiones y reinicios automatizados, registros y actividad de auditoría dentro de una base de datos.
Los sistemas de gestión de bases de datos se clasifican en varios tipos:
- Un sistema centralizado en el que todos los datos se almacenan en una única área a la que los usuarios pueden acceder para cambiar los datos.
- Un sistema distribuido en el que los datos se almacenan en muchos nodos.
- Un sistema federado puede ofrecer datos sin duplicar los datos de origen. Esta categoría se subdivide a su vez en dos subcategorías:
- Una base de datos débilmente conectada requiere acceso a otras bases de datos de componentes.
- Una base de datos estrechamente conectada incorpora procesos separados en un sistema federado.
- Los sistemas de bases de datos Blockchain gestionan transacciones financieras y no financieras.
¿Qué constituye un sistema de gestión de datos?
- El motor de almacenamiento: el componente principal de un DBMS y guarda los datos. Es el componente del sistema que se conecta con el sistema de archivos a nivel del sistema operativo. Sirve como punto de entrada para cualquier consulta SQL que interactúe con los datos almacenados.
- Catálogo del sistema o diccionario de bases de datos.: También conocido como catálogo de metadatos, este componente sirve como un almacén centralizado para todos los elementos de la base de datos creados. Se utiliza para confirmar las solicitudes de datos del usuario y ofrecer información sobre los objetos, la seguridad, el rendimiento y otras características de una base de datos.
- Idioma de acceso a la base de datos: Cada DBMS requiere una interfaz de programación de aplicaciones (API) para permitir a los usuarios crear bases de datos y acceder a los datos, que a menudo se proporciona a través de un lenguaje de acceso a bases de datos. En las bases de datos relacionales, por ejemplo, el lenguaje de consulta estructurado (SQL) es el lenguaje de acceso a datos predeterminado.
- El motor de optimización: procesa solicitudes de datos y las convierte en directivas procesables. También ayuda en la optimización de bases de datos.
- Procesador de consultas: Después de optimizar una consulta (solicitud de datos), el procesador de consultas maneja la solicitud y devuelve los resultados. Sirve como una especie de intermediario entre la base de datos y las consultas de los usuarios.
- Administrador de bloqueo: Este componente evita que varios usuarios alteren los mismos datos al mismo tiempo. Limita el acceso para cada usuario individualmente.
- Administrador de registros: Todos los DBMS conservan registros de cómo y cuándo se editan, crean o eliminan los datos de la base de datos. El administrador de registros, que también puede interactuar con herramientas de bases de datos para restaurar datos o crear copias de seguridad, registra esta información. Mantiene los registros organizados y accesibles clasificándolos.
- Utilidades de datos: Esta categoría abarca una amplia gama de componentes que ayudan a facilitar el mantenimiento de la base de datos y monitorear la actividad. Pueden incluir software para copia de seguridad y restauración de datos, comprobaciones de integridad, informes y seguimiento, reparaciones básicas, validaciones y otras funciones.
Tipos de sistemas de gestión de bases de datos
Las bases de datos se clasifican en numerosas categorías. A continuación se muestran algunos tipos comunes:
#1. Bases de datos jerárquicas
En un modelo de sistema de gestión de bases de datos jerárquico (DBMS jerárquico), los datos se almacenan en un nodo de relación padre-hijo. Además de los datos reales, los registros de una base de datos jerárquica también contienen información sobre sus grupos de conexiones padre/hijo.
Los datos se agrupan en forma de árbol en un modelo de base de datos jerárquico. La información se guarda en forma de una colección de campos, cada uno con un valor único. Los registros están vinculados entre sí mediante relaciones padre-hijo. Cada entrada secundaria en un modelo de base de datos jerárquico tiene un solo padre. Un padre puede tener más de un hijo.
Para obtener los datos de un campo, debemos recorrer cada árbol hasta localizar el registro.
Las bases de datos jerárquicas se utilizan comúnmente en las industrias bancaria y de telecomunicaciones para construir soluciones de alto rendimiento y alta disponibilidad. A principios de la década de 1960, IBM creó la estructura del sistema de base de datos jerárquica. Al mismo tiempo, la estructura jerárquica es básica pero rígida debido al vínculo de uno a muchos entre padres e hijos.
Las bases de datos jerárquicas son ejemplos bien conocidos, como el IBM Information Management System (IMS) y el Registro de Windows.
#2. Bases de datos de red
Los sistemas de gestión de bases de datos de red (DBMS de red) generan relaciones entre entidades utilizando una estructura de red. Las grandes computadoras digitales son las principales plataformas para las bases de datos en red. Las bases de datos de la red son jerárquicas; sin embargo, a diferencia de las bases de datos jerárquicas, donde un nodo sólo puede tener un padre, un nodo de red puede tener varias relaciones. Una base de datos en red se parece a una telaraña o a una red vinculada de registros.
En las bases de datos de la red, a los niños se les llama miembros, mientras que a los padres se les llama ocupantes. Cada hijo o miembro se diferencia en que puede tener más de un padre.
El proceso de aprobación del modelo de datos de red es similar al de un modelo de datos jerárquico. Los datos de una base de datos de red están organizados en relaciones de muchos a muchos.
#3. Bases de datos relacionales
El vínculo entre los datos en un sistema de gestión de bases de datos relacionales (RDBMS) es relacional y se registra en forma tabular de columnas y filas. Cada columna de una tabla representa un atributo y cada fila representa un registro. Cada uno de los campos de una tabla representa un valor de datos.
Los RDBMS se consultan mediante lenguaje de consulta estructurado (SQL), que incluye ingresar, actualizar, eliminar y buscar registros. Las bases de datos relacionales utilizan un campo clave para identificar de forma única cada fila en cada tabla. Estos campos clave se pueden utilizar para vincular una tabla de datos con otra.
Las bases de datos más comunes y utilizadas son las bases de datos relacionales. Oracle, SQL Server, MySQL, SQLite e IBM DB2 son algunos DDBMS comunes.
#4. Base de datos de modelo orientada a objetos
Debemos discutir la utilidad de la programación orientada a objetos en este modelo. Requiere algo más que simplemente almacenar objetos del lenguaje de programación. La semántica de C++ y Java está siendo mejorada por el DBMS de objetos. Admite compatibilidad con idiomas nativos y al mismo tiempo proporciona funciones de desarrollo de bases de datos con todas las funciones. Amplía los lenguajes de programación de objetos con funciones de bases de datos.
La técnica de programación orientada a objetos es análoga a la creación de aplicaciones y bases de datos en un modelo de datos y un entorno de lenguaje consistentes. Las aplicaciones emplean menos código, un modelado de datos más intuitivo y son más fáciles de mantener. Con un poco de trabajo extra, los desarrolladores de objetos pueden crear aplicaciones de bases de datos integrales.
La integridad de los lenguajes de programación orientados a objetos y los sistemas consistentes es la base para el desarrollo de bases de datos orientadas a objetos. El poder de las bases de datos orientadas a objetos surge del tratamiento cíclico tanto de los datos persistentes, como los que se encuentran en las bases de datos, como de los datos transitorios, como los que se encuentran en las aplicaciones en ejecución.
#5. Bases de datos de gráficos
Las bases de datos de gráficos son bases de datos NoSQL que utilizan una estructura de gráficos para consultas semánticas. La información se organiza en nodos, aristas y propiedades. Un nodo en una base de datos gráfica representa una entidad o instancia, como un cliente, una persona o un vehículo. En un sistema de base de datos relacional, un nodo es idéntico a un registro. En una base de datos de gráficos, un Edge describe una relación que conecta nodos. Las propiedades son bits de información que se agregan a los nodos.
Las bases de datos de Graph incluyen Neo4j, Azure Cosmos DB, SAP HANA, Sparks, Oracle Spatial and Graph, OrientDB, ArrangoDB y MarkLogic. Algunos RDBMS, en particular Oracle y SQL Server 2017 y versiones posteriores, también admiten la estructura de base de datos gráfica.
#6. Bases de datos del modelo ER
Generalmente se utiliza una base de datos para implementar un modelo ER. Cada fila de la tabla representa una instancia de un tipo de entidad en un sistema de base de datos relacional simple, y cada campo de una tabla representa un tipo de atributo. Una relación entre entidades se logra en una base de datos relacional almacenando la clave principal de una entidad como un puntero o "clave externa" en la tabla de otro objeto.
#7. Bases de datos de documentos
Las bases de datos de documentos (Document DB) son bases de datos NoSQL que almacenan datos en forma de documentos. Cada documento representa los datos, su relación con otros datos y sus propiedades de datos. Los datos de una base de datos de documentos se almacenan en un formato clave-valor.
Document DB ha ganado popularidad recientemente debido a su almacenamiento de documentos y capacidades NoSQL. El almacenamiento de datos NoSQL permite un almacenamiento y búsqueda de documentos más rápidos.
Hadoop/HBase, Cassandra, Hypertable, MapR, Hortonworks, Cloudera, Amazon SimpleDB, Apache Flink, IBM Informix, Elastic, MongoDB y Azure DocumentDB son bases de datos NoSQL populares.
#8. Bases de datos NoSQL
SQL no es el lenguaje principal de acceso a datos en las bases de datos NoSQL. Las bases de datos NoSQL incluyen bases de datos de gráficos, bases de datos de red, bases de datos de objetos y bases de datos de documentos.
Debido a que las bases de datos NoSQL no tienen esquemas establecidos, son ideales para entornos de desarrollo que cambian rápidamente.
NoSQL permite a los desarrolladores realizar cambios sobre la marcha sin tener que reiniciar los programas.
Las bases de datos NoSQL se clasifican en cinco tipos principales: columna, documento, gráfico, clave-valor y objeto.
Ejemplos de sistemas de gestión de bases de datos (DBMS)
#1. mysql
MySQL es un sistema de gestión de bases de datos relacionales (RDBMS) cliente-servidor de código abierto. Primero definamos la arquitectura cliente-servidor. Los clientes son computadoras que instalan y operan software RDBMS. Se conectan al servidor RDBMS siempre que necesitan acceder a datos. Ese es el componente “cliente-servidor”.
#2. acceso Microsoft
Microsoft Access es un DBMS de Microsoft que combina el motor de base de datos relacional Microsoft Jet con una interfaz gráfica de usuario y capacidades de desarrollo de software. Es parte del paquete de software Microsoft Office y está disponible en ediciones profesionales y superiores.
# 3. Oráculo
Oracle es un sistema de gestión de bases de datos relacionales desarrollado y mantenido por Oracle Corporation. Dentro de una única base de datos, actualmente admite varios modelos de datos, como documento, relacional y valor-clave. El sistema se basa en una base de datos relacional, a través de la cual los usuarios pueden acceder directamente a los elementos de datos.
#4. MicrosoftSQL
Microsoft SQL Server, junto con MySQL, PostgreSQL y Oracle, es uno de los sistemas de gestión de bases de datos relacionales más populares como solución totalmente comercial. Es capaz de almacenar y gestionar eficazmente datos relacionales. Para comunicarse con bases de datos de SQL Server.
Por qué las empresas necesitan la gestión de bases de datos
La explosión de datos no muestra signos de disminuir. Como resultado, las corporaciones están invirtiendo en actividades de gestión de bases de datos, administradores de bases de datos y sistemas de gestión de bases de datos para:
- Mantener las actividades comerciales según lo previsto.
- Mantener un registro de clientes, inventarios de datos y trabajadores.
- Mantenga el rendimiento de su aplicación y base de datos.
- Almacene y organice muchos tipos de datos.
- Automatizar operaciones y procedimientos de bases de datos.
Las ventajas de un sistema de gestión de bases de datos, en particular, son difíciles de pasar por alto, especialmente cuando crece el volumen de datos generados por humanos y máquinas a diario. Una de las ventajas más notables es la mayor seguridad de los datos en una base de datos. Las empresas pueden utilizar DBMS para mejorar el acceso a los datos y permitir que los usuarios finales de toda la empresa compartan datos. Como resultado de tener acceso a los datos precisos que necesitan, estos usuarios finales pueden producir ventas más rápidas y tomar decisiones más rápidas.
Además, al utilizar un sistema de gestión de bases de datos, las empresas pueden reducir los problemas causados por la inconsistencia de los datos, que ocurre cuando existen varias formas de los mismos datos en ubicaciones separadas. Un DBMS brinda a las organizaciones una imagen completa y transparente de cómo se comparten los datos, evitando copias de datos desperdiciadas. Un DBMS también permite a las empresas hacer cumplir los estándares de privacidad y seguridad de los datos, lo que reduce la posibilidad de una fuga de datos.
Finalmente, los usuarios finales podrían tomar decisiones informadas basadas en los datos a su disposición. Unos datos mejores y más consistentes proporcionan información utilizable y de alta calidad que puede ayudar a los usuarios a tomar decisiones basadas en los datos precisos que necesitan. Esto, a su vez, conduce a una mayor productividad en toda la organización.
Cómo elegir un sistema de gestión
Ya sea que su organización desee desarrollar mejores prácticas de gestión de bases de datos o implementar un sistema de gestión de bases de datos, la selección del DBMS correcto está influenciada por una variedad de criterios y prioridades.
Comprender su(s) base de datos actual es el primer y más importante paso para seleccionar qué DBMS es mejor para usted. Cada base de datos tendrá su propio conjunto de datos, por lo que las organizaciones deben conocer sus requisitos. Un buen DBMS proporcionará una vista consolidada del estado de sus datos, lo que le permitirá comprender dónde se almacenan y cómo se utilizan. Sin mencionar que un DBMS proporcionará acceso a datos a través de varias aplicaciones sin la necesidad de replicación de datos.
También es fundamental recordar que, como muchos otros sistemas, un DBMS requerirá memoria y CPU adicionales, por lo que las organizaciones deben considerar si pueden cumplir con este requisito. Sin embargo, las ventajas de los DBMS son palpables, particularmente cuando se trata de grandes cantidades de datos confidenciales, como los que se ven en las instituciones de atención médica.
¿Cuáles son los cinco propósitos de los sistemas de gestión de bases de datos?
La simultaneidad, la seguridad, la copia de seguridad y la recuperación, la integridad y las descripciones de los datos son funciones de un DBMS. Los sistemas de gestión de bases de datos ofrecen numerosas ventajas, pero su configuración es costosa y requiere mucho tiempo.
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Referencias
