Modelo relacional

El modelo relacional para la gestión de una base de datos es un modelo de datos basado en la lógica de predicados y en la teoría de conjuntos. Es el modelo más utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postuladas sus bases en 1970 por Edgar Frank Codd, de los laboratorios IBM en San José (California), no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos.

Su idea fundamental es el uso de «relaciones». Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica como conjuntos de datos llamados «tuplas». Pese a que ésta es la teoría de las bases de datos relacionales creadas por Edgar Frank Codd, la mayoría de las veces se conceptualiza de una manera más fácil de imaginar, esto es, pensando en cada relación como si fuese una tabla que está compuesta por registros (cada fila de la tabla sería un registro o tupla), y columnas (también llamadas campos).

Descripción Esquema

• Nombre de la relación (su identificador).

• Nombre de los atributos (o campos) de la relación y sus dominios; el dominio de un atributo o campo define los valores permitidos para el mismo, equivalente al tipo de dato por ejemplo character, integer, date, string...

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Instancias

• Ciertos caracteres y números (una sola columna de una sola fila).

• Algunas o todas las filas con todas o algunas columnas

• Cada fila es una tupla. El número de filas es llamado cardinalidad.

• El número de columnas es llamado aridad o grado.

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Base de datos relacional

Artículo principal: Base de datos relacional

1. Garantiza herramientas para evitar la duplicidad de registros, a través de campos claves o llaves.

1. Garantiza la integridad referencial: Así al eliminar un registro elimina todos los registros relacionados dependientes.

1. Favorece la normalización por ser más comprensible y aplicable.

• Regla 0: el sistema debe ser relacional, base de datos y administrador de sistema. Ese sistema debe utilizar sus facilidades relacionales (exclusivamente) para manejar la base de datos.

• Regla 1: la regla de la información, toda la información en la base de datos es representada unidireccionalmente, por valores en posiciones de las columnas dentro de filas de tablas. Toda la información en una base de datos relacional se representa explícitamente en el nivel lógico exactamente de una manera: con valores en tablas.

• Regla 2: la regla del acceso garantizado, todos los datos deben ser accesibles sin ambigüedad. Esta regla es esencialmente una nueva exposición del requisito fundamental para las llaves primarias. Dice que cada valor escalar individual en la base de datos debe ser lógicamente direccionable especificando el nombre de la tabla, la columna que lo contiene y la llave primaria.

• Regla 3: tratamiento sistemático de valores nulos, el sistema de gestión de base de datos debe permitir que haya campos nulos. Debe tener una representación de la "información que falta y de la información inaplicable" que es sistemática, distinto de todos los valores regulares.

• Regla 4: catálogo dinámico en línea basado en el modelo relacional, el sistema debe soportar un catálogo en línea, el catálogo relacional debe ser accesible a los usuarios autorizados. Es decir, los usuarios autorizados deben poder tener acceso a la estructura de la base de datos (catálogo).

• Regla 5: la regla comprensiva del sublenguaje de los datos, el sistema debe soportar por lo menos un lenguaje relacional que:

1. Tenga una sintaxis lineal.

1. Puede ser utilizado de manera interactiva.

1. Soporte operaciones de definición de datos, operaciones de manipulación de datos (actualización así como la recuperación), seguridad e integridad y operaciones de administración de transacciones.

• Regla 6: regla de actualización, todas las vistas que son teóricamente actualizables deben ser actualizables por el sistema.

• Regla 7: alto nivel de inserción, actualización y borrado, permitiendo el sistema realizar manipulación de datos de alto nivel, es decir, sobre conjuntos de tuplas. Esto significa que los datos no solo se pueden recuperar de una base de datos relacional de filas múltiples y/o de tablas múltiples, sino también pueden realizarse inserciones, actualización y borrados sobre varias tuplas y/o tablas al mismo tiempo (no sólo sobre registros individuales).

• Regla 8: independencia física de los datos, los programas de aplicación y actividades del terminal permanecen inalterados a nivel lógico cuando quiera que se realicen cambios en las representaciones de almacenamiento o métodos de acceso.

• Regla 9: independencia lógica de los datos, los cambios al nivel lógico (tablas, columnas, filas, etc.) no deben requerir un cambio a una solicitud basada en la estructura. La independencia de datos lógica es más difícil de lograr que la independencia física de datos.

• Regla 10: independencia de la integridad, las limitaciones de la integridad se deben especificar por separado de los programas de la aplicación y se almacenan en la base de datos. Debe ser posible cambiar esas limitaciones sin afectar innecesariamente las aplicaciones existentes.

• Regla 11: independencia de la distribución, la distribución de las porciones de la base de datos a las varias localizaciones debe ser invisible a los usuarios de la base de datos. Los usos existentes deben continuar funcionando con éxito:

1. cuando una versión distribuida del SGBD se introdujo por primera vez

1. cuando se distribuyen los datos existentes se redistribuyen en todo el sistema.

• Regla 12: la regla de la no subversión, si el sistema proporciona una interfaz de bajo nivel de registro, a parte de una interfaz relacional, que esa interfaz de bajo nivel no se pueda utilizar para subvertir el sistema, por ejemplo: sin pasar por seguridad relacional o limitación de integridad. Esto es debido a que existen sistemas anteriormente no relacionales que añadieron una interfaz relacional, pero con la interfaz nativa existe la posibilidad de trabajar no relacionalmente.

Hugh Darwen

• Registro: es cada una de las filas en que se divide la tabla. Cada registro contiene datos de los mismos tipos que los demás registros. Ejemplo: en una tabla de nombres y direcciones, cada fila contendrá un nombre y una dirección.

• Campo: es cada una de las columnas que forman la tabla. Contienen datos de tipo diferente a los de otros campos. En el ejemplo anterior, un campo contendrá un tipo de datos único, como una dirección, o un número de teléfono, un nombre, etc.

Registro (base de datos)

En este modelo todos los datos son almacenados en relaciones, y como cada relación es un conjunto de datos, el orden en el que éstos se almacenen no tiene relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar por un usuario no experto. La información puede ser recuperada o almacenada por medio de consultas que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.

Este modelo considera la base de datos como una colección de relaciones. De manera simple, una relación representa una tabla que no es más que un conjunto de filas, cada fila es un conjunto de campos y cada campo representa un valor que interpretado describe el mundo real. Cada fila también se puede denominar tupla o registro y a cada columna también se le puede llamar campo o atributo.

Para manipular la información utilizamos un lenguaje relacional, actualmente se cuenta con dos lenguajes formales el Álgebra relacional y el Cálculo relacional. El Álgebra relacional permite describir la forma de realizar una consulta, en cambio, el Cálculo relacional sólo indica lo que se desea devolver.

Un esquema contiene la definición de una estructura (generalmente relaciones o tablas de una base de datos), es decir, determina la identidad de la relación y qué tipo de información podrá ser almacenada dentro de ella; en otras palabras, el esquema contiene los meta dato de la relación. Todo esquema constará de:

Una instancia de manera formal es la aplicación de un esquema a un conjunto finito de datos. En palabras no tan técnicas, se puede definir como el contenido de una tabla en un momento dado, pero también es valido referirnos a una instancia cuando trabajamos o mostramos únicamente un subconjunto de la información contenida en una relación o tabla, como por ejemplo:

Una base de datos relacional es un conjunto de una o más tablas estructuradas en registros (líneas) y campos (columnas), que se vinculan entre sí por un campo en común, en ambos casos posee las mismas características como por ejemplo el nombre de campo, tipo y longitud; a este campo generalmente se le denomina ID, identificador o clave. A esta manera de construir bases de datos se le denomina modelo relacional.

Estrictamente hablando el término se refiere a una colección específica de datos pero a menudo se le usa, en forma errónea como sinónimo del software usado para gestionar esa colección de datos. Ese software se conoce como SGBD (sistema gestor de base de datos) relacional o RDBMS (del inglés relational database management system).

Las bases de datos relacionales pasan por un proceso al que se le conoce como normalización de una base de datos, el cual es entendido como el proceso necesario para que una base de datos sea utilizada de manera óptima.

Entre las ventajas de este modelo están:

Las 12 reglas de Codd son un sistema de reglas (numeradas del 0 al 12) propuestas por Edgar F. Codd, del modelo relacional para las bases de datos, diseñado para definir qué requiere un sistema de administración de base de datos.

Codd se percató de que existían bases de datos en el mercado las cuales decían ser relacionales, pero lo único que hacían era guardar la información en las tablas, sin estar estas tablas literalmente normalizadas; entonces éste publicó 12 reglas que un verdadero sistema relacional debería tener aunque en la práctica algunas de ellas son difíciles de realizar. Un sistema podrá considerarse "más relacional" cuanto más siga estas reglas.

Hugh Darwen era empleado de "IBM Reino Unido" de 1967 al 2004, ha estado involucrado en la historia de modelo relacional desde sus inicios. De 1978 a 1982 fue un arquitecto principal de "Bussines System 12", un sistema de gestión de datos que estaba fielmente basado al modelo relacional. Sus primeros trabajos fueron publicados bajo el seudónimo de Andrew Warden (los anagramas de su apellido).

Actualmente trabaja con Christopher J. Date y IBM representada en el comité ISO SQL (JTC 1/SC 32/WG 3 lenguaje de Base de datos) hasta su retiro de IBM. Darwen es el autor del Torcido la Pared y el coautor del Tercer Manifiesto. Da conferencias sobre bases de datos relacionales en el departamento de informática de la universidad de Warwick (Reino Unido) y también es tutor de la Open University (universidad abierta) en Reino Unido. Escribió un libro sobre el juego de cartas y tiene un sitio web sobre el sujeto de dobles problemas de variable. Hugh actualmente enseña un pequeño lenguaje diseñado por él y Chris Date llamado Tutorial D.

Tabla en las bases de datos, se refiere al tipo de modelado de datos, donde se guardan los datos recogidos por un programa. Su estructura general se asemeja a la vista general de un programa de hoja de cálculo.

Una tabla es utilizada para organizar y presentar información. Las tablas se componen de filas y columnas de celdas que se pueden rellenar con textos y gráficos Las tablas se componen de dos estructuras:

A los campos se les puede asignar, además, propiedades especiales que afectan a los registros insertados. El campo puede ser definido como índice o autoincrementable, lo cual permite que los datos de ese campo cambien solos o sean el principal a la hora de ordenar los datos contenidos.

Cada tabla creada debe tener un nombre único en la Base de Datos, haciéndola accesible mediante su nombre o su seudónimo (Alias) (dependiendo del tipo de base de datos elegida) La estructura de las tablas viene dado por la forma de un archivo plano, los cuales en un inicio se componían de un modo similar.

Tablas:

Son los objetos principales de bases de datos que se utilizan para guardar datos.

Elemento disponible en el lenguaje HTML para la creación de recuadros rectangulares que pueden o no estar anidados y pueden o no contener celdas(recuadros más pequeños dentro de una tabla, pero que no se consideran tablas). Las tablas se utilizan para organizar, posicionar o dar mejor formato a los textos y gráficos en una página web.

Pueden crearse gráficamente a través de un programa desarrollador de páginas web o manejando los tags correspondientes del lenguaje.

Tablas con particiones

Las tablas con particiones son tablas cuyos datos se han dividido horizontalmente entre unidades que pueden repartirse por más de un grupo de archivos de una base de datos. Las particiones facilitan la administración de las tablas y los índices grandes porque permiten obtener acceso y administrar subconjuntos de datos con rapidez y eficacia al mismo tiempo que mantienen la integridad del conjunto. Las operaciones como, por ejemplo, la carga de datos de un sistema OLTP a un sistema OLAP, pueden realizarse en cuestión de segundos en lugar de minutos u horas en otras versiones. Las operaciones de mantenimiento que se realizan en los subconjuntos de datos también se realizan de forma más eficaz porque sólo afectan a los datos necesarios en lugar de a toda la tabla.

Tiene sentido crear una tabla con particiones si la tabla es muy grande o se espera que crezca mucho, y si alguna de las dos condiciones siguientes es verdadera:

La tabla contiene, o se espera que contenga, muchos datos que se utilizan de manera diferente. Las consultas o las actualizaciones de la tabla no se realizan como se esperaba o los costos de mantenimiento son superiores a los períodos de mantenimiento predefinidos. Las tablas con particiones admiten todas las propiedades y características asociadas con el diseño y consulta de tablas estándar, incluidas las restricciones, los valores predeterminados, los valores de identidad y marca de tiempo, los desencadenadores y los índices. Por lo tanto, si desea implementar una vista con particiones que sea local respecto a un servidor, debe implementar una tabla con particiones. Para obtener información para comprender, diseñar e implementar tablas con particiones, vea Tablas e índices con particiones.

§Tablas temporales

Hay dos tipos de tablas temporales: locales y globales. Las tablas temporales locales son visibles sólo para sus creadores durante la misma conexión a una instancia de SQL Server como cuando se crearon o cuando se hizo referencia a ellas por primera vez. Las tablas temporales locales se eliminan cuando el usuario se desconecta de la instancia de SQL Server. Las tablas temporales globales están visibles para cualquier usuario y conexión una vez creadas, y se eliminan cuando todos los usuarios que hacen referencia a la tabla se desconectan de la instancia de SQL Server.

Para obtener más información acerca de las tablas temporales, vea Conceptos básicos para crear y modificar tablas.

§Tablas del sistema

SQL Server almacena los datos que definen la configuración del servidor y de todas sus tablas en un conjunto de tablas especial, conocido como tablas del sistema. Los usuarios no pueden consultar ni actualizar directamente las tablas del sistema si no es a través de una conexión de administrador dedicada (DAC) que sólo debería utilizarse bajo la supervisión de los servicios de atención al cliente de Microsoft. Para obtener más información, vea Usar una conexión de administrador dedicada. Las tablas de sistema se cambian normalmente en cada versión nueva de SQL Server. Puede que las aplicaciones que hacen referencia directamente a las tablas del sistema tengan que escribirse de nuevo para poder actualizarlas a una versión nueva de SQL Server con una versión diferente de las tablas de sistema. La información de las tablas del sistema está disponible a través de las vistas de catálogo. Para obtener más información, vea Tablas del sistema (Transact-SQL).

Con las tablas anchas, puede crear esquemas flexibles dentro de una aplicación. Puede agregar o quitar columnas siempre que lo desee. Tenga presente que el uso de tablas anchas tiene consideraciones de rendimiento únicas, como e13eunos mayores requisitos de memoria en tiempo de ejecución y en tiempo de compilación. Para obtener más información, vea Consideraciones de rendimiento para las tablas anchas.

§Tablas persistentes

Son aquellas que permiten que los registros sean eliminados o borrados manualmente y tenemos de tres tipos:

Base.- Es en donde se encuentra toda la información de todos los registros sin que se haga ninguna validación adicional.

Vistas.- Es una vista o relación que se hace en referencia a una fila o columna específica.

Instantáneos.- Son aquellos registros que se los puede ver de manera inmediata con solo una referencia.

§Tablas de datos

Tabla en las bases de datos, se refiere al tipo de modelado de datos, donde se guardan los datos recogidos por un programa. Su estructura general se asemeja a la vista general de un programa de Hoja de cálculo.

Las tablas se componen de dos estructuras:

Campo: Corresponde al nombre de la columna. Debe ser único y además de tener un tipo de dato asociado. Registro: Corresponde a cada fila que compone la tabla. Allí se componen los datos y los registros. Eventualmente pueden ser nulos en su almacenamiento. En la definición de cada campo, debe existir un nombre único, con su tipo de dato correspondiente. Esto es útil a la hora de manejar varios campos en la tabla, ya que cada nombre de campo debe ser distinto entre sí.

A los campos se les puede asignar, además, propiedades especiales que afectan a los registros insertados. El campo puede ser definido como índice o autoincrementable, lo cual permite que los datos de ese campo cambien solos o sean el principal indicar a la hora de ordenar los datos contenidos.

Cada tabla creada debe tener un nombre único en la cada base de datos, haciéndola accesible mediante su nombre o su seudónimo (Alias) (dependiendo del tipo de base de datos elegida).

La estructura de las tablas viene dado por la forma de un archivo plano, los cuales en un inicio se componían de un modo similar.

En informática, o concretamente en el contexto de una base de datos relacional, un registro (también llamado fila o tupla) representa un objeto único de datos implícitamente estructurados en una tabla. En términos simples, una tabla de una base de datos puede imaginarse formada de filas y columnas o campos. Cada fila de una tabla representa un conjunto de datos relacionados, y todas las filas de la misma tabla tienen la misma estructura.

Un registro es un conjunto de campos que contienen los datos que pertenecen a una misma repetición de entidad. Se le asigna automáticamente un número consecutivo (número de registro) que en ocasiones es usado como índice aunque lo normal y práctico es asignarle a cada registro un campo clave para su búsqueda.

Índice (base de datos)

El índice de una base de datos es una estructura de datos que mejora la velocidad de las operaciones, por medio de identificador único de cada fila de una tabla, permitiendo un rápido acceso a los registros de una tabla en una base de datos. Al aumentar drásticamente la velocidad de acceso, se suelen usar, sobre aquellos campos sobre los cuales se hacen frecuentes búsquedas.

El índice tiene un funcionamiento similar al índice de un libro, guardando parejas de elementos: el elemento que se desea indexar y su posición en la base de datos. Para buscar un elemento que esté indexado, sólo hay que buscar en el índice dicho elemento para, una vez encontrado, devolver el registro que se encuentre en la posición marcada por el índice.

Los índices pueden ser creados usando una o más columnas, proporcionando la base tanto para búsquedas rápidas al azar como de un ordenado acceso a registros eficiente.

Los índices son construidos sobre árboles B, B+, B* o sobre una mezcla de ellos, funciones de cálculo u otros metodos.

El espacio en disco requerido para almacenar el índice es típicamente menor que el espacio de almacenamiento de la tabla (puesto que los índices generalmente contienen solamente los campos clave de acuerdo con los que la tabla será ordenada, y excluyen el resto de los detalles de la tabla), lo que da la posibilidad de almacenar en memoria los índices de tablas que no cabrían en ella. En una base de datos relacional un índice es una copia de una parte de la tabla.

Algunas bases de datos amplían la potencia del indexado al permitir que los índices sean creados de funciones o expresiones. Por ejemplo, un índice puede ser creado sobre la función upper(apellido), que almacenaría en el índice solamente las versiones mayúsculas del campo apellido. Otra opción a veces soportada, es el uso de índices "filtrados", donde las entradas del índice son creadas solamente para los registros que satisfagan una cierta expresión condicional. Un aspecto adicional de flexibilidad es permitir la indexación en funciones definidas por el usuario, también como expresiones formadas de un surtido de funciones incorporadas. Todos estos refinamientos de la indexación son soportados en Visual FoxPro y otros lenguajes de programación, por ejemplo.

Los índices pueden ser definidos como únicos o no únicos. Un índice único actúa como una restricción en la tabla previniendo filas idénticas en el índice.