Introducción a las bases de datos (Parte 1: tipos)

  Una base de datos ("database", en inglés) es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso. Debido al desarrollo tecnológico de campos como la informática y la electrónica, en la actualidad la mayoría de las bases de datos están en formato digital, siendo este un componente electrónico, por tanto se ha desarrollado y se ofrece un amplio rango de soluciones al problema del almacenamiento de datos.

  Existen programas, denominados sistemas gestores de bases de datos (SGBD) ["Database Management System" (DBMS), en inglés], que permiten almacenar y posteriormente acceder a los datos de forma rápida y estructurada. Las propiedades de estos SGBD, así como su uso y administración, se estudian dentro del ámbito de la informática.
  Las aplicaciones más usuales de los mencionados programas consisten en la gestión de empresas e instituciones públicas; también son ampliamente utilizados en entornos científicos con el objeto de almacenar la información experimental.

  En general, en los SGBD se proporciona un conjunto coordinado de programas, procedimientos y lenguajes que permiten a los distintos usuarios realizar sus tareas habituales con los datos, garantizando además la seguridad de los mismos.

  El éxito de este tipo de programas reside en mantener la seguridad e integridad de los datos. Lógicamente, tiene que proporcionar herramientas a los distintos usuarios, entre las que se encuentran:

•   Herramientas para la creación y especificación de los datos. Así como la estructura de la base de datos.
•   Herramientas para administrar y crear la estructura física requerida en las unidades de almacenamiento.
•   Herramientas para la manipulación de los datos de las bases de datos, para añadir, modificar, suprimir o consultar datos.
•   Herramientas de recuperación en caso de desastre.
•   Herramientas para la creación de copias de seguridad.
•   Herramientas para la gestión de la comunicación de la base de datos.
•   Herramientas para la creación de aplicaciones que utilicen esquemas externos de los datos.
•   Herramientas de instalación de la base de datos.
•   Herramientas para la exportación e importación de datos.

  Aunque las bases de datos pueden contener muchos tipos de datos, algunos de ellos se encuentran mutuamente protegidos por las leyes de varios países.

  En todo caso, las bases de datos pueden clasificarse de varias maneras, de acuerdo al contexto que se esté manejando, la utilidad de las mismas, las necesidades que satisfagan, o de acuerdo a su modelo de administración de datos.

TIPOS SEGÚN LA VARIABILIDAD DE LA BASE DE DATOS

•   Bases de datos estáticas: Son bases de datos únicamente de lectura, utilizadas principalmente para almacenar datos históricos que posteriormente se pueden utilizar para estudiar el comportamiento de un conjunto de datos a través del tiempo, realizar proyecciones, tomar decisiones y realizar análisis de datos para inteligencia empresarial.
•   Bases de datos dinámicas: Son bases de datos donde la información almacenada se modifica con el tiempo, permitiendo operaciones como actualización, borrado y edición de datos, además de las operaciones fundamentales de consulta.

 

 TIPOS SEGÚN EL CONTENIDO

•   Bases de datos bibliográficas: Solo contienen una subrogante (representante) de la fuente primaria, que permite localizarla. Un registro típico de una base de datos bibliográfica contiene información sobre el autor, fecha de publicación, editorial, título, edición, de una determinada publicación, etc. Puede contener un resumen o extracto de la publicación original, pero nunca el texto completo, porque si no, sería una base de datos a texto completo (o de fuentes primarias). Como su nombre lo indica, el contenido son cifras o números.
•   Bases de datos de texto completo: Almacenan las fuentes primarias, como por ejemplo, todo el contenido de todas las ediciones de una colección de revistas científicas.
•   Directorios: Índices donde es posible encontrar información rápidamente. Los directorios se pueden clasificar en dos grandes subtipos dependiendo de si son personales o empresariales.
    Hay tres clases de directorios empresariales:
  
  •     Tienen nombre de la empresa y dirección.
  •    Contienen teléfono y los más avanzados contienen correo electrónico.
  •    Contienen datos como facturación o número de empleados además de ciertos códigos que ayudan a su distinción.
    Sólo existe una clase de directorios personales, ya que las leyes de protección de datos protegen la privacidad de los usuarios pertenecientes al directorio.
    La búsqueda inversa está prohibida en los directorios personales (a partir de un número de teléfono saber el titular de la línea por ejemplo).
•    Bases de datos o "bibliotecas" de información química o biológica: Son bases de datos que almacenan diferentes tipos de información proveniente de la química, las ciencias de la vida o médicas. Se pueden considerar en varios subtipos:
  
  •     Aquellas que almacenan secuencias de nucleótidos o proteínas.
  •     Las bases de datos de rutas metabólicas.
  •   Bases de datos de estructura: Comprende los registros de datos experimentales sobre estructuras 3D de biomoléculas.
  •     Bases de datos clínicas.
  •    Bases de datos bibliográficas (biológicas, químicas, médicas y de otros campos): PubChem, Medline, EBSCOhost.

TIPOS SEGÚN SU MODELO DE ADMINISTRACIÓN DE DATOS

  Un modelo de datos es básicamente una "descripción" de algo conocido como contenedor de datos (algo en donde se guardan los datos), así como de los métodos para almacenar y recuperar datos de esos contenedores. Los modelos de datos no son cosas físicas: son abstracciones que permiten la implementación de un sistema eficiente de base de datos; por lo general se refieren a algoritmos, y conceptos matemáticos.

  Los tipos de bases de datos basados en los modelos de datos más utilizados son:

•   Bases de datos jerárquicas: En este tipo, los datos se organizan en forma de árbol invertido (también se denomina "raíz"), en donde un nodo padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres es llamado "raíz", y a los nodos que no tienen hijos se los conoce como "hojas".
    Las bases de datos jerárquicas son especialmente útiles en el caso de aplicaciones que manejan un gran volumen de información y datos muy compartidos permitiendo crear estructuras estables y de gran rendimiento.
    Una de las principales limitaciones de este modelo es su incapacidad de representar eficientemente la redundancia de datos.

•   Base de datos de red: Este es un tipo ligeramente distinto del jerárquico; su diferencia fundamental es la modificación del concepto de nodo: se permite que un mismo nodo tenga varios padres (posibilidad no permitida en el modelo jerárquico).
    Fue una gran mejora con respecto al tipo jerárquico, ya que ofrecía una solución eficiente al problema de redundancia de datos; pero, aun así, la dificultad que significa administrar la información en una base de datos de red ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por programadores más que por usuarios finales.

•   Bases de datos transaccionales: Son bases de datos cuyo único fin es el envío y recepción de datos a grandes velocidades, estas bases son muy poco comunes y están dirigidas por lo general al entorno de análisis de calidad, datos de producción e industrial, es importante entender que su fin único es recolectar y recuperar los datos a la mayor velocidad posible, por lo tanto la redundancia y duplicación de información no es un problema como con las demás bases de datos, por lo general para poderlas aprovechar al máximo permiten algún tipo de conectividad a bases de datos relacionales. Un ejemplo habitual de transacción es el traspaso de una cantidad de dinero entre cuentas bancarias.

•  Bases de datos relacionales: Se trata del tipo más utilizado en la actualidad para representar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postulados sus fundamentos en 1.970 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 registros (o "tuplas"). Pese a que esta es la teoría de las bases de datos relacionales creadas por 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 (las filas de una tabla), y campos (las columnas de una tabla).
  
    En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen 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 para un usuario esporádico de la base de datos. La información puede ser recuperada o almacenada mediante "consultas" que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.
    El lenguaje más habitual para construir las consultas a bases de datos relacionales es el de consulta estructurada ["Structured Query Language" (SQL)], o, un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales.
    Durante su diseño, una base de datos relacional pasa por un proceso al que se le conoce como normalización de una base de datos.

•   Bases de datos multidimensionales: Son bases de datos ideadas para desarrollar aplicaciones muy concretas, como creación de Cubos OLAP (el almacenamiento físico de los datos se realiza en un vector multidimensional; pueden considerarse como una ampliación de las dos dimensiones de una hoja de cálculo). Básicamente no se diferencian demasiado de las bases de datos relacionales (una tabla en una base de datos relacional podría serlo también en una base de datos multidimensional), la diferencia está más bien a nivel conceptual; en las bases de datos multidimensionales los campos o atributos de una tabla pueden ser de dos tipos, o bien representan dimensiones de la tabla, o bien representan métricas que se desean aprender.

•   Bases de datos orientadas a objetos: Este tipo, bastante reciente, y propio de los modelos informáticos orientados a objetos, trata de almacenar en la base de datos los objetos completos (estado y comportamiento).
    Una base de datos orientada a objetos es una base de datos que incorpora todos los conceptos importantes del paradigma de objetos:
  
  •    Encapsulación: Propiedad que permite ocultar la información al resto de los objetos, impidiendo así accesos incorrectos o conflictos.
  •    Herencia: Propiedad a través de la cual los objetos heredan comportamiento dentro de una jerarquía de clases.
  •   Polimorfismo: Propiedad de una operación mediante la cual puede ser aplicada a distintos tipos de objetos.

    En bases de datos orientadas a objetos, los usuarios pueden definir operaciones sobre los datos como parte de la definición de la base de datos. Una operación (llamada "función") se especifica en dos partes. La interfaz (o "signatura") de una operación incluye el nombre de la operación y los tipos de datos de sus argumentos (o "parámetros"). La implementación (o "método") de la operación se especifica separadamente y puede modificarse sin afectar la interfaz. Los programas de aplicación de los usuarios pueden operar sobre los datos invocando a dichas operaciones a través de sus nombres y argumentos, sea cual sea la forma en la que se han implementado. Esto podría denominarse independencia entre programas y operaciones.

•  Bases de datos documentales: Permiten la indexación a texto completo, y, en líneas generales, realizar búsquedas más potentes, sirven para almacenar grandes volúmenes de información de antecedentes históricos.

•   Bases de datos deductivas: Un sistema de base de datos deductiva, es un sistema de base de datos pero con la diferencia de que permite hacer deducciones a través de inferencias. Se basa principalmente en reglas y hechos que son almacenados en la base de datos. Las bases de datos deductivas son también llamadas bases de datos lógicas, a raíz de que se basan en la lógica matemática. Este tipo de base de datos surge debido a las limitaciones de la base de datos relacional de responder a consultas recursivas y de deducir relaciones indirectas de los datos almacenados en la base de datos.

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