Arquitecturas de BD Modelo ANSI/SPARC

Las arquitecturas de BD han evolucionado. Estándar hoy -> descrito por el comité ANSI/X3/SPARC, fines de los 70s. ANSI/X3/SPARC: grupo de estudio del Standard Planning and Requirements Commitee (SPARC) del ANSI (American National Standars Institute), dentro del Comité X3 que se ocupa de computadores e informática. Creado en 1969, para estudiar el impacto de los SGBD en los sistemas de información. Los resultados publicados en 1975, propusieron el uso de tres niveles de descripción de datos. ->Un esqueleto generalizado para sistemas de bases de datos que propone una arquitectura de tres niveles:

Nivel interno (nivel físico) Nivel conceptual Nivel externo (nivel de usuario)

Arquitectura de tres niveles Objetivos BD: independencia entre datos y aplicaciones. La estructura lógica de usuario o esquema externo (nivel usuario) es la visión que tiene de la base de datos cada usuario en particular. La estructura física o esquema interno es la forma como se organizan los datos en el medio de almacenamiento físico. En los SI encontramos la existencia de dos estructuras: la lógica (vista del usuario) y la física (forma en que se encuentran los datos en el almacenamiento).

En las BD-> nuevo nivel de abstracción: nivel conceptual, estructura lógico global, esquema, etc. ->Representación global de los datos que se interpone entre las estructuras lógica y física, independiente, tanto del equipo como de cada usuario en particular. Esta arquitectura de tres niveles proporciona la deseada independencia: capacidad para cambiar el esquema en un nivel sin tener que cambiarlo en ningún otro nivel. Distinguimos entre independencia física y lógica: Independencia lógica de los datos: Cambio del esquema conceptual sin cambiar las vistas externas o las aplicaciones. Independencia física de los datos: Cambio del esquema interno sin necesidad de cambiar el esquema conceptual o los esquemas externos.

Nivel Externo Más cercano a los usuarios. En él se definen los datos tal y como los va a ver éste. Cada usuario puede tener su propio modelo externo, sólo con datos e interrelaciones que necesite. Deben definirse las restricciones de uso, como por ejemplo el derecho a insertar o borrar determinados datos, o poder acceder a ellos. Se ocupa de las vistas individuales de los usuarios.

Usuarios: Programadores de aplicaciones. Usuarios finales. Disponen de un lenguaje de consulta o algún lenguaje de aplicación especial, manejado por ejemplo por menús o forms. El SQL (Structured Query Language) es usado en casi todos los sistemas relacionales actuales.

Nivel Conceptual Describe en términos abstractos pero con absoluta fidelidad cierta realidad: diseño conceptual de la base de datos. Se define mediante un esquema conceptual. Para escribirlo se utiliza un DDL (lenguaje de definición de datos) conceptual. Para que exista independencia de los datos, las definiciones en DDL no deberán implicar consideraciones de estructura de almacenamiento. En el esquema conceptual no debe haber representaciones de campos almacenados, secuencia de registros, indexación, etc.

Nivel Interno Nivel más bajo en la abstracción. Describe la estructura física de la base de datos, las estrategias de acceso a los datos, etc. Especifica todos los aspectos relacionados con el HW: dispositivos de memoria a usar (tamaño de páginas, número de éstas, tamaño de los buffers, direcciones físicas, etc.), técnicas de compresión de datos, criptografiado, etc. El modelo interno, que es único, corresponde a la implementación del modelo conceptual. Ningún usuario, en calidad de tal, tiene conocimiento de este nivel.

Redundancia Se presenta cuando se repiten innecesariamente datos en los archivos que conforman la base de datos. Inconvenientes: Incremento del trabajo: un mismo dato está almacenado en dos o más lugares, cuando se graben o actualicen, debe hacerse en todos los lugares a la vez. Desperdicio de espacio de almacenamiento: los mismos datos están almacenados en varios lugares, ocupando así más bytes del medio de almacenamiento. Problema es más evidente en grandes bases de datos. Inconsistencia de datos: los datos redundantes no son iguales entre sí: se actualiza el dato en un lugar, pero el dato duplicado en otro lugar no es actualizado. Si una base de datos está bien diseñada, no debería haber redundancia de datos.

Integridad Objetivo->proteger la BD contra operaciones que introduzcan inconsistencias en los datos. Se debe garantizar la coherencia de los datos, comprobando que sólo los usuarios autorizados puedan efectuar las operaciones correctas sobre la base de datos. Esto se consigue mediante: Control sobre los usuarios que acceden a la BD y los tipos de operaciones que están autorizados a realizar. Permite crear o borrar usuarios y conceder o retirar derechos a efectuar determinados tipos de operaciones (por ejemplo: crear objetos, borrar objetos, modificar datos, etc.)

Validación de las operaciones realizadas con los datos. Conjunto de reglas: restricciones de integridad. objetivo-> no permitir el ingreso de datos que se encuentren fuera del dominio del atributo. Ej. Si el dominio del atributo edad es números mayores de 18, no debería permitirse el ingreso de valores inferiores. Restricciones de integridad referencial: imponen que las modificaciones realizadas sobre algunos datos, obliguen a realizar modificaciones de otros datos con los que están enlazados Ej. si se modifica el código de un artículo, se debería modificar ese código en todos los pedidos que soliciten el artículo.

Protección de los datos contra los accesos malintencionados y los fallos. Se suelen evitar con la asignación de password a los usuarios, la definición de vistas, protección física de los datos (encriptado de los datos). Con respecto a los fallos causados por manipulaciones incorrectas, o accidentes lógicos o físicos, los SGBD suelen disponer de utilidades de recuperación de los datos después de un fallo.