In­tro­du­c­ción al sistema gestor de base de datos (SGBD)

Prá­c­ti­ca­me­n­te ningún ordenador o apli­ca­ción web podrían funcionar sin un sistema de base de datos, por lo que no viene mal fa­mi­lia­ri­zar­se con los conceptos básicos re­la­cio­na­dos con este tema. El sistema de gestión de base de datos su­b­ya­ce­n­te a toda base de datos es tan im­po­r­ta­n­te como el propio conjunto de los datos, ya que no sería posible ad­mi­ni­s­trar­los sin él.

La propia base de datos y el sistema gestor de base de datos o SGBD (también llamado DBMS, del inglés database ma­na­ge­me­nt system) conforman lo que se denomina el sistema de base de datos (a veces, se utiliza si­m­ple­me­n­te el término base de datos para de­no­mi­nar­lo). En términos generales, un SGBD es un software que sigue un modelo de sistema de base de datos y, por lo tanto, resulta decisivo a la hora de co­n­fi­gu­rar­la, ad­mi­ni­s­trar­la y uti­li­zar­la. Solo cuando el sistema gestor de base de datos está instalado y co­n­fi­gu­ra­do, los usuarios pueden in­tro­du­cir y consultar los datos. Los permisos de lectura y escritura, así como las funciones de ad­mi­ni­s­tra­ción generales, se es­ta­ble­cen mediante las in­te­r­fa­ces es­pe­cí­fi­cas de la apli­ca­ción y el lenguaje de de­fi­ni­ción de datos co­rre­s­po­n­die­n­te. El más conocido de estos lenguajes es SQL (Stru­c­tu­red Query Language, lenguaje de consulta es­tru­c­tu­ra­da).

Un sistema de gestión de base de datos consta de varios co­m­po­ne­n­tes, todos los cuales co­n­tri­bu­yen al buen fu­n­cio­na­mie­n­to del software. Los elementos básicos que lo conforman son tres: el di­c­cio­na­rio de datos, el lenguaje de de­fi­ni­ción de datos y el lenguaje de ma­ni­pu­la­ción de datos.

• Di­c­cio­na­rio de datos: consiste en una lista de metadatos que reflejan las ca­ra­c­te­rí­s­ti­cas de los diversos tipos de datos incluidos en la base de datos. Además, estos metadatos informan sobre los permisos de uso de cada registro y su re­pre­se­n­ta­ción física. De esta manera, el di­c­cio­na­rio pro­po­r­cio­na toda la in­fo­r­ma­ción relevante sobre los datos al­ma­ce­na­dos.
• Lenguaje de de­fi­ni­ción de datos: el lenguaje de de­fi­ni­ción de datos, también llamado lenguaje de base de datos o DDL (data de­fi­ni­tion language), sirve para es­tru­c­tu­rar el contenido de la base de datos. Gracias a este lenguaje, es posible crear, modificar y eliminar objetos in­di­vi­dua­les, como re­fe­re­n­cias, re­la­cio­nes o derechos de usuario.
• Lenguaje de ma­ni­pu­la­ción de datos: mediante el lenguaje de ma­ni­pu­la­ción de datos o DML (data ma­ni­pu­la­tion language), se pueden in­tro­du­cir nuevos registros en la base de datos, así como eliminar, modificar y consultar los que ya contiene. Este lenguaje también permite comprimir y extraer los datos.

El sistema de gestión de base de datos es el co­m­po­ne­n­te más im­po­r­ta­n­te de un sistema de base de datos. Sin él, no sería posible ad­mi­ni­s­trar, controlar o su­pe­r­vi­sar la base de datos. Este software también es re­s­po­n­sa­ble de gestionar todos sus permisos de lectura y escritura. Un término que suele uti­li­zar­se mucho para resumir las funciones y pro­pie­da­des de las tra­n­sac­cio­nes de los sistemas gestores de base de datos es ACID, siglas de los términos en inglés atomicity, co­n­si­s­te­n­cy, isolation y du­ra­bi­li­ty (es decir, ato­mi­ci­dad, co­n­si­s­te­n­cia, ai­s­la­mie­n­to y pe­r­ma­ne­n­cia). Estos cuatro conceptos engloban los re­qui­si­tos más im­po­r­ta­n­tes de un SGBD:

• La ato­mi­ci­dad o in­te­gri­dad describe la propiedad de “todo o nada” de los SGBD, por la que todas las fases de una tra­n­sac­ción deben fi­na­li­zar­se por completo y en el orden correcto para que esta sea válida.
• La co­n­si­s­te­n­cia implica que las tra­n­sac­cio­nes co­m­ple­ta­das no afecten la es­ta­bi­li­dad de la base de datos, lo que requiere su­pe­r­vi­sar­las co­n­s­ta­n­te­me­n­te.
• El ai­s­la­mie­n­to es la propiedad que asegura que las tra­n­sac­cio­nes no ob­s­ta­cu­li­cen a las demás, de lo que, por lo general, se encargan algunas funciones de bloqueo.
• La pe­r­ma­ne­n­cia implica que todos los datos queden al­ma­ce­na­dos pe­r­ma­ne­n­te­me­n­te en el SGBD, no solo después de una tra­n­sac­ción correcta, sino también o es­pe­cia­l­me­n­te en caso de error o caída del sistema. Los registros de las tra­n­sac­cio­nes, donde quedan anotados todos los procesos del SGBD, son fu­n­da­me­n­ta­les para ga­ra­n­ti­zar la pe­r­ma­ne­n­cia.

En la siguiente tabla, te mostramos una cla­si­fi­ca­ción distinta de las funciones y pro­pie­da­des de los sistemas gestores de base de datos, que va más allá del modelo ACID.

El objetivo de instalar un sistema gestor de base de datos es ad­mi­ni­s­trar los registros de la mejor manera posible. Como ya hemos me­n­cio­na­do, existen varios modelos para ello, que difieren bá­si­ca­me­n­te en la manera en que se es­tru­c­tu­ran los datos. Por lo tanto, decidirse por un DBMS siempre implica de­ca­n­tar­se por un modelo de base de datos concreto. Existen los si­guie­n­tes modelos de bases de datos:

• Re­la­cio­nal
• Je­rá­r­qui­ca
• De red
• Orientada a objetos
• Orientada a do­cu­me­n­tos

El más común y popular es el modelo de base de datos re­la­cio­nal, en el que los datos se es­tru­c­tu­ran en filas de tabla. La ventaja de este modelo radica en la po­si­bi­li­dad de crear di­fe­re­n­tes re­la­cio­nes entre las filas y pre­se­n­tar­las en columnas. El pro­ce­di­mie­n­to es diferente al del modelo de base de datos je­rá­r­qui­co, donde los di­fe­re­n­tes datos se organizan en re­la­cio­nes padre-hijo, en una es­tru­c­tu­ra similar a la de un árbol.

Otros enfoques para organizar los datos son el modelo de base de datos de red, donde los datos, como el nombre indica, se es­tru­c­tu­ran en forma de red, o el modelo de bases de datos orientada a objetos, en el que no solo importa la relación entre los registros de datos, sino también el concepto de la herencia: esto significa que los objetos pueden tra­n­s­fe­rir algunos de sus atributos a otros objetos, lo que se regula a través del SGBD.

Por su parte, el modelo de base de datos orientado a do­cu­me­n­tos permite almacenar los registros de datos en di­fe­re­n­tes do­cu­me­n­tos.

Los SGBD, el pilar de todas las bases de datos, presentan varias ventajas y puntos fuertes, aunque, como cualquier otro software, también tienen algunos in­co­n­ve­nie­n­tes, como puedes ver en la siguiente lista:

Ventajas de los sistemas gestores de base de datos:

• Gestión fácil de grandes conjuntos de datos
• Acceso sencillo y eficaz a los datos al­ma­ce­na­dos
• Gran fle­xi­bi­li­dad
• In­te­gri­dad y co­n­si­s­te­n­cia de los datos
• Control de acceso del usuario (seguridad y pro­te­c­ción de datos)
• Alta di­s­po­ni­bi­li­dad

In­co­n­ve­nie­n­tes de los sistemas gestores de base de datos:

• Inversión inicial re­la­ti­va­me­n­te elevada (incluidos costes de hardware adi­cio­na­les)
• Bastante menos eficaz para el software especial
• Se requieren empleados cua­li­fi­ca­dos (ad­mi­ni­s­tra­do­res de bases de datos)
• Mayor vu­l­ne­ra­bi­li­dad por el hecho de ce­n­tra­li­zar los datos

De entre los numerosos sistemas gestores de bases de datos que existen, estos son los 15 más populares y uti­li­za­dos:

• Microsoft Access (re­la­cio­nal)
• Microsoft SQL Server (re­la­cio­nal)
• MySQL (re­la­cio­nal)
• Oracle Database (re­la­cio­nal)
• OrientDB (orientado a do­cu­me­n­tos)
• CouchDB (orientado a do­cu­me­n­tos)
• Db2 de IBM (re­la­cio­nal)
• IMS de IBM (je­rá­r­qui­co)
• IBM Informix (re­la­cio­nal)
• MariaDB (re­la­cio­nal)
• Sybase ASE (re­la­cio­nal)
• MongoDB (orientado a do­cu­me­n­tos)
• Po­s­t­gre­S­QL (combina re­la­cio­nal y orientado a objetos)
• Firebird (re­la­cio­nal)
• In­te­r­S­y­s­te­ms Caché (combina re­la­cio­nal y orientado a objetos)
• In­te­r­S­y­s­te­ms IRIS (combina re­la­cio­nal y orientado a objetos)