MODELOS DE BASE DE DATOS

Los modelos de base de datos son esencialmente la estructura lógica que adopta una base de datos, incluyendo las relaciones y limitaciones que determinan cómo se almacenan, organizan y accede a los datos. Estos modelos también definen qué tipo de operaciones se pueden realizar con los datos, es decir, determina cómo se manipulan los mismos, proporcionando la base sobre la que se diseña el lenguaje de consultas.

En general, prácticamente todos los modelos de base de datos pueden representarse a través de un diagrama de base de datos.. Los modelos de base de datos individuales se diseñan en base a las reglas y los conceptos de cualquier modelo de datos más amplio que los diseñadores adopten.

La definición de una base de datos es una recolección estructurada de registros o datos que se almacena en un sistema informático

Para que una base de datos sea realmente funcional, no sólo debe almacenar grandes cantidades de registros, también se deben acceder fácilmente. Además, la nueva información y los cambios deberían ser también bastante fáciles de efectuarse.

Con el fin de tener un sistema eficiente de base de datos, es necesario incorporar un programa que gestione las consultas y la información almacenada en el sistema. Este suele ser denominado DBMS o Sistema de Gestión de una base de datos.

Existen diferentes tipos de modelos de bases de datos. Qué modelo elegir para una base de datos dependerá del sistema de gestión de bases de datos que se esté usando, puesto que este debe ser compatible con el modelo de datos.

Lo habitual es que los sistemas de gestión de bases de datos (SGBD) estén desarrollados para emplear un modelo de base de datos en concreto, aunque hay algunos compatibles con múltiples modelos.

Aquí algunos ejemplos de tipos de modelos de bases de datos:

• Modelo de base de datos relacional

• Modelo jerárquico

• Modelo de red

• Modelo orientado a objetos

• Modelo relacional de objetos

• Modelo entidad-relación

• Modelo plano

• Modelos de bases de datos NoSQL

Cada tipo de base de datos tiene su propio modelo de datos, que es la manera en que están estructurados los datos. 

A continuación hablaremos un poco de cada uno de ellos.Modelo de base de datos relacional

El modelo relacional es el más popular tipo de base de datos y una herramienta extremadamente potente, no sólo para almacenar información, también para acceder a ella.

Las bases de datos relacionales tienen varias ventajas, entre ellas su simplicidad conceptual. Al liberar al diseñador de los detalles del almacenamiento físico de los datos, los diseñadores pueden concentrarse en la vista lógica de la base de datos. Esto hace que el diseño, el mantenimiento, la administración y el uso de la base de datos sean mucho más fáciles que con otros modelos.

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

Beneficios del modelo relacional

Los derechos de usuario se pueden restringir según los datos que deben hacerse visibles o modificables para cada usuario. Esto permite una mayor seguridad.

En una base de datos jerárquica, se necesita acceder a la raíz e ir hacia abajo. En la relacional este no es el caso ya que se le brinda una flexibilidad de acceso relacional.

Se evita la duplicación de datos, manteniendo así el tamaño de la base de datos pequeño. Esto reduce el requerimiento de memoria y también aumenta la eficiencia.

Algunos ejemplos de gestores de bases de datos relacionales ampliamente conocidos incluyen MySQL, PostgreSQL, SQLite, Oracle Database, Microsoft SQL Server, entre otros.

Modelo jerárquico

El modelo jerárquico de bases de datos se asemeja a la estructura de un árbol, tal como Microsoft Windows organiza las carpetas y archivos. En un modelo jerárquico de bases de datos, cada enlace es anidado con el fin de conservar los datos organizados en un orden particular en un mismo nivel de lista. Por ejemplo, una base de datos jerárquico de ventas, puede incluir las ventas de cada día como un archivo separado. Anidadas dentro de este archivo están todas las ventas (el mismo tipo de datos) para el día. 

Beneficios del modelo jerárquico

Dado que la mayoría de las relaciones son de uno a uno, la estructura de la base de datos es fácil de entender incluso para los no programadores. Después de encontrar el primer registro, no es necesario realizar una exploración de índice. Simplemente sigue el puntero principal que dirige hacia el siguiente registro.

Como los datos se almacenan en una base de datos común, es más fácil verlos. Las modificaciones, si las hay, se pueden hacer fácilmente en el archivo reemplazando los datos existentes.

Al administrador le resulta fácil mantener la base de datos cambiando los registros en sus respectivos campos.

Este modelo todavía se utiliza en algunas aplicaciones, por ejemplo, para servidores que necesitan mantener los datos por largos periodos de tiempo pero sin modificarlos. También se usan en conjunto con otras bases de datos simples que contienen pocos registros y necesitan menos tiempo para programar Este modelo todavía se utiliza en algunas aplicaciones, por ejemplo, para servidores que necesitan mantener los datos por largos periodos de tiempo pero sin modificarlos. También se usan en conjunto con otras bases de datos simples que contienen pocos registros y necesitan menos tiempo para programar.

Modelo de red

En un modelo de red, la característica definitoria es que se almacena un registro con un enlace a otros registros - en efecto, una red.

Estas redes (o, a veces, a que se refiere como punteros) puede ser una variedad de diferentes tipos de información como números de nodo de un disco o incluso la dirección.

Beneficios del modelo de red

Al igual que una base de datos jerárquica, los componentes de una base de datos de red pueden tener varias relaciones padre-hijo. Su capacidad para mantener datos es más que la del modelo jerárquico.

Dado que siempre hay un vínculo entre un padre y un hijo, se mantiene la integridad de los datos.

Modelo orientado a objetos

Como su nombre lo indica, es una base de datos que consta de objetos utilizados en la programación orientada a objetos. Estas bases de datos funcionan bien con lenguajes orientados a objetos como Perl, C ++, Java, Smalltalk y otros.

Los objetos similares se agrupan en una clase y cada objeto de una clase particular se llama su instancia. Las clases permiten que un programador defina datos que no están incluidos en el programa.

Dado que una clase solo define los datos que necesita, si se ejecuta un objeto de esa clase, no podrá acceder a otros datos, evitando así la corrupción de datos y garantizando la seguridad.

Las clases intercambian datos entre sí mediante el uso de mensajes llamados métodos. Tienen una propiedad llamada herencia, lo que significa que si se define una clase, una subclase puede heredar sus propiedades sin definir sus propios métodos. Esto significa que una subclase puede implementar el mismo código. Esto acelera el desarrollo del programa.

Beneficios del modelo orientado a objetos

Las clases permiten agrupar objetos con características similares. Se puede crear una superclase combinando todas las clases. Esto conduce a una reducción de la redundancia de datos y la reutilización de clases, lo que permite un mantenimiento más fácil de los datos.

La base de datos es capaz de almacenar diferentes tipos de datos, como audio, video, imágenes, etc.

Puede que no sea necesario un lenguaje de consulta, ya que todas las transacciones tienen lugar al acceder a los objetos de manera transparente.

 

Modelo relacional de objetos

Una base de datos relacional de objetos ofrece lo mejor de ambos mundos. Tiene una base de datos relacional combinada con conceptos orientados a objetos como objetos, clases, herencia y polimorfismo. Funciona de manera similar a las bases de datos relacionales.

Un ejemplo incluyen a DB2 de IBM.

Beneficios del modelo Objeto-relacional

Puede obtener datos fácilmente a través del polimorfismo. Reutilizar los datos se vuelve más fácil.

Dado que abarca lo mejor de las bases de datos relacionales y orientadas a objetos, la escalabilidad no es un problema. Se pueden almacenar grandes volúmenes de datos dentro de las clases.

La elección de una base de datos no es permanente, existen herramientas y servicios de migración de base de datos que le pueden ayudar en caso que decida cambiarse a otro modelo. También puede encontrar muchas soluciones de bases de datos relacionales en la nube que son una buena alternativa para aplicaciones o servicios alojados en la nube.

 

 

Modelo entidad-relación

El modelo de entidad-relación (ER) es una herramienta para el diseño de la estructura lógica de una base de datos, que luego se podrá implementar como una base de datos real. Los componentes principales del modelo ER son un conjunto de entidades y de relaciones. Este modelo describe cosas de interés interrelacionadas en un dominio específico de conocimiento.

El modelo ER se implementa generalmente como una base de datos. En la implementación de una base de datos relacional sencilla, cada fila de una tabla constituye una instancia de una entidad, y cada columna constituye un atributo. Las entidades se caracterizan no solo por las relaciones, sino además por propiedades adicionales llamadas atributos, que contienen identificadores llamados “claves primarias”.

El modelo de datos entidad-relación fue definido por Peter Chen en 1976. Este modelo permite hacer representaciones gráficas de estos modelos, para convertirse en bases de datos, donde existen unas convenciones.

Modelo plano

En programación, el concepto de "modelo plano" se refiere al modelo de datos más antiguo y sencillo. En este modelo, todos los datos se presentan en una sola tabla, que consta de columnas y filas. Sin embargo, este enfoque resulta ineficiente para conjuntos de datos grandes, ya que para acceder o manipular los datos, la computadora debe leer todo el archivo plano y cargarlo en la memoria.

Es importante tener en cuenta que el modelo plano es muy limitado y no permite una estructuración adecuada de los datos. A medida que los sistemas y las aplicaciones se volvieron más complejos, se desarrollaron otros modelos de datos más avanzados, como el modelo relacional, el modelo de entidad-relación, entre otros. Estos modelos ofrecen una mayor flexibilidad y permiten una mejor organización y manipulación de los datos.

En resumen, el modelo plano es un enfoque muy básico en el diseño de bases de datos, donde todos los datos se almacenan en una sola tabla. Sin embargo, debido a su falta de estructura y eficiencia, se han desarrollado modelos de datos más avanzados para abordar las necesidades de sistemas y aplicaciones más complejas.

 

Beneficios del modelo plano

Todos los registros se almacenan en un solo lugar. La estructura es simple.

Funciona bien para bases de datos pequeñas y tiene requisitos mínimos de software y hardware.

 

A continuación pueden observar un video que nos habla acerca de las bases de datos no SQL que de igual manera están incluidas en la sección de gestores de bases de datos.