jueves, 10 de febrero de 2011

Manejadores de Bases de Datos



Definición 

El sistema manejador de bases de datos es la porción más importante del software de un sistema de base de datos. Un DBMS es una colección de numerosas rutinas de software interrelacionadas, cada una de las cuales es responsable de alguna tarea específica. 

Las funciones principales de un DBMS son:

  • Crear y organizar la Base de datos.
  • Establecer y mantener las trayectorias de acceso a la base de datos de tal forma que los datos puedan ser accesados rápidamente.
  • Manejar los datos de acuerdo a las peticiones de los usuarios.
  • Registrar el uso de las bases de datos.
  • Interacción con el manejador de archivos. Esto a través de las sentencias en DML al comando de el sistema de archivos. Así el Manejador de base de datos es el responsable del verdadero almacenamiento de los datos.
  • Respaldo y recuperación. Consiste en contar con mecanismos implantados que permitan la recuperación fácilmente de los datos en caso de ocurrir fallas en el sistema de base de datos.
  • Control de concurrencia. Consiste en controlar la interacción entre los usuarios concurrentes para no afectar la inconsistencia de los datos.
  • Seguridad e integridad. Consiste en contar con mecanismos que permitan el control de la consistencia de los datos evitando que estos se vean perjudicados por cambios no autorizados o previstos.

Lenguajes

Para cumplir sus objetivos el DBMS cuenta con varios lenguajes:

Lenguaje de descripción o definición de datos: Un esquema de base de datos se especifica por medio de una serie de definiciones que se expresan en un lenguaje de definición de datos (DDL-Data Definition Language). El resultado de la compilación es un conjunto de tablas que se almacenan en el diccionario de datos. Existe un esquema DDL para las definiciones del nivel conceptual y un subesquema DDL para las definiciones del nivel externo.



CLASIFICACIÓN DE LOS DBMS

La forma o vista externa con que se presentan los datos al usuario en la mayoría de los sistemas actuales es idéntica o muy semejante a la vista conceptual.

La estructura lógica, en el ámbito conceptual o externo, es la base para la clasificación de los DBMS en las cuatro categorías siguientes: jerárquica, red, relacional y orientada a objetos.

Cualquier categoría debe permitir un acceso aleatorio a los datos requeridos, utilizando para tal fin una estructura de datos: redes, árboles, tablas o listas enlazadas.

Cada DBMS está diseñado para manejar un tipo de estructura lógica. No se pueden procesar programas diseñados para otro DBMS.


  • Enfoque jerárquico: La base de datos jerárquica consta de muchos registros. Cada nodo representa un tipo de registro conceptual o un segmento. Cada registro o segmento está constituido por un cierto número de campos que lo describen. Cada rama representa una relación uno a muchos. Un cliente del banco puede tener muchos movimientos en su cuenta. En este caso 'muchos' significa cero, uno o más de uno.
  • Enfoque de red: Para representar este tipo de relación, es necesario que los dos tipos de registro estén interconectados por medio de un registro conector llamado conjunto conector.
  • Enfoque relacional: Un DBMS de enfoque relacional utiliza tablas bidimensionales llamadas relaciones para la representación lógica de los datos y las relaciones entre ellos.
Objeto Relacionales para ambientes de producción
Uso embebido
Nuevas tecnologías o aplicaciones específicas
PostgreSQL
Mysql
eXist
Mysql
SQLite
NeoDatis ODB
Firebird
MonetDB
Mondrain

BDB
LucidDB

PostgreSQL


Como muchos otros proyectos de código abierto, el desarrollo de PostgreSQL no es manejado por una empresa y/o persona, sino que es dirigido por una comunidad de desarrolladores que trabajan de forma desinteresada, altruista, libre y/o apoyados por organizaciones comerciales. Dicha comunidad es denominada el PGDG (PostgreSQL Global Development Group).


Características

Alta concurrencia: Mediante un sistema denominado MVCC (Acceso concurrente multiversión, por sus siglas en inglés) PostgreSQL permite que mientras un proceso escribe en una tabla, otros accedan a la misma tabla sin necesidad de bloqueos. Cada usuario obtiene una visión consistente de lo último a lo que se le hizo commit. Esta estrategia es superior al uso de bloqueos por tabla o por filas común en otras bases, eliminando la necesidad del uso de bloqueos explícitos.

Amplia variedad de tipos nativos: 
PostgreSQL provee nativamente soporte para:

Adicionalmente los usuarios pueden crear sus propios tipos de datos, los que pueden ser por completo indexables gracias a la infraestructura GiST de PostgreSQL. Algunos ejemplos son los tipos de datos GIS creados por el proyecto PostGIS.

Otras características

  • Claves ajenas también denominadas Llaves ajenas o Claves Foráneas (foreign keys).
  • Disparadores (triggers): Un disparador o trigger se define como una acción específica que se realiza de acuerdo a un evento, cuando éste ocurra dentro de la base de datos. En PostgreSQL esto significa la ejecución de un procedimiento almacenado basado en una determinada acción sobre una tabla específica. Ahora todos los disparadores se definen por seis características:
    • El nombre del disparador o trigger
    • El momento en que el disparador debe arrancar
    • El evento del disparador deberá activarse sobre...
    • La tabla donde el disparador se activará
    • La frecuencia de la ejecución
    • La función que podría ser llamada

Lenguajes compatibles:


MySQL

MySQL es un sistema de gestión de base de datos relacional, multihilo y multiusuario con más de seis millones de instalaciones.1 MySQL AB —desdeenero de 2008 una subsidiaria de Sun Microsystems y ésta a su vez de Oracle Corporation desde abril de 2009— desarrolla MySQL como software libreen un esquema de licenciamiento dual.


Lenguajes de programación

Existen varias APIs que permiten, a aplicaciones escritas en diversos lenguajes de programación, acceder a las bases de datos MySQL, incluyendo C, C++, C#, Pascal, Delphi (via dbExpress), Eiffel,Smalltalk, Java (con una implementación nativa del driver de Java), Lisp, Perl, PHP, Python, Ruby,Gambas, REALbasic (Mac y Linux), (x)Harbour (Eagle1), FreeBASIC, y Tcl; cada uno de estos utiliza una API específica. También existe una interfaz ODBC, llamado MyODBC que permite a cualquier lenguaje de programación que soporte ODBC comunicarse con las bases de datos MySQL. También se puede acceder desde el sistema SAP, lenguaje ABAP.


Plataformas

MySQL funciona sobre múltiples plataformas, incluyendo:
OS/2 Warp
SGI IRIX
SCO OpenServer



Características distintivas

Las siguientes características son implementadas únicamente por MySQL:
Múltiples motores de almacenamiento (MyISAM, Merge, InnoDB, BDB, Memory/heap, MySQL Cluster, Federated, Archive, CSV, Blackhole y Example en 5.x), permitiendo al usuario escoger la que sea más adecuada para cada tabla de la base de datos.
Agrupación de transacciones, reuniendo múltiples transacciones de varias conexiones para incrementar el número de transacciones por segundo.

Tipos de compilación del servidor

Hay tres tipos de compilación del servidor MySQL:
Estándar: Los binarios estándar de MySQL son los recomendados para la mayoría de los usuarios, e incluyen el motor de almacenamiento InnoDB.
Max (No se trata de MaxDB, que es una cooperación con SAP): Los binarios incluyen características adicionales que no han sido lo bastante probadas o que normalmente no son necesarias.
MySQL-Debug: Son binarios que han sido compilados con información de depuración extra. No debe ser usada en sistemas en producción porque el código de depuración puede reducir el rendimiento.


Firebird

Firebird es un sistema de administración de base de datos relacional (o RDBMS) (Lenguaje consultas: SQL) de código abierto, basado en la versión 6 de Interbase, cuyo código fue liberado por Borland en 2000. Su código fue reescrito de C a C++. El proyecto se desarrolla activamente, el 18 de abril de 2008 fue liberada la versión 2.1 y el 26 de diciembre de 2009 fue liberada la versión 2.5.0 RC1.


Características
  • Es multiplataforma, y actualmente puede ejecutarse en los sistemas operativos: Linux, HP-UX, FreeBSD, Mac OS, Solaris y Microsoft Windows.
  • Ejecutable pequeño, con requerimientos de hardware bajos.
  • Arquitectura Cliente/Servidor sobre protocolo TCP/IP y otros (embedded).
  • Soporte de transacciones ACID y claves foráneas.
  • Es medianamente escalable.
  • Buena seguridad basada en usuarios/roles.
  • Diferentes arquitecturas, entre ellas el Servidor Embebido1 (embedded server) que permite ejecutar aplicaciones monousuario en ordenadores sin instalar el software Firebird.
  • Bases de datos de sólo lectura, para aplicaciones que corran desde dispositivos sin capacidad de escritura, como cd-roms.
  • Existencia de controladores ODBC, OLEDB, JDBC, PHP, Perl, .net, etc.
  • Requisitos de administración bajos, siendo considerada como una base de datos libre de mantenimiento, al margen de la realización de copias de seguridad.
  • Pleno soporte del estándar SQL-92, tanto de sintaxis como de tipos de datos.
  • Completo lenguaje para la escritura de disparadores y procedimientos almacenados denominado PSQL.
  • Capacidad de almacenar elementos BLOB (Binary Large OBjects).
  • Soporte de User-Defined Functions (UDFs).
  • Versión autoejecutable, sin instalación, excelente para la creación de catálogos en CD-Rom y para crear versiones de evaluación de algunas aplicaciones.

SQLite

SQLite es un sistema de gestión de bases de datos relacional compatible con ACID, contenida en una relativamente pequeña (~275 kiB)2 biblioteca enC. SQLite es un proyecto de dominio público1 creado por D. Richard Hipp


Características

La biblioteca implementa la mayor parte del estándar SQL-92, incluyendo transacciones de base de datos atómicas, consistencia de base de datos, aislamiento, y durabilidad (ACID), triggers y la mayor parte de las consultas complejas.

SQLite usa un sistema de tipos inusual. En lugar de asignar un tipo a una columna como en la mayor parte de los sistemas de bases de datos SQL, los tipos se asignan a los valores individuales. Por ejemplo, se puede insertar un string en una columna de tipo entero (a pesar de que SQLite tratará en primera instancia de convertir la cadena en un entero). Algunos usuarios consideran esto como una innovación que hace que la base de datos sea mucho más útil, sobre todo al ser utilizada desde un lenguaje de scripting de tipos dinámicos. Otros usuarios lo ven como un gran inconveniente, ya que la técnica no es portable a otras bases de datos SQL. SQLite no trataba de transformar los datos al tipo de la columna hasta la versión 3.

Varios procesos o hilos pueden acceder a la misma base de datos sin problemas. Varios accesos de lectura pueden ser servidos en paralelo. Un acceso de escritura sólo puede ser servido si no se está sirviendo ningún otro acceso concurrentemente. En caso contrario, el acceso de escritura falla devolviendo un código de error (o puede automáticamente reintentarse hasta que expira un timeout configurable). Esta situación de acceso concurrente podría cambiar cuando se está trabajando con tablas temporales. Sin embargo, podría producirse un deadlock debido al multithread. Este punto fue tratado en la versión 3.3.4, desarrollada el 11 de febrero de 2006.

Existe un programa independiente de nombre sqlite que puede ser utilizado para consultar y gestionar los ficheros de base de datos SQLite. También sirve como ejemplo para la escritura de aplicaciones utilizando la biblioteca SQLite.


Lenguajes de programación
  • La biblioteca puede ser usada desde programas en C/C++, aunque enlaces para Tcl y muchos otros lenguajes de programación interpretado están disponibles.
  • SQLite se encuentra embebido en el REALbasic framework, haciendo posible que aplicaciones desarrolladas en REALbasic para Windows, Linux o Mac OS X usen la base de datos SQLite.
  • Existe un módulo DBI/DBD para Perl disponible en CPAN, DBD::SQLite, no es una interface para SQLite, sino que incluye el motor completo de SQLite en sí mismo por lo cual no necesita ningún software adicional.
  • Hay también un módulo para Python llamado PySQLite.3
  • Hay otro módulo para Visual Basic 6 llamado VBSqlite
  • Desde Delphi se puede usar SQLite a través de los componentes libres ZeosLib.
  • PHP incluye SQLite, desde la versión 5. SQLite también funciona con PHP 4 pero no viene incluido en él. Para más detalles vea el manual y PECL info.
  • Desde Java se puede acceder mediante el driver de SQLiteJDBC
  • Desde Lazarus 0.9.8 y Free Pascal 2.0.0, SQLite está disponibles para programadores de Pascal. 
  • Mac OS X v10.4 incluye SQLite, y es una de las opciones en la Core Data API de Apple. AppleScript puede abrir, crear, y manipular base de datos SQLite por medio de la aplicación de ayuda "Database Events" de Mac OS X 10.4.
  • BlitzMAX posee un MOD que permite trabajar con bases de datos SQLite.
  • El componente de base de datos (gb.db) de Gambas soporta SQLite en sus versiones 1, 2 y 3
  • El lenguaje de programación de vídeo juegos Bennu tiene un mod de SQlite disponible.

Bibliografías

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