Próximo seminario web

Únase a nosotros para un seminario web GRATUITO sobre Procesamiento automatizado de inscripción a beneficios de atención médica con Astera

27 de junio de 2024: 11 a. m. PT / 1 p. m. CT / 2 p. m. ET

Blog

Inicio / Blog / ¿Qué es el esquema de base de datos? Una guía completa

Tabla de Contenido
El automatizado, Sin código Pila de datos

Aprende cómo Astera Data Stack puede simplificar y agilizar la gestión de datos de su empresa.

¿Qué es el esquema de base de datos? Una guía completa

Usman Hasan Khan

Estratega de contenido

Puede 22nd, 2024

¿Qué es Datpestañase ¿Esquema?

Un esquema de base de datos, o esquema de base de datos, es un diseño abstracto que representa cómo se almacenan los datos en una base de datos. Los esquemas de bases de datos se pueden representar visualmente mediante diagramas de esquema, como el siguiente:

Un diagrama de esquema de base de datos

Un diagrama de esquema de base de datos describe visualmente lo siguiente:

  • La estructura y organización de tus datos.
  • Diferentes elementos dentro de la base de datos, como tablas, funciones, nombres de campos y tipos de datos, y sus relaciones.

Los esquemas de bases de datos son el núcleo de toda base de datos escalable y de alto rendimiento. Son el modelo que define cómo una base de datos almacena y organiza los datos, las relaciones de sus componentes y su respuesta a las consultas.

Los esquemas de bases de datos son vitales para la modelado de datos proceso. Proporcionan un marco sobre cómo los elementos de una base de datos se relacionan entre sí y funcionan juntos.

Los esquemas de bases de datos bien diseñados le ayudan a mantener integridad de los datos y mejorar la efectividad de su base de datos. Exploremos cómo funcionan, sus tipos y beneficios, y cómo crearlos correctamente.

Datpestañase esquema vs. Datpestañase Instancia

Algunas diferencias clave distinguen un esquema de base de datos y un instancia de base de datos entre sí, que son los siguientes:

Un esquema de base de datos es el modelo que describe la organización, estructura y relaciones de los elementos dentro de la base de datos. Por el contrario, una instancia de base de datos es una muestra tomada de una base de datos en un momento determinado.

En segundo lugar, un esquema de base de datos es un marco y no contiene ningún dato en sí. Por el contrario, una instancia de base de datos es una instantánea de toda la base de datos y su contenido.

Por último, el esquema de una base de datos no cambia con frecuencia con el tiempo, pero una instancia de base de datos puede variar según el momento en que la obtiene un equipo de datos.

Types of Datpestañase esquemas

Existen diferentes tipos de esquemas en el contexto de datpestañaspor ejemplo:

1. Esquema Conceptual

Un esquema conceptual proporciona una vista de alto nivel de las entidades, atributos y relaciones esenciales dentro de un sistema de base de datos. En lugar de profundizar en detalles específicos sobre entidades como tablas, columnas y vistas, los esquemas conceptuales abstraen detalles de implementación específicos y se centran en el significado comercial de los datos.

Un esquema conceptual le ayuda a comprender la estructura subyacente de sus datos. Le permite detectar discrepancias o problemas antes de que afecten las aplicaciones de datos, los análisis o los conocimientos.

2. Esquema lógico 

Un esquema lógico proporciona detalles básicos sobre los datos. A diferencia de un esquema conceptual, un esquema lógico también describe objetos específicos como tablas y columnas y no se limita a conceptos abstractos.

Los esquemas lógicos le ayudan a garantizar que sus datos estén organizados y almacenados de forma eficaz. Dado que estos esquemas detallan las relaciones entre entidades, son incluso más útiles que los esquemas conceptuales para identificar problemas.

3. Esquema físico 

Un esquema físico es el más elaborado de los tres esquemas y proporciona la descripción más detallada de los datos y sus objetos, como tablas, columnas, vistas e índices.

A diferencia de un esquema lógico, uno físico ofrece información técnica y contextual. Describe los medios de almacenamiento que utiliza cada tabla de una base de datos y las restricciones asociadas, lo que permite a los desarrolladores elegir los medios de almacenamiento adecuados para cada tabla.

¿Para qué se utilizan los esquemas de bases de datos? 

Los esquemas de bases de datos sirven para múltiples propósitos, algunos de los cuales incluyen:

  1. Desarrollo de aplicaciones

Los esquemas de bases de datos son los modelos de datos con los que interactúan las aplicaciones. Las aplicaciones pueden consultar y manipular datos de forma estructurada mediante esquemas.

Para los desarrolladores, los esquemas sirven como documentación que describe la estructura de la base de datos. La disponibilidad de información detallada permite a los desarrolladores comprender cómo deben interactuar con la base de datos, escribir consultas y cumplir con las mejores prácticas.

  1. Copias de seguridad y recuperación

Los esquemas de bases de datos ayudan a mantener la coherencia y confiabilidad de las copias de seguridad de los datos. Su estructura clara y bien definida simplifica la restauración de datos al tiempo que mejora la precisión de las copias de seguridad.

De manera similar, los esquemas de bases de datos también ayudan con la recuperación ante desastres. Cuando se trata de datos dañados o perdidos, un esquema bien diseñado puede ayudar a restaurar una base de datos a su condición original y mantener la integridad de los datos.

  1. Análisis de datos e informes

El análisis de datos y la generación de informes se vuelven más fáciles gracias al formato estructurado que proporcionan los esquemas de bases de datos. En almacenamiento de datos, los esquemas ayudan a definir la estructura de data marts y almacenes y ayuda en consultas y agregaciones complejas que se necesitan para las tareas de inteligencia empresarial.

Múltiples aplicaciones, una solución confiable

Diseñe con anticipación un esquema de base de datos y téngalo listo para usar en cuestión de minutos, sin importar la aplicación.

Averiguar como

¿Qué es el diseño de esquemas de bases de datos? 

El diseño del esquema de una base de datos consiste en crear un esquema o un plan que defina cómo se almacenarán, accederán y administrarán los datos en una base de datos. Implica especificar las tablas, sus campos, tipos de datos, relaciones, restricciones y otras características que determinan cómo se almacenarán, accederán y utilizarán los datos dentro de la base de datos.

Un diagrama de esquema de base de datos puede ser visual o lógico, y estos son los diseños de esquema de base de datos más utilizados:

Modelo relacional

  • Un modelo relacional también organiza datos en filas y columnas en tablas como un modelo plano. Sin embargo, puede mostrar relaciones entre entidades en un modelo relacional.
  • Como ejemplo, considere una tabla que contiene registros de estudiantes. Cada fila puede representar a un estudiante individual y cada columna puede incluir un atributo, como se ve a continuación:

Datos de los estudiantes ordenados en una tabla.

Modelo Jerárquico 

  • Un esquema de base de datos que sigue un modelo jerárquico tendrá estructuras en forma de árbol, con nodos secundarios adjuntos a los nodos principales.
  • Un modelo de este tipo ayuda a almacenar datos anidados, es decir, una estructura de datos con una o más estructuras de tipos idénticos o variables.
  • Por ejemplo, un conjunto de datos que enumera familias en un vecindario puede tener los nombres de los padres en el nodo principal y los nombres de los niños en los nodos secundarios. Una entrada en dicho conjunto de datos podría verse así:

Datos representados en un modelo jerárquico.

Modelo plano 

  • Un modelo plano organiza los datos de forma más sencilla, normalmente en una matriz unidimensional o bidimensional.
  • Este modelo funciona mejor para datos sencillos que carecen de relaciones complejas y pueden organizarse en forma tabular.
  • Una hoja de cálculo es un excelente ejemplo de modelo plano, ya que organiza los datos de forma sencilla en filas y columnas. Como otro ejemplo, los datos simples (números del 1 al 100) organizados en forma de tabla se verán así:

Datos ordenados tabularmente en un modelo plano.

Esquema de estrella 

  • A esquema de base de datos en estrella clasifica los datos en "dimensiones" y "hechos".
  • Una tabla de dimensiones contendrá datos descriptivos, mientras que una tabla de hechos tendrá un valor numérico, como se muestra a continuación:

Una tabla de hechos en un esquema en estrella.

Tabla de dimensiones en un esquema en estrella

Aquí,

  • La tabla de hechos “Ventas” contiene medidas numéricas, como montos de ventas y claves externas para tablas de dimensiones relacionadas.
  • Las Tablas de Dimensiones contienen atributos descriptivos relacionados con las medidas.
    • La “Dimensión de fecha” contiene información sobre fechas.
    • "Dimensión del producto" contiene información sobre los productos.
    • La “Dimensión del Cliente” incluye información sobre los clientes.
  • Las tablas de hechos y dimensiones se unen mediante relaciones de clave externa.

Esquema de copo de nieve

  • En un esquema de copo de nieve, cada tabla suele representar un atributo unidimensional.
  • Un esquema de base de datos de copo de nieve proporciona una representación lógica de los datos.
  • Las tablas de dimensiones están normalizadas/divididas en varias tablas relacionadas, cada una de las cuales contiene un subconjunto de atributos.
  • Las relaciones entre las tablas de dimensiones forman una jerarquía, con una tabla separada que representa cada nivel de la jerarquía.

Tabla de hechos en un esquema Snowflake.

Tablas de dimensiones en un esquema Snowflake.

Tenga en cuenta que el esquema de copo de nieve tiene un enfoque más normalizado que el esquema de estrella. Este enfoque puede ahorrar espacio de almacenamiento y mejorar la integridad de los datos, pero genera consultas comparativamente más complejas.

En este ejemplo:

  • La tabla de hechos “Ventas” está conectada jerárquicamente a tablas de múltiples dimensiones: dimensión de fecha, dimensión de producto y dimensión de cliente.
  • Cada tabla de dimensiones se puede normalizar aún más, lo que creará una estructura similar a un copo de nieve con ramas que se conectan a tablas adicionales, como se ve a continuación:

Representación visual de datos en un esquema de copo de nieve.

En esta estructura,

  • La tabla de hechos "Ventas" está en el centro del esquema.
  • Cada Tabla de Dimensiones se conecta al Hecho utilizando sus respectivas claves foráneas.

Este es un ejemplo relativamente sencillo de un esquema de copo de nieve. A medida que más tablas se ramifiquen a partir de las dimensiones, la complejidad del esquema aumentará en consecuencia.

modelo de red

  • El esquema de la base de datos de red organiza los datos en conjuntos y relaciones, lo que facilita una interconexión compleja entre los datos y diferentes puntos de datos.
  • Esta estructura es ideal si desea modelar relaciones de muchos a muchos.
  • Este esquema se alinea estrechamente con los casos de uso del mundo real, donde puede encontrar múltiples relaciones entre múltiples entidades, como se ve en el siguiente ejemplo:

Datos en un esquema de base de datos de red.

Tablas en un esquema de base de datos de red.

Entre las entidades en este escenario:

  • El conjunto Empleados contiene registros de empleados, cada uno con un ID de empleado y un nombre de empleado únicos.
  • El conjunto Departamentos contiene registros de departamento, cada uno con un ID de departamento y un nombre de departamento únicos.
  • El conjunto de Proyectos contiene registros de proyectos, con un ID de proyecto y un nombre de proyecto únicos asignados a cada uno.

De manera similar, los

  • La tabla Works_In muestra relaciones de muchos a muchos entre los empleados y los departamentos y muestra en qué departamentos trabajan los empleados.
  • La tabla Administra presenta relaciones de muchos a muchos entre proyectos y departamentos y muestra qué proyectos son administrados por cada departamento.

Beneficios de los esquemas de bases de datos

Un esquema de base de datos ofrece varios beneficios:

1. Garantizar la integridad de los datos

Al diseñar un esquema de base de datos, puede configurar claves primarias y externas y otras restricciones para definir las relaciones entre tablas y garantizar claramente la integridad referencial. Por ejemplo, en una base de datos relacional, la clave principal de una tabla hará referencia a la clave externa de otra tabla, manteniendo los datos relacionados consistentes en todas las tablas.

Las claves primarias también garantizan que cada registro de una tabla sea identificable de forma única, lo que minimiza la duplicación de datos.

De manera similar, las restricciones de verificación mantienen los valores de los datos cumpliendo con las condiciones especificadas, evitando la entrada de datos incorrecta. Cuando se aplican a los campos obligatorios, las restricciones pueden ayudarle a garantizar que los datos estén completos al exigir el suministro de datos esenciales.

Con estas claves y restricciones, un esquema de base de datos especifica el tipo de datos permitido en cada columna (por ejemplo, si es un número entero, una cadena o algún otro tipo de datos) y su formato esperado (por ejemplo, formato de fecha, número de decimales, etc.). .).

Estas reglas minimizan las posibilidades de errores al ingresar datos en las tablas relevantes, manteniendo así la integridad de los datos y dando a la base de datos una estructura consistente.

  1. Recuperación de datos más rápida

Los esquemas bien diseñados definen las relaciones entre las tablas de la base de datos, optimizando las consultas y mejorando el rendimiento de diferentes maneras:

  • La configuración de claves externas ayuda a una base de datos a determinar cómo se relaciona una tabla con otra. Luego, la base de datos utiliza claves externas para buscar y hacer coincidir valores críticos en lugar de escanear tablas completas.
  • El optimizador de consultas de la base de datos puede utilizar las relaciones definidas en el esquema para crear planes de ejecución más eficientes. El optimizador también utiliza relaciones bien definidas para determinar los métodos correctos de recuperación de datos, como el orden de las uniones de tablas y qué índices debe utilizar.
  • Las relaciones se utilizan para configurar vistas que pueden precalcular y almacenar los resultados de uniones elaboradas. Este proceso crea conjuntos de datos listos para usar, minimiza la necesidad de cálculos repetitivos y acelera las operaciones de lectura.
  1. Mejorando la seguridad

Al diseñar un esquema de base de datos, puede incorporar permisos y niveles de acceso para varios roles o usuarios. Esta idea limita el acceso a datos confidenciales únicamente a usuarios autorizados. También mitiga el riesgo de infracciones y uso indebido.

  1. Ofreciendo escalabilidad

La escalabilidad es una de las características distintivas de un esquema correctamente diseñado. Los esquemas de bases de datos se crean teniendo en cuenta la escalabilidad para adaptarse a los crecientes requisitos de datos y al aumento del volumen de datos.

Puede introducir nuevas relaciones, tablas y columnas en el esquema sin alterar la funcionalidad.

  1. Simplificando las actualizaciones

Un diseño claro del esquema de la base de datos simplifica las actualizaciones de datos y otros procesos de gestión de la base de datos, como modificaciones del esquema, copias de seguridad, optimización del rendimiento y comprobaciones de integridad de los datos. Puede determinar rápidamente qué columnas o tablas actualizar o modificar mientras mantiene el proceso conforme con sus reglas de integridad de datos.

  1. Interoperabilidad mejorada

Un esquema estandarizado facilita la interoperabilidad entre varias aplicaciones y sistemas en una organización.

Suave y sin complicaciones integración de datos entre sistemas dispares es crucial, especialmente para las empresas basadas en datos. La interoperabilidad mejorada garantiza que todos trabajen con la versión más actualizada de los datos requeridos.

BUENAS PRÁCTICAS

Seguir estas mejores prácticas garantiza que your datpestañasEl esquema funciona como destinado: 

1. Comprenda sus requisitos

Comience describiendo sus requisitos y objetivos. Estos pueden variar según su modelo de negocio, las aplicaciones de la base de datos y los datos que almacenará y administrará.

Aclarar los objetivos y las aplicaciones con antelación le permite crear un esquema que se alinee con sus requisitos. También permite a ingenieros, analistas y otras partes interesadas técnicas trabajar con datos con confianza.

2. Siga las convenciones de nomenclatura adecuadas

Sus convenciones de nomenclatura pueden afectar el rendimiento y la calidad de las consultas de la base de datos, y aquí hay algunos consejos que debe tener en cuenta:

  • Mantenga concisos los nombres de columnas y tablas, ya que los nombres más largos consumen más espacio en disco. Los nombres más simples y directos funcionan mejor, por ejemplo, 'StockItems' en lugar de 'ItemsinStock'.
  • Evite incluir comillas, espacios, guiones u otros caracteres especiales. Estos pueden complicar el proceso de consulta o provocar errores y comunicaciones no válidas.
  • Al nombrar columnas, especifique los tipos de datos y asegúrese de que el tipo de datos que elija admita el rango completo de valores para el conjunto de datos correspondiente.
  • Revise la ortografía y corrija al especificar nombres de campos. Si no se corrigen, los errores tipográficos y en los nombres de los campos pueden provocar errores en el futuro.

3. yoImplementar medidas de control de acceso y autenticación.

Puede reducir las filtraciones y el abuso de datos implementando medidas de protección y seguridad de los datos. El control de acceso es una técnica confiable, pero también considere incorporar lo siguiente en el esquema de su base de datos:

  • Diferentes tipos de autenticaciones.
  • Exigir el registro para nuevos usuarios (es decir, no "usuarios invitados").
  • Técnicas de cifrado o hash como protección adicional para columnas que contienen información confidencial.

4. Mantener la documentación

Los desarrolladores, programadores y analistas de bases de datos son los usuarios principales de su base de datos. Sin embargo, es posible que desee compartir datos con otras partes interesadas del negocio, incluido el personal no técnico. Mantener la documentación adecuada del diseño del esquema de la base de datos le permite hacerlo fácilmente.

5. Normalización del equilibrio con optimización de consultas

Las operaciones diarias de la base de datos, particularmente aquellas relacionadas con transacciones, implican actualizaciones, inserciones y eliminaciones. Con el tiempo, esto puede dar como resultado datos inconsistentes o redundantes, creando inconsistencias y discrepancias. Por ejemplo, si su base de datos tiene el mismo registro en dos ubicaciones, solo se puede actualizar un registro, pero no el otro. La normalización evita esto definiendo entidades para que no haya registros duplicados en su base de datos.

Sin embargo, es necesario lograr un equilibrio entre normalizar y optimizar el rendimiento de las consultas. La normalización excesiva implica muchas tablas y uniones, lo que genera esquemas complejos y afecta el rendimiento de las consultas.

6. Configurar claves primarias únicas

Configure una clave principal única para cada tabla de su base de datos para que sirva como identificador de filas. Los analistas utilizan esta clave principal para evaluar las relaciones entre su modelo de datos y las tablas.

La clave principal también minimiza los casos de filas duplicadas, lo que aumenta la integridad de los datos y mitiga posibles errores de la aplicación.

7. Garantizar la flexibilidad

El diseño del esquema de su base de datos debe ser lo suficientemente flexible para adaptarse a cambios futuros. Dar prioridad a la flexibilidad garantiza que a medida que evolucionen sus requisitos de datos, el diseño del esquema de su base de datos pueda mantenerse al día con ellos.

Datpestañase Diseño de esquemas usando SQL 

El diseño de bases de datos a través de SQL implica estructurar manualmente las relaciones y tablas en una base de datos utilizando ciertos principios y pasos. Veamos un servicio de entrega de comestibles en línea como ejemplo para diseñar un esquema de base de datos simple:

1. Identificar los requisitos

Antes de diseñar el esquema, es necesario establecer los requisitos. En este escenario, el servicio de entrega de comestibles en línea necesitará principalmente almacenar información sobre productos, categorías, clientes y pedidos. En segundo lugar, necesitará realizar un seguimiento de los pedidos de los clientes.

2. Diagrama entidad-relación

Un diagrama entidad-relación (ERD) simple para este negocio se verá así: 

Relación diagrama de entidad.

3. Normalización

La ERD aquí ya está relativamente normalizada. En los casos en que no es así, el proceso de normalización divide las tablas más grandes en otras más pequeñas para garantizar que cada tabla represente una única entidad lógica y almacene datos de manera eficiente sin redundancia.

4. Definición de las tablas

Siguiente, vas a Necesito definir las tablas usando SQL.: 

Definición de tablas usando SQL.

5. Definición de columnas y tipos de datos

Si las columnas aún no están definidas y no se especifican los tipos de datos apropiados para cada tabla, primero deberá comprender la naturaleza de los datos que almacenará en cada columna. En segundo lugar, elegirá el tipo de datos más adecuado para representarlos y al mismo tiempo garantizar su integridad.

6. Definición de claves primarias y externas

Cada tabla debe tener claves primarias y externas bien definidas para ayudarle a identificar registros de forma única y establecer relaciones entre las tablas, respectivamente.

7. Agregar restricciones

Puede agregar restricciones adicionales en esta etapa si es necesario, como valores predeterminados o restricciones únicas. Estas restricciones aseguran calidad de los datos, integridad y coherencia y hacer cumplir las reglas y requisitos comerciales.

8. Creando índices

Puede crear índices en las columnas que utiliza con frecuencia en las operaciones de búsqueda según sus patrones de consulta.

Tenga en cuenta que los pasos anteriores crean un esquema empresarial hipotético básico. La complejidad del esquema y la dificultad de diseñarlo manualmente aumentarán a medida que su negocio se expanda y sus requisitos se vuelvan más variados.

Un camino más corto hacia el esquema de su base de datos

Averiguar como Astera puede simplificar y acelerar el diseño de esquemas de bases de datos, sin necesidad de codificación.

Comienza tu prueba gratuita

Por qué deberías Opte Para una alternativa automatizada

Crear manualmente un esquema de base de datos puede ser una tarea larga y complicada, pero Astera lo simplifica considerablemente. Puede automatizar completamente la creación y ejecución de scripts DDL/Diff o tener Astera créelo para usted para que pueda ejecutarlo manualmente.

Usar Astera, puede ahorrar tiempo y preparar el esquema de su base de datos rápidamente sin tener que lidiar con una codificación extensa.

Conclusión

Un esquema de base de datos bien diseñado está a sólo unos clics de distancia. Disfrute de un diseño de esquemas de bases de datos más rápido y confiable en un entorno sin código. Comuníquese con nuestro equipo hoy para obtener más información.

También te puede interesar
Ciencia de datos frente a análisis de datos: diferencias clave
¿Qué es OLAP (procesamiento analítico en línea)?
¿Qué son los metadatos y por qué son importantes?
Considerando Astera ¿Para sus necesidades de gestión de datos?

Establezca conectividad sin códigos con sus aplicaciones empresariales, bases de datos y aplicaciones en la nube para integrar todos sus datos.

¡Conectémonos ahora!
conectemos