Bases de datos relacionales: Qué son y cómo funcionan

Las bases de datos relacionales son uno de los modelos de bases de datos más utilizados en el mundo, diseñadas para almacenar y gestionar datos estructurados de forma eficiente. Organizan los datos en tablas y facilitan la recuperación, actualización y manipulación de la información mediante el lenguaje de consulta estructurado (SQL). Las bases de datos relacionales son esenciales para empresas, sitios web y aplicaciones que requieren una gestión de datos compleja y un alto rendimiento.

En este artículo, exploraremos qué son las bases de datos relacionales, cómo funcionan y sus principales características y ventajas.

¿Qué es una base de datos relacional?

Una base de datos relacional es un tipo de base de datos que organiza los datos en tablas estructuradas (también llamadas relaciones) formadas por filas y columnas. Cada tabla contiene datos sobre un tipo específico de entidad, como clientes, productos o pedidos. Estas tablas están vinculadas por relaciones, lo que permite a la base de datos recuperar y organizar eficazmente la información relacionada.

Por ejemplo, en una base de datos relacional para una tienda online:

• Una tabla podría almacenar información sobre los clientes (por ejemplo, ID de cliente, nombre, dirección).
• Otra tabla podría almacenar pedidos (por ejemplo, ID de pedido, ID de cliente, ID de producto, fecha de pedido).

El ID de cliente de las tablas de clientes y pedidos permite a la base de datos relacionar la información de los clientes con sus pedidos correspondientes.

Conceptos clave de las bases de datos relacionales

Varios conceptos clave definen la estructura y funcionalidad de las bases de datos relacionales:

1. Tablas

Una base de datos relacional consta de varias tablas, cada una de las cuales representa una entidad específica (como usuarios, productos o transacciones). Cada tabla consta de columnas (campos) y filas (registros).

• Columnas: Definen los tipos de datos almacenados (por ejemplo, nombre, edad, correo electrónico).
• Filas: Contienen registros individuales con valores para cada columna.

2. Claves primarias

Una clave primaria es un identificador único para cada registro de una tabla. Esto garantiza que no haya dos filas con el mismo valor de clave primaria. La clave primaria es esencial para identificar de forma única los registros.

Ejemplo:

• En una tabla de clientes, el ID de cliente podría ser la clave primaria, asegurando que cada cliente es identificable de forma única.

3. Claves externas

Una clave foránea es un campo de una tabla que está vinculado a la clave primaria de otra tabla. Las claves foráneas establecen relaciones entre tablas, permitiendo a la base de datos conectar datos relacionados.

Ejemplo:

• En una tabla de pedidos, el ID de cliente podría ser una clave foránea que enlaza con la clave primaria (ID de cliente) de la tabla de clientes.

4. Relaciones

Las bases de datos relacionales reciben su nombre de las relaciones que gestionan entre distintas tablas. Existen varios tipos de relaciones:

• Uno a uno: un registro de una tabla corresponde a un registro de otra tabla.
• De uno a muchos: Un registro de una tabla está relacionado con muchos registros de otra tabla (por ejemplo, un cliente puede hacer muchos pedidos).
• Muchos a muchos: Muchos registros de una tabla se corresponden con muchos registros de otra tabla (por ejemplo, muchos productos pueden formar parte de muchos pedidos).

5. SQL (Lenguaje de consulta estructurado)

SQL es el lenguaje estándar utilizado para interactuar con bases de datos relacionales. Se utiliza para consultar, insertar, actualizar y eliminar datos. SQL proporciona potentes comandos para recuperar datos de varias tablas a la vez, lo que permite realizar complejas tareas de gestión de datos.

Ejemplo de una consulta SQL sencilla:

Esta consulta recupera toda la información sobre el cliente con el ID de cliente 1.

Cómo funcionan las bases de datos relacionales

Las bases de datos relacionales almacenan los datos de un modo que garantiza su eficacia, coherencia y escalabilidad. He aquí cómo funcionan:

1. Entrada de datos Los datos se introducen en tablas, ya sea manualmente o a través de aplicaciones, y se almacenan en filas. Cada fila representa un registro único, y cada columna corresponde a un atributo específico del registro (por ejemplo, nombre, fecha de nacimiento).
2. Relaciones de datos Las relaciones entre tablas se establecen mediante claves primarias y externas. Estas relaciones permiten vincular los datos de diferentes tablas, creando una red de información interconectada.
3. Recuperación de datos Las consultas SQL se utilizan para recuperar datos basándose en condiciones específicas. Las consultas pueden ser sencillas (por ejemplo, recuperar todos los registros de una tabla) o complejas (por ejemplo, unir varias tablas basándose en relaciones de clave externa).
4. Integridad de los datos Las bases de datos relacionales garantizan la integridad de los datos mediante reglas, restricciones y relaciones. Por ejemplo, si intenta eliminar un registro de un cliente, la base de datos puede impedírselo si el cliente tiene registros de pedidos relacionados, garantizando así que no existan datos huérfanos.

Ventajas de las bases de datos relacionales

Las bases de datos relacionales son populares debido a varias ventajas clave:

1. Precisión e integridad de los datos

Las bases de datos relacionales garantizan la integridad de los datos mediante relaciones de clave primaria y externa, lo que asegura que los datos sean siempre precisos y coherentes. Las restricciones, como NOT NULL o UNIQUE, garantizan que no se introduzcan datos no válidos.

2. Facilidad de uso

SQL proporciona una forma sencilla y potente de interactuar con la base de datos. Incluso las consultas complejas pueden escribirse con relativa facilidad, lo que permite a los usuarios recuperar y manipular los datos de manera eficiente.

3. Escalabilidad

Las bases de datos relacionales pueden manejar grandes cantidades de datos y relaciones complejas. Los sistemas modernos de gestión de bases de datos relacionales (RDBMS) están diseñados para escalar verticalmente (actualizando el hardware) u horizontalmente (añadiendo más servidores).

4. Flexibilidad en la recuperación de datos

Las bases de datos relacionales son muy flexibles a la hora de consultar datos. Puede recuperar información de varias tablas a la vez, unir datos relacionados, filtrar resultados y agregar datos (por ejemplo, calculando medias o sumas) con facilidad.

5. Gestión de transacciones

Las bases de datos relacionales admiten las propiedades ACID (Atomicidad, Consistencia, Aislamiento, Durabilidad), que garantizan que todas las transacciones (por ejemplo, actualizaciones, eliminaciones) se completen en su totalidad o no se completen en absoluto. Esto protege la integridad de los datos y garantiza la fiabilidad.

Sistemas de gestión de bases de datos relacionales (RDBMS) más populares

Existen varios sistemas de gestión de bases de datos relacionales (RDBMS) muy utilizados en distintos sectores. Algunos de los más populares son:

1. MySQL

MySQL es uno de los sistemas de bases de datos relacionales de código abierto más populares. Es ampliamente utilizado para aplicaciones web y potencia muchos sitios web y aplicaciones, incluyendo WordPress y Facebook.

2. PostgreSQL

PostgreSQL es un RDBMS avanzado de código abierto conocido por su enfoque en el cumplimiento de estándares, extensibilidad y rendimiento. Es compatible con funciones avanzadas como el almacenamiento JSON, lo que lo hace versátil para aplicaciones modernas.

3. Microsoft SQL Server

Microsoft SQL Server es un robusto RDBMS desarrollado por Microsoft. Se utiliza habitualmente en grandes empresas y admite una amplia gama de aplicaciones, desde pequeñas bases de datos hasta almacenes de datos a gran escala.

4. Base de datos Oracle

Oracle es un RDBMS comercial que ofrece una gran escalabilidad y funciones avanzadas, lo que lo hace popular en grandes corporaciones y empresas con necesidades de datos complejas.

5. SQLite

SQLite es un sistema de base de datos relacional ligero y basado en archivos que se utiliza habitualmente en aplicaciones móviles, sistemas embebidos y software a pequeña escala.

Casos de uso de las bases de datos relacionales

Las bases de datos relacionales se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde proyectos a pequeña escala hasta sistemas de nivel empresarial. Los casos de uso más comunes son:

• Comercio electrónico: Almacenamiento de datos de clientes, inventarios de productos e información sobre pedidos.
• Banca: Gestión de cuentas de clientes, transacciones y registros financieros.
• Sanidad: Seguimiento de los historiales de los pacientes, citas e historial médico.
• Planificación de recursos empresariales (ERP): gestión de datos organizativos como registros de empleados, finanzas e inventario.
• Sistemas de gestión de contenidos (CMS): plataformas como WordPress, donde los artículos, los datos de los usuarios y los comentarios se gestionan en una base de datos relacional.

Conclusión

Las bases de datos relacionales son una solución potente y flexible para gestionar datos estructurados en una gran variedad de casos de uso. Al organizar los datos en tablas y aprovechar las relaciones entre ellas, las bases de datos relacionales garantizan la precisión, coherencia y escalabilidad de los datos. Con la ayuda de SQL, los usuarios pueden recuperar, manipular y gestionar datos fácilmente, lo que convierte a las bases de datos relacionales en una herramienta esencial para las empresas y aplicaciones modernas. Tanto si está desarrollando una aplicación web, gestionando registros de clientes o creando software empresarial, las bases de datos relacionales proporcionan los cimientos para una gestión de datos eficaz y fiable.