Arquitecturas de bd

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    14-Jun-2015
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  • 1. Base de Datos:Arquitecturas de Bases de Datos Multiusuario Profesor: Msc. Luis Serna Jherry

2. Objetivos del Dia de Hoy

  • Sistemas Centralizados
  • Sistemas Cliente Servidor
  • Sistemas Distribuidos

3. Sistemas Centralizados Os cc= Control de comunicaciones del sistema operativo Os dm= Administracin de datos del sistema operativo OS cc AP 1 AP 2 AP 3 D B M S OS dm DB Usuario 1 Usuario 2 Usuario n 4. Arquitectura cliente - servidor BD OS net AP 1 AP 2 OS net AP 2 AP 3 OS net AP 2 OS net OS dm DBMS Red Usuario 1 Usuario 2 Usuario n Os net = porcin de comunicaciones de reddel SO Od dm = porcin de administracin de datos del SO 5. Sistemas Cliente/Servidor Interfaz(SQL + API) Funcionalidades de la parte visible al usuario y del sistema subyacente Parte visible al usuario Sistema subyacente Motor SQL Interfaz de usuario SQL Interfaz de formularios Diseador de Informes Interfaz grfica 6.

  • Existen dos arquitecturas bsicas:
  • De dos niveles , en los que:
    • La lgica de la Presentacin est en el Cliente.
    • La lgica de los Datos y del negocio est en el Servidor.
  • De tres niveles,que implica servicios de gestin de transacciones complejas, y donde:
    • La lgica de la Presentacin est en el Cliente.
    • La lgica de los Datos est en el Servidor de Datos
    • La lgica del Negocio est en el Servidor de Aplicaciones.

Sistemas Cliente/Servidor 7. Sistema Distribuido de Base de DatosRed de Comunicaciones Sitio 1 Sitio 2 Sitio 3 Sitio 4 Sitio 5 8. Arquitectura de BD Distribuida AP 1 AP 2 DDBMS OS net OS dm AP 2 DDBMS OS net OS dm DDBMS OS net OS dm AP 2 AP 3 DDBMS OS net OS dm red BD BD BD BD 9.

  • En un sistema distribuido la base de datos se almacena en varias computadoras.
  • Varios medios de comunicacin, como redes de alta velocidad o lneas telefnicas, ponen en contacto a las distintas computadoras.
  • No comparten memoria ni discos.
  • Las computadoras pueden variar en tamao y funcin.

Sistemas Distribuidos 10.

  • Un conjunto de localizaciones o sitios conectados entre si mediante algn tipo de red de comunicaciones, en el cual:
    • Cada sitio es un sistema de base de datos en s mismo.
    • Los sitios han convenido en trabajar juntos (si es necesario) como si los datos estuvieran almacenados localmente en el propio sitio del usuario.

Sistemas Distribuidos 11. Sistemas Distribuidos

  • Principio fundamental:Desde el punto de vista del usuario, un sistema distribuido deber ser idntico a un sistemanodistribuido.
  • Permite que cada sitio almacene y mantenga su propia BD.
  • Puede mejorar la fiabilidad; esto es, si falla un sitio el resto de la red puede seguir funcionando.
  • Permite el control local de los datos que se usan con mas frecuencia en un sitio.

12. Caractersticas

  • Los distintos emplazamientos estn informados sobre los dems.
  • Aunque algunas tablas pueden estar almacenadas slo en algunos emplazamientos, stos comparten un esquema global comn.
  • Cada emplazamiento proporciona un entorno para la ejecucin de transacciones tanto globales como locales.
  • En general, en cada emplazamiento se ejecuta el mismo software de gestin de BD distribuidas.

13. Ventajas

  • Compartimiento de Datos
    • Los usuarios de un emplazamiento pueden acceder a los datos que residen en otros emplazamientos.
  • Autonoma .
    • Cada emplazamiento conserva un cierto grado de control sobre los datos almacenados localmente. Cada administrador local de BD puede tener unaautonoma localdiferente, dependiendo del diseo del sistema distribuido de BD.
  • Mejora del rendimiento para procesamientos locales
    • La base de datos se fragmenta en bases de datos ms pequeas, manteniendo los datos cerca de donde ms se necesitan
    • Las consultas y transacciones locales tienen mejor rendimiento debido al tamao de la BD

14. Ventajas

  • Fiabilidad y Disponibilidad
    • La fiabilidad se refiere a la probabilidad de que el sistema est operativo en cualquier momento dado.
    • La disponibilidad consiste en la probabilidad de que el sistema est disponible continuamente durante un determinado perodo de tiempo
    • Si falla un emplazamiento, los restantes pueden continuar funcionando.
    • Si se duplican los elementos de datos acertadamente en varios emplazamientos, una transaccin que requiera un determinado elemento puede obtenerlo de cualquiera de dichas copias.
    • As, el fallo de un emplazamiento no implica necesariamente el cierre del sistema.

15. Inconvenientes

  • Costo de desarrollo del software.
    • La implementacin de un sistema distribuido de BD es ms difcil, y por tanto ms costoso.
  • Mayor probabilidad de errores.
    • Como los emplazamientos operan en paralelo, es mas difcil asegurarse de la correccin de los algoritmos, del funcionamiento especial durante los fallos de parte del sistema, as como de la recuperacin.
  • Mayor sobrecarga de procesamiento
    • Debido al intercambio de mensajes y el cmputo adicional para la coordinacin entre los emplazamientos.

16. Almacenamiento Distribuido de Datos

  • Fragmentacin
  • Significa dividir una relacin en fragmentos para propsito de almacenamiento. Mejora el desempeo.
    • Fragmentacin Horizontal : Consiste en la particin de una tabla en subconjuntos de filas.
    • Fragmentacin Vertical : Consiste en particionar una tabla por la proyeccin del subconjunto de sus atributos.

17. Fragmentacin Horizontal NUM EMP NUM DEPTO SALARIO E1 DX 45K E2 DY 40K E3 DZ 50K E4 DY 63K E5 DZ 40K NUM EMP NUM DEPTO SALARIO E1 DX 45K E3 DZ 50K E5 DZ 40K Almacenamiento fsico en Tokyo NUM EMP NUM DEPTO SALARIO E4 DY 63K E2 DY 40K Almacenamiento fsico en Lima Percepcin del usuario Fragmento en Lima Fragmento en Tokyo 18.

  • Rplica
  • Ocurre si el sistema mantiene copias de una tabla X en diferentes sitios para que la data tenga mas disponibilidad.
  • Los usuarios debern poder comportarse como si solo hubiera una copia de los datos ( Independencia de Rplica ).
  • Permite la creacin y eliminacin dinmica de rplicas en respuesta a cambios en los requerimientos, sin afectar los programas o actividades de los usuarios.
  • Ventajas
    • Si una de las estaciones que contiene la tabla X falla, la tabla puede recuperarse de otro sitio
    • Si la mayora de los accesos a la tabla X slo involucran una consulta a la tabla, entonces varios sitios pueden estar solicitando datos de X en forma concurrente. Mientras mas copias haya de X ser menor el trfico de la red.

Almacenamiento Distribuido de Datos 19. Rplica Fragmento de Lima Fragmento de Tokyo Rplica del fragmento de Lima Rplica del fragmento de Tokyo Percepcin del Usuario Almacenamiento fsico en Tokyo Almacenamiento fsico en Lima NUM EMP NUM DEPTO SALARIO E4 DY 63K E2 DY 40K NUM EMP NUM DEPTO SALARIO E1 DX 45K E2 DY 40K E3 DZ 50K E4 DY 63K E5 DZ 40K NUM EMP NUM DEPTO SALARIO E1 DX 45K E3 DZ 50K E5 DZ 40K NUM EMP NUM DEPTO SALARIO E1 DX 45K E3 DZ 50K E5 DZ 40K NUM EMP NUM DEPTO SALARIO E4 DY 63K E2 DY 40K 20.

  • Mnimo Coste:
    • De almacenamiento de cada fragmento en el nodo correspondiente
    • De modificar un fragmento que est replicado en distintos nodos
    • De trasferencia de datos en la red
  • Rendimiento:
    • Minimizar tiempos de respuesta
    • Maximizar capacidad de procesamiento en cada nodo

Esquema de Asignacin y Replicacin: objetivos 21. Funciones Adicionales de los SGBDD

  • Mantenimiento de la pista de los datos
    • Expandiendo el catlogo de la BD para seguir la pista de la distribucin de los datos, la fragmentacin y la rplica
  • Gestin de Transacciones Distribuidas
    • Determinar estrategias de ejecucin de consultas y transacciones que acceden a datos de ms de una localizacin, sincronizar el acceso a dichos datos y mantener la integridad
  • Gestin de datos replicados
    • Decidir a qu copia de los datos acceder y mantener la consistencia entre dichas copias
  • Recuperacin de la base de datos distribuida
    • La capacidad de recuperarse de cadas de sitios individuales y de fallos de los enlaces de comunicacin

22. Funciones Adicionales de los SGBDD

  • Seguridad
    • Controlar la seguridad y privilegios de acceso de los usuarios de las transacciones distribuida