Abd tema0y1 parte_i

El DBA, el SMBD y Manejo de memoria (Parte I)

Escuela de Computación UCV Facultad de Ciencias

Administracion de Base de datos

Prof Mercy Ospina Torres

[email protected]

mailto:[email protected]

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Agenda

• Administrador de Base de datos• Funciones asociadas a los temas de la

materia• El SMBD

• Definición• Componentes funcionales

10 de abril de 2023 Sitio Web Escuela de Computación 2

Introducción

Problema

Marco Conceptual

Marco Metodológico

Marco Aplicativo

Demostración

Conclusiones

Recomendaciones

Aportes

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Que es el DBA

• Es el responsable de la administración de:– Base de Datos

– El Sistema manejador de Base de Datos

• No es responsable del diseño de la BD, pero los diseñadores deben trabajar con ellos


El DBA

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Funciones del Administrador de Base de datos

Administrar la estructura de la BD

Establecer el diccionario de datos

Administrar el SMBDAsegurar la

confiabilidad de los datos

Administrar la actividad de los datos

Garantizar la seguridad de los

datos


El DBA

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


Administra

r la estructura de la BD

•Participar en el diseño y puesta en practica

•Administrar los requerimientos de la BD

•Establecer políticas y procedimientos para modificaciones en la BD

•Supervisar el desempeño y responder a cambios de requerimientos


El DBA

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


Administra

r la actividad de los

datos

•Establecer estándares, controles y documentación sobre los datos

•Optimizar el acceso a los datos por los distintos usuarios

•Establecer los derechos de acceso

•Establecer las tareas en background


El DBA

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


Administrar el SMBD

•Compilar y analizar estadísticas de rendimiento

•Vigilar la actividad de los usuarios de las BD

•Vigilar el uso de los recursos del SMBD

•Ajustar los parámetros del SMBD para asegurar el rendimiento


El DBA

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Sistema manejador de Base de Datos

10 de abril de 2023 Administracion de Base de datos 8

Procesador de Consultas

Gestor de almacenamiento

S

M

B

D

Precompilador del DML


Código objeto de programas de aplicación


Motor de evaluación de

consultas


consultas

Consultas DML

Compilador del DML

Compilador del DML

Interprete del DDL

Interprete del DDL

Gestor de transacciones


Gestor de archivosGestor de archivos

Gestor de memoria

intermedia

Gestor de memoria

intermedia

Gestor de autorización e

integridad


integridad

Archivos de Datos Índices Diccionario

de datosDatos

estadísticos

Almacenamiento en disco

El SMBD

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Sistema Manejador de Bases de datos SMBD

Objetivos del SMBD

Crear y Manipular

BDDDL

Crear y manipular

datosDML

Consultar datosDCL

Asegurar

Concu-rrencia

Seguri-dad

Integri-dad


El SMBD

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Manejo de memoriaAgenda

• Manejo de memoria– Componentes del SMBD– Tipos de memoria– Acceso a la base de datos– Archivos

• Encabezado• Registro• Tamaño de un archivo• Organizaciones de archivo

– Secuencial– Hash– Indexada

• Vías de acceso


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Sistema manejador de Base de Datos


Procesador de Consultas

Gestor de almacenamiento

S

M

B

D






consultas


consultas

Consultas DML

Compilador del DML

Compilador del DML

Interprete del DDL

Interprete del DDL



Gestor de archivosGestor de archivos

Gestor de memoria

intermedia

Gestor de memoria

intermedia


integridad


integridad

Archivos de Datos Índices Diccionario

de datosDatos

estadísticos

Almacenamiento en disco

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Jerarquía de memorias

Cache

Memoria

Principal

Memoria Flash

Disco Magnético

Disco Optico

Tambor


Costo

VelocidadAlmacenamiento principal

Volátil

Almacenamiento secundario

No volátil

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Acceso a la BD

1. El SMBD decide cual registro almacenado necesita y si no está en memoria principal le hace una solicitud al Manejador de Archivos.

2. El manejador de Archivos verifica cual página contiene el registro y la solicita al Manejador de Disco.

3. El manejador de disco determina la posición física de la página solicitada, en el disco y realiza la operación de E/S necesaria.


SMBDSMBD

Manejador de archivosManejador de archivos

Manejador de disco

Manejador de disco

BDBD

Solicitud de registro

almacenado

Solicitud de página

almacenada

Operación de E/S en Disco Datos

Página almacenada

Conjunto de Registros

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Acceso a la BD

Manejador de Disco• Es un componente del

sistema operativo subyacente encargado de todas las operaciones físicas de E/S.

• Muestra el disco es una colección lógica de conjuntos de páginas o segmentos.


SMBDSMBD


Manejador de disco

Manejador de disco

BDBD


almacenado


almacenada


Página almacenada


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Manejador de disco

• Segmentos: Cada segmento se compone de un grupo de páginas de tamaño fijo en KB. Posee un identificador de páginas único.

• Páginas: Cada página se identifica mediante el número de página único dentro del disco

• Los conjuntos de páginas no tienen páginas en común (No se solapan).

• El manejador se encarga de la correspondencia entre números de páginas y direcciones físicas de disco.


El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Manejador de disco

• Operaciones del Manejador de Disco:

• Leer página p del Conjunto C

• Reemplazar la página p del conjunto de páginas C

• Añadir páginas nuevas al conjunto de páginas C

• Eliminar una página p del conjunto de páginas C.


El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Manejador de disco


Tabla de Contenido del disco óDirectorio del Disco óDirectorio de Conjuntos de Páginas o Página Cero.

Cabecera de página (apuntador a la “siguiente página”)

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Acceso a la BD

Manejador de Archivo• Permite que el SMBD

perciba al disco como un conjunto de archivos almacenados

• Administra los registros almacenados en la BD, permite al SMBD olvidarse de los detalles de E/S de páginas y pensar en términos de archivos y registros almacenados


SMBDSMBD


Manejador de disco

Manejador de disco

BDBD


almacenado


almacenada


Página almacenada


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Manejador de Archivo

• Un conjunto de páginas contiene uno más archivos

• Un archivo posee un identificador único• Cada registro dentro del archivo posee un

identificador relativo, único dentro del archivo

• Los identificadores de archivos suelen ser únicos dentro del disco


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Manejador de Archivo

• Operaciones• Leer el registro almacenado r del archivo almacenado

A.

• Reemplazar el registro almacenado r dentro del archivo almacenado A.

• Añadir al archivo almacenado A un nuevo registro y devolver el nuevo identificador del registro r.

• Eliminar el registro almacenado r del archivo almacenado A.

• Crear un nuevo archivo almacenado A.

• Destruir el archivo almacenado A.


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Archivos

CABECERA


La cabecera o descriptor de archivo contiene información que el sistema necesita para acceder a los registros, como:

• Direcciones de disco de los bloques del archivo.

• Descripción del formato de los registros ( Logitudes de campo, orden de los campos en el registro, códigos de tipo, etc.)

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Archivos

CABECERA


Conjunto de registros

Registro: colección de valores o elementos de datos relacionados.

Un registro puede definirse (utilizando notación C) como:

struct empleado { char nombre[30]; char cedula[9]; int sueldo; int codtrabajo; char departamento[20];};

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Organización de archivo

• Determina la colocación física de los registros del archivo en el disco -> como se puede acceder a los registros.


1234 Maria Castillo DE3456 Jose Perdomo CO

5432 Pedro López DE5879 Beatriz Martínez MT

6784 Ana Vasquez MT8762 Julio León CO

Modelo normalizado (nsm) Modelo descompuesto (dsm)

1234 3456 5432 5879 6784 87621234 3456 5432 5879 6784 8762 Maria Castillo

Jose Perdomo Pedro López Beatriz Martínez

Ana Vasquez Julio León DE CO DE MT MT CO

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Organización de archivos

• Clustering– Agrupación de registros (que pueden ser de

distinto tipo) en páginas de discos según un patrón de uso.

• Intra-archivo: Agrupados según el orden de algún campo

• Inter-archivo: Aplica sobre varios archivos. Ejm: Si al acceder a un departamento se accede a

todos los empleados que trabajan en el.


D1 E1 E2 E3 E4 E5 D1 E6 E7 E8 E9 E10

D2 E11 E13 E15 E15 ……

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Archivo

Tipos de registros• Por su tamaño

– Tamaño fijo– Tamaño variable

• Por su forma de almacenarlo físicamente– Extensible– No extensible


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Archivo

• Registros de longitud variable– Clustering iter-archivo– Datos de tamaño variable– Registros que permiten campos repetidos

• Manejo, Página con ranuras – Cabecera del registro

• Número de elementos de registro• Final del espacio vacío• Arreglo con entradas de ubicación y tamaño de

cada registro


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Archivo

• Registros extensibles– No se almacenan atómicamente en una misma

página, se puede almacenar una porción en un bloque y la otra en el siguiente bloque libre.

• Registros no extensibles– Se almacenan atómicamente en un bloque, si el

registro no cabe en un bloque se almacena en el siguiente bloque lógico


R1 R2 R3 R4’ R4’’ R5 R6

R1 R2 R3 /// R4 R5 R6 ///

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Archivo

• Tamaño del archivo en bloques– Registros extensibles

– Registros no extensibles• Factor de bloqueo (fb) es el número de registros

que caben en un bloque


nr: número de registrosR: Tamaño del registro en bytesB: Tamaño del bloque de disco en bytes

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Organización de archivos

• Organizaciones en el modelo normalizado– Secuencial

– Directos

– Indexados


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Organizaciones de Archivo

• Secuencial: Los registros son almacenados en la secuencia física en la que van a ser procesados.– Montículo: En el orden en que llegan

• Backup o respaldos• Los archivos de transacciones en lote• El log (registro histórico) de transacciones

– Vías de acceso• Inserción muy eficaz• Busqueda, actualización y eliminación implica una

búsqueda lineal


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


• Secuencial: Los registros son almacenados en la secuencia física en la que van a ser procesados.– Ordenado

• Los registros están ordenados físicamente en disco, en función de los valores de uno o mas campos, que pueden o no ser clave


Cod Nombre CiudadS1 Pedro Caracas

S2 Maria ValenciaS4 Juan MaracayS5 Antonio CaracasS6 Betty Zulia

Cod Nombre CiudadS1 Pedro CaracasS5 Antonio CaracasS4 Juan MaracayS2 María ValenciaS6 Betty Zulia

Clave de ordenació

n

Campo de ordenació

n

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


• Secuencial ordenado– Vías de acceso

• Búsqueda o actualización sobre el campo de ordenamiento implica una búsqueda binaria

• Búsqueda o actualización, sobre otro campo, y eliminación implica una búsqueda lineal

• Inserción o actualización sobre campo de ordenamiento implica mover los registros para mantener el orden físico.


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Organizaciones de archivo

• Costos de vías de acceso– Si TA es el tamaño del archivo en bloques– Búsqueda lineal:

• Caso promedio: TA/2• Peor caso: TA

– Búsqueda binaria: Log2(TA)


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


• Archivos directos o hash– Se usa una función de dispersión (hash) para

determinar la posición de los registros en disco– La función toma el valor de un campo llamado

campo hash (o clave hash si es la clave) y retorna un número de bloque relativo al archivo.

fhash (valor campo hash) = bloque relativo.

– El registro se almacena en dicho bloque.


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


• Archivos directos o hash– Direccionamiento por clave

• Se aplica sobre la clave primaria• Cada registro obtiene un valor de registro único

– Direccionamiento hash:• No garantiza una dirección de página única• La función hashing se selecciona para que los

registros sean esparcidos de manera uniforme.


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


• Plegable12.234.56716.456.423

• División-resto– h(k) = k mod M– k: valor del campo hash– M: número de bloques

disponibles


122345

+67147

164564

+23147

Se recomienda• Que M sea un Nº

primo • Que se deje 80 - 90

% del archivo libre

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Organizaciones de archivos

No página relativo

0

1

2

3

4

5


MOD 8

Clave hash2, 3, 57, 11, 1718, 19, 23 28, 29, 3132, 36, 3740, 41, 4653, 60

MOD 6

Caben 4 registros por pagina

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


No página relativo

0 18, 36, 60

1 7, 19, 31, 37

2 2, 32

3 3

4 28, 40, 46

5 5, 11, 17, 23, 29, 41, 53


MOD 8

Clave hash2, 3, 57, 11, 1718, 19, 23 28, 29, 3132, 36, 3740, 41, 4653, 60

MOD 6


Registros sinónimos

Colisiones

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


No página relativo

0 7, 28

1 29, 36

2 2, 23, 37

3 3, 17, 31

4 11, 18, 32, 46, 53, 60

5 5, 19, 40

6 41


MOD 8

Clave hash2, 3, 57, 11, 1718, 19, 23 28, 29, 3132, 36, 3740, 41, 4653, 60

MOD 7


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Manejo de Colisiones

• Búsqueda lineal o direccionamiento

abierto.

• Área de desbordamiento no encadenada.

• Área de desbordamiento encadenada.

• Hash múltiple.


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Organizaciones de ArchivoManejo de Colisiones

No página relativo

0 7, 28

1 29, 36

2 2, 23, 37

3 3, 17, 31

4 11, 18, 32, 46,

5 5, 19, 40, 53

6 41, 60


MOD 8

Clave hash2, 3, 57, 11, 1718, 19, 23 28, 29, 3132, 36, 3740, 41, 4653, 60

MOD 7


Búsqueda lineal

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


No página relativo

0 7, 28

1 29, 36

2 2, 23, 37

3 3, 17, 31

4 11, 18, 32, 46,

5 5, 19, 40

6 41


Área de desbordamiento no encadenada

No página relativo

7 53, 60

8

9

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


No página relativo

registros Puntero sinónimos

0 7, 28

1 29, 36

2 2, 23, 37

3 3, 17, 31

4 11, 18, 32,46 7

5 5, 19, 40

6 41


Área de desbordamiento encadenada

No página relativo

P. sinónimos

7 53, 60

8

9

Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Manejo de colisiones

• Para disminuir la probabilidad de colisiones se puede escoger un número de bloques M igual a


nr: número de registrosfb: factor de bloqueod: factor de corrección

que significa el espacio libre en el archivo

Manejo de memoria

1 Silverchatz, Fundamentos de bases de datos

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración


• Las técnicas hash estudiadas requieren fijar de antemano el conjunto de bloques que ocupará el archivo (estáticas).

• La mayoría de las bases de datos aumenta de tamaño con el tiempo.

• Las técnicas de asociación dinámica permiten adaptarse al aumento o disminución del tamaño de la base de datos

• Investigar la técnica hash extensible


Manejo de memoria

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Organizaciones de ArchivoCosto de vías de Acceso

Vía de Acceso Montículo Ordenado Hash

Exploración TA(B)*D TA(B)*D TA(B)*D

Búsqueda con selección de igualdad

TA(B)*D/21

TA(B)*D2

Log2(TA(B)) oLog2(TA(B)+N)3

Igual montículo4

D + colisión3

Igual montículo4

Búsqueda con selección de rango

TA(B)*D Log2(TA(B))+N3

Igual monticulo4

D*Val distint3

Igual monticulo4

Inserción 2*D CB + TA(B)*D 2D + colisión

Borrado CB + D CB + TA(B)*D 2D + colisión


D: Tiempo medio de leer o escribir una página en disco (Vel. de transferencia)N: Numero de páginas ocupadas por los registros

1: Si el campo es clave2: Si el campo no es clave

3: Si es sobre el campo de ordenamiento o hash4: Si no es sobre el campo de ordenamiento o hash

El DBA

Concurrencia

Diccionario Datos

Integridad

Seguridad

Proc. Consultas

El SMBD

Manejo de Memoria

Restauración

Próxima clase

• Organización indexada– ¿Qué es un índice?– Tipos de índices– Tipos de organización indexada– Estructuras de datos– Vías de acceso


Abd tema0y1 parte_i

Education

Transcript of Abd tema0y1 parte_i