Taller base de datos






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títuloTaller base de datos
fecha de publicación10.09.2015
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TALLER BASE DE DATOS

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TALLER DE BASES DE DATOS II

INTEGRANTES:

CAROLINA GRACIA

CARLOS ANDRES PEREZ

MARYURY FORERO

UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCA

INGENIERIA DE SISTEMAS

FUSAGASUGA

  1. Diferencia entre BDD, SBDD Y SMBDD

  2. Explique cómo funciona un sistema de bases de datos Distribuida (SBDD). Realice un ejemplo.

  3. Arquitectura de una base de datos.

  4. Cuáles son las ventajas de los sistemas distribuidos?, Cuáles son las desventajas?

  5. Realice un cuadro comparativo con las diferencias y semejanzas entre una base de datos centralizada y una base de datos distribuidas.

  6. En que ambientes, se cuenta con un sistema de Bases de Datos distribuidos?

  7. Mencione y explique con sus propias palabras las 12 reglas u objetivos de una base de datos distribuida.

  8. Realice un ejemplo con la base de datos proyectos para: fragmentación Vertical, fragmentación horizontal y fragmentación mixta.


SOLUCION

1. Una base de datos distribuida (BDD) es un conjunto de múltiples bases de datos lógicamente relacionadas las cuales se encuentran distribuidas entre diferentes sitios interconectados por una red de comunicaciones

Un sistema de bases de datos distribuida (SBDD) es un sistema en el cual múltiples sitios de bases de datos están ligados por un sistema de comunicaciones, de tal forma que, un usuario en cualquier sitio puede accesar los datos en cualquier parte de la red exactamente como si los datos estuvieran almacenados en su sitio propio.

Un sistema de manejo de bases de datos distribuidas (SMBDD) es aquel que se encarga del manejo de la BDD y proporciona un mecanismo de acceso que hace que la distribución sea transparente a los usuarios. El término transparente significa que la aplicación trabajaría, desde un punto de vista lógico, como si un solo SMBD ejecutado en una sola máquina, administrara esos datos.

Un sistema de base de datos distribuida (SBDD) es entonces el resultado de la integración de una base de datos distribuida con un sistema para su manejo.

2. UN SISTEMA DE BASES DE DATOS DISTRIBUIDA (SBDD) es un sistema en el cual múltiples sitios de bases de datos están ligados por un sistema de comunicaciones, de tal forma que, un usuario en cualquier sitio puede accesar los datos en cualquier parte de la red exactamente como si los datos estuvieran almacenados en su sitio propio.

un sistema de tiempo compartido no incluye necesariamente un sistema de manejo de bases de datos y, en caso de que lo haga, éste es controlado y administrado por una sola computadora.

Un sistema de multiprocesamiento puede administrar una base de datos pero lo hace usualmente a través de un solo sistema de manejo de base de datos; los procesadores se utilizan para distribuir la carga de trabajo del sistema completo o incluso del propio SMBD pero actuando sobre una sola base de datos. Finalmente, una base de datos la cual reside en un solo sitio de una red de computadoras y que es accesada por todos los nodos de la red no es una base de datos distribuida

http://www.cs.cinvestav.mx/sc/prof_personal/adiaz/disdb/images/1_3.gif

Este caso se trata de una base de datos cuyo control y administración esta centralizada en un solo nodo pero se permite el acceso a ella a través de la red de computadoras.

3. ARQUITECTURA DE LOS SISTEMAS DE BASES DE DATOS


Hay tres características importantes inherentes a los sistemas de bases de datos: la separación entre los programas de aplicación y los datos, el manejo de múltiples vistas por parte de los usuarios y el uso de un catálogo para almacenar el esquema de la base de datos. En 1975, el comité ANSI-SPARC (American National Standard Institute - Standards Planning and Requirements Committee) propuso una arquitectura de tres niveles para los sistemas de bases de datos, que resulta muy útil a la hora de conseguir estas tres características.

El objetivo de la arquitectura de tres niveles es el de separar los programas de aplicación de la base de datos física. En esta arquitectura, el esquema de una base de datos se define en tres niveles de abstracción distintos:

  1. En el nivel interno se describe la estructura física de la base de datos mediante un esquema interno. Este esquema se especifica mediante un modelo físico y describe todos los detalles para el almacenamiento de la base de datos, así como los métodos de acceso.

  2. En el nivel conceptual se describe la estructura de toda la base de datos para una comunidad de usuarios (todos los de una empresa u organización), mediante un esquema conceptual. Este esquema oculta los detalles de las estructuras de almacenamiento y se concentra en describir entidades, atributos, relaciones, operaciones de los usuarios y restricciones. En este nivel se puede utilizar un modelo conceptual o un modelo lógico para especificar el esquema.

  3. En el nivel externo se describen varios esquemas externos o vistas de usuario. Cada esquema externo describe la parte de la base de datos que interesa a un grupo de usuarios determinado y oculta a ese grupo el resto de la base de datos. En este nivel se puede utilizar un modelo conceptual o un modelo lógico para especificar los esquemas.

La mayoría de los SGBD no distinguen del todo los tres niveles. Algunos incluyen detalles del nivel físico en el esquema conceptual. En casi todos los SGBD que se manejan vistas de usuario, los esquemas externos se especifican con el mismo modelo de datos que describe la información a nivel conceptual, aunque en algunos se pueden utilizar diferentes modelos de datos en los niveles conceptual y externo.

Hay que destacar que los tres esquemas no son más que descripciones de los mismos datos pero con distintos niveles de abstracción. Los únicos datos que existen realmente están a nivel físico, almacenados en un dispositivo como puede ser un disco. En un SGBD basado en la arquitectura de tres niveles, cada grupo de usuarios hace referencia exclusivamente a su propio esquema externo. Por lo tanto, el SGBD debe transformar cualquier petición expresada en términos de un esquema externo a una petición expresada en términos del esquema conceptual, y luego, a una petición en el esquema interno, que se procesará sobre la base de datos almacenada. Si la petición es de una obtención (consulta) de datos, será preciso modificar el formato de la información extraída de la base de datos almacenada, para que coincida con la vista externa del usuario. El proceso de transformar peticiones y resultados de un nivel a otro se denomina correspondencia o transformación. Estas correspondencias pueden requerir bastante tiempo, por lo que algunos SGBD no cuentan con vistas externas.

La arquitectura de tres niveles es útil para explicar el concepto de independencia de datos que podemos definir como la capacidad para modificar el esquema en un nivel del sistema sin tener que modificar el esquema del nivel inmediato superior. Se pueden definir dos tipos de independencia de datos:

  • La independencia lógica es la capacidad de modificar el esquema conceptual sin tener que alterar los esquemas externos ni los programas de aplicación. Se puede modificar el esquema conceptual para ampliar la base de datos o para reducirla. Si, por ejemplo, se reduce la base de datos eliminando una entidad, los esquemas externos que no se refieran a ella no deberán verse afectados.

  • La independencia física es la capacidad de modificar el esquema interno sin tener que alterar el esquema conceptual (o los externos). Por ejemplo, puede ser necesario reorganizar ciertos ficheros físicos con el fin de mejorar el rendimiento de las operaciones de consulta o de actualización de datos. Dado que la independencia física se refiere sólo a la separación entre las aplicaciones y las estructuras físicas de almacenamiento, es más fácil de conseguir que la independencia lógica.

En los SGBD que tienen la arquitectura de varios niveles es necesario ampliar el catálogo o diccionario, de modo que incluya información sobre cómo establecer la correspondencia entre las peticiones de los usuarios y los datos, entre los diversos niveles. El SGBD utiliza una serie de procedimientos adicionales para realizar estas correspondencias haciendo referencia a la información de correspondencia que se encuentra en el catálogo. La independencia de datos se consigue porque al modificarse el esquema en algún nivel, el esquema del nivel inmediato superior permanece sin cambios, sólo se modifica la correspondencia entre los dos niveles. No es preciso modificar los programas de aplicación que hacen referencia al esquema del nivel superior.

Por lo tanto, la arquitectura de tres niveles puede facilitar la obtención de la verdadera independencia de datos, tanto física como lógica. Sin embargo, los dos niveles de correspondencia implican un gasto extra durante la ejecución de una consulta o de un programa, lo cual reduce la eficiencia del SGBD. Es por esto que muy pocos SGBD han implementado esta arquitectura completa.

4.
Ventajas:
Procesadores más poderosos y a menos costos

  • Desarrollo de Estaciones con más capacidades

  • Las estaciones satisfacen las necesidades de los usuarios.

  • Uso de nuevas interfaces.

Avances en la Tecnología de Comunicaciones.

  • Disponibilidad de elementos de Comunicación.

  • Desarrollo de nuevas técnicas.

Compartición de Recursos.

  • Dispositivos (Hardware).

  • Programas (Software).

Eficiencia y Flexibilidad.

  • Respuesta Rápida.

  • Ejecución Concurrente de procesos (En varias computadoras).

  • Empleo de técnicas de procesamiento distribuido.

Disponibilidad y Confiabilidad.

  • Sistema poco propenso a fallas (Si un componente no afecta a la disponibilidad del sistema).

  • Mayores servicios que elevan la funcionalidad ( Monitoreo, Telecontrol, Correo Eléctrico, Etc.).

Crecimiento Modular.

  • Es inherente al crecimiento.

  • Inclusión rápida de nuevos recursos.

  • Los recursos actuales no afectan.


Desventajas:



  • Requerimientos de mayores controles de procesamiento.

  • Velocidad de propagación de información (Muy lenta a veces).

  • Servicios de replicación de datos y servicios con posibilidades de fallas.

  • Mayores controles de acceso y proceso (Commit).

  • Administración más compleja.

  • Costos.

5.





B.D. DISTRIBUIDA

B.D. CENTRALIZADA

DIFERENCIAS

  • Todos los componentes del sistema residen en un solo computador o sitio.

  • Los componentes consisten en los datos, el software del Sistema de Manejador de Bases de Datos SMBD y los dispositivos de almacenamiento secundario asociados, como discos para el almacenamiento en línea de la base de datos y cintas para las copias de seguridad.

  • Se pueden tener acceso remoto a una base de datos centralizada a través de terminales conectadas al sitio; los datos y el software del SMBD residen principalmente en un solo sitio...

  • La base de datos está almacenada en varias computadoras conectadas en red.

  • Surgen debido a la existencia física de organismos descentralizados.

  • Esto les da la capacidad de unir las bases de datos de cada localidad y acceder así a distintas universidades, sucursales de tiendas, etcetera.




  • Un solo punto de control de los clientes para la Web y línea de comandos.

  • La vista del explorador permite la administración de trabajos, calendarios, etc.

  • Los flujos de trabajos se pueden editar y controlar en el diseño gráfico.

  • Los objetos son organizados en una jerarquía de archivo/directorio.

  • Grupo de comandos intuitivo.

  • Optimiza el procesamiento automatizado que permite que se lleve a cabo más trabajo sin intervención.

  • Reduce el costo de personal al permitir que los empleados se enfoquen en tareas que consuman menos tiempo y sean menos repetitivas.

  • Inicia trabajos basados en tiempo o eventos reduciendo posibles errores humanos.

  • Reduce los costos de operación al eliminar la programación manual de procesos repetitivos y trabajosos.

  • Centraliza la gestión de tareas programadas por toda la empresa.

  • Realiza tareas rutinarias de mantenimiento del sistema y de procesamiento de datos fuera de horas.




  • En un sistema distribuido, las computadoras de proceso, residen muchas veces en las áreas de trabajo de los usuarios

  • En un sistema centralizado/distribuido existe un administrador que controla la base de datos

  • El procesamiento de Bases de Datos Centralizadas es fácil de controlar

  • En un sistema centralizado/distribuido existe un administrador que controla la base de datos

6. . En que ambientes, se cuenta con un sistema de Bases de Datos distribuidos

Un ambiente computacional se dice distribuido cuando sus programas o BDs están ubicados en dos o más computadores.

7. 1.Autonomía local. Los sitios en un sistema distribuido deben ser autónomos.

    • La autonomía local significa que todas las operaciones en un sitio dado están controladas por ese sitio; ningún sitio X debe depender de algún otro sitio Y para su operación satisfactoria.

    • La seguridad, integridad y representación de almacenamiento de los datos locales permanecen bajo el control y jurisdicción del sitio local.

2. No dependencia de un sitio central. La autonomía local implica que todos los sitios deben ser tratados como iguales.

    • Por lo tanto, no debe haber particularmente ninguna dependencia de un sitio “maestro” central para algún servicio central, tal que todo el sistema dependa de ese sitio central.

    • Razones por las cuales no debería haber un sitio central:

      • El sitio central puede ser un cuello de botella

      • El sistema sería vulnerable; es decir, si el sitio central falla, también fallará todo el sistema

3. Operación continua. Una ventaja de los sistemas distribuidos es que deben proporcionar mayor confiabilidad y mayor disponibilidad.

    • Confiabilidad. La probabilidad de que el sistema esté listo y funcionando en cualquier momento dado. Los SD no son una propuesta de todo o nada; pueden continuar operando cuando hay alguna falla en algún componente independiente.

    • Disponibilidad. La probabilidad de que el sistema esté listo y funcionando continuamente a lo largo de un período especificado.

4. Independencia de ubicación. Conocida también como transparencia de ubicación.

    • Los usuarios no tienen que saber dónde están almacenados físicamente los datos, sino que deben ser capaces de comportarse como si todos los datos estuvieran almacenados en su propio sitio local.

    • Esto simplifica los programas de los usuarios. En particular, permite que los datos emigren de un sitio a otro sin invalidar ninguno de estos programas o actividades.

5. Independencia de fragmentación. Un sistema soporta la fragmentación de datos cuando puede ser dividida en o partes o fragmentos, para efectos de almacenamiento físico.

    • La fragmentación es necesaria por razones de rendimiento: los datos pueden estar almacenados en la ubicación donde son usados más frecuentemente para que la mayoría de las operaciones sean locales y se reduzca el tráfico en la red.

    • Los usuarios deben comportarse como si los datos en realidad estuvieran sin fragmentación alguna.

6. Independencia de replicación. El sistema soporta replicación de datos cuando un fragmento puede ser representado por muchas copias distintas, o réplicas, guardadas en muchos sitios distintos.

Las réplicas son necesarias por dos razones principales:

    1. Significan un mejor rendimiento (las aplicaciones pueden operar sobre las copias locales en lugar de tener que comunicarse con sitios remotos)

Independencia de replicación…

2. Pueden significar una mejor disponibilidad (un objeto replicado permanece disponible para su procesamiento, mientras esté disponible al menos una copia).

Por supuesto, la principal desventaja de las réplicas es que al actualizarlas es necesario actualizar todas: el problema de la propagación de la actualización.

7. Procesamiento de consultas distribuidas. La optimización es importante en un sistema distribuido que en uno centralizado, incluso mucho más.

    • El punto básico es que en una consulta que involucra a varios sitios, habrá muchas formas posibles de mover los datos en el sistema para satisfacer la solicitud, y es crucialmente importante que se encuentre una estrategia eficiente.

8. Administración de transacciones distribuidas. Existen dos aspectos principales en la administración de transacciones: control de recuperación y control de la concurrencia.

    • Ambos aspectos requieren un tratamiento amplio en el ambiente distribuido.

    • Ya que una sola transacción puede involucrar la ejecución de código en muchos sitios.

Administración de transacciones distribuidas…

    • Puede involucrar actualizaciones en muchos sitios y se debe de cuidar que la transacción no caiga en un bloqueo mortal (basado en el bloqueo).

    • Para el control de la recuperación, es necesario asegurarse que una transacción dada sea atómica en el ambiente distribuido, el sistema debe por lo tanto asegurarse de que la transacción sea confirmada o deshecha (se puede utilizar el protocolo de confirmación de dos fases).

9. Independencia de hardware. Soporte para un gran número de máquinas diferentes. Poder integrar todos los datos de todos estos sistemas y presentar al usuario una “imagen del sistema único”.

10. Independencia de sistema operativo. Obviamente es necesario no sólo tener la posibilidad de ejecutar el mismo DBMS en diferentes plataformas de hardware, sino también ejecutarlo en diferentes plataformas de sistema operativo.

11. Independencia de red.

Si el sistema va a tener la posibilidad de soportar muchos sitios distintos es obviamente necesario tener la posibilidad de soportar también una variedad de redes de comunicación distintas.

12. Independencia de DBMS. Lo que se necesita es que todos los ejemplares de DBMS en sitios diferentes soporten la misma interfaz.

    • Aunque no tienen que ser necesariamente copias del mismo software DBMS.

    • En otras palabras, sería posible que el sistema distribuido fuera heterogéneo, al menos en cierto grado.

    • Sería muy bueno si diferentes DBMS pudieran participar de alguna forma en un sistema distribuido.

8.
FRAGMENTACION VERTICAL (subdivisión de atributos en grupos)
r1

EMPLEADOS:(apellidos, nombre, direccion, telefono, funcion, localización, extension)

r2

r1 = P apellidos, nombre, direccion, telefono, funcion (EMPLEADOS)

r2 = P apellidos, nombre, localizacion, extension (EMPLEADOS)

EMPLEADOS = r1 >< r2

FRAGMENTACION HORIZONTAL
PRODUCTOS (cod_prod, nombre, descripcion, almacen)
ALMACEN (cod_almacen, direccion, telefono, area)
Información de los almacenes ubicados en cada una de las áreas.

ALMACENi = sarea = i (ALMACEN) donde i = {norte, sur, este, oeste}

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