Diseño de Bases de Datos Distribuidas (1era Parte) Lic. Bárbara da Silva Sistemas de Bases de Datos Distribuidas - UCV

Esquema de la Clase Diseño de una BDD Estrategias de Diseño de BDD Botom - Up Top – Down Fragmentación Unidad razonable de fragmentación Alternativas de fragmentación Grado de fragmentación Reglas de Correctitud para fragmentar Información necesaria para fragmentar Notación

Diseño de una BDD El diseño de un sistema de bases de datos distribuidas se refiere a tomar decisiones acerca de la ubicación de datos y programas a través de los diferentes sitios de una red de computadoras. Al distribuir programas se involucran dos cosas: La distribución del SMBD. La distribución de las aplicaciones que corren sobre el SMBD. Cuando se diseña una BDD, todos los esfuerzos se concentran en la adecuada distribución de los datos. Se asume que la red ya está diseñada o que se diseñara en base al diseño que se haya hecho de la BDD.

Diseño de una BDD Se debe contemplar: Diseño del esquema conceptual global. Diseño físico de la base de datos. Diseño de la fragmentación. Diseño de la asignación de los fragmentos. Se tienen como objetivos: Maximizar el procesamiento local. Distribución de la carga de trabajo. Costo y disponibilidad del almacenamiento en diferentes sitios.

Estrategias de Diseño de BDD Al diseñar una BDD se pueden optar por dos estrategias: La estrategia ascendente (Botom-Up) y La estrategia descendente (Top-Down). Al momento del diseño real de la BDD se pueden emplear ambas estrategias en diferentes etapas del proyecto.

Estrategias de Diseño Top - Down

Estrategias de Diseño Top - Down Análisis de Requerimientos: Define el ambiente del sistema, las necesidades da datos y procesamiento que tienen los usuarios y ... Diseño Conceptual: Se examina la empresa/ambiente para definir las entidades y las relaciones entre las entidades. Se divide en: Análisis de Entidades -> entidades, atributos y relaciones. Análisis de Funciones -> funciones principales en el ambiente que se está modelando. Diseño de las Vistas: definir las interfaces para los usuarios finales. Integración de Vistas: Para asegurar que las entidades y relaciones definidas cubren los requerimientos de todas las vistas.

Estrategias de Diseño Top - Down Intervención del Usuario: El usuario especifica que entidades se necesitan y que aplicaciones corren/van a correr sobre la BDD. De cada aplicación debe indicar la frecuencia de uso y la variación de la data. Diseño de la Distribución: Su objetivo es diseñar los esquemas conceptuales locales (ECL) y distribuir las entidades sobre los sitios. Implica hacer el diseño de fragmentación y asignación de fragmentos. Diseño Físico: Mapea el ECL a los dispositivos de almacenamiento físico en cada sitio. Monitoreo y Ajustes: Constante monitoreo por ajustes que pueden ser necesarios en: - Vistas de Usuario - Esquema Conceptual - Requerimientos

Estrategias de Diseño Botom - Up La estrategia Botom-Up es utilizada cuando ya existen base de datos, siendo la tarea integrarlas en una sola base de datos (BDD). Se parte de los esquemas conceptuales locales (LCS) y se trabaja para llegar a conseguir el esquema conceptual global (GCS).

Fragmentación La fragmentación consiste en particionar la información (dividir una relación en partes). ¿Cuál es la unidad razonable de fragmentación? Una relación completa: no es adecuada porque las vistas de los usuarios son subconjuntos de las relaciones y no se favorece el procesamiento de consultas. Fragmentos de relaciones: favorece la ejecución concurrente de varias transacciones que accedan porciones diferentes de una relación, pero desfavorece a las vistas que se tengan que hacer sobre varios fragmentos. El objetivo de la fragmentación es encontrar un nivel de particionamiento adecuado.

Fragmentación Como alternativas de fragmentación tenemos: Fragmentación Horizontal (FH): (ya coloque la definición) Fragmentación Vertical (FV): Particiona una relación en base a sus atributos. La clave primaria de la relación es incluida en los fragmentos. Fragmentación Mixta (FM): Consiste simplemente en aplicar la fragmentación horizontal seguida de la fragmentación vertical o viceversa.

Fragmentación ¿Cuál es el grado de Fragmentación? No Fragmentar Fragmentar a nivel de tupla individuales (FH) ó a nivel de atributos individuales (FV) Lo adecuado es encontrar un nivel de fragmentación entre ambos extremos.

Reglas de Correctitud de Fragmentación Completitud: La descomposición de una relación R en los fragmentos R1, R2, ..., Rn es completa si y solamente si cada elemento de datos en R se encuentra en algún de los Ri. En el caso de fragmentación horizontal el elemento de datos, normalmente, es una tupla, mientras que en el caso de fragmentación vertical es un atributo. Reconstrucción: Debe ser posible definir una operación relacional que permita reconstruir la relación R a partir de los fragmentos. Esta regla asegura que se preserven las dependencias funcionales. Disyunción: Si una relación R se descompone horizontalmente en una serie de fragmentos R1, R2, ..., Rn, y un elemento de datos Di se encuentra en algún fragmento Rj, entonces no se encuentra en otro fragmento Rk (k<> j).

Fragmentación La información necesaria para hacer el diseño de fragmentación: Organización lógica de la BD Localización de las aplicaciones Acceso de las aplicaciones a la BD (información de la red) Propiedades del sistema

Notación para Fragmentación Select: R1 = SL atributo&valorR Project: R1 = PJ atributo R Semi-Join: R = R1 SJ atributo R2 Join: R = R1 JN atributo R2 Union: R = R1 UN R2