Unidad 2
Arquitectura del gestor
2.1. Características
del DBMS
Control de la
redundancia de datos
Este consiste en lograr
una mínima cantidad de espacio de almacenamiento para almacenar los datos
evitando la duplicación de la información. De esta manera se logran ahorros en
el tiempo de procesamiento de la información, se tendrán menos inconsistencias,
menores costos operativos y hará el mantenimiento más fácil.
Compartimiento de datos
Una de las principales
características de las bases de datos, es que los datos pueden ser compartidos
entre muchos usuarios simultáneamente, proveyendo, de esta manera, máxima
eficiencia.
Mantenimiento de la
integridad
La integridad de los
datos es la que garantiza la precisión o exactitud de la información contenida
en una base de datos. Los datos interrelacionados deben siempre representar
información correcta a los usuarios.
Soporte para control de
transacciones y recuperación de fallas.
Se conoce como
transacción toda operación que se haga sobre la base de datos. Las
transacciones deben por lo tanto ser controladas de manera que no alteren la
integridad de la base de datos. La recuperación de fallas tiene que ver con la
capacidad de un sistema DBMS de recuperar la información que se haya perdido
durante una falla en el software o en el hardware.
Independencia de los
datos.
En las aplicaciones
basadas en archivos, el programa de aplicación debe conocer tanto la organización
de los datos como las técnicas que el permiten acceder a los datos. En los
sistemas DBMS los programas de aplicación no necesitan conocer la organización
de los datos en el disco duro. Este totalmente independiente de ello.
Seguridad
La disponibilidad de
los datos puede ser restringida a ciertos usuarios. Según los privilegios que
posea cada usuario de la base de datos, podrá acceder a mayor información que
otros.
Velocidad
Los sistemas DBMS
modernos poseen altas velocidades de respuesta y proceso.
Independencia del
hardware
La mayoría de los sistemas DBMS están
disponibles para ser instalados en múltiples plataformas de hardware.
2.1.1 Estructura de memoria
y procesos de la instancia
La memoria se puede
estructurar en las siguientes partes:
· Area Global del sistema (SGA), la cual se comparte entre todos los servidores y los procesos en segundo plano.
· Áreas globales de programas (PGA), que es privada para cada servidor y proceso en segundo planos; a cada proceso se asigna un PGA.
· Área de Ordenaciones (Sort Areas).
· Memoria Virtual
· Area de codigo de software.
Cada instancia está asociada a una base de datos. Cuando se inicia una base de datos en un servidor (independientemente del tipo de computadora), se le asigna un área de memoria (SGA) y lanza uno o más procesos. A la combinación del SGA y de los procesos es lo que se llama instancia. La memoria y los procesos de una instancia gestionan los datos de la base de datos asociada de forma eficiente y sirven a uno o varios usuarios.
Cuando se inicia una instancia El DBMS monta la base de datos, es decir, asocia dicha instancia a su base de datos correspondiente. En un misma computadora pueden ejecutarse varias instancias simultáneamente, accediendo cada una a su propia base de datos física.
Únicamente el administrador de la base de datos puede iniciar una instancia y abrir una base de datos.
2.1.2 Estructuras físicas de la base de datos
En una base de datos almacenamos información relevante para nuestro negocio u organización y desde el punto de vista físico, la base de datos está conformada por dos tipos de archivos:
· Archivos de datos: contiene los datos de la base de datos internamente, está compuesto por páginas enumeradas secuencialmente que representa la unidad mínima de almacenamiento. Cada página tiene un tamaño de 8kb de información. Existen diferentes tipos de páginas, a tener en cuenta:
Páginas de datos: es el tipo principal de páginas y son las que almacenan los registros de datos.
Páginas de espacio libre (PFS Page Free Space): almacenan información sobre la ubicación y el tamaño del espacio libre.
Paginas GAM and SGAM: utilizadas para ubicar extensiones.
Páginas de Mapa de Ubicaciones de índices (IAM – Index Allocation Map): contiene información sobre el almacenamiento de páginas de una tabla o índice en particular.
Páginas Índices: Utilizada para almacenar registros de índices.
· Archivo de Registro de Transacciones: El propósito principal del registro de transacciones es la recuperación de datos a un momento en el tiempo o complementar una restauración de copia de respaldo completa (full backup). El registro de transacciones no contiene páginas, sino entradas con todos los cambios realizados en la base de datos, como son las modificaciones de datos, modificaciones de la base de datos y eventos de copia de seguridad y restauración. El acceso a datos es secuencial, ya que el registro de transacciones se actualiza en el mismo orden cronológico en el que se hacen las modificaciones.
Este archivo no puede ser leído por herramientas de usuario de SQL aunque existen herramientas de terceros que leen este archivo para recuperar los cambios efectuados. Dependiendo de la versión el registro de transacciones se utiliza para otros propósitos como por ejemplo bases de datos espejo (mirror) y transporte remoto de transacciones (log shipping).
Para muchos de los administradores de bases de datos, la imagen anterior representa la parte lógica y la parte física, donde:
Data File: Los datafiles son los archivos físicos en los que se almacenan los objetos que forman parte de un tablespace. Un datafile pertenece solamente a un tablespace y a una instancia de base de datos. Un tablespace puede estar formado por uno o varios datafiles. Cuando se crea un datafile, se debe indicar su nombre, su ubicación o directorio, el tamaño que va a tener y el tablespace al que va a pertenecer. Además, al crearlos, ocupan ya ese espacio aunque se encuentran totalmente vacíos, es decir, Oracle reserva el espacio para poder ir llenándolo poco a poco con posterioridad. Por supuesto, si no hay sitio suficiente para crear un archivo físico del tamaño indicado, se producirá un error y no se creará dicho archivo.
2.1.3 Requerimientos para instalación de la base de datos.
Antes de instalar cualquier SGBD es necesario conocer los requerimientos de hardware y software, el posible software a desinstalar previamente, verificar el registro de Windows y el entorno del sistema, así como otras características de configuración especializadas como pueden ser la reconfiguración de los servicios TCP/IP y la modificación de los tipos archivos HTML para los diversos navegadores.
Se presenta a continuación una serie de requerimientos mínimos de hardware y software para instalar oracle 11g Express y MySQL estándar versión 5.1. en Windows Seven y Ubuntu 10.
2.1.4 Instalación del software de BD en modo transaccional
Debido al constante crecimiento de datos que generan las empresas hoy en día, se ha vuelto muy necesaria la búsqueda de nuevas plataformas para almacenar y analizar la información, ambientes que consuman menos recursos, que sean más escalables y que provean una alta disponibilidad. La solución consiste en el procesamiento paralelo de los datos de una base de datos.
Una base de datos en modo transaccional significa que la BD será capaz de que las operaciones de inserción y actualización se hagan dentro de una transacción, es un componente que procesa información descomponiéndola de forma unitaria en operaciones indivisibles, llamadas transacciones, esto quiere decir que todas las operaciones se realizan o no, si sucede algún error en la operación se omite todo el proceso de modificación de la base de datos, si no sucede ningún error se hacen toda la operación con éxito.
Una transacción es un conjunto de líneas de un programa que llevan insert o update o delete. Todo aquél software que tiene un log de transacciones (que es la "bitácora" que permite hacer operaciones de commit o rollback), propiamente es un software de BD; aquél que no lo tiene (v.g. D-Base), propiamente no lo es. Todo software de base de datos es transaccional; si el software de la BD no es "transaccional", en realidad NO es un "software" de BD; en todo caso, es un software que emula el funcionamiento de un verdadero software de BD. Cada transacción debe finalizar de forma correcta o incorrecta como una unidad completa. No puede acabar en un estado intermedio.
Se usan los siguientes métodos:
· Begin TRans para iniciar la transacción
· CommitTrans para efectuar los cambios con éxito
· RollbackTrans para deshacer los cambios
Y depende que base de datos uses para efectuar las operaciones pero, es la misma teoría para cualquier BD.
2.1.5 Variables de Ambiente y archivos importantes para instalación.
Variable: Es un espacio en memoria al cual se le da un nombre Hay variables específicas que se crean al momento de entrar al sistema, pero también hay variables que pueden ser definidas por el usuario. Las variables son una forma de pasar información a los programas al momento de ejecutarlos.
Variables de Ambiente: Se usan para personalizar el entorno en el que se ejecutan los programas y para ejecutar en forma correcta los comandos del shell.
Toman su valor inicial generalmente de un archivo .profile, pero hay veces en que el usuario tiene que modificar los valores de alguna variable de ambiente cuando está tratando de instalar o ejecutar un nuevo programa
A continuación se comentan las opciones más utilizadas de la sección mysqld (afectan al funcionamiento del servidor MySQL), se almacenan en el archivo my.cnf (o my.ini)
basedir = ruta: Ruta a la raíz MySQL
console: Muestra los errores por consola independientemente de lo que se configure para log_error.
datadir = ruta: Ruta al directorio de datos.
default-table-type = tipo: Tipo de la Tabla InnoDB o, MyISAM.
flush: Graba en disco todos los comandos SQL que se ejecuten (modo de trabajo, sin transacción).
general-log = valor: Con valor uno, permite que funcione el archivo LOG para almacenar las consultas realizadas.
general-log-file = ruta: Indica la ruta al registro general de consultas.
language: Especifica el idioma de los lenguajes de error, normalmente esots archivos de lenguaje, están bajo /usr/local/share.
log-error = ruta: Permite indicar la ruta al registro de errores.
log = ruta: Indica la ruta al registro de consultas.
long-query-time = n: Segundos a partir de los cuales una consulta que tardes más, se considerará una consulta lenta.
og-bin = ruta: Permite indicar la ruta al registro binario.
pid-file = ruta: Ruta al archivo que almacena el identificador de proceso de MySQL.
port = puerto: Puerto de escucha de MySQL.
skip-grant-tables: Entra al servidor saltándose las tablas de permisos, es decir todo el mundo tiene privilegios absolutos.
skip-networking: El acceso a MySQL se hará solo desde el servidor local.
slow-query-log = 0|1: Indica si se hace LOG de las consultas lentas.
slow-query-log-file = ruta: Ruta al archivo que hace LOG de las consultas lentas.
socket = ruta: Archivo o nombre de socket a usar en las conexiones locales.
standalone: Para Windows, hace que el servidor no pase a ser un servicio.
user = usuario: Indica el nombre de usuario con el que se iniciará sesión en MySQL.
tmpdir = ruta: Ruta al directorio para archivos temporales.
2.1.6 Procedimiento general de instalación de un DBMS
MySQL Enterprise Edition
MySQL Enterprise Edition incluye el conjunto más completo de características avanzadas y herramientas de gestión para alcanzar los más altos niveles de escalabilidad, seguridad, fiabilidad y tiempo de actividad. Reduce el riesgo, costo y complejidad en el desarrollo, implementación y administración de aplicaciones críticas de negocio MySQL.
El MySQL Enterprise incluye las siguientes opciones:
Backup: Realiza copias de seguridad de bases de datos MySQL en línea, de los subconjuntos de tablas InnoDB, y la recuperación mediante puntos de restauración.
Alta Disponibilidad: es proporcionada con soluciones certificadas que incluyen replicación de MySQL.
Escalabilidad: permite alcanzar el rendimiento sostenido y la escalabilidad de cada vez mayor de usuarios, consulta, y las cargas de datos
MySQL Enterprise Security: Proporciona listas para utilizar los módulos de autenticación externos para integrar fácilmente las infraestructuras existentes de seguridad, incluyendo Pluggable Authentication Modules y el directorio activo de Windows
MySQL Enterprise Monitor: supervisa continuamente su base de datos y de forma proactiva le asesora sobre cómo implementar las mejores prácticas de MySQL, incluyendo consejos y alertas de seguridad
MySQL Query Analyzer: Mejora el rendimiento de las aplicaciones mediante el control de rendimiento de las consultas y precisa localización de código SQL que está causando una desaceleración
MySQL Workbench: Cuenta con ofertas de modelado de datos, desarrollo de SQL y herramientas de administración integral para la administración del servidor de configuración del usuario, y mucho más.
El proceso de instalación es muy simple y prácticamente no requiere intervención por parte del usuario.
2.1.7 Procedimiento para Configuración de un DBMS
El esquema de una base de datos (en inglés, Database Schema) describe la estructura de una Base de datos, en un lenguaje formal soportado por un Sistema administrador de Base de datos (DBMS). En una Base de datos Relacional, el Esquema define sus tablas, sus campos en cada tabla y las relaciones entre cada campo y cada tabla.
Oracle generalmente asocia un 'username' como esquemas en este caso SYSTEM y HR (Recursos humanos).
Por otro lado MySQL presenta dos esquemas information_schema y MySQL ambos guardan información sobre privilegios y procedimientos del gestor y no deben ser eliminados.
2.1.8 Comandos Generales de Alta y Baja del DBMS
Una tabla es un sistema de elementos de datos (atributo - valores) que se organizan que usando un modelo vertical - columnas (que son identificados por su nombre)- y horizontal filas. Una tabla tiene un número específico de columnas, pero puede tener cualquier número de filas. Cada fila es identificada por los valores que aparecen en un subconjunto particular de la columna que se ha identificado por una llave primaria.
Una tabla de una base de datos es similar en apariencia a una hoja de cálculo, en cuanto a que los datos se almacenan en filas y columnas. Como consecuencia, normalmente es bastante fácil importar una hoja de cálculo en una tabla de una base de datos. La principal diferencia entre almacenar los datos en una hoja de cálculo y hacerlo en una base de datos es la forma de organizarse los datos.
MySQL
MySQL soporta varios motores de almacenamiento que tratan con distintos tipos de tabla. Los motores de almacenamiento de MySQL incluyen algunos que tratan con tablas transaccionales y otros que no lo hacen:
MyISAM: trata tablas no transaccionales. Proporciona almacenamiento y recuperación de datos rápida, así como posibilidad de búsquedas fulltext. MyISAM se soporta en todas las configuraciones MySQL, y es el motor de almacenamiento por defecto a no ser que tenga una configuración distinta a la que viene por defecto con MySQL.
El motor de almacenamiento MEMORY proporciona tablas en memoria. El motor de almacenamiento MERGE permite una colección de tablas MyISAM idénticas ser tratadas como una simple tabla. Como MyISAM, los motores de almacenamiento MEMORY y MERGE tratan tablas no transaccionales y ambos se incluyen en MySQL por defecto.
