Arquitectura de Manejadores de Base deDatos
Bases de Datos 2 - Tecnologo de Informatica
BD2 - Arquitectura de Manejadores de Base de Datos
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1 Arquitectura de DBMSModelos de DatosArquitectura en 3 niveles e Independencia de datosLenguajes e Interfaces en ambientes BDArquitectura cliente/servidor y categorización de DBMS
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Modelos de DatosData Models
Lenguajes usados para especificar BDs.Un Modelo de Datos permite expresar:
EstructurasObjetos de los problemasEj.: CURSOS(nro_curso, nombre, horas)
RestriccionesReglas que deben cumplir los datos.Ej.: (c CURSOS) (c.horas < 120)
OperacionesInsertar, borrar y consultar la BD.Ej.: INSERT INTO CURSOS(303, “BD”, 90)
Algunos modelos permiten especificar aspectos dinámicoso de comportamiento.
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Modelos de DatosCategorización
Según el nivel de abstracción:Conceptuales
Representan la realidad independientemente de cualquierimplementación de BD.Usado en etapa de Análisis.Conceptos como por ej.: entidades, atributos, relaciones.Ej.: Modelo entidad-relación
LógicosImplementados en DBMSs.Usados en etapas de Diseño e Implementación.Ej.: Modelo de datos relacional.
FísicosImplementación de estructuras de datos.Ej.: Árboles B, Hash.
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Modelos de DatosEsquemas, Instancias y Estado de Base de Datos
Esquema de BD (DB Schema). Es la descripción de unabase de datos.
No se espera que cambie frecuentemente.Se especifica durante el diseño de la BD.A la modificación del esquema se le dice “evolución delesquema”.
Estado/Snapshot de la BD (DB State). Son los datos enla BD en un determinado momento.
También llamado “conjunto actual” de ocurrencias oinstancias.Cambiamos de estado cada vez que se insertan, borrantúplas o se modifica algún valor de una túpla.
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Arquitectura lógica de DBMSPropiedades importantes
Control global único de la BD.Separación entre esquema y aplicaciones.
Esquema: visión global de los datos de la realidad.Aplicaciones: programas sobre la BD.
Soporte a diferentes visiones de los datos.Usuarios/aplicaciones ven subconjuntos de la BD.
Independencia de datos.Esquema lógico independiente de implementación.
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Arquitectura en 3 nivelesThree-Schema Architecture
Figura : Elmasri edición 7, fig. 2.2
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Independencia de datosData Independence
Independencia Lógica.
Independencia entre especificaciones de nivel Lógico yExterno.
Cambiar partes de esquema lógico sin afectar a losesquemas externos o a las aplicaciones.
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Independencia de datosData Independence
Independencia Física.
Independencia entre especificaciones de nivel Lógico yFísico.
Cambiar implementaciones sin afectar esquema Lógico.
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Lenguajes DBMS
Definición de esquema:VDL (o SSDL) - View Definition Language.SDL - Storage Definition Language.DDL - Data Definition Language.
Manipulación de la BD:DML - Data Manipulation Language.
Modificaciones en instancias.QL - Query Language.Subconjunto del DML, sólo para consultas.
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Tipos de Query Language
Se distinguen dos tipos de QL: declarativos yprocedurales.Declarativos.
Se especifica qué propiedad cumplen los datos.No se especifica cómo se recuperan de la BD.Suelen recuperar conjuntos de ítems (registros).Es el DBMS que define el plan de ejecución.
Procedurales.Se especifica un algoritmo que accede a estructuras delesquema lógico y recupera los datos ítem por ítem (registroa registro).
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Lenguajes de programación
Lenguajes host (anfitrión):Lenguajes de uso general (C, JAVA, etc) en el cual seembeben sentencias de DML.Se tiene un pre-procesador que traduce el programa conDML embebido en un programa puro.PROBLEMAS: impedance-mismatch.
Lenguajes 4GL:Lenguajes procedurales orientados a acceso a BDs.Conexión privilegiada con DMLs, reduce elimpedance-mismatch.
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Interfaces especializadas
Interfaces gráficas de consulta.Se visualizan las estructuras en forma gráfica.Resultados como gráficas (torta, líneas, etc).
Interfaces de Lenguaje Natural.Se procesan frases y se traducen al QL.
Interfaces para Administración.Ambientes especializados.
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ArquitecturasArquitectura lógica de dos capas
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ArquitecturasArquitectura física de dos capas
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ArquitecturasArquitectura de tres capas
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Diferentes tipos de DBMS
Según el Modelo de Datos.Relacional.Orientado a Objetos.Otros: Redes, Jerárquico, Deductivo, . . .
Según el porte.Desktop (escritorio) / mono-usuario.Servidor / multi-usuario.
Según distribución de la BD.Centralizado.Distribuido.
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Resumen de los elementos de Bases de Datos
Figura : Elmasri edición 7, fig. 2.2BD2 - Arquitectura de Manejadores de Base de Datos
Algunos problemas que nos interesan
¿Cómo se procesan las consultas?.¿Cómo buscar soluciones más eficientes?.¿Cómo se resuelve el acceso concurrente?.Recuperación en caso de fallo.
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Procesamiento y Optimización de Consultas
Organización y acceso a los datos.Que estructuras de datos suelen implementar losmanejadores y como se utilizan.Procesamiento de Consultas.Diferentes algoritmos para implementar los operadores delalgebra relacional.Optimización de Consultas.Estrategias que utiliza un manejador para modificar lasconsultas y para elegir los algoritmos a ejecutar.
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Control de concurrencia
TransaccionesOperaciones complejas que se ven como una sola.Concurrencia¿Qué debe considerar el manejador para que variastransacciones se ejecuten simultáneamente y produzcanresultados correctos en la base?.
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Recuperación
Estrategias de recuperación.Mecanismos que suelen implementar los manejadorespara recuperar los datos frente a fallas del sistema.
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