Dise

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Diseño de Bases de Datos Distribuidas(1era
Parte)

• Lic. Bárbara da Silva

Sistemas de Bases de Datos Distribuidas - UCV
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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

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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.

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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.

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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.

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Estrategias de Diseño Top - Down
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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 -gt entidades, atributos y
  relaciones.
• Análisis de Funciones -gt 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.

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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

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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).

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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.

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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.

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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.

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Reglas de Correctitud de Fragmentación

1. 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.
2. 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.
3. 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 (kltgt j).

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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

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Notación para Fragmentación

• Select R1 SL atributovalorR
• Project R1 PJ atributo R
• Semi-Join R R1 SJ atributo R2
• Join R R1 JN atributo R2
• Union R R1 UN R2