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Diseño de Bases de datos distribuidas

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Diseño deBases de datosdistribuidas

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IntroducciónSistemas de cómputo distribuido involucranla toma de decisiones en: Posicionamiento de datos y Programas.En DBMS’s distribuidos DDBS’s! elposicionamiento de aplicaciones implica:

". #a distribución de los DBMS’s so$t%are!.&. #a distribución de los programas de

aplicación.

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'rgani(ación de sistemasdistribuidos

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Diseño )op * Do%n

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+uestiones sobre el diseño dedistribución ,Por -u $ragmentar/ ,+ómo debemos $ragmentar/ ,0u tanto debemos $ragmentar/ ,1ay alguna manera de veri2car si la

$ragmentación se reali(ócorrectamente/

,+ómo debemos distribuir en lossitios!/

,+u3l in$ormación es la necesaria paradistribuir y $ragmentar/

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 4usti2cación de la$ragmentación 5na relación tabla! no es una unidad

adecuada. #as aplicaciones de2nen vistas y est3n

en lugares distintos6 la relación entera: 7o se replica. Se replica parcial o total.

#a descomposición $ragmentos! permitetransacciones de e8ecución concurrenteconcurrencia intra*consulta!.

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   9   l   t

  e  r  n  a   t   i  v  a  s   d  e

   $  r  a

  g  m  e  n   t

  a  c   i   ó  n

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   9   l   t

  e  r  n  a   t   i  v  a  s   d  e

   $  r  a

  g  m  e  n   t

  a  c   i   ó  n

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9lternativas de $ragmentación

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7ivel de $ragmentación ,ragmentar todo/ ,ragmentar por tupla/

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;eglas para una correcta$ragmentación9seguramos -ue la base de datos no su$racambios sem3nticos durante la $ragmentación.

"! +ompletitud: Si una instancia de relación ;se descompone en $ragmentos ;: <;"6 ;&6=6 ;n> cada sección de datos -ue puedeencontrarse en ; tambin puedeencontrarse en una o m3s ; i’s. Propiedadde la descomposición sin prdida de lanormali(ación.

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;eglas para una correcta$ragmentación&! ;econstrucción: Si la relación ; se

descompone en $ragmentos ;: <;"6 ;&6 =6

;n> es posible de2nir un operador relacional∇ tal -ue;? ∇;i6 ∀;i ∈;

@! Disyunción: Si una relación ; est3Aori(ontalmente descompuesta en$ragmentos ;: <;"6 ;&6 =6 ;n> y la sección dedatos di est3 en ; 86 este no se encontrar3 enotro $ragmento ; ≠ 8!.

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9lternativas dedistribución

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;e-uerimientos dein$ormación

ragmentación cualitativas!: Base de datos. 9plicaciones.Distribución cuantitativas!: ;ed de comunicación.

Sistemas computacionales decomputadoras!.

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;9CME7)9+I7

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ragmentación Aori(ontalersiones de la $ragmentación Aori(ontal: Primaria: Se desarrolla utili(ando

predicados -ue son de2nidos en larelación tabla!.

Derivada: resulta de predicados -ue sonde2nidos en otras relaciones.

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In$ormación de la aplicación +onsiste de los predicados de las consultas de

los usuarios.

G;egla del HJ&K7ecesitamos encontrar predicados simples. Dadauna relación ; 9"6 9&6 =6 9n!6 donde 9"es unatributo de2nido sobre el dominio D i6 un simplepredicado p 8 de2nido en ; tiene la $orma

p 8: 9i θ alorDonde θ ∈ <?6 L6 ≠6 6 ?6 L?> y alor se esco8edel dominio de 9i.

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In$ormación de la aplicaciónDado un con8unto Pri?<pi"6 pi&6 =6 pim> de

predicados simples para la relación ;i6 el

con8unto de predicados GtrminosKMi?< mi"6 mi&6 =6 mi(> se de2ne como

  donde PNi?Pi o PNi? ¬ Pi. 9sO cadapredicado se puede encontrar en su $ormanatural y en su $orma negada.

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In$ormación de la aplicación Posibles predicados simples de la

relación P9F.

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In$ormación de la aplicación G)rminosK basados en los predicados

simples.

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In$ormación de la aplicación En trminos de in$ormación cuantitativa

acerca de las aplicaciones de los usuarios6

necesitamos dos con8untos de datos:"! Selectividad deGtrminosK: nmero de tuplas

de la relación -ue ser3n accesadas por laconsulta especi2cada de acuerdo a unGtrminoK dado. selmi!6 .&Qm&!.

&! recuencia de acceso: recuencia con -uelas aplicaciones de usuarios acceden a losdatos. acc-i!.

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ragmentación Aori(ontalprimaria Est3 de2nida por una operación

SE#E++I7 en la relación dueño de un

es-uema de base de datos.Dada una relación ;6 sus $ragmentos

Aori(ontales est3n dados por;i? σi ;!6 "L? i L? %

donde i es la $órmula de selección paraobtener el $ragmento ;i. i en $orma decon8unción se convierte en un GtrminoK.

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ragmentación Aori(ontalprimaria E8emplo. 0ueremos descomponer la

relación P;'4 y determinamos como

$ragmentos:

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ragmentación Aori(ontalprimariaDos opciones se presentan6 determinar

si la nueva tupla se debe insertar en el

$ragmento P;'4& o revisar y rede2nir los$ragmentos tal -ue:

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ragmentación Aori(ontalprimaria

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ragmentación Aori(ontalprimaria

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ragmentación Aori(ontalprimaria

+ompletitud: los $ragmentos son uni$ormeslógicamente pues satis$acen el GtrminoK.MOnima: Si un predicado inRuencia como se

desempeña una $ragmentación debe Aaber almenos una aplicación -ue acceda a $ i y a $  8 de

maneras di$erentes. Si Pr es relevante6entonces es mOnima.

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9lgoritmo para $ragmentación;egla ": +ada $ragmento es accedido dedi$erente manera por6 al menos6 una

aplicación.

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   9   l  g  o  r   i   t  m  o  p  a  r  a  c  o  n   8  u  n   t  o   d  e  p  r  e   d   i  c

  a   d  o  s

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9lgoritmo para $ragmentaciónAori(ontal

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9lgoritmo para $ragmentaciónAori(ontal E8emplo: Suponga -ue Aay solo una

aplicación -ue accede a P9F y los

empleados son administrados desde dossitios uno mane8a a a-uellos cuyosalario es menor o igual a T@6 y elotro a los -ue ganan m3s de T@6

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9lgoritmo para $ragmentaciónAori(ontal

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9lgoritmo para $ragmentaciónAori(ontal E8emplo: 9suma -ue eUisten dos

aplicaciones6 la primera se e8ecuta en

tres sitios y encuentra los nombres ypresupuestos de los proyectos por sulocación. #a segunda se e8ecuta en dossitios y administra los proyecto por su

presupuesto6 en un sitio los -ue tienenpresupuesto menor o igual a T&66y en el otro los -ue son mayores.

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9lgoritmo para $ragmentaciónAori(ontal

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9lgoritmo para $ragmentaciónAori(ontal

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ragmentación Aori(ontalderivada Se de2ne en la relación miembro de un enlace de

acuerdo a la operación selección especi2cada enel dueño.

Dado un enlace # donde dueño#!?S ymiembro#!?;6 los $ragmentos Aori(ontalesderivados de ; se de2nen como;i? ; VWV Si6 " L? i L? %

donde % es el nmero m3Uimo de $ragmentos -ueser3n de2nidos en ;6 y Si? σi S!6 donde i es la$órmula de acuerdo a como el $ragmento Aori(ontalprimario de S est3 de2nido.

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ragmentación Aori(ontalderivada 5sando como dueño#"! ? P9F y

miembro #"!?  EMP ponemos a losingenieros en dos grupos de acuerdoa su salario6 a-uellos -ue ganan

menor o igual a T@6 y a-uellos-ue ganan m3s de T@6.

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ragmentación Aori(ontalderivada

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ragmentación Aori(ontalderivadaPara llevar a cabo este tipo de $ragmentación sonnecesarias tres entradas: El con8unto de particionesde la relación dueño6 la relación miembro6 y elcon8unto de predicados de semi*reunión entre eldueño y el miembro.

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ragmentación Aori(ontalderivada EUiste m3s de una posible

$ragmentación Aori(ontal derivada.#a elección se basa en dos criterios: #a $ragmentación con me8ores

caracterOsticas de reunión. #a $ragmentación -ue se usa enm3s aplicaciones.

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El punto nmero uno permite "! reali(arlas consultas en relaciones m3s pe-ueñas

y &! potencialmente reali(ar reuniones enparalelo.

ragmentación Aori(ontalderivada

• Cr32co de

reuniónsimple.• Cr32co de

reuniónparticionado.

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ragmentación Aori(ontalderivada9Aora consideremos la relación 9SC ba8o lo siguiente:". EUisten dos aplicaciones.&. #a primera aplicación encuentra los nombres de

ingenieros -ue traba8an en ciertos lugares. +orre enlos tres sitios y accede a la in$ormación acerca delos ingenieros -ue traba8an en proyectos locales porsobre a-uellos -ue traba8an en otros lugares.

@. En cada sitio administrativo donde los registros de

empleados son administrados6 los usuarios -uerr3nacceder a las responsabilidades de los proyectos en-ue esos empleados traba8an y saber -u tantotiempo traba8ar3n en esos proyectos.

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ragmentación Aori(ontalderivada

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ragmentación Aori(ontalderivada +on respecto a P;'4

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ragmentación Aori(ontalderivada +on respecto a EMP

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