Sistemas de Gerência de Bancos de Dados

Transcrição

1 Sistemas de Gerência de Bancos de Dados 4 - Consultas e Transações Otimização de consultas distribuídas

2 Introdução BD Distribuído: banco de dados armazenado em vários servidores, conectados por uma rede de comunicação de dados SGBD Distribuído: estende as técnicas de armazenamento de dados, processamento de consultas e gerência de transações para permitir a implementação de BDDs T Servidor j Rede Servidor i BDL Servidor k BDL BDL

3 Introdução SGBDD Homogêneo: T DD GT i Rede GT i DD GD j DD GT i GD i SGBDL j GD j SGBDL i BDL SGBDL j BDL BDL

4 Introdução Esquemas: Esquema Externo Global Esquema Externo Global Esquema Conceitual Global Esquema Conceitual Local Esquema Conceitual Local Esquema Interno Local Esquema Interno Local

5 Introdução comando expresso em termos do esquema externo (1) Tradutor 1 comando expresso em termos do esquema conceitual global (2) No i No j (3) Tradutor 2 Rede SGBDL BDL seqüência de comandos locais e transferências de dados comando expresso em termos do esquema conceitual local seqüência de acessos físicos sobre o banco de dados local

6 Exemplo Esquema Conceitual Global create table PRODUTO (CODIGO (integer), NOME (char(10)), MELHOR_FORN (integer) ) create table FORNECIMENTO (NUMERO (integer), CODIGO (integer), QUANTIDADE (integer), LOCAL (char(5)) ) Critério de distribuição: nós RJ, SP e DF banco armazenado em RJ e SP RJ contém produtos e fornecimentos, exceto os de SP

7 Exemplo Esquema Conceitual Local ao nó 'RJ' create table PRODUTO_RJ ( CODIGO (integer), NOME (char(10)), MELHOR_FORN (integer) ) create table FORNECIMENTO_RJ ( NUMERO (integer), CODIGO (integer), QUANTIDADE (integer), LOCAL (char(5)) ) Esquema Conceitual Local ao nó 'SP' create table FORNECIMENTO_SP (NUMERO (integer), CODIGO (integer), QUANTIDADE (integer), LOCAL (char(5)) )

8 Exemplo Mapeamento do Esq. Conceitual Global para o local em 'RJ' define view PRODUTO_RJ (CODIGO,NOME,MELHOR_FORN) as select CODIGO, NOME, MELHOR_FORN from PRODUTO define view FORNECIMENTO_RJ (NUMERO,CODIGO,QUANTIDADE,LOCAL ) as select NUMERO,CODIGO, QUANTIDADE, LOCAL from FORNECIMENTO where LOCAL = 'SP' Mapeamento do Esquema Conceitual Global para o local em 'SP' define view FORNECIMENTO_SP (NUMERO,CODIGO,QUANTIDADE,LOCAL ) as select NUMERO,CODIGO, QUANTIDADE, LOCAL from FORNECIMENTO where LOCAL = 'SP'

9 Exemplo Mapeamento dos Esquemas Conceituais Locais para o Esquema Conceitual Global define view PRODUTO ( CODIGO,NOME,MELHOR_FORN ) as select CODIGO, NOME, MELHOR_FORN from PRODUTO_RJ define view FORNECIMENTO (NUMERO,CODIGO,QUANTIDADE,LOCAL ) as select NUMERO, CODIGO, QUANTIDADE, LOCAL from FORNECIMENTO_RJ union select NUMERO, CODIGO, QUANTIDADE, LOCAL from FORNECIMENTO-SP

10 Exemplo Esquema Externo Global define view PRODUTO_NESTLE ( CODIGO,NOME,MELHOR_FORN ) as select P.CODIGO, P.NOME, P.MELHOR_FORN from PRODUTO P, FORNECIMENTO F where F.NUMERO = '41.738' and F.CODIGO = P.CODIGO Consulta sobre o Esquema Externo Global select CODIGO from PRODUTO_NESTLE where MELHOR_FORN = '41.738' Nota: os passos seguintes indicam uma possível forma de processar a consulta, que não necessariamente é a ótima, nem certamente é a única

11 Exemplo Tradução da consulta para o Esquema Conceitual Global select P.CODIGO from PRODUTO P, FORNECIMENTO F where F.NUMERO = '41.738' and F.CODIGO = P.CODIGO and P.MELHOR_FORN = '41.738' Tradução para os Esquemas Conceituais Locais select P.CODIGO from PRODUTO_RJ P, FORNECIMENTO_RJ F where F.NUMERO = '41.738' and F.CODIGO = P.CODIGO and P.MELHOR_FORN = '41.738' union select P.CODIGO from PRODUTO_RJ P, FORNECIMENTO-SP F where F.NUMERO = '41.738' and F.CODIGO = P.CODIGO and P.MELHOR_FORN = '41.738'

12 Exemplo Consulta local em RJ Q21: select P.CODIGO from PRODUTO_RJ P, FORNECIMENTO_RJ F into CODIGO_RJ where F.NUMERO = '41.738' and F.CODIGO = P.CODIGO and P.MELHOR_FORN = '41.738' transferência T21 de CODIGO_RJ para DF

13 Exemplo redução de PRODUTO_RJ em RJ Q22: select CODIGO from PRODUTO_RJ into PRODUTO_MELHOR_RJ where MELHOR_FORN = '41.738' transferência T22 de PRODUTO_MELHOR_RJ para SP execução de subconsulta local em SP Q23: select P.CODIGO from PRODUTO_MELHOR_RJ P, FORNECIMENTO_SP F into CODIGO_SP where F.NUMERO = '41.738' and F.CODIGO = P.CODIGO transferência T23 de CODIGO_SP para DF

14 Exemplo união de CODIGO_RJ e CODIGO_SP em DF Q3: CODIGO_RJ union CODIGO_SP plano final: P = (Q21;T21 // Q22;T22;Q23;T23);Q3

15 Estratégias de Processamento Processamento centralizado: move os dados para um único nó e reduz ao caso centralizado Processamento centralizado com redução prévia: reduz os dados antes de movê-los para um único nó Desmembramento controlado com fragmentação prévia: traduz a consulta para o nível de fragmentos antes do desmembramento Desmembramento controlado com framentação à posteriori: desmembra a consulta antes de traduzir a nível de fragmentos

16 Processamento Centralizado 1. Localize os fragmentos necessários à consulta Q 2. Selecione cópias dos fragmentos e um nó n de tal forma a minimizar o custo de mover as cópias para n, e depois mover o resultado para o nó final 3. Mova as cópias selecionadas para n 4. Execute Q localmente em n 5. Mova o resultado de Q para o nó final

17 Processamento Centralizado com redução prévia 1. Redução: a. delimite, através de consultas locais, um subconjunto do banco de dados onde a consulta possa ser executada b. alternativamente, use semi-junções para reduzir o volume de dados a ser processado 2. Execução: a. envie as partes delimitadas para um nó designado b. processe a consulta neste nó

18 Desmembramento Controlado com tratamento prévio dos fragmentos 1. Tratamento dos Fragmentos: transforme a consulta em outra equivalente sobre os fragmentos (sem levar em consideração as réplicas); 2. Desmembramento Controlado: desmembre a consulta resultante em subconsultas homogêneas utilizando desmembramento controlado; 3. Processamento da Subconsultas Homogêneas: traduza cada subconsulta resultante do desmembramento em uma série de subconsultas locais e transferências de arquivos, selecionando as cópias dos fragmentos (ou seja, os nós); 4. Processamento Local: em cada nó selecionado, processe as consultas locais

19 Desmembramento Controlado com tratamento prévio dos fragmentos Processamento de Consultas Homogêneas Univariáveis: escolha a cópia do fragmento a ser utilizado envie a consulta para o nó que armazena a cópia escolhida processe a consulta, permanecendo o resultado no nó

20 Desmembramento Controlado com tratamento prévio dos fragmentos Processamento de Consultas Homogêneas de 2 Variáveis: Opção 1: se existe um nó i contendo cópias de ambos os fragmentos, a consulta será processada em i, permanecendo aí o resultado Opção 2: as cópias dos fragmentos são enviadas para um terceiro nó onde a consulta é executa, permanecendo aí o resultado Opção 3: uma das cópias é enviada para o outro nó e a consulta é aí executada, permanecendo o resultado neste nó

21 Desmembramento Controlado com tratamento à posteriori dos fragmentos 1. Desmembramento Controlado: desmembre a consulta resultante em componentes irredutíveis; 2. Processamento das Componentes Irredutíveis: processe cada componente irredutível por algum dos métodos anteriores: a. reduza ao processamento centralizado; ou b. desmembre com tratamento prévio dos fragmentos; ou c. otimize irrestritamente com escolha de cópias.