Administração e Optimização de BDs 2º semestre

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1 DepartamentodeEngenhariaInformática 9/ AdministraçãoeOptimizaçãodeBDsºsemestre Mini Projecto Entregaa6deMarçode Aresoluçãodeveserclaramenteidentificadacomonúmerodegrupoeentreguesoba formadeumrelatórioimpresso,seguindootemplatedadonapáginadacadeira. Deveaindaserfeitaumaentregaelectrónicadomesmorelatório(emformatoPDF), respeitandooprazodefinidonapáginadacadeira.. ConsiderandooSGBDSQLServer8,respondaàsseguintesquestões: a. Qual o comando T SQL que permite criar uma base de dados com o seguinte conjuntodecaracterísticas: A BD deve chamar se AOBDTestDB e deve conter quatro ficheiros de dados em três filegroups diferentes (i.e., um ficheiro no filegroup primário, dois ficheiros num filegroup secundário,eumficheironumsegundo filegroup secundário).oficheirono filegroup primáriodeveterumtamanhoinicialde3mb,eosrestantesdevemterum tamanho inicial de 5MB. A base de dados deve ainda ter um ficheiro de log com um tamanho inicial de MB. O ficheiro de log deve ter um tamanho máximo de 35MB, enquanto que os data files devem ter um tamanho máximo ilimitado. Todos os ficheiros devemcresceraumataxade5%. b. Ao criar uma tabela na base de dados AOBDTestDB, seria possível associar explicitamentepartiçõesdosdadosaarmazenarnatabelaacadaumdosquatro ficheirosdedadosqueformamabasededados?justifique. c. Seria possível alterar a base de dados AOBDTestDB por forma a que a mesma tivessedoisficheirosdelogemfilegroupsdistintos?emcasoafirmativoapresente ainstruçãot SQLcorrespondenteàalteraçãoe,nocasocontrário,apresenteuma justificaçãoparaasuaresposta.. Considerandoabasededadosdaalíneaanterior,respondaàsseguintesquestões: a. QualocomandoT SQLparacriarumatabelasobreabasededadosAOBDTestDB, considerando as características: A tabela deverá chamar se Persons, tendo um atributo numérico de nome PersonID, correspondente à chave primária, um atributo alfanumérico de nome Name com um tamanho máximo de caracteres, e um atributo de nome BirthYear correspondente ao ano de nascimento. A tabela deverá ser particionada por forma a que todos as pessoas cujadatadenascimentosejainferiora9fiquemnoterceirofilegroup,todasas pessoascommaisde5anosfiquemnosegundofilegroup,easrestantespessoas fiquemnofilegroupprimário. IST/DEI Pág.de9

2 AdministraçãoeOptimizaçãodeBasesdeDados b. Indique uma vantagem em ter a tabela Persons particionada da forma descrita naalíneaanterior.exemplifiqueavantagematravésdeumcenárioconcreto. c. IndiqueseoSQLServer8iriaconstruiralgumíndicesobreatabela Persons destapergunta.emcasoafirmativo,indiqueotipodoíndiceeindiqueseomesmo seriaclusteredounon clustered,justificandoasuaresposta. 3. Considere uma estrutura de dados do tipo extendable hash onde cada bucket armazena registos. Considere ainda os seguintes registos e a chaves de hash que lhescorrespondem: Daniel Esmeralda Francisca Geraldes Indiquequalaestruturaobtidaapósainserçãosequencialdecadaumdosvaloresacima. Assumaqueaordemparaaqualdevemconsiderarosbitsdaschavesdehashédobit menossignificativo(direita)paraobitmaissignificativo(esquerda). 4. ConsidereabasededadosAdventureWorksdoSQLServer8. a. Dê um exemplo de uma interrogação T SQL, sobre esta base de dados e envolvendo pelo menos uma junção, sobre a base de dados Adventure Works, ondeaexistênciadeumíndiceb+tree,criadocomaopçãoinclude,podetrazer benefícios.justifiqueoporquêdasuaescolhaeapresentetambémumainstrução T SQLquepermitiriacriaroíndice. b. DêumexemplodeumainterrogaçãoT SQLsemelhanteàdaalíneaanterior(i.e., sobre exactamente as mesmas tabelas e envolvendo selecções e projecções exactamente sobre os mesmos atributos) mas onde mesmo índice já não seria vantajoso.justifiqueasuaresposta. Sugestão:Exploreofactodoíndicepoderestarordenadodeduasformasdistintas. c. Supondo que o SQL Server 8 oferece suporte nativo para índices extendable hash,dêumexemplodeumainterrogaçãot SQLsobreabasededadosAdventure Worksondeemprincípioseriamaisútilumíndicedotipoextendablehashdoque umíndiceb+tree.justifiqueporquê. IST/DEI Pág.de9

3 AdministraçãoeOptimizaçãodeBasesdeDados 5. Considere que na base de dados da primeira pergunta existe um índice B+Tree no atributobirthyeardatabelapersons. a. IndiqueumcomandoT SQLparacriaroíndiceB+TreesobreacolunaBirthYear, considerandoasseguintesopções: i O índice deve incluir também o atributo Name, embora este não faça partedachavedepesquisa. ii O índice deve seguir o mesmo esquema de particionamento utilizado paraatabela(veralínea.c). b. MostrequalaestruturadaárvoreB+Treeresultantedainserçãosequencialde cada um dos seguintes valores: 995, 997, 99, 993,, 98, 986. Desenheclaramenteaárvoreresultantedecadapassodeinserção. c. Sobre o resultado da alínea anterior, mostre qual a árvore resultante após a remoçãosequencialdecadaumdosseguintesvalores:995,997,99,993,,98,986.desenheaárvoreresultantedecadapassoderemoção. d. Sobre a árvore resultante da alínea b), indique os passos envolvidos no algoritmodepesquisasobreaárvoreb+treeparaasseguintesduassituações: i.encontrarosregistoscomumbirthyeariguala. ii.encontrarosregistoscomumbirthyearentre986e997,inclusive. IST/DEI Pág.3de9

4 AdministraçãoeOptimizaçãodeBasesdeDados Abaixoencontram seasresoluçõesparaosproblemaspropostosnomini projecto. ResoluçãodoProblema Pergunta.A CREATE TABLE AOBDTestDB ON PRIMARY (NAME = AOBDTestDB_Primary, FILENAME= TestDB_Primary.mdf, size=3mb, FILEGROWTH=5%), FILEGROUP SECONDARY_FIRST (NAME = AOBDTestDB_Secondary, FILENAME= TestDB_Secondary.ndf, size=5mb, FILEGROWTH=5%), (NAME = AOBDTestDB_Secondary, FILENAME= TestDB_Secondary.ndf, size=5mb, FILEGROWTH=5%), FILEGROUP SECONDARY_SECOND (NAME = AOBDTestDB_Secondary, FILENAME= TestDB_Secondary.ndf, size=5mb, FILEGROWTH=5%), LOG ON (NAME = AOBDTestDB_Log, FILENAME= Log.ldf, size=mb, MAXSIZE=35MB, FILEGROWTH=5%); GO; Pergunta.B No SQL Server, as partições de tabelas ou índices apenas podem ser atribuídas explicitamente a filegroups, e não a ficheiros individuais de uma BD. Não é pois possível fazer a atribuição a ficheiros. Pergunta.C No SQL Server, uma BD pode conter vários ficheiros de log, mas estes não são organizados em filegroups. Apenas os ficheiros de dados são organizados em filegroups. ResoluçãodoProblema Pergunta.A USE AOBDTestDB; CREATE PARTITION FUNCTION AODBTestDB_PRange(INT) AS RANGE LEFT FOR VALUES (9,96); CREATE PARTITION SCHEME AODBTestDB_PScheme AS PARTITION AODBTestDB_PRange TO (SECONDARY_SECOND, SECONDARY_FIRST, [PRIMARY]); CREATE TABLE Persons ( PersonID INT NOT NULL, NAME VARCHAR(), BirthDate INT NOT NULL) ON AODBTestDB_PScheme(BirthDate); GO; Pergunta.B O esquema de particionamento da base de dados usado na pergunta anterior permite um controlo explícito do armazenamento dos tuplos da tabela Persons, tendo-se que os mesmos são armazenados em determinados filegroups consoante o valor do atributo BirthDate. Desta forma, torna-se possível armazenar os tuplos mais acedidos num filegroup que corresponde a ficheiros numa unidade de armazenamento mais rápida, ou armazenar os dados históricos num filegroup que corresponde a ficheiros numa unidade de armazenamento maior embora potencialmente mais lenta. Torna-se ainda possível ter acessos concorrentes às diferentes partições de dados, particularmente se os filegroups corresponderem a ficheiros em unidades de armazenamento diferentes. Finalmente, o particionamento dos dados pode ainda permitir a um acesso mais eficiente aos tuplos das várias partições da tabela, uma vez que cada uma das partições se vai encontrar numa estrutura de dados mais pequena, diminuindo-se assim o tempo de procura por tuplos específicos dentro de cada partição. Um cenário concreto onde o particionamento usado na alínea anterior seria útil corresponde à situação em que existem três padrões de acesso distintos à tabela Persons, tendo-se que um deles corresponde ao acesso a dados históricos (e.g., acessos pouco frequentes a tuplos correspondentes a datas inferiores a 9), outro a dados do passado recente (e.g., acessos para contabilização de estatísticas sobre os tuplos correspondentes a datas entre 9 e 96), e outro ainda aos dados da actualidade (e.g., operações correntes estilo OLTP sobre tuplos correspondendo a data superiores a 96). Pode-se assim melhor optimizar o acesso à tabela Persons para cada um dos diferentes padrões. IST/DEI Pág.4de9

5 AdministraçãoeOptimizaçãodeBasesdeDados Pergunta.C O SQL Server 8 não permite a existência simultânea de uma chave candidata sobre um atributo, e de um esquema de particionamento associado a um atributo diferente. Desta forma, a instrução apresentada na alínea.a não inclui a definição de uma chave primária sobre a tabela. Caso a instrução CREATE TABLE incluísse a definição de uma chave primária, o SQL Server teria também criado um índice clustered do tipo B+Tree sobre o atributo correspondente à chave primária. A razão pela qual o SQL Server procede desta forma relaciona-se com o facto dos atributos correspondentes às chaves primárias serem frequentemente usados em operações de pesquisa e de join entre tabelas, pelo que a existência de índices sobre estes atributos tem frequentemente um grande impacto na base de dados em termos da performance de acesso. ResoluçãodoProblema3 Daniel Esmeralda Daniel 3 3 Geraldes Esmeralda 3 Esmeralda Francisca Francisca Daniel Daniel IST/DEI Pág.5de9

6 AdministraçãoeOptimizaçãodeBasesdeDados ResoluçãodoProblema4 Pergunta4.A USE AdventureWorks; CREATE NONCLUSTERED INDEX IDX ON Person.Person(BusinessEntityID) INCLUDE (FirstName); -- Encontrar pessoas com BusinessEntityID > 69 que tenham um endereço de SELECT Person.BusinessEntityID, Person.FirstName FROM Person.Person JOIN Person. Address ON Person.Person.BusinessEntityID = Person. Address.BusinessEntityID WHERE Person.BusinessEntityID > 69; O índice non-clustered seria útil para a consulta pois a chave de pesquisa suporta as operações de selecção e junção usadas na query, e inclui ainda todos os atributos da tabela usados na interrogação. Pergunta4.B -- Encontrar pessoas com BusinessEntityID < 69 que tenham um endereço de SELECT Person.BusinessEntityID, Person.FirstName, Person.LastName FROM Person.Person JOIN Person. Address ON Person.Person.BusinessEntityID = Person. Address.BusinessEntityID WHERE Person.BusinessEntityID < 69; O índice não suporta a condição de selecção, visto que a sua ordenação é crescente nos valores do atributo BusinessEntityID. O índice non-clustered também não inclui o atributo LastName. Pergunta4.C -- Pesquisa por igualdade SELECT Person.BusinessEntityID, Person.FirstName FROM Person.Person WHERE Person.BusinessEntityID = 69; ResoluçãodoProblema5 Pergunta5.A USE AOBDTestDB; CREATE INDEX PersonBirthDate ON Persons(BirthDate) INCLUDE(NAME) ON AODBTestDB_PScheme(BirthDate); IST/DEI Pág.6de9

7 AdministraçãoeOptimizaçãodeBasesdeDados Pergunta5.B IST/DEI Pág.7de9

8 AdministraçãoeOptimizaçãodeBasesdeDados Pergunta5.C IST/DEI Pág.8de9

9 AdministraçãoeOptimizaçãodeBasesdeDados Pergunta5.D.. Começar na raiz da árvore.. Percorrer o nó raiz até encontrar um valor maior do que. Caso este valor se encontre, deve-se seguir o ponteiro correspondente a nós cujos valores são menores que o valor em questão. Neste caso concreto, o nó raiz apenas contem um valor (995), que é menor do que. Segue-se assim o ponteiro correspondente a nós >= Enquanto não se chegar a um nó folha, repetir o passo. 4. Ao chegar a um nó folha, pesquisam-se sequencialmente os seus valores, até se encontrar o valor pretendido, ou se ter a confirmação de que o valor não se encontra armazenado na árvore. Neste caso concreto, o valor encontra-se armazenado na árvore. Pergunta5.D.. Começar na raiz da árvore.. Percorrer o nó raiz até encontrar um valor maior do que 986. Caso este valor se encontre, deve-se seguir o ponteiro correspondente a nós cujos valores são menores que o valor em questão. Neste caso concreto, o nó raiz apenas contem um valor (995), que é maior do que 983. Segue-se assim o ponteiro correspondente a nós < Enquanto não se chegar a um nó folha, repetir o passo. 4. Ao chegar a um nó folha, pesquisam-se sequencialmente os seus valores, até se encontrar um valor >= Depois de encontrar o primeiro valor >= 986, pesquisam-se sequencialmente os restantes valores armazenados nas folhas da árvore, até se encontrar o primeiro valor > 997. Os valores encontrados durante esta pesquisa sequencial correspondem aos valores a retornar para a pesquisa. IST/DEI Pág.9de9