INE 5616 Banco de Dados II

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1 UFSC-CTC-INE Curso de Sistemas de Informação INE 5616 Banco de Dados II Ronaldo S. Mello 2011/1

2 Programa da Disciplina Objetivo Conteúdo Avaliação Bibliografia Cronograma (Previsto) de Aulas

3 Objetivo Esta disciplina apresenta os fundamentos e as principais técnicas de gerência interna de dados utilizadas por um SGBD, bem como os fundamentos de BDs Distribuídos (BDDs). A disciplina é incrementada com noções sobre tecnologias mais avançadas de gerenciamento de dados, apresentadas na forma de seminários. Ao final da disciplina, o aluno deverá ser capaz de entender e avaliar os mecanismos de gerenciamento interno de SGBDs, conhecer as principais atividades de gerência de um BDD e algumas tecnologias novas de gerência de dados.

4 1. Processamento de Consultas i. Etapas ii. Otimização Algébrica iii. Plano de Execução 2. Gerência de Transações i. Introdução a Transações ii. Recuperação de Falhas (recovery) iii. Controle de Concorrência (scheduler) 3. Fundamentos de BDs Distribuídos Conteúdo i. Conceitos, Arquiteturas e Noções de Projeto de BDD ii. Noções de Processamento de Consultas iii. Noções de Gerência de Transações 4. Seminários sobre Tecn. de Gerência de Dados

5 Avaliação 2 Provas: P1 e P2. Trabalho de Implementação (Ti). Seminário (S). Conteúdo da P1: processamento de consultas. Conteúdo da P2: gerência de transações e BDD. Nota Final (NF) = 0.3*P *P *Ti + 0.2*S Recuperação: está prevista. Observação: Nota(Ti) > 0 e Nota(S) > 0.

6 Bibliografia Principal 1. Elmasri, R.; Navathe S. B. Sistemas de Banco de Dados. 4a edição. Editora Addison-Wesley (em inglês: Elmasri, R.; Navathe S. B. Fundamentals of Database Systems. 4th ed. Addison-Wesley. 2003). 2. Korth, H. F.; Sudarshan, S; Silberschatz, A. Sistema de Banco de Dados. 5a edição. Editora Campus, Ramakrishnan, R., Gehrke, J. Database Management Systems. 3th ed. McGraw Hill Date, C. J. Introdução a Sistemas de Bancos de Dados. 8a edição. Editora Campus, Özsu, M.; Valduriez, P. Princípios de Sistemas de Banco de Dados Distribuídos. 2a ed. Editora Campus, Bernstein, P. A.; Hadzilacos, V.; Goodman, N. Concurrency Control and Recovery in Database Systems. Addison-Wesley, (disponivel na Web)

7 Data Conteúdo 15/3 Apresentação; Introdução a Processamento de Consultas 18/3 Otimização de Consultas 22/3 Otimização de Consultas 25/3 Otimização de Consultas 29/3 Plano de Execução de Consultas 01/4 SEM AULA Especialização UNOESC 05/4 Plano de Execução de Consultas 08/4 SEM AULA Especialização UNOESC 12/4 Plano de Execução de Consultas 15/4 SEM AULA ERBD /4 Plano de Execução de Consultas 22/4 SEM AULA Feriado Páscoa 26/4 Plano de Execução de Consultas 29/4 Introdução a Transações 03/5 PROVA 1 06/5 Recuperação de Falhas 10/5 Recuperação de Falhas 13/5 Recuperação de Falhas 17/5 Controle de Concorrência 20/5 Controle de Concorrência 24/5 Controle de Concorrência 27/5 Controle de Concorrência 31/5 Controle de Concorrência Cronograma (Previsto) de Aulas Data 03/6 BDD 07/6 BDD 10/6 BDD Conteúdo 14/6 PROVA 2 17/6 Seminários 21/6 Seminários 24/6 SEM AULA Feriado Corpus Christi 28/6 Seminários 01/7 Seminários 05/7 Apresentação Trabalhos 08/7 Apresentação Trabalhos 12/7 Divulgação Notas 15/7 RECUPERAÇÃO

8 Sumário 1 Introdução ao Processamento de Consultas 2 Otimização de Consultas 3 Plano de Execução de Consultas 4 Introdução a Transações 5 Recuperação de Falhas 6 Controle de Concorrência 7 Fundamentos de BDs Distribuídos 8 Seminários sobre Novas Tecnologias

9 Introdução ao Proc. de Consultas Extração de informações do BD Consulta SQL adequada para uso humano não adequada para processamento pelo SGBD não descreve uma seqüência de passos (procedimento) a ser seguida não descreve uma estratégia eficiente para a implementação de cada passo no que diz respeito ao acesso ao nível físico (arquivos do BD) O SGBD deve se preocupar com este processamento! módulo Processador de Consultas

10 Módulo Processador de Consultas Objetivo otimização do processamento de uma consulta tradução, transformação e geração de uma estratégia (plano) de acesso estratégia de acesso leva em conta algoritmos pré-definidos para implementação de passos do processamento e estimativas sobre os dados Vale a pena todo este esforço? Sim! T x = tempo para definir e executar uma estratégia otimizada de processamento T y = tempo para executar uma estratégia não-otimizada de processamento Quase sempre: T x << T y

11 Etapas de Processamento Consulta em linguagem de alto nível (consulta SQL, p. ex.) Transformação Tradução Representação interna (árvore algébrica da consulta) Representação transformada (árvore otimizada algebricamente) Definição do Plano de Execução Gerador de Código Plano de Execução (árvore com indicação de estratégias de acesso) Código de Execução Processador Run-time Resultado da Consulta

12 Etapas de Processamento Consulta em linguagem de alto nível (consulta SQL, p. ex.) Transformação Tradução Representação interna (árvore algébrica da consulta) Definição do Plano de Execução Representação transformada (árvore análise otimizada léxica algebricamente) - cláusulas SQL e nomes válidos análise sintática - validação da gramática Plano de Execução Gerador análise semântica de Código - nomes usados de acordo com a estrutura estratégias de acesso) do esquema do BD conversão para uma árvore algébrica Código de da consulta Processador Run-time Execução (árvore com indicação de Resultado da Consulta

13 Árvore (Algébrica) da Consulta Estrutura que representa o mapeamento da consulta SQL para a álgebra relacional na verdade, uma expressão de álgebra relacional estendida pode indicar alguma computação (função agregação, atributo calculado,...) nodos folha: tabelas (do BD ou resultados intermediários) nodos internos: operações da álgebra Processamento da árvore um nodo interno é executado quando seus operandos estão disponíveis, sendo substituído pela tabela resultante a execução termina quando o nodo raiz é executado

14 Exemplo de Árvore da Consulta SELECT m.crm, m.nome, a.número, a.andar FROM Médicos m, Ambulatórios a WHERE m.especialidade = ortopedia and a.andar = 2 and m.número = a.número π m.crm, m.nome, a.número, a.andar σ m.especialidade = ortopedia X a.andar = 2 m.número = a.número Médicos Ambulatórios

15 Etapas de Processamento Consulta em linguagem de alto nível (consulta SQL, p. ex.) Transformação Tradução Representação interna (árvore algébrica da consulta) Representação transformada (árvore otimizada algebricamente) Gerador de Código Definição do Plano de Execução definição de uma árvore de consulta equivalente chega ao mesmo resultado processa de forma mais eficiente Plano de Execução também (árvore chamada com indicação de de estratégias de acesso) Otimização Algébrica Código de Execução Processador Run-time Resultado da Consulta

16 Exemplo de Árvore Equivalente π m.crm, m.nome, π m.crm, m.nome, a.número, a.andar a.número, a.andar σ m.número = a.número σ m.especialidade = ortopedia a.andar = 2 X m.número = a.número X σ m.especialidade σ a.andar = 2 Médicos Ambulatórios = ortopedia Médicos Ambulatórios

17 Etapas de Processamento Consulta análise de em alternativas linguagem de definição de estratégias de alto de nível acesso (consulta escolha SQL, de algoritmos p. ex.) para implementação de operações Transformação existência de índices estimativas sobre os dados (tamanho de tabelas, seletividade,...) Representação transformada (árvore otimizada algebricamente) Tradução Representação interna (árvore algébrica da consulta) Definição do Plano de Execução Gerador de Código Plano de Execução (árvore com indicação de estratégias de acesso) Código de Execução Processador Run-time Resultado da Consulta

18 Exemplo de Plano de Execução π m.crm, m.nome, a.número, a.andar (processamento pipeline) σ m.número = a.número X (loop-aninhado) (pesquisa c/ índice) σ m.especialidade = ortopedia σ a.andar = 2 (pesquisa binária) Médicos Ambulatórios

19 Etapas de Processamento Consulta em linguagem de alto nível (consulta SQL, p. ex.) Transformação Tradução Representação interna (árvore algébrica da consulta) Representação transformada (árvore otimizada algebricamente) Definição do Plano de Execução Gerador de Código Plano de Execução (árvore com indicação de estratégias de acesso) Código de Execução Processador Run-time Resultado da Consulta

20 Etapas de Processamento Consulta em linguagem de alto nível (consulta SQL, p. ex.) Transformação Tradução Representação interna (árvore algébrica da consulta) Representação transformada (árvore otimizada algebricamente) FOCO: OTIMIZADOR DE CONSULTA Gerador de Código Definição do Plano de Execução Plano de Execução (árvore com indicação de estratégias de acesso) Código de Execução Processador Run-time Resultado da Consulta

21 Convite Site: 13 a 15 de Abril, Novo Hamburgo - RS Mini-cursos, palestras, oficinas, painel, apresentações de artigos técnicos e demos Tema: Banco de Dados e Web Inscrições com desconto até 18 de Março

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