Projeto de Banco de Dados Distribuído Proj o e j to t o de d B a B nc n o o d e d Da D do d s o D i D str t ibu b í u do d s

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1 Projeto de Alcides Pamplona Conteúdo Revisão de Conceitos Arquitetura Distribuída Fragmentação Horizontal Fragmentação Vertical 1

2 Definição de Banco de Dados Distribuído Um Banco de Dados Distribuído (BDD) é uma coleção de dados que pertencem logicamente ao mesmo sistema mas que estão espalhados em nós em uma rede de computadores. A definição enfatiza dois aspectos importantes: Distribuição: Os dados não residem no mesmo nó. Que é a diferença básica para um banco de dados centralizado Ligação Lógica: Os dados tem algumas propriedades que os ligam. Isso distingue um BDD de um de um conjunto de bancos de dados ou arquivos residentes em diferentes nós. 3 O que é um Sistema de Base de Dados Distribuída (BDD) É uma coleção de diversas bases de dados, interligadas logicamente através de uma rede de computadores Sistema de Gerência de Bases de dados Distribuídas (SGBDD) É o sistema de software que possibilita a gerência da BDD e lida com aspectos de transparência para o usuário Sistema de Banco de Dados Distribuído (SBDD) SBDD = BDD + SGBDD 4 2

3 Tipos de SGBDD Homogêneo O SGBD Local e em todos os nós é o mesmo Computadores e sistemas operacionais usados em cada nó podem ser diferentes entre si Heterogêneo O SGBD local e nos nós pode ser diferente SGBDD possui ferramentas para converter entre os modelos de dados 5 Características de SGBDD Transparência de Dados Confiabilidade de Transações Distribuídas Otimização de Desempenho Facilidade de Expansão 6 3

4 Transparência de Dados Transparência é a separação entre a semântica de alto nível e seus detalhes de implementação. A principal questão é prover Independência de Dados no ambiente distribuído. Os usuários do banco de dados devem enxergar uma única imagem da base de dados logicamente integrada embora esta esteja fisicamente distribuída. 7 Níveis de Transparência Transparência de Rede (física) Transparência de Replicação Transparência de Fragmentação Fragmentação Horizontal (Seleções) Fragmentação Vertical (Projeções) Fragmentação Mista ou combinada 8 4

5 Arquitetura Arquitetura Define a estrutura do sistema Identificação dos componentes Definição das funções de cada componente Definição de relacionamentos e interações entre os componentes Modelo de Referência Uma referência conceitual cujo propósito é dividir o trabalho de padronização em partes gerenciáveis e mostrar num nível mais alto como essas partes se relacionam entre si. 9 Tipos de Modelos de Referência Baseada em componentes Os componentes do sistema são definidos junto com as relações entre os componentes. Bom para projeto e implementação de sistemas. Baseada em funções Classes de usuários são identificados junto com a funcionalidade que o sistema fornecerá a cada classe. Os objetivos são identificados. Mas como alcançar? Baseada em dados Identifica as diferentes formas de descrever dados e especifica as unidades funcionais que irão definir e usar os dados de acordo com as formas. 10 5

6 Arquitetura ANSI/SPARC (dados) Externo Visão Externa Visão Externa Visão Externa Conceitual Visão Conceitual Interno Visão Interna 11 Criação dos s Conceitual CREATE TABLE T1 (COL1 CHAR[10] NOT NULL, COL2 DECIMAL NOT NULL, COL3 DATE NOT NULL); Externo CREATE VIEW V1 AS SELECT COL1,COL2 FROM T1 Interno struct TABLE T1 { CHAR col1[10]; // 10 bytes FLOAT col2; // usado para armazenar valores decimais CHAR col3[8]; }; 12 6

7 Arquitetura ANSI/SPARC (dados) Externo 1 Externo 2 Externo n Conceitual Global Conceitual Local 1 Conceitual Local 2 Conceitual Local n Interno Local 1 Interno Local 2 Interno Local n 13 Estratégias de Distribuição Abordagem Descendente na maior parte das vezes no projeto de sistemas a partir do zero na maior parte das vezes em sistemas homogêneos Abordagem Ascendente quando a base de dados já existe em alguns nós 14 7

8 Processo Descendente 15 Alternativas de Alocação Não replicado Particionado: cada fragmento reside em apenas um nó da rede Replicado Totalmente replicado: cópias de cada fragmento em cada nó Parcialmente replicado : cópias de cada fragmento em alguns nós Número de Consultas Número de Atualizações >>1 Replicação 16 8

9 Comparação entre Alternativas de Alocação 17 Tipos de Fragmentação Fragmentação Horizontal Relacional: distribui as tuplas da relação entre os fragmentos Fragmentação Vertical (FV) Relacional: distribui os atributos da relação entre os fragmentos Atributos chave devem estar presentes em todos os fragmentos Fragmentação Híbrida 18 9

10 Fragmentação Horizontal EMP_TABLE EMP_ID NOME DEPTO SALÁRIO 0001 SMITH VENDAS BILLY VENDAS WILLIAM COMPRAS JOHN MARKETING 900 EMP_TABLE_FRAGMENT_1 EMP_ID NOME DEPTO SALÁRIO 0001 SMITH VENDAS BILLY VENDAS EMP_TABLE_FRAGMENT_2 400 EMP_ID NOME DEPTO SALÁRIO 0003 WILLIAM COMPRAS 800 EMP_TABLE_FRAGMENT_3 EMP_ID NOME DEPTO SALÁRIO 0004 JOHN MARKETING 900 Fragmentação Horizontal 1. EMP_TABLE_FRAGMENT_1 = SELECT(EMP_TABLE) WHERE DEPTO = VENDAS 2. EMP_TABLE_FRAGMENT_2 = SELECT(EMP_TABLE) WHERE DEPTO = COMPRAS 3. EMP_TABLE_FRAGMENT_3 = SELECT(EMP_TABLE) WHERE DEPTO = MARKETING EMP_TABLE_FRAGMENT1= DEPTO= VENDAS (EMP_TABLE) 20 10

11 Fragmentação Vertical EMP_TABLE EMP_ID NOME DEPTO SALÁRIO CARGO 0001 SMITH VENDAS 500 PROGRAMADOR 0002 BILLY VENDAS 400 ANALISTA 0003 WILLIAM COMPRAS 800 PROJETISTA 0004 JOHN MARKETING 900 GERENTE EMP_TABLE_FRAGMENT_1 EMP_TABLE_FRAGMENT_2 EMP_ID NOME DEPTO CARGO EMP_ID SALÁRIO 0001 SMITH VENDAS PROGRAMADOR BILLY VENDAS ANALISTA WILLIAM COMPRAS PROJETISTA JOHN MARKETING GERENTE Fragmentação Vertical EMP_TABLE_FRAGMENT_1 = SELECT (EMP_TABLE.EMP_ID, EMP_TABLE.NOME, EMP_TABLE.DEPARTAMENTO, EMP_TABLE.CARGO FROM EMP_TABLE 22 11

12 Correção da Fragmentação Completude Decomposição de uma relação R em fragmentos R1, R2,..., Rn é completa se cada item de dados em R pode ser encontrado em pelo menos um fragmento Ri Reconstrução Se uma relação R é decomposta em fragmentos R1, R2,..., Rn, deve ser possível definir um operador relacional (ou de objetos) tal que: R = 1 i n Ri Disjunção Se uma relação R é decomposta em fragmentos R1, R2,..., Rn, e o item de dados di está em Rj, então di não está em qualquer outro fragmento Rk (k j ). 23 Exercício 01 1 Demostre que os três fragmentos horizontais da tabela EMP_TABLE descrevem corretamente a tabela 2 Dada a definição de projeto Fragmento1= Salario>500 (EMP_TABLE) faça a distribuição fragmentação de modo a ficar correta

13 Exercício 01 (cont.) 3 - Dada a estrutura de tabelas abaixo: Faça a fragmentação horizontal tendo como regra que em uma sede serão controlados os dados de passageiros e em outra os dados de vôos

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