BANCO DE DADOS DISTRIBUÍDOS e DATAWAREHOUSING

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1 BANCO DE DADOS DISTRIBUÍDOS e DATAWAREHOUSING tanaka@uniriotec.br Revisão de Arquitetura C/S

2 BD Cliente-Servidor com função distribuída Cliente Servidor Aplicativo Aplicativo Lógica da IU Lógica do negócio Lógica do negócio Gerência dos dados BD Figura Função distribuída.

3 Princípios para Distribuição de Funções A funcionalidade deve estar localizada o mais próximo possível das suas fontes de entrada de dados e dos seus destinos de dados Localize a funcionalidade na plataforma que possuir os recursos mais adequados para o seu atendimento Localize a funcionalidade onde ela irá ajudar a conservar recursos na seguinte ordem de prioridade: recursos do servidor compartilhado recursos da rede compartilhada recursos do cliente interface? interface

4 Princípios para Distribuição de Funções As funções de validação da entrada de dados deveriam ficar no cliente SGBD As funções relacionadas com o armazenamento de dados deveriam ficar no servidor interface interface A decisão envolve a consideração de vários fatores: capacidade de processamento da estação cliente capacidade de processamento da estação servidora capacidade da rede (banda) carga atual da estação servidora volume de utilização da rede carga adicional que seria gerada para a estação servidora volume de tráfego adicional que seria gerado para a rede estratégia de atualização das versões do software requisitos de segurança

5 Mecanismos para Distribuição de Funções em SGBDs Bancos de dados podem armazenar outros objetos além de dados, conferindo inteligência aos dados armazenados A forma utilizada é baseada em estender-se a funcionalidade do SGBD, criando-se procedimentos Os procedimentos são especificados com o uso de uma linguagem procedural, usada em conjunto com a DCL, a DML e a DDL Procedimentos são uma forma de se mover a funcionalidade do cliente para o servidor O que pode ser movido depende da linguagem disponibilizada pelo fabricante» caso disponibilize uma linguagem computacionalmente completa, praticamente tudo pode ser movido para o servidor

6 Mecanismos para Distribuição de Funções em SGBDs Os procedimentos podem ter sua execução invocada pelas aplicações ou pelo próprio SGBD, quando se verificam certas condições pré-definidas procedimentos executados por invocação da aplicação são chamados de stored procedures ou db procedures procedimentos executados por iniciativa do SGBD são chamados de triggers ou rules SGBD interface Os procedimentos armazenados e os triggers só existem no contexto do SGBD

7 Procedimentos Armazenados É uma coleção compilada de comandos SQL, de comandos de controle de fluxo, declaração de variáveis, operadores de atribuição e outros comandos É desenvolvido com uma linguagem proprietária EXEMPLO (em Oracle - definição) CREATE PROCEDURE retiracli (numcli IN INTEGER) AS nomecli VARCHAR2(50); BEGIN SELECT nome INTO nomecli FROM clientes WHERE cgc = numcli; INSERT INTO logclientes VALUES (numcli, nomecli); DELETE FROM clientes WHERE cgc = numcli; EXCEPTION WHEN NO_DATA_FOUND THEN raise_application_error(-20123, CGC invalido ); END retiracli; Programação da chamada pela aplicação... exec retiracli( );... A maneira de se invocar a execução de um procedimento armazenado varia de linguagem para linguagem

8 Procedimentos Armazenados no Interbase Existem dois tipos básicos procedimentos SELECT» utilizados como substitutos de VIEWs ou TABLEs nos comandos SELECT não são invocados diretamente pela aplicação» retornam uma ou mais variáveis procedimentos executáveis» são invocados diretamente pela aplicação, através de um comando EXECUTE PROCEDURE» podem não retornar valores aos programas chamadores

9 Procedimentos Armazenados no Interbase SET TERM!! ; CREATE EXCEPTION produto_vinculado "Produto possui vendas efetuadas";!! CREATE PROCEDURE excluir_produto (in_codigo_produto INTEGER) AS DECLARE VARIABLE alguma_venda INTEGER; BEGIN alguma_venda = 0; SELECT COUNT(CODIGO_PRODUTO) FROM item_pedido WHERE CODIGO_PRODUTO = :in_codigo_produto INTO :alguma_venda; IF (alguma_venda > 0) THEN BEGIN Programação EXCEPTION produto_vinculado; Programação da da chamada chamada pela pela aplicação aplicação SUSPEND; END execute execute procedure procedure excluir_produto excluir_produto 1000; 1000; DELETE FROM PRODUTO WHERE codigo_produto = :in_codigo_produto; SUSPEND; END!! SET TERM ;!!

10 Em PL/PGSQL (PostgreSQL) Função como procedimento armazenado /* insere dados do empregado demitido na tabela HISTEMPREG antes de exclui-lo da tabela EMPREGADO */ create or replace function PD_EMPREG (char) returns integer as 'declare cod alias for $1; v_nome varchar(30); v_endereco varchar(40); begin select into v_nome, v_endereco nome, endereco from EMPREGADO where CPF=cod; if not found then raise exception ''CPF % invalido'',cod; return 1; end if; insert into HISTEMPR values (cod, v_nome, v_endereco, current_date); delete from EMPREGADO where CPF=cod; return 0; end' language 'plpgsql';

11 Procedimentos Armazenados Procedimentos armazenados prodem ser utilizados para reduzir o tráfego na rede Interação entre cliente e servidor usando os comandos SQL como mecanismo de comunicação entre processos SELECT nome... INSERT INTO cgc, nome... DELETE FROM clientes... envia comando retorna resultado envia comando retorna resultado envia comando retorna resultado Tradução, otimiza -ção e execução SELECT... INSERT... DELETE... Suponha: cada comando SQL corresponde a uma requisição de 100 bytes e a um retorno de 200 bytes o tempo total de execução é de 1 Volume de tráfego gerado: 3 x 300 x 8 = 7200 bps

12 Procedimentos Armazenados Interação entre cliente e servidor usando procedimento armazenado como mecanismo de comunicação entre processos... exec retiracli ( )... requisita execução retorna resultado Carrega e executa o procedi mento SELECT... INSERT... DELETE... Suponha: cada execução requisitada utiliza 50 bytes e retorna 100 bytes o tempo total de execução é de 1 Volume de tráfego gerado: ( ) x 8 = 1200 bps

13 Procedimentos Armazenados Utilizações possíveis dos procedimentos armazenados Podem ser utilizados para forçar a observância das regras de negócio por todas as aplicações Podem ser usados para melhorar a segurança no acesso aos dados Podem ser usados para melhorar o desempenho das aplicações Podem ser usados para melhorar a manutenção Passos: identificar a regra a ser observada (dados e condições) especificar a regra codificar o procedimento armazenado revogar os privilégios de acesso às tabelas para incluir/alterar/excluir/consult ar (GRANT/REVOKE) Garantir privilégio de execuçao para o procedimento armazenado

14 Procedimentos Armazenados Problemas com o uso de procedimentos armazenados o mecanismo não possui padronização» o desenvolvedor pode necessitar aprender mais de uma linguagem para definição» a portabilidade é reduzida das aplicações e procedimentos nem todo SGBD provê esta facilidade» a distribuição da lógica dos dados entre aplicação e SGBD pode ficar inviabilizada lógica da interface do usuário lógica da aplicação DML SGBD

15 Procedimentos Armazenados Comparação de Mecanismos Procedimentos Armazenados e RPCs (Remote procedure Calls) É um objeto de dados É gerenciado por um SGBD Existe no contexto de um BD É definido com o uso de uma linguagem própria do SGBD A linguagem geralmente é um SQL estendido a funcionalidade fica restrita à manipulação de dados no contexto do BD É um processo É independente de SGBDs Não está restrito a um contexto É definido com o uso de uma linguagem hospedeira mais uma linguagem de definiçao de interface (IDL) As linguagens hospedeiras podem ser linguagens completas

16 Triggers Trigger (gatilho) É um procedimento armazenado que tem a execução disparada pelo próprio SGBD quando a condição pré-estabelecida é verdadeira A condição de disparo geralmente é associada a um evento (execução ou tentativa de execução) de operação sobre uma tabela operações de leitura (SELECT) ou modificação do BD (INSERT, UPDATE, DELETE) podem ter triggers associados Triggers são orientados a um registro por vez (FOR EACH ROW) ou por comando (FOR EACH STATEMENT) FOR EACH ROW: uma operação de exclusão de 10 tuplas implicaria 10 disparos do trigger associado à operação de exclusão Trigger Evento Condição Ação

17 Triggers EXEMPLO (Em Oracle - definição) CREATE TRIGGER retiracli BEFORE DELETE ON clientes FOR EACH ROW BEGIN INSERT INTO logclientes VALUES (:old.cgc, :old.nome); END retiracli; Ativação pela aplicação... DELETE FROM clientes WHERE cgc = Cada SGBD tem uma linguagem própria para definir procedimentos armazenados e triggers A aplicação não tem consciência da existência do trigger

18 Triggers Exemplo utilizando a linguagem de procedimentos do Interbase regra de integridade específica na alteração de salário de um empregado: o novo salário não pode ser inferior ao salário anterior SET TERM!! ; CREATE TRIGGER ver_mud_sal FOR empreg_cargos BEFORE UPDATE AS BEGIN IF (OLD.salario > NEW.salario) THEN EXCEPTION salario invalido ; END!! SET TERM ;!!

19 Triggers em PL/PGSQL -- insere dados do empregado demitido na tabela HISTEMPREG -- automaticamente antes de exclui-lo da tabela EMPREGADO create or replace function td_empreg() returns opaque as 'begin insert into HISTEMPR values (old.cpf, old.nome, old.endereco, current_date); return old; end;' language 'plpgsql'; CREATE TRIGGER td_empreg AFTER DELETE ON empregado FOR EACH ROW EXECUTE PROCEDURE td_empreg();

20 Triggers Interação entre cliente e servidor usando os comandos SQL como mecanismo de comunicação entre processos e usando um trigger DELETE FROM clientes... envia comando retorna resultado Tradução e otimização do comando avaliação da condição de execução execução do corpo do trigger execução do DELETE SELECT... INSERT... DELETE... Suponha: cada comando SQL enviado utiliza 100 bytes cada resultado retornado utiliza 200 bytes o tempo total de execução é de 1 Volume de tráfego gerado: 300 x 8 = 2400 bps

21 Triggers Quando usar triggers Quando se desejar que uma mesma regra de negócio seja observada por um grande número de aplicações» as aplicações não precisam ser autorizadas a ter/não ter acesso uma a uma Quando existirem restrições de integridade e um grande número de aplicações que potencialmente possam violá-las» as aplicações podem ignorar os procedimentos para verificação Passos para utilização: identificar a regra a ser observada (dados e condições) especificar a regra codificar o trigger ativar o trigger

22 Triggers Problemas com o uso de triggers o mecanismo não possui padronização» o desenvolvedor pode necessitar aprender mais de uma linguagem para definição» a portabilidade é reduzida das aplicações e procedimentos nem todo SGBD provê esta facilidade implica em sobrecarga para o SGBD» o SGBD passa a monitorar as tentativas de execução das operações o mecanismo é poderoso, mas seu design é difícil

23 Comparação entre PAs e Triggers Procedimento armazenado Trigger Sua Sua existência deve deve ser ser do do conhecimento da da aplicação Seu Seu uso uso pelas pelas aplicações deve deve ser ser autorizado explicitamente Sua Sua execução é invocada pela pela aplicação Sua Sua existência pode ficar ficar restrita ao ao DBA Seu Seu uso uso é genérico, independendo de de autorização caso a caso Sua Sua execução é disparada pelo pelo SGBD quando as as condições especificadas se se verificam Ambos são mecanismos de SGBD que viabilizam as arquiteturas Cliente/Servidor com distribuição de funções.

24 Vantagens das Arquiteturas C/S (em relação a SBDs centralizados) Divisão de trabalho mais eficiente Escala de recursos horizontal (nos clientes) e vertical (nos servidores) Melhor custo/benefício nas estações clientes Habilidade de usar ferramentas familiares nas estações clientes Acesso de clientes a dados remotos (via padrões) Funcionalidade de SGBD provida em estações clientes Melhor custo/benefício do sistema como um todo.

25 Problemas da Arquiteturas Cliente/Servidor Problemas: Gargalos no(s) servidor(es) Servidor é um ponto de falha singular Escalabilidade do BD dificultada Soluções Se o gargalo estiver no espaço disco ->... Se o gargalo estiver no tempo de acesso a disco ->... Se o gargalo for no processamento ->... Outras soluções Multiprocessamento no servidor Multiplos servidores SBD distribuído