Implementación de una base de datos, Deusto, Presentación

Introducción a la Implementación de Bases de Datos

Deusto TEMA 4 IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS Asignatura BASES DE DATOS ITEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS Deusto INTRODUCCIÓN (1) · Los usuarios se expresan en términos de registros externos (por ejemplo, registros en tablas), y el SGBD debe convertirlas en operaciones sobre los registros internos o almacenados (por ejemplo, registros en ficheros). · Estas operaciones deben convertirse a su vez en operaciones a nivel de hardware, sobre registros físicos o bloques >> Método de Acceso Bases de Datos I 2Deusto TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS INTRODUCCIÓN (2) · Para ejecutar las operaciones el SGBD ha de conocer: · Qué ficheros almacenados existen · La estructura del registro almacenado correspondiente · Los campos almacenados, si los hay, sobre los cuales están secuenciados los registros · Los campos almacenados, si los hay, que puedan usarse como argumentos de búsqueda para el acceso directo · Todos esos detalles quedan recogidos en la definición de la estructura de almacenamiento. Bases de Datos I 3Deusto TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS INTRODUCCIÓN (3) En este tema nos centraremos en el NIVEL INTERNO DEL SISTEMA Veremos: · Representación física de estructuras de datos: cómo organizar los datos en almacenamiento secundario. · Métodos de acceso: cómo recuperar la información almacenada sobre registros físicos o bloques en el almacenamiento secundario. Bases de Datos I 4

Representación Física de Datos

TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS Deusto REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS · Representación Intra-registro · Representación Inter-registro fs4d 8596 hg65 fs4d O 10 7 Ax 5 fdsa> Pe 3 16 2 18 00 3. 8 9 ₩ hg65 64 4 Tre 31 6 Bases de Datos I 5 64 Yh78 650100 6 609 890 3 578Deusto TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS REPRESENTACIÓN INTRA-REGISTRO · Se basa en la contiguidad física de los datos relacionados. · Los registros pueden ser de longitud fija o variable. · Tiene la limitación de que sólo se pueden representar jerarquías. CURSO 1°A ALUMNO 1 ALUMNO 2 ... ALUMNO N Bases de Datos I 6TEMA 4 » IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS »> REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS Deusto REPRESENTACIÓN INTER-REGISTRO (1) · No existe contiguidad física pero se mantienen las relaciones a través de apuntadores. · Podemos tener un número variable de registros de longitud fija y se puede representan cualquier tipo de estructura. · Pueden usarse diversos tipos de estructuras enlazadas. CURSO 1°A C ALUMNO2 ALUMNO1 . Bases de Datos I 7Deusto TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS REPRESENTACIÓN INTER-REGISTRO (2) Estructuras Enlazadas

• Cadenas y anillos
• De una dirección
• De dos direcciones
• Árbol
• Red Bases de Datos I 8

Ejemplos de Representaciones Físicas

TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS Deusto EJEMPLOS SOBRE POSIBLES REPRESENTACIONES (1) Datos de muestra P# NOMBRE ESTADO CIUDAD P1 SALAZAR 20 LONDRES P2 JARAMILLO 10 PARIS P3 BERNAL 30 PARIS P4 CAICEDO 20 LONDRES P5 ALDAMA 30 ATENAS Bases de Datos I 9TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS Deusto EJEMPLOS SOBRE POSIBLES REPRESENTACIONES (2) 1ª REPRESENTACIÓN Un solo fichero almacenado que contendrá 5 ocurrencias de registro almacenado. P1 SALAZAR 20 LONDRES P2 JARAMILLO 10 PARIS P3 BERNAL 30 PARIS P4 CAICEDO 20 LONDRES P5 ALDAMA 30 ATENAS · Ventaja: Sencillez · Inconveniente: Puede ser inadecuado en la práctica. Por ejemplo, en el caso de tener 10.000 proveedores localizados en 10 ciudades, tendríamos mucha redundancia. Bases de Datos I 10TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS Deusto EJEMPLOS SOBRE POSIBLES REPRESENTACIONES (3) 2ª REPRESENTACIÓN Dos ficheros. Fichero PROVEEDOR Fichero CIUDAD P# NOMBRE ESTADO PUNTERO A CIUDAD CIUDAD P1 SALAZAR 20 ATENAS P2 JARAMILLO 10 LONDRES P3 BERNAL 30 PARIS P4 CANCEDO 20 P5 ALDAMA 40 · Ventaja: Ahorro de espacio (si el espacio para almacenar el apuntador es menor que el necesario para la ciudad) · Inconveniente: Más accesos. Por ejemplo, para localizar las propiedades de un proveedor concreto, necesitaremos dos accesos, y para buscar proveedores de una ciudad concreta, un montón de accesos. Bases de Datos I 11TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS Deusto EJEMPLOS SOBRE POSIBLES REPRESENTACIONES (4) 3ª REPRESENTACIÓN En el caso de que sea importante "hallar los proveedores de una ciudad", utilizar un fichero índice para localizar los proveedores de una ciudad. · Ventajas: • Acelera la recuperación a partir de ciudad Inconvenientes : • • Retardo para recuperar todas las propiedades £ • Retardo para actualización Fichero CIUDAD CIUDAD PUNTERO A PROVEEDOR P# NOMBRE ESTADO P1 SALAZAR 20 ATENAS P2 JARAMILLO 10 P3 BERNAL 30 LONDRES P4 CANCEDO 20 P5 ALDAMA 40 PARIS Fichero PROVEEDOR Bases de Datos I 12TEMA 4 › IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS Deusto EJEMPLOS SOBRE POSIBLES REPRESENTACIONES (5) 4ª REPRESENTACIÓN Utilizar un fichero índice con doble puntero. Es una combinación de la 2ª y 3ª representaciones. · Ventaja: Posee las ventajas de 2ª y 3ª • Inconvenientes : · Desventaja de 3ª (retardo actualización) · Necesita espacio adicional. • Para índice secundario se necesita un número variable de punteros en el registro. Fichero CIUDAD ATENAS LONDRES- . . _PARIS -- . 1 1 , 1 1 V -> P1 P2 P3 P4 P5 Fichero PROVEEDORES Bases de Datos I 13 /

Conclusiones sobre Estructuras de Almacenamiento

Deusto TEMA 4 » IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS CONCLUSIONES (1) · No existe una estructura de almacenamiento óptima. Lo "mejor" depende de los intereses de cada caso. · Puede tenerse en cuenta: · El tiempo de acceso, es decir, el tiempo que lleva localizar un dato determinado, empleando la técnica de que se trate. · El tiempo de inserción o eliminación, que incluye el tiempo requerido para localizar el dato a eliminar o el lugar de inserción, más el que se necesita para actualizar la estructura de indexación. · El rendimiento. · La dificultad de cambios. Bases de Datos I 18TEMA 4 » IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS » REPRESENTACIÓN FÍSICA DE DATOS Deusto CONCLUSIONES (2) · Puede tenerse en cuenta (cont.): · Espacio disponible, considerando el espacio adicional que ocupa la estructura de indexación. Siempre que la cantidad de espacio extra no sea muy grande, generalmente valdrá la pena sacrificar el espacio, con el fin de mejorar el rendimiento. · La facilidad de reorganización. · la frecuencia deseada de reorganización, etc. Bases de Datos I 19

Técnicas de Acceso a Bases de Datos

Deusto TEMA 4 » IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS TÉCNICAS DE ACCESO (1) · Tipos de recuperación de registros lógicos: · Por secuencia física · Por el valor de un campo · En un orden establecido · Técnicas para localizar la posición de un registro: · Direccionamiento calculado: usan un algoritmo de aleatorización o función de hashing que determina la posición de un registro en función del contenido de un campo > clave de aleatorización. · Construcción de índices: se usa un índice principal e índices alternativos (o secundarios) para acceder a un registro por el valor de un dato > clave de indexación. Bases de Datos I 20

Comparación de Técnicas de Acceso

Deusto TEMA 4 » IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS TÉCNICAS DE ACCESO (2) Comparación: Indexación vs. Direccionamiento Calculado · Para tomar una decisión, el diseñador podrá tener en cuenta: · ¿ Es aceptable el costo de reorganización periódica del índice o de la estructura de cálculo de la dirección? · ¿ Cuál es la frecuencia relativa de inserciones y eliminaciones? · ¿ Es conveniente optimizar el tiempo de acceso promedio a expensas de aumentar el tiempo de acceso en el peor de los casos? · ¿ Qué tipo de consultas harán normalmente los usuarios? Bases de Datos I 21

Técnicas Opcionales de Almacenamiento

TEMA 4 » IMPLEMENTACIÓN DE UNA BASE DE DATOS Deusto TÉCNICAS OPCIONALES DE ALMACENAMIENTO · Compactación de datos ROBERTONbbbb OROBERTONbbbb · Compresión delantera · Compresión trasera ROBERTSONbbb 6SONbbb ROBERTSTONEb 7TONEb ROBINSONbbbb 3INSONbbbb · Técnicas estadísticas · Cambiar de alfabeto · Codificación de Huffman · Encriptación de datos · Método de sustitución simple · Método de sustitución polialfabética Bases de Datos I 22