Esquema de Fragmentacion de una Base de Datos

El objetivo de la fragmentación es encontrar un nivel de particionamiento adecuado en el rango que va desde tuplas o atributos hasta relaciones completas.

Cada relación global puede ser dividida en porciones que no se solapen llamados fragmentos. El mapa resultante se denomina esquema de fragmentación. Una relación global puede dividirse en n fragmentos y un fragmento sólo puede pertenecer a una relación global.

El problema de fragmentación se refiere al particionamiento de la información para distribuir cada parte a los diferentes sitios de la red. Inmediatamente aparece la siguiente pregunta: ¿Cuál es la unidad razonable de distribución?. Se puede considerar que una relación completa es lo adecuado ya que las vistas de usuario son subconjuntos de las relaciones. Sin embargo, el uso completo de relaciones no favorece las cuestiones de eficiencia sobre todo aquellas relacionadas con el procesamiento de consultas.

Tipos de fragmentación:

•   Vertical
•   Horizontal
•   Mixta

 Fragmentación vertical

Una fragmentación vertical de una relación R produce fragmentosR1, R2, ..., Rr, cada uno de los cuales contiene un subconjunto de los atributos de R así como la llave primaria de R. El objetivo de la fragmentación vertical es particionar una relación en un conjunto de relaciones más pequeñas de manera que varias de las aplicaciones de usuario se ejecutarán sobre un fragmento. En este contexto, una fragmentación "óptima" es aquella que produce un esquema de fragmentación que minimiza el tiempo de ejecución de las consultas de usuario.

La fragmentación vertical ha sido estudiada principalmente dentro del contexto de los sistemas de manejo de bases de datos centralizados como una herramienta de diseño, la cual permite que las consultas de usuario traten con relaciones más pequeñas haciendo, por tanto, un número menor de accesos a páginas.

La fragmentación vertical es inherentemente más complicada que particionamiento horizontal ya que existe un gran número de alternativas para realizarla. Por lo tanto, se utilizan heurísticas para hacer el particionamiento. 

 Los dos enfoques básicos son:

Agrupamiento. Inicia asignando cada atributo a un fragmento, y en cada paso, algunos de los fragmentos satisfaciendo algún criterio se unen para formar un solo fragmento.

División. Inicia con una sola relación realizar un particionamiento basado en el comportamiento de acceso de las consultas sobre los atributos.

Nos concentraremos aquí al estudio del enfoque divisional ya que, por un lado, su aplicación es más natural al enfoque de diseño "top-down". Además, el enfoque divisional genera fragmentos que no se traslapan mientras que el agrupamiento típicamente resulta en fragmentos traslapados. Por supuesto, la no traslapación no incluye a las llaves primarias.

Fragmentación horizontal

En las siguientes secciones revisaremos de manera más formal la forma de construir los diferentes tipos de fragmentación.

La fragmentación horizontal primaria de una relación se obtiene usando predicados que están definidos en esa relación. La fragmentación horizontal derivada, por otra parte, es el particionamiento de una relación como resultado de predicados que se definen en otra relación.

Para poder construir una fragmentación, es necesario proporcionar información acerca de la base de datos y acerca de las aplicaciones que las utilizan. En primer término, es necesario proporcionar la información acerca del esquema conceptual global. En este sentido es importante dar información acerca de las relaciones que componen a la base de datos, la cardinalidad de cada relación y las dependencias entre relaciones

En términos de la información cuantitativa acerca de las aplicaciones de usuario, se necesita tener dos conjuntos de datos:

La selectividad de los minitérminos: Denotada comosel( mi ), se refiere al número de tuplos de la relación que serán accesadas por una consulta de usuario especificada de acuerdo a un predicado minitérmino dado.

La frecuencia de acceso: Denotada como acc( qi ), se refiere a la frecuencia con la cual una consulta de usuarioqi es accesada en un periodo de tiempo. Note que las frecuencias de acceso de minitérminos se pueden determinar a partir de las frecuencias de consultas. La frecuencia de acceso de un minitérmino se denota comoacc( mi ).

Una fragmentación horizontal primaria se define por una operación de selección en las relaciones propietarias de un esquema de la base de datos. Por tanto, dada una relación R, su fragmentación horizontal está dada por

Rj = s Fj (R), 1 £ j £ w

donde, Fj es una fórmula de selección, la cual es preferiblemente un predicado minitérmino. Por lo tanto, un fragmento horizontal Ride una relación R consiste de todos los tuplos de R que satisfacen un predicado minitérmino mi. Lo anterior implica que dado un conjunto de predicados minitérmino M, existen tantos fragmentos horizontales de R como minitérminos existan. El conjunto de fragmentos horizontales también se entiende como los fragmentos minitérminos.

Es necesario desarrollar un algoritmo que tome como entrada una relación R y el conjunto de predicados simples Pr y proporcione como resultado el conjunto de fragmentos de R = { R1, R2, …, Rm} el cual obedece las reglas de fragmentación. Un aspecto importante del conjunto de predicados es que debe ser completoy minimal.

Un conjunto de predicados simples Pr se dice que es completo si y solo si los accesos a los tuplos de los fragmentos minitérminos definidos en Pr requieren que dos tuplos del mismo fragmento tengan la misma probabilidad de ser accesados por cualquier aplicación.

Fragmentación mixta o híbrida:

En muchos casos la fragmentación vertical u horizontal del esquema de la base de datos no será suficiente para satisfacer los requisitos de las aplicaciones. Como ya se citó al comienzo de este documento podemos combinar ambas, utilizando por ello la denominada fragmentación mixta. Cuando al proceso de fragmentación vertical le sigue una horizontal, es decir, se fragmentan horizontalmente los fragmentos verticales resultantes, se habla de la fragmentación mixta HV. En el caso contrario, estaremos ante una fragmentación VH. Una característica común a ambas es la generación de árboles que representan la estructura de fragmentación (vea la figura 8).

Considere, por ejemplo, la relación PROVINC. Recordará que se le aplicó una fragmentación horizontal de acuerdo al valor del atributo CCODZONA resultando cuatro fragmentos horizontales. Podríamos pensar en aplicarle una nueva fragmentación de carácter vertical. Entonces resultarían cuatro fragmentos horizontales divididos, por ejemplo, en dos fragmentos verticales. En este caso el número total de fragmentos ascendería, lógicamente, a ocho.

SOFTWARE UTILIZADO EN BASE DE DATOS DISTRIBIDA

Como en cualquier otra parcela de trabajo en las empresas, las bases de datos son una pieza fundamental que conviene gestionar de manera eficaz para que todo funcione a la perfección. Existen muchas alternativas informáticas para manejarlas, por eso a veces cuesta decantarse por un producto u otro y al final la decisión siempre irá en función de pequeños inputs como el precio o el alcance que ofrezca cada candidato. Para facilitaros un poco el trabajo, vamos a repasar cuales son las bases de datos más utilizadas y una breve introducción a cada una.

MySql es una de las herramientas de gestión de bases de datos más usadas

MySql

Es sumamente fácil de administrar, operar y es famoso por su instalación de 15 minutos, la cual en 15 minutos es posible instalar, configurar y montar una BD relacional ya sea sistemas OLTP o bien OLAP, aunque por excelencia MySQLServer es comúnmente usado para desarrollos Web 2.0 y Enterprise2.0.

Oracle

La tecnología Oracle para organizaciones en crecimiento es abierta, fácil de integrar, simple de administrar y altamente escalable, lo cual ayuda a adaptarse más rápido a los cambios del mercado o a los requerimientos delcliente. Las soluciones Oracle permiten alinear sus procesos con las cambiantes necesidades durante un largo período, brindando así valor continuo para nuestra empresa.

DBase

La seguridad en dBASE Plus sigue siendo muy similar a la que ya existía antiguamente en la base de datos MS/DOS dBASE 2.0. La ventana de Escritorio que presenta es una combinación de estilos que se tomó de diferentes programas. Es un tributo al poder fácil y entendible flexibilidad que hace de dBASE una plataforma superior de desarrollo. Como es a menudo el caso, una simple vista de diseño puede enmascarar mucho de la complejidad del software. Es difícil hacer que el software se vea fácil.

FileMaker Pro

FileMaker Pro es el programa de bases de datos que tiene la potencia y flexibilidad para manejar todas tus funciones decada día en casa y en la oficina sin tener que aprender instrucciones de programación complejas. Su estabilidad es buena ya que es muy sencilla y también uno no se pierde en las pantallas como se hace en Access.

Microsoft Access

Microsoft Access es uno de los sistemas de gestión de bases de datos relacionales más usuales para los sistemas operativos Windows, desarrollado por el mismo Microsoft y orientado a ser usado en un entorno personal o en pequeñas organizaciones. Es un componente de la suite ofimática Microsoft Office. Permite crear ficheros de bases de datos relacionales que pueden ser fácilmente gestionadas por una interfaz gráfica simple.

Aplicaciones de bases de datos distribuidas

Los ambientes en los que se encuentra el uso de las BDD son:

·        Cualquier organización que tiene una estructura descentralizada: organismos gubernamentales y de servicios públicos.

·        La industria de la manufactura, particularmente aquella con plantas múltiples, y la industria automotriz.

·        Aplicaciones de control y comando militar.

·        Cadenas hoteleras.

·        Líneas de transportación aérea.

·        Servicios bancarios y financieros.

Ejemplos de algunos DDBMS:

Prototipos

•   SDD-1, que fue construido en la división de investigación de Computer Corporation of America.     Finales de los años 70 y principios de los 80.
•      R*, una versión distribuida del prototipo System R, construida en IBM Research    Principios de los años 80
•      Distributed Ingres, una versión distribuida del prototipo Ingres, construida en la Universidad de California en Berkeley
• Principios de los 80

Implementaciones comerciales:

•       La mayoría de los productos SQL actuales proporcionan algún tipo de soporte de BDD (con diversos grados de funcionalidad).

•   Ingres/Star, el componente de BDD de Ingres
•    La opción de BDD de Oracle
•  La propiedad de datos distribuidos de DB2
• Tanto los DDBMS prototipos como los productos, son relacionales (al menos todos soportan SQL)
• Además, hay varias razones por las cuales, para que un sistema distribuido sea exitoso, debe ser relacional.

La tecnología relacional es un requisito previo para tecnología distribuida.