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Arquitecturas de Bases de Datos
Carlos A. Olarte ([email protected])BDII
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Contenido
1 Introduccion
2 Arquitectura Centralizada
3 Arquitectura Cliente-Servidor
4 Arquitecturas Paralelas
5 Bases de Datos Distribuidas
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Introduccion
Evolucion de los sistemas de computo
Ventajas de los sistemas actuales
Relacion directa entre el sistema de computo y la arquitecturade la base de datos
Arquitecturas Disponibles:
Centralizada
Cliente-Servidor
Paralelas
Distribuidas
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Arquitectura Centralizada
Sistemas con un unico servidor que se encarga de todas lastareas (terminales brutas)
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Arquitectura Cliente-Servidor
De la arquitectura centralizada a la arquitecturaCliente-Servidor
Mejoras en los equipos del lado del cliente:
MemoriaProcesadorDiscoTarjeta de Vıdeo (Soporte de las GUIs del sistema)
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Distincion entre el cliente y el servidor
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Continuacion
El Cliente: manejo de la interfaz grafica, entradas, reportes,algunas validaciones, notificaciones, etc (la parte visible alusuario). Otras formas de cliente: Hojas de calculo, paquetesestadısticos, etc
El Servidor: Manejo de las transacciones, procesamiento,validaciones de integridad, control de concurrencia, etc.Posibles arquitecturas: Servidor de Transacciones y Servidorde Datos
La Interfaz (Api): Mecanismo de comunicacion entre el clientey el servidor (JDBC, ODBC)
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Servidor de Transacciones
Los clientes envıan peticiones (SQL), el servidor las resuelve yretorna el resultado al cliente. Componentes:
Procesos servidor: Proceso o hilo que atiende las peticionesdel usuario
Gestor de bloqueos: Concesion de bloqueos y deteccion deinterbloqueos
Proceso escritor: Volcado a disco de bloques en memoriaprincipal
Escritor de registros: Escritura del registro historico
Proceso de puntos de revision
Monitor de Procesos: Revision y recuperacion de otrosprocesos
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Continuacion
11Tomado de Oracle9i Database Concepts. Release 2 (9.2)
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Servidor de Datos
Utiles en BDOO
Los datos son enviados a los clientes y este puede realizarprocesamiento de los mismos y enviarlos al servidor
Se requiere un buen canal de comunicacion entre los nodos
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Arquitecturas Paralelas
Solucion al problema de transacciones masivas
Paralelismo a nivel de disco (I/O) y de procesador
Medidas del rendimiento en:
Productividad (Throughput): #Tareas/U.TiempoTiempo de Respuesta: ∆T para una tarea
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continuacion
Niveles de Paralelismo
Grano Grueso: Cada transaccion en un procesador diferente
Grano Fino: Las operaciones de cada transaccion se puedendistribuir en varios procesadores
Ganancia o escalamiento:
Velocidad: A mayor sea la cantidad de recursos, mayor es lavelocidad del sistema
Ampliabilidad: Tareas mas largas en menos tiempo. Puede sermedida en:
Lotes: Base de datos mas grande (mayor numero de registros),las transacciones duran mas tiempoTransacciones: Aumenta el numero de transacciones que llegana la base de datos y crece el tamano de la misma
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Inconvenientes con el Paralelismo
Costo de Inicio: Tiempo para iniciar un proceso.
Interferencia: Cuellos de botella para acceder a los recursoscompartidos
Sesgo: La particion de las tareas en procesos paralelos nosiempre es uniforme
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Comunicacion de los nodos
Bus Malla
Hipercubo Estrella
Costos?, tolerancia ante fallos?, velocidad?
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Esquema con Memoria Compartida
Comunicacion a traves deescrituras en memoria
Lımite del numero deprocesadores por el canal decomunicacion
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Esquema con Disco Compartido
Creacion de Cluster
Aumento de la redundancia(tolerancia a fallos)
Cuello de botella el acceso a losdiscos
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Esquema sin Compartimento
Alta ampliabilidad
Deficiencia en la comunicacion de datos entre nodos
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Esquema Jerarquico
Combinacion de las anteriores.
Obtener las ventajas de cada esquema
Memoria virtual distribuida
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Bases de Datos Distribuidas
Nodos (Emplazamiento) distribuidos geograficamente
Administracion independiente (Autonoma) de cada nodo
Canales de comunicacion mas lentos
Utilizacion de transacciones globales, locales y remotas
Sistemas distribuidos heterogeneos
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Ventajas
Compartimento de Datos: Los usuarios de cada nodo puedenacceder a los datos de otros nodos (transacciones globales)
Autonomıa: La administracion de cada nodo es local(independiente de los otros) distribuyendo ası la carga delDBA
Disponibilidad: La existencia de replicas permite que la caidade un nodo no implique la caida total del sistema ( seaumenta en complejidad de recuperacion pero se gana endisponibilidad del sistema)
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Desventajas
Complejidad en la coordinacion de la distribucion de los datos
Costos en el desarrollo de software
Aumento en la probabilidad de errores
Mayor sobrecarga de procesamiento
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