Unidad 2: Arquitectura del gestor

2.1. Características del DBMS
Control de la redundancia de datos
Este consiste en lograr una mínima cantidad de espacio de almacenamiento para almacenar los datos evitando la duplicación de la información. De esta manera se logran ahorros en el tiempo de procesamiento de la información, se tendrán menos inconsistencias, menores costos operativos y hará el mantenimiento más fácil.
Compartimiento de datos
Una de las principales características de las bases de datos, es que los datos pueden ser compartidos entre muchos usuarios simultáneamente, proveyendo, de esta manera, máxima eficiencia.
Mantenimiento de la integridad
La integridad de los datos es la que garantiza la precisión o exactitud de la información contenida en una base de datos. Los datos interrelacionados deben siempre representar información correcta a los usuarios.
Soporte para control de transacciones y recuperación de fallas.
Se conoce como transacción toda operación que se haga sobre la base de datos. Las transacciones deben por lo tanto ser controladas de manera que no alteren la integridad de la base de datos. La recuperación de fallas tiene que ver con la capacidad de un sistema DBMS de recuperar la información que se haya perdido durante una falla en el software o en el hardware.
Independencia de los datos.
En las aplicaciones basadas en archivos, el programa de aplicación debe conocer tanto la organización de los datos como las técnicas que el permiten acceder a los datos. En los sistemas DBMS los programas de aplicación no necesitan conocer la organización de los datos en el disco duro. Este totalmente independiente de ello.
Seguridad
La disponibilidad de los datos puede ser restringida a ciertos usuarios. Según los privilegios que posea cada usuario de la base de datos, podrá acceder a mayor información que otros.
Velocidad
Los sistemas DBMS modernos poseen altas velocidades de respuesta y proceso.
Independencia del hardware
La mayoría de los sistemas DBMS están disponibles para ser instalados en múltiples plataformas de hardware.

2.1.1 Estructura de memoria y procesos de la instancia
La memoria se puede estructurar en las siguientes partes

• ·         Area Global del sistema (SGA), la cual se comparte entre todos los servidores y los procesos en segundo plano.

• ·         Áreas globales de programas (PGA), que es privada para cada servidor y proceso en segundo planos; a cada proceso se asigna un PGA.

• ·         Área de Ordenaciones (Sort Areas).

• ·         Memoria Virtual

• ·         Area de codigo de software.

Cada instancia está asociada a una base de datos. Cuando se inicia una base de datos en un servidor (independientemente del tipo de computadora), se le asigna un área de memoria (SGA) y lanza uno o más procesos. A la combinación del SGA y de los procesos es lo que se llama instancia. La memoria y los procesos de una instancia gestionan los datos de la base de datos asociada de forma eficiente y sirven a uno o varios usuarios.Cuando se inicia una instancia El DBMS monta la base de datos, es decir, asocia dicha instancia a su base de datos correspondiente. En un misma computadora pueden ejecutarse varias instancias simultáneamente, accediendo cada una a su propia base de datos física.
Únicamente el administrador de la base de datos puede iniciar una instancia y abrir una base de datos.


2.1.2 Estructuras físicas de la base de datos
En una base de datos almacenamos información relevante para nuestro negocio u organización y desde el punto de vista físico, la base de datos está conformada por dos tipos de archivos:
·         Archivos de datos: contiene los datos de la base de datos internamente, está compuesto por páginas enumeradas secuencialmente que representa la unidad mínima de almacenamiento. Cada página tiene un tamaño de 8kb de información. Existen diferentes tipos de páginas, a tener en cuenta:
Páginas de datos: es el tipo principal de páginas y son las que almacenan los registros de datos.
Páginas de espacio libre (PFS Page Free Space): almacenan información sobre la ubicación y el tamaño del espacio libre.
Paginas GAM and SGAM: utilizadas para ubicar extensiones.
Páginas de Mapa de Ubicaciones de índices (IAM – Index Allocation Map): contiene información sobre el almacenamiento de páginas de una tabla o índice en particular.
Páginas Índices: Utilizada para almacenar registros de índices.
·         Archivo de Registro de Transacciones: El propósito principal del registro de transacciones es la recuperación de datos a un momento en el tiempo o complementar una restauración de copia de respaldo completa (full backup). El registro de transacciones no contiene páginas, sino entradas con todos los cambios realizados en la base de datos, como son las modificaciones de datos, modificaciones de la base de datos y eventos de copia de seguridad y restauración. El acceso a datos es secuencial, ya que el registro de transacciones se actualiza en el mismo orden cronológico en el que se hacen las modificaciones.
Este archivo no puede ser leído por herramientas de usuario de SQL aunque existen herramientas de terceros que leen este archivo para recuperar los cambios efectuados. Dependiendo de la versión el registro de transacciones se utiliza para otros propósitos como por ejemplo bases de datos espejo (mirror) y transporte remoto de transacciones (log shipping).
Para muchos de los administradores de bases de datos, la imagen anterior representa la parte lógica y la parte física, donde:

Data File: Los datafiles son los archivos físicos en los que se almacenan los objetos que forman parte de un tablespace. Un datafile pertenece solamente a un tablespace y a una instancia de base de datos. Un tablespace puede estar formado por uno o varios datafiles. Cuando se crea un datafile, se debe indicar su nombre, su ubicación o directorio, el tamaño que va a tener y el tablespace al que va a pertenecer. Además, al crearlos, ocupan ya ese espacio aunque se encuentran totalmente vacíos, es decir, Oracle reserva el espacio para poder ir llenándolo poco a poco con posterioridad. Por supuesto, si no hay sitio suficiente para crear un archivo físico del tamaño indicado, se producirá un error y no se creará dicho archivo.

2.1.3 Requerimientos para instalación de la base de datos.


Antes de instalar cualquier SGBD es necesario conocer los requerimientos de hardware y software, el posible software a desinstalar previamente, verificar el registro de Windows y el entorno del sistema, así como otras características de configuración especializadas como pueden ser la reconfiguración de los servicios TCP/IP y la modificación de los tipos archivos HTML para los diversos navegadores.
Se presenta a continuación una serie de requerimientos mínimos de hardware y software para instalar oracle 11g Express y MySQL estándar versión 5.1. en Windows Seven y Ubuntu 10.
2.1.4 Instalación del software de base de datos en modo transaccional
Una base de datos en modo transaccional significa que la BD será capaz de que las operaciones de inserción y actualización se hagan dentro de una transacción, es un componente que procesa información descomponiéndola de forma unitaria en operaciones indivisibles, llamadas transacciones, esto quiere decir que todas las operaciones se realizan o no, si sucede algún error en la operación se omite todo el proceso de modificación de la base de datos, si no sucede ningún error se hacen toda la operación con éxito.
Una transacción es un conjunto de líneas de un programa que llevan insert o update o delete. Todo aquél software que tiene un log de transacciones (que es la "bitácora" que permite hacer operaciones de commit o rollback), propiamente es un software de BD; aquél que no lo tiene (v.g. D-Base), propiamente no lo es. Todo software de base de datos es transaccional; si el software de la BD no es "transaccional", en realidad NO es un "software" de BD; en todo caso, es un software que emula el funcionamiento de un verdadero software de BD. Cada transacción debe finalizar de forma correcta o incorrecta como una unidad completa. No puede acabar en un estado intermedio.
Se usan las siguientes métodos :
Begin TRans para iniciar la transacción.
CommitTrans para efectuar los cambios con éxito.
RollbackTrans para deshacer los cambios.
Y depende que base de datos uses para efectuar las operaciones pero, es la misma teoría para cualquier BD.
2.1.5 Variables de ambiente y archivos importantes para instalación
Variables de Ambiente: Se usan para personalizar el entorno en el que se ejecutan los programas y para ejecutar en forma correcta los comandos del shell.
Variables de entorno declaradas por el instalador de MySQL en Windows 10:



Carpeta de archivos de MySQL en Windows 10:

A continuación se comentan las opciones más utilizadas de la sección mysqld (afectan al funcionamiento del servidor MySQL), se almacenan en el archivo my.cnf (o my.ini).
basedir = ruta: Ruta a la raíz MySQL.
console: Muestra los errores por consola independientemente de lo que se configure para log_error.
datadir = ruta: Ruta al directorio de datos.
default-table-type = tipo: Tipo de la Tabla InnoDB o, MyISAM.
flush: Graba en disco todos los comandos SQL que se ejecuten (modo de trabajo, sin transacción).
general-log = valor: Con valor uno, permite que funcione el archivo LOG para almacenar las consultas realizadas.
general-log-file = ruta: Indica la ruta al registro general de consultas.
language: Especifica el idioma de los lenguajes de error, normalmente esots archivos de lenguaje, están bajo /usr/local/share.
log-error = ruta: Permite indicar la ruta al registro de errores.
log = ruta: Indica la ruta al registro de consultas.
long-query-time = n: Segundos a partir de los cuales una consulta que tardes más, se considerará una consulta lenta.
og-bin = ruta: Permite indicar la ruta al registro binario.
pid-file = ruta: Ruta al archivo que almacena el identificador de proceso de MySQL.
port = puerto: Puerto de escucha de MySQL.
skip-grant-tables: Entra al servidor saltándose las tablas de permisos, es decir todo el mundo tiene privilegios absolutos.
skip-networking: El acceso a MySQL se hará solo desde el servidor local.
slow-query-log = 0|1: Indica si se hace LOG de las consultas lentas.
slow-query-log-file = ruta: Ruta al archivo que hace LOG de las consultas lentas.
socket = ruta: Archivo o nombre de socket a usar en las conexiones locales.
standalone: Para Windows, hace que el servidor no pase a ser un servicio.
user = usuario: Indica el nombre de usuario con el que se iniciará sesión en MySQL.
tmpdir = ruta: Ruta al directorio para archivos temporales.
2.1.6 Procedimiento general de instalación de un DBMS (Firebird)


























2.1.7 Procedimiento para Configuración de un DBMS
Para configurar nuestro DBMS podemos acceder a las siguientes pantallas, para Oracle o MySQL. El esquema de una base de datos (en inglés, Database Schema) describe la estructura de una Base de datos, en un lenguaje formal soportado por un Sistema administrador de Base de datos (DBMS). En una Base de datos Relacional, el Esquema define sus tablas, sus campos en cada tabla y las relaciones entre cada campo y cada tabla.
Oracle generalmente asocia un 'username' como esquemas en este caso SYSTEM y HR (Recursos humanos).
Por otro lado MySQL presenta dos esquemas information_schema y MySQL ambos guardan información sobre privilegios y procedimientos del gestor y no deben ser eliminados.



Esta pantalla nos permite optimizar el funcionamiento del servidor en previsión del número de usos concurrentes. La opción por defecto, Decision Support (DSS) / OLAP será probablemente la que más te convenga.

Deja ambas opciones marcadas, tal como vienen por defecto. Es la más adecuada para un uso de propósito general o de aprendizaje, tanto si eres desarrollador como no. Aceptar conexiones TCP te permitirá conectarte al servidor desde otras máquinas (o desde la misma simulando un acceso web típico).



2.1.8 Comandos Generales de Alta y Baja del DBMS
Una tabla es un sistema de elementos de datos (atributo - valores) que se organizan que usando un modelo vertical - columnas (que son identificados por su nombre)- y horizontal filas. Una tabla tiene un número específico de columnas, pero puede tener cualquier número de filas. Cada fila es identificada por los valores que aparecen en un subconjunto particular de la columna que se ha identificado por una llave primaria.
Definiendo cómo es almacenada la información
CREATE DATABASE se utiliza para crear una nueva base de datos vacía.
DROP DATABASE se utiliza para eliminar completamente una base de datos existente.
CREATE TABLE se utiliza para crear una nueva tabla, donde la información se almacena realmente.
ALTER TABLE se utiliza para modificar una tabla ya existente.
DROP TABLE se utiliza para eliminar por completo una tabla existente.
Manipulando los datos
SELECT se utiliza cuando quieres leer (o seleccionar) tus datos.
INSERT se utiliza cuando quieres añadir (o insertar) nuevos datos.
UPDATE se utiliza cuando quieres cambiar (o actualizar) datos existentes.
DELETE se utiliza cuando quieres eliminar (o borrar) datos existentes.
REPLACE se utiliza cuando quieres añadir o cambiar (o reemplazar) datos nuevos o ya existentes.
TRUNCATE se utiliza cuando quieres vaciar (o borrar) todos los datos de la plantilla.
2.8 Comandos generales de alta y baja del SGBD
Una tabla es un sistema de elementos de datos (atributo - valores) que se organizan que usando un modelo vertical - columnas (que son identificados por su nombre)- y horizontal filas. Una tabla tiene un número específico de columnas, pero puede tener cualquier número de filas. Cada fila es identificada por los valores que aparecen en un subconjunto particular de la columna que se ha identificado por una llave primaria.
Una tabla de una base de datos es similar en apariencia a una hoja de cálculo, en cuanto a que los datos se almacenan en filas y columnas. Como consecuencia, normalmente es bastante fácil importar una hoja de cálculo en una tabla de una base de datos. La principal diferencia entre almacenar los datos en una hoja de cálculo y hacerlo en una base de datos es la forma de organizarse los datos.




Por lo tanto, la creación de las tablas en el proceso de programación en Oracle juegan un papel muy importante. En el momento de crear las tablas se definen características a dos niveles: Tabla y Columna, como se muestra a continuación:
A nivel de tabla: Refieren a una o a varias columnas, donde cada columna se define individualmente.


A nivel de Columna el nombre de la columna puede tener un máximo de 30 caracteres.
En Oracle podemos implementar diversos tipos de tablas. A continuación se presenta una recopilación no exhaustiva de ellas.

La sintaxis del comando que permite crear un tabla es la siguiente
Del examen de la sintaxis de la sentencia CreateTable se pueden concluir que necesitamos conocer los distintos tipos de columna y las distintas restricciones que se pueden imponer al contenido de las columnas.