Unidad 3 Configuración y administración del espacio en disco.(Investigacion)

Configuración y administración del espacio en disco.

Para la gestión del almacenamiento de una base de datos existen 4 conceptos bien definidos que deben ser conocidos para poder comprender la forma en la que se almacenan los datos. Vamos a ver la diferencia entre bloque, extensión, segmento y espacio de tablas.

3.1 Estructuras lógicas de almacenamiento

Para la gestión del almacenamiento de una base de datos existen 4 conceptos bien definidos que deben ser conocidos para poder comprender la forma en la que se almacenan los datos. Vamos a ver la diferencia entre bloque, extensión, segmento y espacio de tablas.

Bloques: Se tratan de la unidad más pequeña. Generalmente debe múltiple del tamaño de bloque del sistema operativo, ya que es la unidad mínima que va a pedir Oracle al sistema operativo. Si no fuera múltiple del bloque del sistema se añadiría un trabajo extra ya que el sistema debería obtener más datos de los estrictamente necesarios. Se especifica mediante DB_BLOCK_SIZE

Extensiones: Se forma con uno o más bloques. Cuando se aumenta tamaño de un objeto se usa una extensión para incrementar el espacio.

Segmentos: Grupo de extensiones que forman un objeto de la base de datos, como por ejemplo una tabla o un índice.

Espacio de tablas:Formado por uno o más datafiles, cada datafile solo puede pertenecer a un determinado tablespace

En general, el almacenamiento de los objetos de la base de datos (tablas e índices fundamentalmente) no se realiza sobre el archivo o archivos físicos de la base de datos, sino que se hace a través de estructuras lógicas de almacenamiento que tienen por debajo a esos archivos físicos, y que independizan por tanto las sentencias de creación de objetos de las estructuras físicas de almacenamiento. Esto es útil porque permite que a esos "espacios de objetos " les sean asociados nuevos dispositivos físicos (es decir, más espacio en disco) de forma dinámica cuando la base de datos crece de tamaño más de lo previsto. Posibilita además otra serie de operaciones como las siguientes:

Ø  Asignar cuotas específicas de espacio a usuarios de la base de datos.

Ø  Controlar la disponibilidad de los datos de la base de datos, poniendo fuera de uso alguno de esos espacios de tablas individualmente.

Ø  Realizar copias de seguridad o recuperaciones parciales de la base de datos.

Ø  Reservar espacio para almacenamiento de datos de forma cooperativa entre distintos dispositivos.

El administrador de la base de datos puede crear o borrar nuevos espacios lógicos de objetos, añadir o eliminar ficheros físicos de soporte, utilizados como espacio temporal de trabajo, definir parámetros de almacenamiento para objetos destinados a ese espacio de datos, todos los gestores relacionales que venimos introduciendo como ejemplos siguen esta filosofía. En el caso de Oracle, sobre los ficheros físicos de datos (datafiles) se definen los tablespaces. Por lo tanto, una base de datos Oracle se compone lógicamente de tablcspaccs, y físicamente de datafilcs. Su creación es sencilla, con la sentencia GREAT'', TABLESPACE: CREATE TABLESPACE usuarios DATAFILE `datal.ora' SIZE 50M

También es sencillo ampliar el espacio destinado a un tablespace utilizando el comando ALTER TABLESPACE:

ALTER TABLESPACE usuarios ADD DATAFILE 'data2.ora' SIZE 25M

Para hacer más grande una base de datos, las opciones disponibles son tres:

Cada base de datos contiene un tablespace llamado SYSTEM que es creado automáticamente al crear la base de datos. Contiene las tablas del diccionario de datos para la base de datos en cuestión. Es recomendable no cargar datos de usuario en SYSTEM, para dejarlos como espacio de objetos del sistema. Si además los datos de usuario están en tablespaces sitos en otros dispositivos, el rendimiento mejorará porque las tablas del diccionario de datos se acceden frecuentemente y por lo tanto son un cuello de botella potencial desde el punto de vista del acceso a disco. A la hora de estimar el espacio necesario para cl tablespace sys-nsm hay que tener en cuenta que las unidades de programación PL-SQL (entorno de programación SQL proporcionado por Oracle) almacenadas en la base de datos (procedimientos, paquetes, disparos y funciones) almacenan sus datos en SYSTEM.

De acuerdo con lo comentado anteriormente, tablas e índices se ubicarán en el tablespaee indicado en el momento de su creación con la correspondiente sentencia CREATE. Si no se dice nada, se situarán en el tablespace por defecto asociado al usuario creador.

3.1.1. Definición de espacio de almacenamiento

Las bases de datos suelen ser creadas para almacenar grandes cantidades de datos de forma permanente. Por lo general, los datos almacenados en éstas suelen ser consultados y actualizados constantemente.

La mayoría de las bases de datos se almacenan en las llamadas memorias secundarias, especialmente discos duros, aunque, en principio, pueden emplearse también discos ópticos, memorias flash, etc.

Las razones por las cuales las bases de datos se almacenan en memorias secundarias son:

En cuanto al respaldo de las bases de datos (ver backup), suelen emplearse tanto discos duros, como cintas magnéticas, discos ópticos o similares.

Las técnicas empleadas para almacenar bases de datos son sumamente importantes para la velocidad de acceso y recuperación de datos. Las técnicas dependen del tipo de almacenamiento, el uso que se le da o se le dará a la base de datos, la estructura de la misma, el SGBD empleado, etc.

Esta dependencia no significa necesariamente que haya que cambiar la estructura de la base de datos si se cambian las técnicas empleadas. Las técnicas de almacenamiento son independientes de la base de datos, pero, de todas maneras, las mejores técnicas muchas veces pueden determinarse viendo la estructura de la base de datos, entre otras características.

Los encargados de elegir estas técnicas son los diseñadores y administradores de bases de datos, y dependen también de las capacidades del SGBD. En general, el SGBD ofrece diferentes opciones y técnicas para organizar los datos.

La idea es que los encargados de la base de datos encuentren las técnicas idóneas, o sea, aquellas que permitan la mayor velocidad posible de acceso a los datos. Una mala decisión en esta área puede resultar en una menor velocidad de acceso a la base de datos, o en un uso excesivo del espacio de almacenamiento, o incluso, puede aumentar la velocidad de consulta de una base de datos, pero disminuir la velocidad de actualización de la misma.

3.1.2. Definición y creación del espacio asignado para cada base de datos

Las bases de datos se almacenan en ficheros o archivos. Existen diferentes formas de organizaciones primarias de archivos que determinan la forma en que los registros de un archivo se colocan físicamente en el disco y, por lo tanto, cómo se accede a éstos.

Las distintas formas de organizaciones primarias de archivos son:

Existe una segunda forma de acceder a los datos llamada organización secundaria o estructura de acceso auxiliar. Estas permiten que los accesos a los registros de un archivo basado en campos alternativos, sean más eficientes que los que han sido utilizados para la organización primaria de archivos.

El DBMS asigna espacio de almacenamiento a las bases de datos cuando los usuarios introducen create database o alter database. El primero de los comandos puede especificar uno o más dispositivos de base de datos, junto con la cantidad de espacio en cada uno de ellos que será asignado a la nueva base de datos.

Si se utiliza la palabra clave default o se omite completamente la cláusula on , el DBMS pone la base de datos en uno o más de los dispositivos predeterminados de base de datos especificados en master..sysdevices

Para especificar un tamaño (en este ejemplo, 4MB) para una base de datos que se va a almacenar en una ubicación predeterminada, utilice on default = size de esta forma:

create database newpubs   on default = 4

Para situar la base de datos en dispositivos específicos, dé el nombre del dispositivo o dispositivos en que desea almacenarla. Como la sintaxis indica, puede solicitar que se almacene en más de un dispositivo de base de datos, con una cantidad de espacio diferente en cada uno. Todos los dispositivos mencionados en create database deben estar enumerados en sysdevices . En otras palabras, deben haberse inicializado con disk init .

La instrucción siguiente crea la base de datos newdb y asigna 3MB en mydata y 2MB en newdata . Como en el ejemplo anterior, la base de datos y el diario de transacciones no se separan:

create database newdb on mydata = 3, newdata = 2

Warning! A menos que cree una base de datos pequeña o que no sea crucial, sitúe siempre el diario en un dispositivo de base de datos aparte.

Si la cantidad de espacio solicitada a un dispositivo específico de base de datos no está disponible, el DBMS crea la base de datos con tanto espacio como sea posible en cada dispositivo y muestra un mensaje informando el espacio asignado en cada uno. (Esto no se considera un error.) Si hay menos espacio del mínimo necesario para una base de datos en el dispositivo especificado (o en el predeterminado, si no se especifica un nombre), el comando create database falla.

3.1.4 Particiones

Una partición es una división de una base de datos lógica o sus elementos constituyentes en partes independientes. La partición de bases de datos se hace normalmente por razones de mantenimiento, rendimiento o manejo.

Una aplicación popular y favorable es en un Sistema de Administración de Base de Datos Distribuida. Cada partición puede ser extendida hasta múltiples nodos, y los usuarios en el nodo pueden hacer transacciones locales en la partición. Esto aumenta el rendimiento en sitios que tienen transacciones regularmente involucrando ciertas vistas de datos, y manteniendo la disponibilidad y la seguridad.

Esta partición puede hacerse creando bases de datos más pequeñas separadas (cada una con sus propias tablas, índices, y registros de transacciones) o dividiendo elementos seleccionados, por ejemplo, solo una tabla.

Partición horizontal consiste en poner diferentes filas en diferentes tablas. Por ejemplo, clientes con códigos postales menores que 50000 están almacenados en la tabla ClientesEste, mientras que los clientes con códigos postales mayores o iguales a 50000 están almacenados en la tabla ClientesOeste. Las dos tablas de partición son entonces ClientesEste y ClientesOeste, mientras que una vista con una unión podría ser creada con las dos tablas para poder dar una vista completa de todos los clientes.

Partición vertical consiste en crear miles de tablas con miles de columnas y crear tablas para poner las columnas restantes.

Se puede particionar una tabla de 5 maneras diferentes:

Por rango: para construir nuestras particiones especificamos rangos de valores. Por ejemplo, podríamos segmentar los datos en 12 particiones: una para los contratos de 1950 a 1960, otra para los años 60, los 70, 80, 90, la década del 2000 y la década actual

ALTER TABLE contratos

PARTITION BY RANGE(YEAR(fechaInicio)) (

      PARTITION partDecada50 VALUES LESS THAN (1960),

      PARTITION partDecada60 VALUES LESS THAN (1970),

      PARTITION partDecada70 VALUES LESS THAN (1980),

      PARTITION partDecada80 VALUES LESS THAN (1990),

      PARTITION partDecada90 VALUES LESS THAN (2000),

      PARTITION partDecada00 VALUES LESS THAN (2010),

      PARTITION partDecada10 VALUES LESS THAN MAXVALUE

);

Por listas: para construir nuestras particiones especificamos listas de valores concretos.

ALTER TABLE contratos

PARTITION BY LIST(YEAR(fechaInicio)) (

PARTITION partDecada50 VALUES IN (1950, 1951, 1952, 1953, 1954, 1955, 1956, 1957, 1958, 1959),

PARTITION partDecada60 VALUES IN (1960, 1961, 1962, 1963, 1964, 1965, 1966, 1967, 1968, 1969),

PARTITION partDecada70 VALUES IN (1970, 1971, 1972, 1973, 1974, 1975, 1976, 1977, 1978, 1979),

PARTITION partDecada80 VALUES IN (1980, 1981, 1982, 1983, 1984, 1985, 1986, 1987, 1988, 1989),

PARTITION partDecada90 VALUES IN (1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999),

PARTITION partDecada00 VALUES IN (2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006,

2007, 2008, 2009),

PARTITION partDecada10 VALUES IN (2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016,

2017, 2018, 2019)

);

Por hash: MySQL se encarga de distribuir las tuplas automáticamente usando una operación de módulo. Sólo hay que pasarle una columna o expresión que resulte en un entero (el hash) y el número de particiones que queramos crear.

ALTER TABLE contratos

PARTITION BY HASH(YEAR(fechaInicio))

PARTITIONS 7;

Por clave: similar a la partición por hash, pero en este caso no necesitamos pasarle un entero; MySQL utilizará su propia función de hash para generarlo. Si no se indica ninguna columna a partir de la que generar el hash, se utiliza la clave primaria por defecto.

ALTER TABLE contratos

PARTITION BY KEY()

PARTITIONS 7;

Compuesta: podemos combinar los distintos métodos de particionado y crear particiones de particiones

Por último, un pequeño ejemplo de cómo afectaría el particionado a una consulta sencilla como obtener el número total de tuplas que cumplen una condición. Estas son las estadísticas de la consulta sin particionado (ni índices)

EXPLAIN SELECT COUNT(*)

FROM contratos

WHERE fechaInicio BETWEEN '1950-01-01' AND '1955-12-31'

select_type	table	type	key	rows	Extra
SIMPLE	contratos	ALL		239796	Using where

Y este el resultado de añadir las particiones (nótese la palabra clave PARTITIONS para que nos muestre también la información relativa a las particiones)

EXPLAIN PARTITIONS SELECT COUNT(*)

FROM contratos                  

WHERE fechaInicio BETWEEN '1950-01-01' AND '1955-12-31'

select_type	table	partitions	type	key	rows	Extra
SIMPLE	contratos	partDecada50	ALL		8640	Using where

El número de tuplas que MySQL tiene que comprobar se ve disminuido en 2 órdenes de magnitud.

3.1.5 Espacios privados

Un «espacio privado» permite que los administradores y redactores gestionen el conjunto de datos del sitio. Algunas bases de datos tienen estos espacios privados llamados comúnmente paneles de control, que son formularios que aparecen al abrir la base de datos.

Los paneles de control sirven de "puerta principal" o "recibidor" de una base de datos en el sentido de que dirigen a las personas hacia determinadas tareas, como introducir o buscar datos. Sirven también para mantener alejados a los usuarios de las tablas que contienen los datos en tiempo real.

Cuando reciba una base de datos, debe adentrarse más allá del panel de control para averiguar cómo están estructurados los datos, pero merece la pena echar un vistazo inicial al panel de control. Le puede ofrecer algún indicio sobre las tareas que el diseñador de la base de datos consideró que realizarían los usuarios habitualmente con los datos.

Puede hacer clic en los vínculos del panel de control para ver qué objetos, como formularios e informes, abren.

3.1.6 Espacios para objetos

Espacios Para Objetos

Los DBMS se basan en archivos para almacenar datos, y estos archivos, o conjuntos de datos, residen en medios de almacenamiento, o dispositivos. Una buena parte del trabajo del DBA implicará la planificación para el almacenamiento real de la base de datos.

Algunas tecnologías de almacenamiento son más adecuadas que otras. Sin embargo, la naturaleza mecánica de la unidad de disco los hace más vulnerables al fracaso de los componentes de otro equipo. Además, las formas en que las unidades de disco son utilizados por las bases de datos pueden hacer que la gestión del almacenamiento impredecibles, como la barra lateral "Modern DBMS de uso de disco“ Puede usarse RAID para mejorar la seguridad de los datos.

Para aplicaciones de misión crítica la integridad de los datos puede ser más importante que la disponibilidad de datos. Si el soporte es poco fiable y un fallo de las causas de corrupción de datos, los datos perdidos puede ser más de un problema que el tiempo de inactividad. Es imperativo, por tanto, que las soluciones de almacenamiento de base de datos para protegerlos a toda costa. La recuperación de datos desde medios de almacenamiento lleva mucho más tiempo en completarse que la recuperación de datos desde la memoria caché o la memoria.

El rendimiento de la base de datos depende de la entrada y salida a disco. La cantidad de datos almacenados es mayor que nunca antes, y los datos se almacenados por más tiempo.

Algunos DBMS permiten al tamaño de los archivos temporales de expandirse y contraerse de forma automática. Dependiendo del tipo y la naturaleza de las operaciones de base de datos en proceso, esta fluctuación puede provocar picos de uso del disco

El crecimiento de la capacidad de almacenamiento aumenta aún más la complejidad de la gestión de datos y bases de datos. Muchas organizaciones están implementando nuevas tecnologías de almacenamiento, tales como almacenamiento en red (NAS) y redes de área de almacenamiento (SAN), para ayudar a controlar la cantidad cada vez mayor de almacenamiento necesario para los usos modernos. La gestión del almacenamiento en el entorno dinámico de hoy es una tarea difícil DBA.

Hay muchos problemas de almacenamiento que deben ser resueltos antes de que un DBA pueda crear una base de datos. Uno de los temas más importantes es la cantidad de espacio para permitir la base de datos.

El cálculo espacial debe tener en cuenta no sólo tablas, índices, sino también, y dependiendo del DBMS, el registro de transacciones. Cada una de estas entidades probablemente requerirá un archivo separado o conjunto de datos, para el almacenamiento persistente.

3.2. Segmentos

Un  segmento contiene un tipo específico de objetos de la base de datos, como por ejemplo una tabla. Un segmento está compuesto de extensiones que definen el tamaño disponible para el segmento. A medida que se llenan las extensiones se van añadiendo nuevas extensiones, es aquel espacio reservado por la base de datos, dentro de un datafile, para ser utilizado por un solo objeto. Así una tabla (o cualquier otro objeto) está dentro de su segmento, y nunca podrá salir de él, ya que si la tabla crece, el segmento también crece con ella.

Físicamente todo objeto en base de datos no es más que un segmento dentro de un datafile. Se puede decir que, un segmento es a un objeto de base de datos, lo que un datafile a un tablespace; el segmento es la representación física del objeto en base de datos (el objeto es solo una definición lógica).

Los segmentos son los equivalentes físicos de los objetos que almacenan datos. El uso efectivo de los segmentos requiere que el DBA conozca los objetos, que utiliza una aplicación, cómo los datos son introducidos en esos objetos y el modo en que serán recuperados.

Un segmento está constituido por secciones llamadas extensiones, que son conjuntos contiguos de bloques. Una vez que una extensión existente en un segmento no puede almacenar más datos, el segmento obtendrá del espacio de tabla otra extensión. Este proceso de extensión continuará hasta que no quede más espacio disponible en los ficheros del espacio de tablas, o hasta que se alcance un número máximo de extensiones por segmento.

Existen 5 tipos de segmento:

Ø  •De datos.

Ø  •De índices.

Ø  •De rollback.

Ø  •Temporales.

Ø  •De bootstrap.

3.3. Memoria Compartida.

La memoria compartida contiene todos los datos intervenidos, como:

Ø  Grupo de memorias intermedias

Ø  Tabla de bloqueos

Ø  Memoria intermedia del registro, que contiene las entradas del registro que esperan a ser volcadas en el almacenamiento estable

Ø  Planes de consulta en caché, que se pueden reutilizar si se envía de nuevo la misma consulta

La exclusión mutua se puede implementar por medio de funciones del sistema operativo llamadas semáforos. Implementaciones alternativas, con menos sobrecargas, utilizan instrucciones atómicas especiales soportadas por el hardware de la computadora; un tipo de instrucción atómica comprueba una posición de la memoria y la establece a uno automáticamente. Los mecanismos de exclusión mutua también se utilizan para implementar pestillos.

3.4. Instancias múltiples

Se llama instancia múltiple al hecho de poder ejecutar un programa más de una vez al mismo tiempo. Hay programas que no admiten más que una sola instancia, es decir que si ya se está ejecutando, por más que lo cliquees de nuevo en el icono o en el menú no aparecerá un nuevo ejemplar del programa. Con las bases de datos se complica un poco porque si un usuario modifica un registro que otro usuario tiene también abierto, la modificación que se haga en una instancia debe reflejarse de inmediato (actualizarse) en cualquier otra instancia abierta de la misma base de datos.

Sin embargo, en las bases de datos se puede seleccionar la opción en el diseño de la BD, y se reflejarán de inmediato las modificaciones en todas las instancias abiertas

En programación, una instancia se produce con la creación de un objeto perteneciente a una clase (se dice que se instancia la clase). El objeto que se crea tiene los atributos, propiedades y métodos de la clase a la que pertenece. Los objetos y sus características se usan en la construcción de programas, ya sea como contenedores de datos o como partes funcionales del programa. Los objetos también puede ser ocurrencia de las clases.

Unidad 4 Operación y mantenibilidad.(Investigación)

Unidad 4 - Operación y mantenibilidad.

En muchos DBMS la bitácora incluye todo tipo de consulta incluyendo aquellas que no modifican los datos.

La operación ROLLBACK está basada en el uso de una bitácora. El DBMS (Sistema Manejador de Bases de Datos) mantiene una bitácora o diario en cinta o en disco, comúnmente, en el cual se registran los detalles de todas las operaciones de actualización, en particular, los valores iniciales y final del objeto modificado. Por tanto, si resulta necesario anular alguna modificación específica, el sistema puede utilizar la entrada correspondiente de la bitácora para restaurar el valor original del objeto restaurado.

4.1.1. Funciones especifica de las bitácoras.

La estructura más ampliamente usada para grabar las modificaciones de la base de datos es la Bitácora. Cada registro de la bitácora escribe una única escritura de base de datos y tiene lo siguiente:

Ø  Nombre de la Transaccion

Ø  Valor antiguo

Ø  Valor Nuevo

Es fundamental que siempre se cree un registro en la bitácora cuando se realice una escritura antes de que se modifique la base de datos.

También tenemos la posibilidad de deshacer una modificación que ya se ha escrito en la base de datos, esto se realizará usando el campo del valor antiguo de los registros de la bitácora.

Los registros de la bitácora deben residir en memoria estable como resultado el volumen de datos en la bitácora puede ser exageradamente grande.

Las operaciones COMMIT y ROLLBACK establecen lo que se le conoce como punto de sincronización lo cual representa el límite entre dos transacciones consecutivas, o el final de una unidad lógica de trabajo, y por tanto al punto en el cual la base de datos esta (o debería estar) en un estado de consistencia. Las únicas operaciones que establecen un punto de sincronización son COMMIT, ROLLBACK y el inicio de un programa. Cuando se establece un punto de sincronización:

Se comprometen o anulan todas las modificaciones realizadas por el programa desde el punto de sincronización anterior.

Se pierde todo posible posicionamiento en la base de datos. Se liberan todos los registros bloqueados. Es importante advertir que COMMIT y ROLLBACK terminan las transacción, no el programa.

4.1.2 Recuperacion rollback

En tecnologías de base de datos, un rollback es una operación que devuelve a la base de datos a algún estado previo. Los Rollbacks son importantes para la integridad de la base de datos, a causa de que significan que la base de datos puede ser restaurada a una copia limpia incluso después de que se han realizado operaciones erróneas. Son cruciales para la recuperación de crashes de un servidor de base de datos; realizando rollback(devuelto) cualquier transacción que estuviera activa en el tiempo del crash, la base de datos es restaurada a un estado consistente.

En SQL, ROLLBACK es un comando que causa que todos los cambios de datos desde la última sentencia BEGIN WORK, o START TRANSACTION sean descartados por el sistema de gestión de base de datos relacional (RDBMS), para que el estado de los datos sea "rolled back"(devuelto) a la forma en que estaba antes de que aquellos cambios tuvieran lugar.

Una sentencia ROLLBACK también publicará cualquier savepoint existente que puediera estar en uso.

En muchos dialectos de SQL, ROLLBACKs son específicos de la conexión. Esto significa que si se hicieron dos conexiones a la misma base de datos, un ROLLBACK hecho sobre una conexión no afectará a cualesquiera otras conexiones. Esto es vital para el buen funcionamiento de la Concurrencia.

La funcionalidad de rollback está normalmente implementada con un Log de transacciones, pero puede también estar implementada mediante control de concurrencia multiversión.

En el proceso de “Rollback”, SQL Server comienza a hacer un rollback de todas las transacciones que no fueron confirmadas además de las que fueron rechazadas, dejando de esta manera la base de datos en un estado consistente.

Este proceso de recuperación en algunos casos puede tardar mucho tiempo debido a la gran cantidad de información que tienen que replicar desde el log de transacciones. Es por eso que la frecuencia con la que se hacen los checkpoints dentro de la base de datos es crucial para el tiempo que tardara el servidor en ejecutar el proceso de recuperación.

Adicionalmente cabe mencionar que en algunas pocas ocasiones el terminar el servicio de SQL Server de manera inesperada puede causar corrupciones de datos, y esto sí es grave debido a que en algunos casos puede ser recuperable la información, pero siempre con un riesgo de perder algo de data, y en otros no es posible arreglar la base de datos, entonces lo único que queda en estas situaciones es la restauración de backups y es ahí donde si se tiene una buena estrategia de backups se puede llegar a recuperar absolutamente toda la información hasta el momento del desastre.

4.1.3 Permanencia commit

 En cualquier momento, el programa podría decidir que es necesario hacer fallar la transacción, con lo que el sistema deberá revertir todos los cambios hechos por las operaciones ya hechas. En el lenguaje SQL se denomina COMMIT a aplicar_cambios y ROLLBACK a cancelar_cambios.

Las transacciones suelen verse implementadas en sistemas de bases de datos y, más recientemente, se han visto incorporadas a como gestiona un sistema operativo la interacción con un sistema de archivos (como varias características de las bases de datos, debido a que son muy similares arquitectónicamente).

Una sentencia COMMIT en SQL finaliza una transacción de base de datos dentro de un sistema gestor de base de datos relacional (RDBMS) y pone visibles todos los cambios a otros usuarios. El formato general es emitir una sentencia BEGIN WORK, una o más sentencias SQL, y entonces la sentencia COMMIT. Alternativamente, una sentencia ROLLBACK se puede emitir, la cual deshace todo el trabajo realizado desde que se emitió BEGIN WORK. Una sentencia COMMIT publicará cualquiera de los savepoints(puntos de recuperación) existentes que puedan estar en uso.

En términos de transacciones, lo opuesto de commit para descartar los cambios "en tentativa" de una transacción, es un rollback.

4.2 Definición de los modos de operación de un DBMS. (alta, baja, recovery)

El sistema de gestión de bases de datos es esencial para el adecuado funcionamiento y manipulación de los datos contenidos en la base. Se puede definir como: "El Conjunto de programas, procedimientos, lenguajes, etc. que suministra, tanto a los usuarios no informáticos como a los analistas, programadores o al administrador, los medios necesarios para describir, recuperar y manipular los datos almacenados en la base, manteniendo su integridad, confidencialidad y seguridad".

Las funciones esenciales de un SGDB son la descripción, manipulación y utilización de los datos.

Descripción: Incluye la descripción de: Los elementos de datos, su estructura, sus interrelaciones, sus validaciones. Tanto a nivel externo como lógico global e interno esta descripción es realizada mediante un LDD o Lenguaje de Descripción de Datos.

Manipulación: Permite: Buscar, Añadir, Suprimir y Modificar los datos contenidos en la Base de Datos.

La manipulación misma supone: Definir un criterio de selección, Definir la estructura lógica a recuperar, Acceder a la estructura física. Esta manipulación es realizada mediante un LMD o Lenguaje de Manipulación de Datos.

Utilización: La utilización permite acceder a la base de datos, no a nivel de datos sino a la base como tal, para lo cual: Reúne las interfaces de los usuarios y suministra procedimientos para el administrador.

En términos ideales, un DBMS debe contar con estas funciones, sin embargo, no todos las poseen, así existen algunos manejadores que no cumplen la función de respaldo o de seguridad, dejándola al usuario o administrador; sin embargo un DBMS que sea completo y que deba manejar una base de datos multiusuario grande, es conveniente que cuente con todas estas operaciones.

4.3 Comandos de activación de los modos de operación

 Los índices son "estructuras" alternativa a la organización de los datos en una tabla. El propósito de los índices es acelerar el acceso a los datos mediante operaciones físicas más rápidas y efectivas. Para entender mejor la importancia de un índice pongamos un ejemplo; imagínate que tienes delante las páginas amarillas, y deseas buscar el teléfono de Manuel Salazar que vive en Alicante. Lo que harás será buscar en ese pesado libro la población Alicante, y guiándote por la cabecera de las páginas buscarás los apellidos que empiezan por S de Salazar. De esa forma localizarás más rápido el apellido Salazar. Pues bien, enhorabuena, has estado usando un índice.

4.4. Manejo de indices

 En MySQL se tienen dos tipos de índices, los cuales son:

Índices agrupados

Los índices agrupados, definen el orden en que almacenan las filas de la tabla (nodos hoja/página de datos de la imagen anterior). La clave del índice agrupado es el elemento clave para esta ordenación; el índice agrupado se implementa como una estructura de árbol b que ayuda a que la recuperación de las filas a partir de los valores de las claves del índice agrupado sea más rápida. Las páginas de cada nivel del índice, incluidas las páginas de datos del nivel hoja, se vinculan en una lista con vínculos dobles. Además, el desplazamiento de un nivel a otro se produce recorriendo los valores de claves.

Consideraciones para usar índices agrupados

Ø  Columnas selectivas

Ø  columnas afectadas en consultas

Ø  Columnas accedidas "secuencialmente"

Ø  Columnas implicadas en JOIN, GROUP BY

Ø  Acceso muy rápido a filas: lookups

Indices No Agrupados

Los índices no agrupados tienen la misma estructura de árbol b que los índices agrupados, con algunos matices; como hemos visto antes, en los índices agrupados, en el último nivel del índice (nivel de hoja) están los datos; en los índices no-agrupados, en el nivel de hoja del índice, hay un puntero a la localización física de la fila correspondiente en el índice agrupado. Además, la ordenación de las filas del índice está construida en base a la(s) columna(s) indexadas, lo cual no quiere decir (a diferencia de los índices agrupados), que la organización física de las páginas de datos corresponda con el índice.

Consideraciones para usar índices agrupados

4.4.1 Tipos de indices

 En MySQL se tienen dos tipos de índices, los cuales son:

Índices agrupados

Los índices agrupados, definen el orden en que almacenan las filas de la tabla (nodos hoja/página de datos de la imagen anterior). La clave del índice agrupado es el elemento clave para esta ordenación; el índice agrupado se implementa como una estructura de árbol b que ayuda a que la recuperación de las filas a partir de los valores de las claves del índice agrupado sea más rápida. Las páginas de cada nivel del índice, incluidas las páginas de datos del nivel hoja, se vinculan en una lista con vínculos dobles. Además, el desplazamiento de un nivel a otro se produce recorriendo los valores de claves.

Consideraciones para usar índices agrupados

Ø  ·         Columnas selectivas

Ø  ·        columnas afectadas en consultas

Ø  ·         Columnas accedidas "secuencialmente"

Ø  ·         Columnas implicadas en JOIN, GROUP BY

Ø  ·         Acceso muy rápido a filas: lookups

Indices No Agrupados

Los índices no agrupados tienen la misma estructura de árbol b que los índices agrupados, con algunos matices; como hemos visto antes, en los índices agrupados, en el último nivel del índice (nivel de hoja) están los datos; en los índices no-agrupados, en el nivel de hoja del índice, hay un puntero a la localización física de la fila correspondiente en el índice agrupado. Además, la ordenación de las filas del índice está construida en base a la(s) columna(s) indexadas, lo cual no quiere decir (a diferencia de los índices agrupados), que la organización física de las páginas de datos corresponda con el índice.

Consideraciones para usar índices agrupados

4.4.2 Reorganización de indices

  Un paquete puede usar la tarea Reorganizar índice para reorganizar los índices de una base de datos individual o de varias bases de datos. Si la tarea solo reorganiza los índices de una base de datos individual, puede elegir las vistas o las tablas cuyos índices reorganiza la tarea. La tarea Reorganizar índice también incluye la opción de compactar datos de objetos grandes. Los datos de objetos grandes son datos de tipo image, text, ntext, varchar(max), nvarchar(max), varbinary(max) o xml.

La tarea Reorganizar índice encapsula la instrucción ALTER INDEX de Transact-SQL. Si elige compactar datos de objetos grandes, la instrucción utiliza la cláusula REORGANIZE WITH (LOB_COMPACTION = ON); en caso contrario, se establece LOB_COMPACTION en OFF

Dentro de las tareas habituales de Mantenimiento de las Bases de Datos se encuentran aquellas destinadas al control y respaldo de las mismas como ser: Control de Integridad, Chequeo de Consistencia, Copias de Seguridad o Compactación de las bases.

Pero también es necesario ejecutar trabajos de mantenimiento cuyos objetivos sean el de mantener la performance de las bases de datos y evitar su degradación.

Esos trabajos son la Reorganización de Índices y la Actualización de Estadísticas.

Estos trabajos son independientes del estado de la base de datos. Puede ocurrir que a la base le falten estudios de optimización pero, al menos, mantendremos la performance actual.

Si la base se encuentra optimizada, entonces más aún, son necesarios para evitar la degradación producto del uso continuo.

Cualquiera de estos trabajos deben realizarse fuera de línea por motivos de: alto consumo de recurso y bloqueo de las tablas en el momento de ejecución.

Las tablas que contienen índices al ser actualizadas o por inserción de nuevos datos, generan fragmentación de estos índices. Estas fragmentaciones conllevan a la pérdida de performance al acceder a ellas.

La instrucción DBCC DBREINDEX reorganiza el índice de una tabla o todos los índices definidos para una tabla. La reorganización de realiza dinámicamente sin necesidad de conocer la estructura de la misma o las restricciones que ella tenga. Por lo tanto no es necesario conocer si una tabla tiene clave primaria o si esta clave es única y además pertenece a algún índice, ya que la reorganización no necesita eliminar y recrear éstas restricciones para realizar su trabajo.

La sintaxis de esta instrucción es:

DBCC DBREINDEX

   (   ’basededatos.dueño.nombre_de_tabla‘ 

           [ , índice

               [ , fillfactor ]

           ]

   )   [ WITH NO_INFOMSGS ]

Fillfactor es el porcentaje de espacio de página destinado a ser ocupado. El valor definido reemplaza al que fue generado en el momento de la creación del índice. Si se quiere mantener el valor original, entonces se utiliza el valor 0.

WITH NO_INFOMSGS se suprimen los mensajes generados en la ejecución.

No es necesario conocer los nombres de todos los índices de todas las tablas, ya que si utilizamos la instrucción de la siguiente forma:

DBCC RBINDEX (Movimientos, ‘’, 0)

Se reorganizarán todos los índices que contengan la tabla Movimientos, conservándose el fillfactor original de cada índice en particular.

Una de las formas de utilizarlo es, escribir un script con una sentencia DBCC RBINDEX por cada tabla que necesitemos reorganizar y agendarlas en forma periódica mediante un trabajo de mantenimiento dentro de algún horario disponible.

Por lo tanto, la recomendación será: elegir las tablas más accedidas y/o actualizadas, y reorganizarlas una vez entre semana. Para reorganizar todas las tablas que contengan índices se utiliza el mismo concepto, pero dentro de un procedimiento que recorra todas la tablas de la base y las reorganice, sin necesidad que escribamos todas la tablas que contiene la base de datos. Estos procedimientos se pueden encontrar en el Forum bajo el nombre de Tips, y la idea es generar un trabajo de mantenimiento que se ejecute, por ejemplo, en el fin de semana

4.4.3 Reconstrucción de indices

Es importante periódicamente examinar y determinar qué índices son susceptibles de ser reconstruidos. Cuando un Índice está descompensado puede ser porque algunas partes de Éste han sido accedidas con mayor frecuencia que otras. Como resultado de este suceso podemos obtener problemas de contención de disco o cuellos de botella en el sistema. Normalmente reconstruimos un Índice con el comando ALTER INDEX.

Es importante tener actualizadas las estadísticas de la base de datos. Para saber si las estadísticas se están lanzando correctamente podemos hacer una consulta sobre la tabla dba_indexes y ver el campo last_analyzed para observar cuando se ejecutaron sobre ese Índice las estadísticas.

SELECT index_name, last_analyzed
FROM dba_indexed
WHERE table_owner=’nb_usuario’

Nota: Siendo nb_usuario el nombre del esquema del usuario para el que queramos validar las estadísticas. (Lanzar con usuario SYS)

Para actualizar las estadísticas utilizamos el paquete DBM_STATS. Podemos actualizar las estadísticas de todos los objetos de un esquema de la siguiente forma:

Execute DBMS_STATS.gather_schema_stats(‘Esquema’);

Nota: Sustituimos esquema por el nombre de nuestro esquema a actualizar (lanzar con usuario SYS)

Una vez actualizadas las estadísticas de los Índices de la base de datos lanzamos la siguiente consulta:

SELECT index_name, blevel,
DECODE(blevel,0,'OK BLEVEL',1,'OK BLEVEL',2,
'OK BLEVEL',3,'OK BLEVEL',4,'OK BLEVEL','BLEVEL HIGH') OK
FROM dba_indexes where table_owner='Propietario';

Nota: Sustituimos Propietario por el esquema o propietario que queramos verificar (lanzar con usuario SYS)

Con esta sentencia obtendremos el nombre del Índice, el blevel y si es correcto.

INDEX_NAME	BLEVEL	OK
INX_CUENTA	1	OK BLEVEL
INX_TRABAJO	0	OK BLEVEL
INX_DINERO		BLEVEL HIGH

Los Índices que deberíamos de reconstruir son los que en la columna ok aparecen como BLEVEL HIGH.

Blevel (branch level) es parte del formato del B-tree del Índice e indica el número de veces que ORACLE ha tenido que reducir la búsqueda en ese Índice. Si este valor está por encima de 4 el Índice deberá de ser reconstruido.

Comando ALTER INDEX

Como hemos comentado esta sentencia se utiliza para cambiar o reconstruir un Índice existente en la base de datos.

Para poder ejecutar este comando el Índice debe de estar en el propio esquema donde intentes ejecutarlo o deberías de tener el privilegio alter any index. También tenemos que tener en cuenta que para realizar la reconstrucción de un Índice deberíamos de tener cuota suficiente sobre el tablespace que lo lanzamos.
 

Para reconstruir un Índice bastaría con lazar la siguiente sentencia:

ALTER INDEX REBUILD;

Para reconstruir una partición de un Índice podríamos hacer lo siguiente

ALTER INDEX REBUILD PARTITION NOLOGGING;

Nota: En algunos casos cuando alguno de los Índices tiene algún tipo de corrupción no es posible reconstruirlo. La solución en este caso es borrar el Índice y recrearlo. 

3. Proyecto Universidad | App GestionAcademica

Proyecto Universidad con app GestionAcademica

Empecemos por crear el proyecto Universidad y aplicación GestionAcademica, utiliza el comando:

Para crear proyecto:

django-admin startproject nombre_proyecto

Para crear aplicación:

django-admin startapp nombre_app

Damos de alta la app GestionAcademica en la sección Universidad/settings/INSTALLED_APPS, así indicamos que nuestra app trabaje con el proyecto, agrega lo siguiente:

Modelo

Ahora creamos el modelo que contiene tres tablas Alumno, Curso y Matricula

Código:

# -*- coding: utf-8 -*-
from __future__ import unicode_literals

from django.db import models
# Create your models here.

class Alumno(models.Model):
    ApellidoPaterno = models.CharField(max_length= 35)
    ApellidoMaterno = models.CharField(max_length= 35)
    Nombres = models.CharField(max_length= 35)
    DNI = models.CharField(max_length= 8)
    FechaNacimiento = models.DateField()
    SEXOS = (('F','Femenino'),('M','Masculino'))
    sexo = models.CharField(max_length= 1,choices= SEXOS, default='M')

    def NombreCompleto(self):
        cadena="{0} {1} , {2}"
        return cadena.format(self.ApellidoPaterno,self.ApellidoMaterno,self.Nombres)

    def __str__(self):
        return self.NombreCompleto()


class Curso(models.Model):
    Nombre = models.CharField(max_length= 50)
    Creditos = models.PositiveSmallIntegerField(default= 1)
    Estado = models.BooleanField(default= True)
    def __str__(self):
        return "{0} -> ({1})".format(self.Nombre,self.Creditos)


class Matricula(models.Model):
    Alumno = models.ForeignKey(Alumno,null= False,blank = False,on_delete=models.CASCADE)
    Curso = models.ForeignKey(Curso,null= False,blank = False,on_delete=models.CASCADE)
    FechaMatricula = models.DateTimeField(auto_now_add = True)

    def __str__(self):
        cadena="{0} inscrito en: {1}"
        return cadena.format(self.Alumno,self.Curso.Nombre)

Dimos formato de presentación con el metodo __str__

Con esto se presentara con "nombre del curso" seguido de total de "créditos".

Ahora en Universidad/admin.py se agrega los modelos.

Código:

# -*- coding: utf-8 -*-
from __future__ import unicode_literals

from django.contrib import admin

# Register your models here.
from.models import Alumno
from.models import Curso
from.models import Matricula


admin.site.register(Alumno)
admin.site.register(Curso)
admin.site.register(Matricula)

Una vez terminado, vamos a crear los modelos y migrar.

python manage.py makemigrations

python manage.py migrate

Ahora si corremos el servidor con el comando python manage.py runserver. 

Haz creado con éxito en tu navegador ingresa a la siguiente dirección http://127.0.0.1:8000/.

Para administrar, modificar y agregar los datos en nuestra base de datos, vamos a crear un superusuario.

python manage.py createsuperuser 

De nuevo corre el servidor y ve a http://127.0.0.1:8000/admin, con tu usuario y contraseña que registraste.

Visualizamos nuestra aplicación con nuestros 3 modelos.

Tablas

Nos quedara de esta manera:

Alumno

Con el método __str__

Como podemos ver utilizamos el método y visualizamos en el orden que vemos.

Curso

Matricula

3. Aplicación egresados

Realizamos la creación de un proyecto alumnos y aplicación egresados. 

Comando: django-admin startproject nombre_proyecto

Comando: django-admin startproject nombre_aplicacion

Una vez hecho esto, realiza el modelo en el editor pycharm como se muestra y agregamos a installed_apps 'egresados' la app:

Código:

# -*- coding: utf-8 -*-
from __future__ import unicode_literals

from django.db import models
import os
BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
class egresados(models.Model):
    Num_cont = models.CharField(max_length=10, primary_key=True, null=False,
                                verbose_name="Numero de control")
    Nombre = models.CharField(max_length=50)
    Apellido = models.CharField(max_length=30)
    SEXO = (('F', 'Femenino'), ('M', 'Masculino'), ('N','Ninguno'))
    sexo = models.CharField(max_length=1, choices = SEXO, default ='ninguno')
    Edad = models.IntegerField(help_text='Mayor de Edad')
    Fecha_nacimiento = models.DateField()
    CARRERA_CHOICES = (
    ('CP','Contador Publico'),
    ('IA','Ing. Ambiental'),
    ('IC','Ing. Civil'),
    ('IE','Ing. Electronica'),
    ('IME', 'Ing. Electromecanica'),
    ('ISC', 'Ing. en Sistemas Comp.'),
    ('IGE', 'Ing. en Gestion Empresarial.'),
    ('LAE', 'Lic. en Administración de Empresas'),
    ('IE','Ing. Quimica'),
    ('IM', 'Ing. Mecatronica')
    )
    carrera_choices = models.CharField(max_length=35, choices=CARRERA_CHOICES, default='IS')
    Activo = models.BooleanField(verbose_name= 'Trabaja actualmente',help_text='Marca si es asi')
    Trabajo = models.BooleanField(verbose_name= 'Trabaja en el area de su carrera')
    Lugar_de_trabajo = models.CharField(max_length=50, null = True, default='Ninguno')

    Ingreso_Mensual = models.IntegerField(null = True)
    Telefono = models.CharField(max_length=12)
    email = models.EmailField()
    Domicilio = models.TextField()
    Foto = models.ImageField(db_column="image",upload_to=BASE_DIR+"/media/imagenes",
                             verbose_name="Subir Imagen",default="")
    Archivo = models.FileField(db_column="File",upload_to= BASE_DIR+"/media/archivos",
                             verbose_name="Subir Archivo", default="")

Editor:

Para que nos guarde la imagen en una carpeta, se ingresa el siguiente código en alumnos/settings.py, puede ir al final mientras no interfiere con el resto:

Código:

MEDIA_ROOT = '/'
MEDIA_URL = '/media/'

Para tener el url y ver la imagen, en alumnos/urls.py:

Código:

from django.conf.urls import url
from django.contrib import admin
from django.conf import settings
from django.conf.urls.static import static

urlpatterns = [
    url(r'^admin/', admin.site.urls),
]

if settings.DEBUG:
   urlpatterns+= static(settings.MEDIA_URL, document_root=settings.MEDIA_ROOT)

Para crear el modelo, por consola ejecutamos los siguientes comandos:

 python manage.py makemigrations

python manage.py migrate

No olvides agregar el modelo en egresados/admin.py, se agrega en esta ocasiona el 

código:

# -*- coding: utf-8 -*-
from __future__ import unicode_literals

from django.contrib import admin

from.models import egresados
admin.site.register(egresados)

Ya terminado, ahora corremos el servidor:

python manage.py runserver

Ve a la dirección: http://127.0.0.1:8000/admin/, y accede. No olvides crear usuario por consola con el siguiente comando:

python manage.py createsuperusuario

Como se muestra ya esta nuestro modelo 'egresados'.

Registramos datos:

Opciones que se muestran, en caso del campo sexo, si no seleccionamos, entonces por default se queda en ninguno.

Para subir una imagen o archivo:

Ya tenemos en carpetas separadas lo que va en Imagen y Archivo.

Se muestra una dirección donde esta la imagen o archivo, damos click se abre la imagen.

Nos redirige y podemos verla en el navegador.