Actividad de Aprendizaje 1. Bases de Datos

BASES DE DATOS 1. INTRODUCCIÓN: Esta es la tarea número uno de la materia, en ella identificaremos identifi caremos y describiremos describirem os tres tipos de bases de datos, las cuales son: MySQL, PostgreSQL y Oracle. Describiendo los componentes y características de cada uno de ellos, el tipo de modelo de base de datos que utilizan, el tipo de tablas, objetos, usuarios, tamaño máximo de la base de datos y las características que son necesarias para ser implantada por alguna empresa comercial.

2. MySQL. MySQL es un sistema de manejo, creación y gestión de base de datos open source que cuenta con un completo sistema multihilo, que ofrece un soporte completo para diferentes formas de manera eficiente y veloz, permitiendo acceder a todos los campos que resguardan los datos de trabajo. COMPONENTES: El servidor MySQL opera en un ambiente de red donde interoperan clientes con servidores. Los clientes y servidores funcionan o son hospedados en ordenadores a los cuales se los llama anfitriones. El anfitrión, entonces, es el conjunto de componentes electrónicos que conforman el ordenador lo cuales son controlados por un sistema operativo. Los componentes clientes y servidores son los programas que operan en los anfitriones para darnos un servicio. En este caso, los servidores y clientes nos proporcionan el servicio de una base de datos. La base de datos MySQL contiene los siguientes componentes: 

mysqld: es el corazón de MySQL. Es el programa servidor el cual proporciona las bases de datos que se encuentran en memoria o en el disco duro. En los sistemas operativos Windows NT, 2000 o XP el servidor MySQL son los programas mysqld-nt o mysql-max-nt. Este último provee soporte para tablas BDB.

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Entre los clientes tenemos: 

MySQLCC: Ésta interfaz gráfica permite controlar todos los aspectos del servidor MySQL. Permite crear bases de datos, tablas, usuarios, cambiar permisos, acceder y cambiar la información almacenada, etc., de una forma muy intuitiva y muy fácil. Tiene todas las opciones y tiene mejoras de la interfaz de texto mysql. Ésta aplicación debe ser descargada independientemente.



mysql: Ésta interfaz de texto permite también controlar todos los aspectos del servidor pero la interfaz es solamente texto. Permite leer instrucciones del usuario por medio del teclado como también puede leer archivos que contienen instrucciones. Ésta es la aplicación más usada por los programadores para controlar la base de datos. Son aplicaciones de texto que funcionan en la consola.



mysqlimport mysqlimpor t permite importar datos a través de archivos de texto. Provee una interfaz de texto para los comandos LOAD, DATA, INFILE.



mysqldump permite hacer copias o respaldos de la información almacenada para restaurarlos en el mismo servidor o para exportarlo a otros servidores.



mysqladmin permite administrar el servidor con una interfaz gráfica y de una forma muy sencilla



mysqlcheck permite revisar la salud de la base de datos. datos. Permite también reparar dichas bases si fuera necesario.

Aplicaciones Aplicaciones que trabajan trabajan independie independientemente ntemente del servidor servidor MySQL 

myisamchk revisa las tablas y realiza operaciones de reparación.



myisampack crea versiones comprimidas de solo-lectura solo-lectur a de tablas MyISAM

CARACTERÍSTICAS: 

Cuenta con la capacidad de realizar tareas multiprocesador, debido a que posee la opción de trabajo multihilo.











Aplicación con una portabilidad sobresaliente. sobresalient e.



Capacidad de soportar hasta 32 índices de tablas diferentes.



Alto nivel de seguridad que permite gestionar varios usuarios con login login y contraseñas individuales.

TIPO DE MODELO DE BASE DE DATOS: Utiliza el modelo relacional, que es un modelo de datos basado en la lógica de predicados y en la teoría de conjuntos. TIPO DE TABLAS, OBJETOS, USUARIOS, TAMAÑO MÁXIMO DE LA BASE DE DATOS Y CARACTERÍSTICAS NECESARIAS PARA SER IMPLANTADA EN UNA EMPRESA COMERCIAL. Cada vez que tengamos que crear una tabla que sirva para almacenar datos de una aplicación Web, debemos poner a prueba nuestra capacidad para definir los tipos de datos que con mayor eficiencia puedan almacenar cada dato que necesitemos guardar. Los campos de las tablas MySQL nos dan la posibilidad de elegir entre tres grandes tipos de contenidos: 

Datos numéricos,



Datos para guardar cadenas de caracteres (alfanuméricos) (alfanumérico s) y



Datos para almacenar fechas y horas.

Datos numéricos La diferencia entre uno y otro tipo de dato es simplemente el rango de valores que puede contener. Dentro de los datos numéricos, podemos distinguir dos grandes ramas: enteros y enteros y decimales. decimales.









Figura 1. Opciones para almacenar datos numéricos enteros en MySQL. Valores sin signo Existe la posibilidad de duplicar el el límite de valor máximo positivo de cada tipo de dato, si eliminamos la posibilidad de almacenar valores negativos (Figura 2).

Figura 2. Opciones para almacenar datos numéricos enteros en MySQL sin valores negativos. Números con decimales Estos tipos de datos son necesarios para almacenar precios, salarios, importes de cuentas bancarias, etc. que no son enteros. Tenemos que tener en cuenta que si bien estos tipos de datos se llaman "de coma flotante", por ser la coma el separador entre la parte entera y la parte decimal, en realidad MySQL los almacena usando un punto como separador. En esta categoría, disponemos de tres tipos de datos: FLOAT, DOUBLE y









La estructura con la que podemos declarar un campo FLOAT implica definir dos valores: la longitud total (incluyendo los decimales y la coma), y cuántos de estos dígitos son la parte decimal. Por ejemplo: FLOAT (6.2) La cantidad de decimales (el segundo número entre los paréntesis) debe estar entre 0 y 24, ya que ése es el rango de precisión simple. En cambio, en el tipo de dato DOUBLE, al ser de doble precisión, sólo permite que la cantidad de decimales se defina entre 25 y 53. Debido a que los cálculos entre campos en MySQL se realizan con doble precisión (la utilizada por DOUBLE) usar FLOAT, que es de simple precisión, puede traer problemas de redondeo y pérdida de los decimales restantes. Por último, DECIMAL es ideal para almacenar valores monetarios, donde se requiera menor longitud, pero la "máxima exactitud" (sin redondeos). Este tipo de dato le asigna un ancho fijo a la cifra que almacenará. El máximo de dígitos totales para este tipo de dato es de 64, de los cuales 30 es el número de decimales máximo permitido. Más que suficientes para almacenar precios, salarios y monedas. Datos alfanuméricos Para almacenar datos alfanuméricos (cadenas de caracteres) en MySQL poseemos los siguientes tipos de datos: CHAR



VARCHAR



BINARY











BLOB



TEXT



MEDIUMBLOB



MEDIUMTEXT



LONGBLOB



LONGTEX



ENUM



SET



Datos de fecha y hora. En MySQL, poseemos varias opciones para almacenar datos referidos a fechas y horas. DATE El tipo de dato DATE nos permite almacenar fechas en el formato: AAAA-MM-DD (los cuatro primeros dígitos para el año, año, los dos siguientes para el mes, mes, y los últimos dos para el día). día). DATETIME DATETIME nos permitirá almacenar información acerca Un campo definido como DATETIME nos de un instante de tiempo, pero no sólo la fecha sino también su horario, en el formato: AAAA-MM-DD HH:MM:SS TIME Este tipo de cambio permite almacenar horas, minutos y segundos, en el formato HH:MM:SS, HH:MM:SS, y su rango permitido va desde - 839:59:59 839:59:59 hasta 839:59:59 839:59:59 (unos 35 días hacia atrás y hacia adelante de la fecha actual). Esto lo hace ideal para calcular tiempos transcurridos entre dos momentos cercanos.











TIMESTAMP TIMESTAMP sirve para almacenar Un campo que tenga definido el tipo de dato TIMESTAMP una fecha y un horario, de manera similar a DATETIME, pero su formato y rango de valores serán diferentes. El formato de un campo TIMESTAMP puede variar entre tres opciones: AAAA-MM-DD AAAA-MM-DD HH:MM:SS AAAA-MM-DD AAAA-MM-DD AA-MM-DD YEAR YEAR, podremos almacenar un año, tanto En caso de definir un campo como YEAR, utilizando dos como cuatro dígitos. El usuario 'root', es el administrador, y dispone de todos los privilegios disponibles en MySQL. Sin embargo, normalmente no será una buena práctica dejar que todos los usuarios con acceso al servidor tengan todos los privilegios. Para conservar la integridad de los datos y de las estructuras será conveniente que sólo algunos usuarios puedan realizar determinadas tareas, y que otras, que requieren mayor conocimiento sobre las









En MySQL existen cinco niveles distintos de privilegios: Globales: se aplican al conjunto de todas las bases de datos en un servidor. Es el nivel más alto de privilegio, en el sentido de que su ámbito es el más general. De base de datos: se refieren a bases de datos individuales, y por extensión, a todos los objetos que contiene cada base de datos. De tabla: se aplican a tablas individuales, y por lo tanto, a todas las columnas de esas tabla. De columna: se aplican a una columna en una tabla concreta. De rutina: se aplican a los procedimientos almacenados. Aún no hemos visto nada sobre este tema, pero en MySQL se pueden almacenar procedimientos consistentes en varias consultas SQL. En MySQL 5.0, usando el motor de almacenamiento MyISAM, el máximo tamaño de las tablas es de 65536 terabytes (256 ^ 7 - 1 bytes). Por lo tanto, el tamaño efectivo máximo para las bases de datos en MySQL usualmente los determinan los límites de tamaño de ficheros del sistema operativo, y no por límites internos de MySQL. Para implementar MySQL en una empresa comercial se necesita definir la función por la cual es necesario el uso de esta base de datos, no debemos olvidar que esta BD es open source, la empresa deberá pagar un licenciamiento acorde a sus necesidades y contratar personal especializado en el manejo de este tipo de bases de datos, estas son









3. PostgreSQL. PostgreSQL es un sistema de gestión de bases de datos relacional orientado a objetos y libre, publicado bajo la licencia PostgreSQL, similar a la BSD o la MIT. Como muchos otros proyectos de código abierto, el desarrollo de PostgreSQL no es manejado por una empresa o persona, sino que es dirigido por una comunidad de desarrolladores que trabajan de forma desinteresada, altruista, libre o apoyados por organizaciones comerciales. Dicha comunidad es denominada el PGDG (PostgreSQL Global Development Group). PostgreSQL no tiene un gestor de defectos, haciendo muy difícil conocer el estado de sus defectos. CARACTERÍSTICAS: La última serie de producción es la 9.1. Sus características técnicas la hacen una de las bases de datos más potentes y robustas del mercado. Su desarrollo comenzó hace más de 16 años, y durante durant e este tiempo, estabilidad, potencia, potenc ia, robustez, facilidad f acilidad de administración e implementación de estándares han sido las características que más se han tenido en cuenta durante su desarrollo. PostgreSQL funciona muy bien con grandes cantidades de datos y una alta concurrencia de usuarios accediendo a la vez al sistema. Algunas de las características características generales más importantes importantes y soportadas soportadas por PostgreSQL son:











Regionalización por columna



Multi-Version Multi-Ver sion Concurrency Control (MVCC)



Múltiples métodos de autentificación



Acceso encriptado vía SSL

SE-postgres





Completa documentación



Licencia BSD



Disponible para Linux y UNIX en todas sus variantes (AIX, BSD, HP-UX, SGI SGI IRIX, Mac OS X, Solaris, Tru64) y Windows 32/64bit.

COMPONENTES: El Libpq es el responsable de manipular las comunicaciones entre la aplicación cliente y el postmaster (servicio del PostgreSQL en el servidor). El server está compuesto por 2 grandes subsistemas, el “Postmaster” que es el responsable de aceptar las comunicaciones con el cliente y autentificar y dar acceso. El “Postgre” se encarga de la administración de los querys y comandos enviados por el

cliente. PostgreSQL trabaja bajo el concepto de “process per user”, eso significa un solo procesos cliente por conexión. Tanto el Postmaster como el Postgre deben estar juntos en el mismo servidor siempre. El Storage Manager es responsable de la administración general de almacenamiento de los datos, controla todos los trabajos del back-end incluido la administración del buffer, archivos, bloqueos y control de la consistencia de la









Cuando se necesita guardar data muy grande (un video por ejemplo) la data es comprimida y partida en pequeñas “filas” que se guardan en una tabla paralela, esto es

transparente para el usuario. Las páginas contienen “items” los cuales apuntan a tuplas o entradas de índices

junto con metadata. metadata. Para el caso de PostgreSQL PostgreSQL las operaciones operaciones de R/W primero se consulta al Buffer Manager (memoria RAM) si contiene la página. PostgreSQL posee un solo “Storage Manager” (MySql tiene 5 o más por ejemplo),

este está compuesto por varios módulos que proveen administración de las transacciones y acceso a los objetos de la base de datos. Los módulos se programaron bajo 3 lineamientos bien claros: 

Manejar transacciones sin necesidad de escribir código complejo de recuperación en caso de caídas.



Mantener versiones históricas de la data bajo el concepto de “graba una vez, lee muchas veces”.



Tomar las ventajas que ofrece el hardware especializado como multiprocesadores, memoria no volátil, etc.

Los módulos que componen el Storage Manager son: 

Transaction Transactio n System



Relational Storage



Time Management











Existe un “tiempo de acceso” para llegar a la data (sea read o write) que depende de:



Tiempo de búsqueda del OS en mover los brazos del disco duro.



Tiempo de rotación de los discos para que el brazo encuentre la posición posición física donde está la data.



Tiempo de transferencia de R/W de la data del disco a la memoria.

Hay que buscar que reducir este tiempo para que el acceso a la data sea más rápido. Cada tipo de búsqueda tienen un tipo de índice adecuado para trabajarla, básicamente un índice es un “archivo” donde esta parte de la data y estructura de una tabla con las “search key” de búsqueda.

La forma clásica es buscar por extremos y medios (búsqueda binaria), pero esto hace que sea altamente costosa la búsqueda, entonces es preferible organizar los índices en estructuras más eficientes como los árboles. El control de concurrencia es el que asegura que muchos usuarios puedan acceder a la









Bajo MVCC las transacciones ven una imagen de la data al momento de iniciarla (para ello la data se versiona con un timestamp), esto protege la transacción de inconsistencia de data cuando llegan 2 operaciones de R/ W sobre la misma. En simple el MVCC nunca modifica o elimina la data, nuevas filas de información de van añadiendo conforme se crea o actualiza la data y se marca la anterior como “no visible”,

cuando se desea eliminar un dato igualmente se añade una fila de data y se marca como “no visible” al mismo tiempo. La data nunca es “visible” por otros usuarios hasta que no sea “commiteada”.

La principal ventaja es que las operaciones de R nunca bloquean a las de W, y viceversa, podemos obtener backups en caliente sin bloquear la db. Como desventaja: consumimos más disco duro. Cuando 2 transacciones trabajan sobre el mismo objeto y al menos uno de ellos incluye operaciones de escritura entonces se produce un “conflicto”. Cuando 2 transacciones hacen exactamente lo mismo puede que sean “serializadas” para optimizar el acceso a la









Si un bloqueo toma mucho tiempo en ejecutarse entonces se produce un Deadlock, el sistema lo muestra como un Timeout. Un bloqueo puede darse a una tupla, una página o una tabla completa. Existe una tabla de locks, antes de ejecutar uno nuevo se consulta esta tabla. El manejo de roles en PostgreSQL permite diferentes configuraciones, entre ellas están: 

SUPERUSER/NOSUPERUSER.. Súper usuario, privilegios SUPERUSER/NOSUPERUSER privilegio s para crear bases de datos y usuarios.



CREATEDB/NOCREATEDB. CREATEDB/NOCREAT EDB. Permite crear bases de datos.



CREATEROLE/NOCREATEROLE. CREATEROLE/NOCREAT EROLE. Permite crear roles.



CREATEUSER/NOCREATEUSER. CREATEUSER/NOCREAT EUSER. Permite crear usuarios.



LOGIN/NOLOGIN. Este atributo hace la diferencia entre un rol y usuario. Ya que el usuario tiene permisos para acceder a la base de datos a través de un cliente.



PASSWORD. Permite alterar la contraseña.



VALID UNTIL. Expiración de usuarios.

El permiso de súper usuario es el más alto. Con este usuario se podrán administrar todos









COMPONENTES: 

Oracle server.



Instancia Oracle



Base de datos Oracle



Procesos de usuario y de servidor



Otros archivos clave



Otros procesos

Oracle Server es la clave para la gestión de la información. Por regla general, Oracle Server debe gestionar grandes cantidades de datos en un entorno para varios usuarios de forma fiable, de modo que muchos usuarios puedan acceder de forma simultánea a los mismos datos. Al mismo tiempo, es necesario que el rendimiento obtenido sea excelente. Oracle Server también debe impedir el acceso no autorizado y proporcionar soluciones eficaces para la recuperación en caso de fallo. Una instancia Oracle es un medio de acceso a una base de datos Oracle por la que siempre abre una única base de datos, la cual está formada por estructuras de procesos









Diferencias en la Asignación de Memoria entre Servidores Dedicados y Servidores Compartidos. Oracle se beneficia de varios tipos de procesos: los procesos de usuario se inician cuando un usuario de base de datos solicita una conexión a Oracle Server. Procesos de servidor: Se conectan a la instancia Oracle y se inician cuando un usuario establece una sesión. Procesos en segundo plano: Se inician al iniciar una instancia Oracle. ESTRUCTURA DE PROCESOS, Procesos de Usuario, Procesos de Servidor y Procesos en Segundo Plano. Archivado Archivado de los Archivos Redo Log Online. Modo NOARCHIVELOG: En este modo, los archivos redo log online se sobrescriben cada vez que se produce un cambio de log. LGWR no sobrescribirá un grupo de archivos redo log online hasta que el punto de control se haya terminado para ese grupo. Esto asegura que los datos validados se puedan recuperar si se produce un error de instancia. Durante el error de instancia, sólo se pierde el SGA. No hay pérdida de discos, sólo de memoria. Por ejemplo, un error del sistema operativo provoca un error de instancia. Modo ARCHIVELOG: En caso de que la base de











Arquitectura. La arquitectura de la base de datos Oracle incluye las estructuras físicas y lógicas que conforman la base de datos. La estructura física incluye archivos de control, archivos redo log online y archivos de datos que conforman la base de datos. La estructura lógica incluye tablespaces, segmentos, extensiones y bloques de datos. Estructura Lógica Tablespaces: Los datos de una base de datos Oracle se almacenan en tablespaces. Extensiones:

El

espacio

se

asigna

a

un

segmento

mediante

extensiones.

Bloques de Datos: Oracle Server gestiona el espacio de almacenamiento de los archivos de datos en unidades llamadas bloques Oracle o bloques de datos.









Oracle es la base de datos número uno del mercado ya que posee la capacidad de soportar todos los datos relacionales estándares, así como también datos oriundos como XLM, XQuery y WebDAV, JDBC, SQLJ, ODBC.Net, OLE.Net, ODP.Net Los procedimientos almacenados pueden ser escritos en java PL SQL o utilizando .Net CLR Support en Oracle Database 10g Release Dos. La base de datos Oracle Standar Edition, usa las mismas gestiones de concurrencia que son usadas por la base de datos de Oracle Enterprise Edition, asegurando así el máximo rendimiento para todas las cargas de trabajo.









Crear tablas. Cláusula STORAGE. Las opciones que se pueden definir en esta cláusula son: STORAGE( INITIAL entero{K|M} NEXT entero{K|M} {MINEXTENTS entero} {MAXEXTENTS entero|UNLIMITED} {PCTINCREASE %entero} ). Tamaño de los bloques: Atributo Mínimo Mínimo Máximo Máximo Defecto INITIAL 2 bloques bloques * 5 bloques bloques NEXT 1 bloque * PCTUSED y PCTFREE. Controlan el espacio libre para inserciones y eliminaciones de filas en los bloques de un segmento. PCTFREE: Valor por defecto 10. En cualquier otro caso: PCTFREE=100*upd/(upd + ins). PCTUSED: Valor por defecto 40. PCTUSED=100(PCTFREE +100*upd/blocksize) + 100ins/blocksize. Tablas en Oracle PCTUSED + PCTFREE < 100 !!!









espacio. Estos permisos se asignan de forma separada, salvo si utiliza el privilegio RESOURCE el que asigna una quota unlimited, incluso en el Tablespace SYSTEM! Sin embargo si esto ocurre, ud. puede posteriormente mover los objetos creados en el SYSTEM a otro Tablespace. Un Tablespace temporal, donde el usuario crea sus objetos temporales y hace los sort u ordenamientos. Un perfil o profile de usuario, que son las restricciones que puede tener su cuenta (opcional).









debido a su naturaleza de software libre, requiere de un especialista en este tipo de base de datos. MySQL puede ser implementada por pequeñas y medianas empresas para las mismas funciones antes citadas en PostgreSQL, la única diferencia es que en dado momento se puede comprar la licencia. Pero aun así se necesita personal especializado para el manejo de este tipo de bases de datos. Oracle es una BD intuitiva, cabe mencionar que es un software propietario, por lo cual es necesario pagar para poder utilizarlo y con ello vienen beneficios muy atractivos para cualquier empresa plenamente consolidada, como lo es, el anexo de herramientas Oracle

Actividad de Aprendizaje 1. Bases de Datos

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