Organizacion Fisica De Los Sistemas De Bases De Datos

1.- Organización física de los sistemas de bases de datos

La organización física de una base de datos es un tópico extenso y se aborda en detalle, principalmente en la asignatura Base de Datos, y digo principalmente pues también se trata en sistemas operativo y sistemas de software. Sin embargo, el rendimiento general de un sistema de base de datos se determina en gran medida por las estructuras de datos físicas usadas y por la eficiencia con la cual el sistema trabaja sobre las mismas.

Aunque los usuarios no siempre deban tener conocimiento de los detalles del diseño físico de la base de datos, sin embargo Ud. deberían saber que éstos afectan al rendimiento, un factor de gran importancia en la satisfacción del usuario con el sistema de base de datos. Una pregunta nos asalta, ¿Podría el usuario obtener la información deseada en el formato apropiado y en un tiempo conveniente?. Esta última frase, "tiempo conveniente", puede expresarse generalmente como tiempo de respuesta aceptable. La "información deseada" y el "formato apropiado" no se afectan mucho por la organización física de la base de datos, pero el tiempo de respuesta sí.

El tiempo de respuesta es el tiempo transcurrido entre la iniciación de una operación sobre la base de datos y la disponibilidad del resultado. Un tiempo de respuesta lento es la queja más frecuente que expresan los usuarios de los sistemas de bases de datos, posiblemente debido a que es lo que se observa más fácilmente.

Un buen diseño físico de la base de datos almacenaría datos de forma que puedan recuperarse, actualizarse y manipularse en el mínimo tiempo posible. En este segmento me interesa abordar aspectos de la organización física de la base de datos que soportan la eficiencia de las operaciones en las mismas.

2. Acceso físico a las bases de datos

En la figura anterior, se muestra el sistema para el acceso físico a la base de datos. Se puede ver la interacción del usuario con el sistema de base de datos al iniciar una consulta. El selector de estrategia (usualmente el software que transforma una consulta del usuario en una forma efectiva para su posterior ejecución) traduce la orden del usuario a su forma más eficiente para su ejecución. La orden traducida activa entonces al administrador de buffer, que controla el movimiento de datos entre la memoria principal y el almacenamiento en disco. El administrador de archivos da soporte al administrador de buffer administrando la reserva de localizaciones de almacenamiento en disco y las estructuras de datos asociadas. Además de los datos del usuario, el disco contiene el diccionario de datos, que define la estructura de los datos del usuario y cómo éstos pueden usarse. Los datos del usuario se almacenan como una base de datos física o colección de registros

3 FORMAS DE ALMACENAMIENTO FÍSICO

La memoria principal es el almacenamiento intermedio usado por los datos que están disponibles para las operaciones del usuario. Aquí es donde reside la ejecución del programa. Como los datos se necesitan por el programa para ejecutar sus funciones, se transmiten estos desde el almacenamiento secundario a la memoria principal. Aunque la memoria principal puede ser capaz de almacenar varios megabytes de datos, es normalmente muy pequeña para almacenar la base de datos completa, por lo que es necesario el almacenamiento secundario.

El almacenamiento secundario para los sistemas, de base de datos está compuesto generalmente por el almacenamiento en disco y el almacenamiento en cinta magnética. Casi siempre, la base de datos completa se almacena en disco y porciones de ésta se transfieren desde el disco a la memoria primaria, a medida que se necesita.

El almacenamiento en disco es la forma principal de almacenamiento con acceso directo, por lo que los registros individuales se pueden acceder directamente. Aunque el almacenamiento en cinta magnética es menos costoso que el almacenamiento en disco, los registros pueden ser solamente accedidos secuencialmente (y más lentamente que en disco). Su función en el sistema de base de datos está básicamente limitada a archivar datos.

La unidad física en la que está contenido el medio de grabación del disco se llama controlador de disco (disk driver). El controlador de disco contiene un paquete de disco o volumen. La figura siguiente muestra las componentes principales de un paquete de disco, conformado por pistas. Fundamento de Informática Teórica(2003) Prof. Dr. Eric Jeltsch F.

Area de Computación, Universidad de La Serena 3

La siguiente figura, muestra las componentes principales de un paquete de disco y el mecanismo de lectura y escritura para la transmisión de datos. El paquete de disco está formado por un conjunto de superficies grabables (discos) montados sobre un eje. En operación, el eje y los discos rotan a una alta velocidad. Los datos se graban sobre las pistas, que son coronas circulares grabables encontradas sobre cada superficie, tal como se mostró en la figura anterior.

El conjunto de dichas pistas se denomina Cilindro, esto es muy útil pues cualquier posicionamiento de un conjunto de cabezas de lectura/escritura puede ser descrito por la localización del cilindro, por ejemplo cilindro 199. En general la dirección de un registro del disco normalmente necesita información sobre el número del cilindro, de la superficie y del bloque.Fundamento de Informática Teórica(2003) Prof. Dr. Eric Jeltsch F.

Area de Computación, Universidad de La Serena 4

La dirección de un registro del disco normalmente necesita información sobre el número del cilindro, de la superficie y del bloque.

BLOQUES DE ALMACENAMIENTO FÍSICO

El registro físico o bloque es la unidad de dato más pequeña en un disco que es físicamente direccionarle, vea la figura anterior, en donde cada pista en una superficie está compuesta de un número de bloques. Un bloque puede contener uno o más registros lógicos. Ejemplo: Supongamos que tenemos un factor de compactación de 3, esto significa que en cada bloque se almacenan tres registros lógicos. Supongamos que deseamos recuperar el registro Juan Perez almacenado en la siguiente dirección:

Número de cilindro: 5

Número de superficie: 2

Número de bloque: 1

Para recuperar el registro Juan Pérez, las cabezas de lectura/escritura se mueven sobre el cilindro 5 (pista 5 en todas las superficies). Entonces se activan las cabezas de lectura/escritura para la superficie número 2 y se leen los números de bloques a la vez que la pista gira sobre las cabezas. Cuando se detecta el bloque 1, el bloque entero de tres registros lógicos se lee en memoria principal, donde se selecciona el registro Juan Pérez.

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