ESQUEMAS DE FRAGMENTACION DE UNA BASE DE DATOS DISTRIBUIDA

El problema de fragmentación se refiere al particionamiento de la información para distribuir cada parte a los diferentes sitios de la red

Objetivos de la fragmentación

El objetivo de la fragmentación consiste en dividir la relación en un conjunto de relaciones más pequeñas tal que algunas de las aplicaciones de usuario sólo hagan uso de un fragmento.

Sobre este marco, una fragmentación óptima es aquella que produce un esquema de división que minimiza el tiempo de ejecución de las aplicaciones que emplean esos fragmentos.

La unidad de fragmentación ideal no es la tabla sino una subdivisión de ésta.

Esto es debido a:

• Las aplicaciones usan vistas definidas sobre varias relaciones, es decir, se forman a partir de "trozos" de varias tablas. Si conseguimos que cada una de las vistas esté definida sobre subtablas locales (o en su defecto lo mas "cerca" posible) a cada aplicación, es de esperar un incremento en el rendimiento.
  
• Si múltiples vistas de diferentes aplicaciones están definidas sobre una tabla no fragmentada, se tiene :
  

• Si la tabla no está replicada entonces se produce generación de tráfico por accesos remotos.
  
• Si la tabla está replicada en todos o algunos de los sitios donde residen cada una de las aplicaciones entonces la generación de trafico innecesario es producida por la necesidad de la actualización de las copias.

Ventajas

Al descomponer una relación en fragmentos (unidades de distribución) :

• Permitimos el procesamiento concurrente de transacciones ya que no se bloquean tablas enteras sino subtablas, por lo que dos consultas pueden acceder a la misma tabla a fragmentos distintos.
  
• Permitimos la paralelización de consultas al poder descomponerlas en subconsultas, cada una de la cuales trabajará con un fragmento diferente incrementándose así el rendimiento.
  

Desventajas

• Degradación del rendimiento en vistas definidas sobre varios fragmentos ubicados en sitios distintos (es necesario realizar operaciones con esos trozos lo cual es costoso)
  
• El control semántico se dificulta y el rendimiento se degrada debido que la verificación de restricciones de integridad (claves ajenas, uniques, etc) implican buscar fragmentos en múltiples localizaciones.
  

Por lo tanto división y ubicación de los fragmentos no es trivial.

Tipos de fragmentación de datos

Existen tres tipos de fragmentación:

• Fragmentación horizontal
  
• Fragmentación vertical
  
• Fragmentación híbrida
  

Para que una la fragmentación de una relación sea correcta debe satisfacer las siguientes condiciones:

• Condición de completitud.
  

La descomposición de una relación R en los fragmentos R1, R2, ..., Rn es completa si y solamente si cada elemento de datos en R se encuentra en alguno de los fragmentos Ri.

• Condición de Reconstrucción.
  

La descomposición de una relación R en los fragmentos R1, R2, ..., Rn es completa si y solamente si cada elemento de datos en R se encuentra en alguno de los fragmentos Ri.

• Condición de Fragmentos Disjuntos.
  

Si la relación R se descompone en los fragmentos R1, R2, ..., Rn, y el dato di está en Rj, entonces, no debe estar en ningún otro fragmento Rk (k?j).

 FRAGMENTACION VERTICAL DE UNA BASE DE DATOS DISTRIBUIDA

La fragmentación vertical de una relación R produce una serie de fragmentos R1, R2, ..., Rr cada uno de los cuales contiene un subconjunto de los atributos de R así como la clave primaria de R.

 FRAGMENTACION HORIZONTAL DE UNA BASE DE DATOS DISTRIBUIDA

La fragmentación horizontal de una relación R produce una serie de fragmentos R1, R2, ..., Rr, cada uno de los cuales contiene un subconjunto de las tuplas de R que cumplen determinadas propiedades (predicados)

Fragmentación horizontal primaria y derivada

La Fragmentación Horizontal Primaria (FHP) de una relación se obtiene usando predicados que están definidos en esa relación.

La Fragmentación Horizontal Derivada (FHD) por otra parte, es el particionamiento de una relación como resultado de predicados que se definen en otra relación.

 FRAGMENTACION MIXTA DE UNA BASE DE DATOS DISTRIBUIDA

Consiste en aplicar las operaciones de fragmentación vistas anteriormente de manera recursiva, satisfaciendo las condiciones de correctés cada vez que se realiza la fragmentación.

La reconstrucción puede ser obtenida aplicando las reglas de reconstrucción en orden inverso.
De esta forma podemos fragmentar nuestra tabla global en los pedazos que queramos y como queramos.
Ejemplo: Considere la relación de empleado (E).
Una posible fragmentación híbrida sería:

 SOFTWARE UTILIZADO EN UNA BASE DE DATOS DISTRIBUIDA

Sistema manipulador de base de datos distribuida (DDBMS)

Este sistema está formado por las transacciones y los administradores de la base de datos distribuidos. Un DDBMS implica un conjunto de programas que operan en diversas computadoras, estos programas pueden ser subsistemas de un único DDBMS de un fabricante o podría consistir de una colección de programas de diferentes fuentes.

Administrador de transacciones distribuidas (DTM)

Este es un programa que recibe las solicitudes de procesamiento de los programas de consulta o transacciones y las traduce en acciones para los administradores de la base de datos. Los DTM se encargan de coordinar y controlar estas acciones. Este DTM puede ser propietario o libre.

Sistema manipulador de base de datos (DBMS)

Es un programa que procesa cierta porción de la base de datos distribuida. Se encarga de recuperar y actualizar datos del usuario y generales de acuerdo con los comandos recibidos de los DTM.

Nodo

Un nodo es una computadora que ejecuta un DTM o un DBM o ambos. Un nodo de transacción ejecuta un DTM y un nodo de base de datos ejecuta un DBM.