En años recientes, la disponibilidad de las bases de datos y de las redes de computadoras ha promovido el desarrollo de un nuevo campo denominado bases de datos




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2.1 NIVELES DE TRANSPARENCIA EN SBDD



El propósito de establecer una arquitectura de un sistema de bases de datos distribuidas es ofrecer un nivel de transparencia adecuado para el manejo de la información. La transparencia se puede entender como la separación de la semántica de alto nivel de un sistema de las aspectos de bajo nivel relacionados a la implementación del mismo. Un nivel de transparencia adecuado permite ocultar los detalles de implementación a las capas de alto nivel de un sistema y a otros usuarios.
En sistemas de bases de datos distribuidos el propósito fundamental de la transparencia es proporcionar independencia de datos en el ambiente distribuido. Se pueden encontrar diferentes aspectos relacionados con la transparencia. Por ejemplo, puede existir transparencia en el manejo de la red de comunicación, transparencia en el manejo de copias repetidas o transparencia en la distribución o fragmentación de la información.
La independencia de datos es la inmunidad de las aplicaciones de usuario a los cambios en la definición y/u organización de los datos y viceversa. La independencia de datos se puede dar en dos aspectos: lógica y física.


  1. Independencia lógica de datos. Se refiere a la inmunidad de las aplicaciones de usuario a los cambios en la estructura lógica de la base de datos. Esto permite que un cambio en la definición de un esquema no debe afectar a las aplicaciones de usuario. Por ejemplo, el agregar un nuevo atributo a una relación, la creación de una nueva relación, el reordenamiento lógico de algunos atributos.




  1. Independencia física de datos. Se refiere al ocultamiento de los detalles sobre las estructuras de almacenamiento a las aplicaciones de usuario. Esto es, la descripción física de datos puede cambiar sin afectar a las aplicaciones de usuario. Por ejemplo, los datos pueden ser movidos de un disco a otro, o la organización de los datos puede cambiar.


La transparencia al nivel de red se refiere a que los datos en un SBDD se accesan sobre una red de computadoras, sin embargo, las aplicaciones no deben notar su existencia. La transparencia al nivel de red conlleva a dos cosas:


  1. Transparencia sobre la localización de datos. Esto es, el comando que se usa es independiente de la ubicación de los datos en la red y del lugar en donde la operación se lleve a cabo. Por ejemplo, en Unix existen dos comandos para hacer una copia de archivo. Cp se utiliza para copias locales y rcp se utiliza para copias remotas. En este caso no existe transparencia sobre la localización.




  1. Transparencia sobre el esquema de nombramiento. Lo anterior se logra proporcionando un nombre único a cada objeto en el sistema distribuido. Así, no se debe mezclar la información de la localización con en el nombre de un objeto.


La transparencia sobre replicación de datos se refiere a que si existen réplicas de objetos de la base de datos, su existencia debe ser controlada por el sistema no por el usuario. Se debe tener en cuenta que al cuando el usuario se encarga de manejar las réplicas en un sistema, el trabajo de éste es mínimo por lo que se puede obtener una eficiencia mayor. Sin embargo, el usuario puede olvidarse de mantener la consistencia de las réplicas teniendo así datos diferentes.
La transparencia a nivel de fragmentación de datos permite que cuando los objetos de la bases de datos están fragmentados, el sistema tiene que manejar la conversión de consultas de usuario definidas sobre relaciones globales a consultas definidas sobre fragmentos. Así también, será necesario mezclar las respuestas a consultas fragmentadas para obtener una sola respuesta a una consulta global. El acceso a una base de datos distribuida debe hacerse en forma transparente.
Ejemplo 2.1. Como un ejemplo se utilizará a lo largo de estas notas una base de datos que modela una compañía de ingeniería. Las entidades a ser modeladas son ingenieros y proyectos. Para cada ingeniero, se desea conocer su número de empleado (ENO), su nombre (ENOMBRE), el puesto ocupado en compañía (TITULO), el salario (SAL), la identificación de los nombres de proyectos en los cuales está trabajando (JNO), la responsabilidad que tiene dentro del proyecto (RESP) y la duración de su responsabilidad en meses (DUR). Similarmente, para cada proyecto se desea conocer el número de proyecto (JNO), el nombre del proyecto (JNOMBRE), el presupuesto asignado al proyecto (PRESUPUESTO) y el lugar en donde se desarrolla el proyecto (LUGAR).
Un ingeniero puede participar en más de un proyecto pero su salario corresponde únicamente al puesto que ocupa en la compañía. Así, después de aplicar normalización se obtienen las relaciones E –para ingenieros, J –para proyectos, S –para los salarios asignados a los puestos y G –para los ingenieros asignados a cada proyecto. Un ejemplo de las instancias para cada relación se presenta en la Figura 2.1.



E


ENO

ENOMBRE

TITULO

E1

Juan Rodríguez

Ingeniero Eléctrico

E2

Miguel Sánchez

Analista de Sistemas

E3

Armando Legarreta

Ingeniero Mecánico

E4

Beatriz Molleda

Programador

E5

Jorge Castañeda

Analista de Sistemas

E6

Luis Chávez

Ingeniero Eléctrico

E7

Roberto Dávila

Ingeniero Mecánico

E8

Julia Jiménez

Analista de Sistemas

 

G


ENO

JNO

PUESTO

DUR

E1

J1

Administrador

12

E2

J1

Analista

24

E2

J2

Analista

6

E3

J3

Consultor

10

E3

J4

Ingeniero

48

E4

J2

Programador

18

E5

J2

Administrador

24

E6

J4

Administrador

48

E7

J3

Ingeniero

36

E7

J5

Ingeniero

23

E8

J3

Administrador

40


J


JNO

JNOMBRE

PRESUPUESTO

LUGAR

J1

Instrumentación

150000

Monterrey

J2

Desarrollo de bases de datos

135000

México

J3

CAD/CAM

250000

Puebla

J4

Mantenimiento

310000

México

J5

CAD/CAM

500000

Monterrey


S


TITULO

SALARIO

Ingeniero Eléctrico

40000

Analista de Sistemas

34000

Ingeniero Mecánico

27000

Programador

24000


Figura 2.1. Bases de datos de una empresa con cuatro relaciones.

Si se quisiera obtener todos los empleados y sus salarios en la corporación quienes han trabajado más de 12 meses se haría la consulta siguiente en SQL:
SELECT ENOMBRE, SALARIO

FROM E, G, S

WHERE JORNADA > 12 AND

E.ENO = G.ENO AND

E.TILE = S.TITLE
Se debe tener en cuenta que en cada sitio de la corporación puede haber esquemas diferentes o repetidos. Por ejemplo, en la Figura 2.2 se presentan esquemas diferentes para el manejo de proyectos, empleados y puestos en cada sitio de la bases de datos del Ejemplo 2.1.


Figura 2.2. Diferentes sitios de un corporación.

En resumen, la transparencia tiene como punto central la independencia de datos. Los diferentes niveles de transparencia se pueden organizar en capas como se muestra en la Figura 2.3. En el primer nivel se soporta la transparencia de red. En el segundo nivel se permite la transparencia de replicación de datos. En el tercer nivel se permite la transparencia de la fragmentación. Finalmente, en el último nivel se permite la transparencia de acceso (por medio de lenguaje de manipulación de datos).
La responsabilidad sobre el manejo de transparencia debe estar compartida tanto por el sistema operativo, el sistema de manejo de bases de datos y el lenguaje de acceso a la base de datos distribuida. Entre estos tres módulos se deben resolver los aspectos sobre el procesamiento distribuido de consultas y sobre el manejo de nombres de objetos distribuidos.


Figura 2.3. Organización en capas de los niveles de transparencia.
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