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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3.1 El problema de diseño



El problema de diseño de bases de datos distribuidos se refiere, en general, a hacer decisiones acerca de la ubicación de datos y programas a través de los diferentes sitios de una red de computadoras. Este problema debería estar relacionado al diseño de la misma red de computadoras. Sin embargo, en estas notas únicamente el diseño de la base de datos se toma en cuenta. La decisión de donde colocar a las aplicaciones tiene que ver tanto con el software del SMBDD como con las aplicaciones que se van a ejecutar sobre la base de datos.
El diseño de las bases de datos centralizadas contempla los dos puntos siguientes:


  1. Diseño del "esquema conceptual" el cual describe la base de datos integrada (esto es, todos los datos que son utilizados por las aplicaciones que tienen acceso a las bases de datos).

  2. Diseño "físico de la base de datos", esto es, mapear el esquema conceptual a las áreas de almacenamiento y determinar los métodos de acceso a las bases de datos.


En el caso de las bases de datos distribuidas se tienen que considerar los dos problemas siguientes:


  1. Diseño de la fragmentación, este se determina por la forma en que las relaciones globales se subdividen en fragmentos horizontales, verticales o mixtos.

  2. Diseño de la asignación de los fragmentos, esto se determina en la forma en que los fragmentos se mapean a las imágenes físicas, en esta forma, también se determina la solicitud de fragmentos.



Objetivos del Diseño de la Distribución de los Datos.



En el diseño de la distribución de los datos, se deben de tomar en cuenta los siguientes objetivos:


  • Procesamiento local. La distribución de los datos, para maximizar el procesamiento local corresponde al principio simple de colocar los datos tan cerca como sea posible de las aplicaciones que los utilizan. Se puede realizar el diseño de la distribución de los datos para maximizar el procesamiento local agregando el número de referencias locales y remotas que le corresponden a cada fragmentación candidata y la localización del fragmento, que de esta forma se seleccione la mejor solución de ellas.

  • Distribución de la carga de trabajo. La distribución de la carga de trabajo sobre los sitios, es una característica importante de los sistemas de cómputo distribuidos. Esta distribución de la carga se realiza para tomar ventaja de las diferentes características (potenciales) o utilizaciones de las computadoras de cada sitio, y maximizar el grado de ejecución de paralelismo de las aplicaciones. Sin embargo, la distribución de la carga de trabajo podría afectar negativamente el procesamiento local deseado.

  • Costo de almacenamiento y disponibilidad. La distribución de la base de datos refleja el costo y disponibilidad del almacenamiento en diferentes sitios. Para esto, es posible tener sitios especializados en la red para el almacenamiento de datos. Sin embargo el costo de almacenamiento de datos no es tan relevante si éste se compara con el del CPU, I/O y costos de transmisión de las aplicaciones.



3.2 Enfoques al problema de diseño de bases de datos distribuidas

Existen dos estrategias generales para abordar el problema de diseño de bases de datos distribuidas:





  1. El enfoque de arriba hacia abajo (top-down). Este enfoque es más apropiado para aplicaciones nuevas y para sistemas homogéneos. Consiste en partir desde el análisis de requerimientos para definir el diseño conceptual y las vistas de usuario. A partir de ellas se define un esquema conceptual global y los esquemas externos necesarios. Se prosigue con el diseño de la fragmentación de la base de datos, y de aquí se continúa con la localización de los fragmentos en los sitios, creando las imágenes físicas. Esta aproximación se completa ejecutando, en cada sitio, "el diseño físico" de los datos, que se localizan en éste. En la Figura 3.1 se presenta un diagrama con la estructura general del enfoque top-down.

  2. El diseño de abajo hacia arriba (bottom-up). Se utiliza particularmente a partir de bases de datos existentes, generando con esto bases de datos distribuidas. En forma resumida, el diseño bottom-up de una base de datos distribuida requiere de la selección de un modelo de bases de datos común para describir el esquema global de la base de datos. Esto se debe es posible que se utilicen diferentes SMBD. Después se hace la traducción de cada esquema local en el modelo de datos común y finalmente se hace la integración del esquema local en un esquema global común.




Figura 3.1. El enfoque top-down para el diseño de bases de datos distribuidas.

El diseño de una base de datos distribuida, cualquiera sea el enfoque que se siga, debe responder satisfactoriamente las siguientes preguntas:


  • ¿Por qué hacer una fragmentación de datos?

  • ¿Cómo realizar la fragmentación?

  • ¿Qué tanto se debe fragmentar?

  • ¿Cómo probar la validez de una fragmentación?

  • ¿Cómo realizar el asignamiento de fragmentos?

  • ¿Cómo considerar los requerimientos de la información?




Figura 3.2. El problema de fragmentación de relaciones.

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