2.1. Características del DBMS
(Data Base Management System). Son las siglas en inglés para los Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD).
Sistema de administración de bases de datos. Software que controla la organización, almacenamiento, recuperación, seguridad e integridad de los datos en una base de datos. Acepta solicitudes de la aplicación y ordena al sistema operativo transferir los datos apropiados.
Los DBMS pueden trabajar con lenguajes de programación tradicionales (COBOL, C, etc.) o pueden incluir su propio lenguaje de programación. Por ejemplo, dBASE y Paradox son programas de base de datos con un DBMS, un lenguaje completo de programación y un lenguaje de cuarta generación, haciendo de ellos sistemas completos de desarrollo de aplicaciones. Los comandos de los lenguajes de cuarta generación permiten a los usuarios crear en forma interactiva archivos de bases de datos, editarlos, formular preguntas e imprimir informes sin necesidad de programación. Miles de aplicaciones han sido desarrolladas en ambientes como éstos.
- Control de la redundancia de datos
- Compartimiento de datos
- Mantenimiento de la integridad
- Soporte para control de transacciones y recuperación de fallas.
- Independencia de los datos.
- Seguridad
- Velocidad
- Independencia del hardware
2.1.1 Estructura de memoria y procesos de la instancia
La memoria se puede estructurar en las siguientes partes:
- Area Global del sistema (SGA), la cual se comparte entre todos los servidores y los procesos en segundo plano.
- Áreas globales de programas (PGA), que es privada para cada servidor y proceso en segundo planos; a cada proceso se asigna un PGA.
- Área de Ordenaciones (Sort Areas).
- Memoria Virtual
- Area de codigo de software
Cada instancia está asociada a una base de datos. Cuando se inicia una base de datos en un servidor (independientemente del tipo de computadora), se le asigna un área de memoria (SGA) y lanza uno o más procesos. A la combinación del SGA y de los procesos es lo que se llama instancia. La memoria y los procesos de una instancia gestionan los datos de la base de datos asociada de forma eficiente y sirven a uno o varios usuarios.
Cuando se inicia una instancia El DBMS monta la base de datos, es decir, asocia dicha instancia a su base de datos correspondiente. En un misma computadora pueden ejecutarse varias instancias simultáneamente, accediendo cada una a su propia base de datos física.
Únicamente el administrador de la base de datos puede iniciar una instancia y abrir una base de datos.
2.1.2 Estructuras físicas de la base de datos
En una base de datos almacenamos información relevante para nuestro negocio u organización y desde el punto de vista físico, la base de datos está conformada por dos tipos de archivos:
Archivos de datos: contiene los datos de la base de datos internamente, está compuesto por páginas enumeradas secuencialmente que representa la unidad mínima de almacenamiento. Cada página tiene un tamaño de 8kb de información. Existen diferentes tipos de páginas, a tener en cuenta:
Páginas de datos: es el tipo principal de páginas y son las que almacenan los registros de datos.
Páginas de espacio libre (PFS Page Free Space): almacenan información sobre la ubicación y el tamaño del espacio libre.
Paginas GAM and SGAM: utilizadas para ubicar extensiones.
Páginas de Mapa de Ubicaciones de índices
(I (AM – Index Allocation Map): contiene información sobre el almacenamiento de páginas de una tabla o índice en particular.
Páginas Índices: Utilizada para almacenar registros de índices.
Páginas de espacio libre (PFS Page Free Space): almacenan información sobre la ubicación y el tamaño del espacio libre.
Paginas GAM and SGAM: utilizadas para ubicar extensiones.
Páginas de Mapa de Ubicaciones de índices
(I (AM – Index Allocation Map): contiene información sobre el almacenamiento de páginas de una tabla o índice en particular.
Páginas Índices: Utilizada para almacenar registros de índices.
Archivo de Registro de Transacciones: El propósito principal del registro de transacciones es la recuperación de datos a un momento en el tiempo o complementar una restauración de copia de respaldo completa (full backup). El registro de transacciones no contiene páginas, sino entradas con todos los cambios realizados en la base de datos, como son las modificaciones de datos, modificaciones de la base de datos y eventos de copia de seguridad y restauración. El acceso a datos es secuencial, ya que el registro de transacciones se actualiza en el mismo orden cronológico en el que se hacen las modificaciones.
Este archivo no puede ser leído por herramientas de usuario de SQL aunque existen herramientas de terceros que leen este archivo para recuperar los cambios efectuados. Dependiendo de la versión el registro de transacciones se utiliza para otros propósitos como por ejemplo bases de datos espejo (mirror) y transporte remoto de transacciones (log shipping).
Para muchos de los administradores de bases de datos, la imagen anterior representa la parte lógica y la parte física, donde:
Data File: Los datafiles son los archivos físicos en los que se almacenan los objetos que forman parte de un tablespace. Un datafile pertenece solamente a un tablespace y a una instancia de base de datos. Un tablespace puede estar formado por uno o varios datafiles. Cuando se crea un datafile, se debe indicar su nombre, su ubicación o directorio, el tamaño que va a tener y el tablespace al que va a pertenecer. Además, al crearlos, ocupan ya ese espacio aunque se encuentran totalmente vacíos, es decir, Oracle reserva el espacio para poder ir llenándolo poco a poco con posterioridad. Por supuesto, si no hay sitio suficiente para crear un archivo físico del tamaño indicado, se producirá un error y no se creará dicho archivo.
Se presenta a continuación una serie de requerimientos mínimos de hardware y software para instalar oracle 11g Express y MySQL estándar versión 5.1. en Windows Seven y Ubuntu 10.
2.1.4 Instalación del software de BD en modo transaccional
Debido al constante crecimiento de datos que generan las empresas hoy en día, se ha vuelto muy necesaria la búsqueda de nuevas plataformas para almacenar y analizar la información, ambientes que consuman menos recursos, que sean más escalables y que provean una alta disponibilidad. La solución consiste en el procesamiento paralelo de los datos de una base de datos.
Una base de datos en modo transaccional significa que la BD será capaz de que las operaciones de inserción y actualización se hagan dentro de una transacción, es un componente que procesa información descomponiéndola de forma unitaria en operaciones indivisibles, llamadas transacciones, esto quiere decir que todas las operaciones se realizan o no, si sucede algún error en la operación se omite todo el proceso de modificación de la base de datos, si no sucede ningún error se hacen toda la operación con éxito.
Una transacción es un conjunto de líneas de un programa que llevan INSERT o UPDATE o DELETE. Todo aquél software que tiene un log de transacciones (que es la "bitácora" que permite hacer operaciones de commit o rollback), propiamente es un software de BD; aquél que no lo tiene (v.g. D-Base), propiamente no lo es. Todo software de base de datos es transaccional; si el software de la BD no es "transaccional", en realidad NO es un "software" de BD; en todo caso, es un software que emula el funcionamiento de un verdadero software de BD. Cada transacción debe finalizar de forma correcta o incorrecta como una unidad completa. No puede acabar en un estado intermedio.
Se usan los siguientes métodos:
- Begin TRans para iniciar la transacción
- CommitTrans para efectuar los cambios con éxito
- RollbackTrans para deshacer los cambios.
Depende que base de datos uses para efectuar las operaciones pero, es la misma teoría para cualquier BD.Una vez que se sabe la forma de ingresar comandos, es el momento de acceder a una base de datos. Suponga que en su hogar posee varias mascotas y desea registrar distintos tipos de información sobre ellas.
Puede hacerlo si crea tablas para almacenar sus datos e introduce en ellas la información deseada.
Entonces, podrá responder una variedad de preguntas acerca de sus mascotas recuperando datos desde las tablas. Los pasos serían:
- Crear una base de datos
- Crear una tabla
- Introducir datos en la tabla
- Recuperar datos desde la tabla de varias maneras
- Emplear múltiples tablas
La base de datos menagerie (palabra inglesa que en español significa "colección de animales") se ha hecho deliberadamente simple, pero no es difícil imaginar situaciones del mundo real donde podría usarse un tipo similar de base de datos.
Instalación de MySQl en Windows 7
1. Comprobar que no existe una versión anterior, si existe desinstalarla.
2. Descargar el archivo de instalación, en nuestro caso MySQL Enterprise.
3. Ejecute el archivo:
4. Procesa a instalar en el modo por defecto. Es necesario tener conexión a Internet
6. Es este punto se configura como se comportará nuestro servidor y el servicio. Además se descargan e instalan los paquetes necesarios.
7. Ahora proceda a configurar MySQL Workbench; es una herramienta visual de diseño de bases de datos que integra desarrollo de software, administración de bases de datos, diseño de bases de datos, creación y mantenimiento para el sistema de base de datos MySQL. Es el sucesor de DBDesigner 4 de fabFORCE.net, y reemplaza el anterior conjunto de software, MySQL GUI Tools Bundle.
En MySQL 5.x se soporta por defecto el modo transaccional mediante el motor InnoDB
Dos recursos basados en disco muy importantes que gestiona el motor de almacenamiento InnoDB son sus archivos de datos de espacios de tablas y sus archivos de registro (log).
Si no se especifican opciones de configuración para InnoDB, MySQL 5.0 crea en el directorio de datos de MySQL un archivo de datos de 10MB (autoextensible) llamado ibdata1 y dos archivos de registro (log) de 5MB llamados ib_logfile0 e ib_logfile1.
2.1.5 Variables de Ambiente y archivos importantes para instalación.
Variable: Es un espacio en memoria al cual se le da un nombre Hay variables específicas que se crean al momento de entrar al sistema, pero también hay variables que pueden ser definidas por el usuario. Las variables son una forma de pasar información a los programas al momento de ejecutarlos.
Variables de Ambiente: Se usan para personalizar el entorno en el que se ejecutan los programas y para ejecutar en forma correcta los comandos del shell.
Toman su valor inicial generalmente de un archivo .profile, pero hay veces en que el usuario tiene que modificar los valores de alguna variable de ambiente cuando está tratando de instalar o ejecutar un nuevo programa
A continuación se comentan las opciones más utilizadas de la sección mysqld (afectan al funcionamiento del servidor MySQL), se almacenan en el archivo my.cnf (o my.ini)
basedir = ruta: Ruta a la raíz MySQL
console: Muestra los errores por consola independientemente de lo que se configure para log_error.
datadir = ruta: Ruta al directorio de datos.
default-table-type = tipo: Tipo de la Tabla InnoDB o, MyISAM.
flush: Graba en disco todos los comandos SQL que se ejecuten (modo de trabajo, sin transacción).
general-log = valor: Con valor uno, permite que funcione el archivo LOG para almacenar las consultas realizadas.
general-log-file = ruta: Indica la ruta al registro general de consultas.
language: Especifica el idioma de los lenguajes de error, normalmente esots archivos de lenguaje, están bajo /usr/local/share.
log-error = ruta: Permite indicar la ruta al registro de errores.
log = ruta: Indica la ruta al registro de consultas.
long-query-time = n: Segundos a partir de los cuales una consulta que tardes más, se considerará una consulta lenta.
og-bin = ruta: Permite indicar la ruta al registro binario.
pid-file = ruta: Ruta al archivo que almacena el identificador de proceso de MySQL.
port = puerto: Puerto de escucha de MySQL.
skip-grant-tables: Entra al servidor saltándose las tablas de permisos, es decir todo el mundo tiene privilegios absolutos.
skip-networking: El acceso a MySQL se hará solo desde el servidor local.
slow-query-log = 0|1: Indica si se hace LOG de las consultas lentas.
slow-query-log-file = ruta: Ruta al archivo que hace LOG de las consultas lentas.
socket = ruta: Archivo o nombre de socket a usar en las conexiones locales.
standalone: Para Windows, hace que el servidor no pase a ser un servicio.
user = usuario: Indica el nombre de usuario con el que se iniciará sesión en MySQL.
tmpdir = ruta: Ruta al directorio para archivos temporales.
Archivos LOG en MySQL
Hay cuatro registros (logs):
Registro de Errores (Error Log): Indica cuando arrancó y se detuvo el servidor. Se graba por defecto en la carpeta de datos de MySQL (archivo host_name.err, donde host_name es el nombre del servidor), pero la variable de sistema log_error permite indicar otra ruta si fuera necesario.
Registro General de Consultas (General Log File): Está en la carpeta de datos de MySQL, salvo que se indique la variable general-log-file. Contiene las consultas realizadas. Es el archivo host_name.log.
Registro Binario (Binary Log): Registra instrucciones DML. Los archivos binarios se almacenan por defecto en el directorio de datos. Sirve para intentar restaurar una base de datos en caso de desastre. Es binario, por lo que su manejo es complicado, para ver el contenido se usa la utilidad mysqlbinlog de esta forma: mysqlbinlog archivoLOG
Registro de Consultas Lentas (Slow Query Log File): Registra las consultas que tardaron más del tiempo mínimo establecido. El archivo está (salvo quese especifique slow-log-file como parámetro) en la carpeta de datos de MySQL con el nombre host_name-slow.log
2.1.6 Procedimiento general de instalación de un DBMS
MySQL Enterprise Edition
MySQL Enterprise Edition incluye el conjunto más completo de características avanzadas y herramientas de gestión para alcanzar los más altos niveles de escalabilidad, seguridad, fiabilidad y tiempo de actividad. Reduce el riesgo, costo y complejidad en el desarrollo, implementación y administración de aplicaciones críticas de negocio MySQL.
El MySQL Enterprise incluye las siguientes opciones:
- Backup: Realiza copias de seguridad de bases de datos MySQL en línea, de los subconjuntos de tablas InnoDB, y la recuperación mediante puntos de restauración.
- Alta Disponibilidad: es proporcionada con soluciones certificadas que incluyen replicación de MySQL.
- Escalabilidad: permite alcanzar el rendimiento sostenido y la escalabilidad de cada vez mayor de usuarios, consulta, y las cargas de datos
- MySQL Enterprise Security: Proporciona listas para utilizar los módulos de autenticación externos para integrar fácilmente las infraestructuras existentes de seguridad, incluyendo Pluggable Authentication Modules y el directorio activo de Windows
- MySQL Enterprise Monitor: supervisa continuamente su base de datos y de forma proactiva le asesora sobre cómo implementar las mejores prácticas de MySQL, incluyendo consejos y alertas de seguridad
- MySQL Query Analyzer: Mejora el rendimiento de las aplicaciones mediante el control de rendimiento de las consultas y precisa localización de código SQL que está causando una desaceleración
- MySQL Workbench: Cuenta con ofertas de modelado de datos, desarrollo de SQL y herramientas de administración integral para la administración del servidor de configuración del usuario, y mucho más.
El proceso de instalación es muy simple y prácticamente no requiere intervención por parte del usuario.
Cada vez que veo la pantalla de la GNU GPL me lleno de felicidad. No sólo por las condiciones y el precio: es además, para mí, una garantía de profesionalidad
Estadísticamente, la instalación típica será la que mejor se adapte a tus necesidades.
Una vez instalado MySQL, la siguiente fase es la configuración del servidor en sí mismo. Asegúrate de que la marca Launch the MySQL Instance Configuration Wizard esté activa.
2.1.7 Procedimiento para Configuración de un DBMS
Para configurar nuestro DBMS podemos acceder a las siguientes pantallas, para Oracle o MySQL.
El esquema de una base de datos (en inglés, Database Schema) describe la estructura de una Base de datos, en un lenguaje formal soportado por un Sistema administrador de Base de datos (DBMS). En una Base de datos Relacional, el Esquema define sus tablas, sus campos en cada tabla y las relaciones entre cada campo y cada tabla.
Oracle generalmente asocia un 'username' como esquemas en este caso SYSTEM y HR (Recursos humanos).
Por otro lado MySQL presenta dos esquemas information_schema y MySQL ambos guardan información sobre privilegios y procedimientos del gestor y no deben ser eliminados.
Optamos por Detailed Configuration, de modo que se optimice la configuración del servidorMySQL
Ha llegado un momento crucial. Dependiendo del uso que vayamos a darle a nuestro servidor deberemos elegir una opción u otra, cada una con sus propios requerimientos de memoria. Puede que te guste la opción Developer Machine, para desarrolladores, la más apta para un uso de propósito general y la que menos recursos consume. Si vas a compartir servicios en esta máquina, probablemente Server Machine sea tu elección o, si vas a dedicarla exclusivamente como servidor SQL, puedes optar por Dedicated MySQL Server Machine, pues no te importará asignar la totalidad de los recursos a esta función.
De nuevo, para un uso de propósito general, te recomiendo la opción por defecto, Multifunctional Database.
InnoDB es el motor subyacente que dota de toda la potencia y seguridad a MySQL. Su funcionamiento requiere de unas tablas e índices cuya ubicación puedes configurar. Sin causas de fuerza mayor, acepta la opción por defecto.
Esta pantalla nos permite optimizar el funcionamiento del servidor en previsión del número de usos concurrentes. La opción por defecto, Decision Support (DSS) / OLAP será probablemente la que más te convenga.
Deja ambas opciones marcadas, tal como vienen por defecto. Es la más adecuada para un uso de propósito general o de aprendizaje, tanto si eres desarrollador como no. Aceptar conexiones TCP te permitirá conectarte al servidor desde otras máquinas (o desde la misma simulando un acceso web típico)
Hora de decidir qué codificación de caracteres emplearás, salvo que quieras empezar a trabajar con Unicode porque necesites soporte multilenguaje, probablemente Latin1 te sirva (opción por defecto).
Instalamos MySQL como un servicio de Windows (la opción más limpia) y lo marcamos para que el motor de la base de datos arranque por defecto y esté siempre a nuestra disposición. La alternativa es hacer esto manualmente.
Además, me aseguro de marcar que los ejecutables estén en la variable PATH, para poder invocar a MySQL desde cualquier lugar en la línea de comandos.
Pon una contraseña al usuario root. Esto siempre es lo más seguro.
Si lo deseas, puedes indicar que el usuario root pueda acceder desde una máquina diferente a esta, aunque debo advertirte de que eso tal vez no sea una buena práctica de seguridad.
Última etapa, listos para generar el fichero de configuración y arrancar el servicio.
Sólo damos al botón de Finalizar y terminamos con la configuración del DBMS.
2.1.8 Comandos Generales de Alta y Baja del DBMS
Una tabla es un sistema de elementos de datos (atributo - valores) que se organizan que usando un modelo vertical - columnas (que son identificados por su nombre)- y horizontal filas. Una tabla tiene un número específico de columnas, pero puede tener cualquier número de filas. Cada fila es identificada por los valores que aparecen en un subconjunto particular de la columna que se ha identificado por una llave primaria.
Una tabla de una base de datos es similar en apariencia a una hoja de cálculo, en cuanto a que los datos se almacenan en filas y columnas. Como consecuencia, normalmente es bastante fácil importar una hoja de cálculo en una tabla de una base de datos. La principal diferencia entre almacenar los datos en una hoja de cálculo y hacerlo en una base de datos es la forma de organizarse los datos.
MySQL
MySQL soporta varios motores de almacenamiento que tratan con distintos tipos de tabla. Los motores de almacenamiento de MySQL incluyen algunos que tratan con tablas transaccionales y otros que no lo hacen:
MyISAM: trata tablas no transaccionales. Proporciona almacenamiento y recuperación de datos rápida, así como posibilidad de búsquedas fulltext. MyISAM se soporta en todas las configuraciones MySQL, y es el motor de almacenamiento por defecto a no ser que tenga una configuración distinta a la que viene por defecto con MySQL.
El motor de almacenamiento MEMORY proporciona tablas en memoria. El motor de almacenamiento MERGE permite una colección de tablas MyISAM idénticas ser tratadas como una simple tabla. Como MyISAM, los motores de almacenamiento MEMORY y MERGE tratan tablas no transaccionales y ambos se incluyen en MySQL por defecto.
Nota: El motor de almacenamiento MEMORY anteriormente se conocía como HEAP.
Los motores de almacenamiento InnoDB y BDB proporcionan tablas transaccionales. BDB se incluye en la distribución binaria MySQL-Max en aquellos sistemas operativos que la soportan. InnoDB también se incluye por defecto en todas las distribuciones binarias de MySQL 5.0. En distribuciones fuente, puede activar o desactivar estos motores de almacenamiento configurando MySQL a su gusto.
El motor de almacenamiento EXAMPLE es un motor de almacenamiento 'tonto' que no hace nada. Puede crear tablas con este motor, pero no puede almacenar datos ni recuperarlos. El objetivo es que sirva como ejemplo en el código MySQL para ilustrar cómo escribir un motor de almacenamiento. Como tal, su interés primario es para desarrolladores.
NDB Cluster es el motor de almacenamiento usado por MySQL Cluster para implementar tablas que se particionan en varias máquinas. Está disponible en distribuciones binarias MySQL-Max 5.0. Este motor de almacenamiento está disponible para Linux, Solaris, y Mac OS X. Los autores mencionan que se añadirá soporte para este motor de almacenamiento en otras plataformas, incluyendo Windows en próximas versiones.
El motor de almacenamiento ARCHIVE se usa para guardar grandes cantidades de datos sin índices con una huella muy pequeña.
El motor de almacenamiento CSV guarda datos en archivos de texto usando formato de valores separados por comas.
El motor de almacenamiento FEDERATED se añadió en MySQL 5.0.3. Este motor guarda datos en una base de datos remota. En esta versión sólo funciona con MySQL a través de la API MySQL C Client. En futuras versiones, será capaz de conectar con otras fuentes de datos usando otros drivers o métodos de conexión clientes.
La versión 5 de MySQL crea por defecto tablas InnoDB que permiten el manejo de integridad referencial, transacciones. Al igual que las tablas regulares de Oracle. Para saber si el gestor de base de datos de MySQL que tenemos las soporta es necesario ejecutar la siguiente sentencia.
SHOW VARIABLES like '%innodb%';
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