Unidad 3 Administracion de Base de Datos : Configuracion y Administracion del espacio en Disco

 Estructuras Lógicas de Almacenamiento

Para la gestión del almacenamiento de una base de datos existen 4 conceptos bien definidos que deben ser conocidos para poder comprender la forma en la que se almacenan los datos. Vamos a ver la diferencia entre bloque, extensión, segmento y espacio de tablas.

Bloques: Se tratan de la unidad más pequeña. Generalmente debe múltiple del tamaño de bloque del sistema operativo, ya que es la unidad mínima que va a pedir Oracle al sistema operativo. Si no fuera múltiple del bloque del sistema se añadiría un trabajo extra ya que el sistema debería obtener más datos de los estrictamente necesarios. Se especifica mediante DB_BLOCK_SIZE

Extensiones: Se forma con uno o más bloques. Cuando se aumenta tamaño de un objeto se usa una extensión para incrementar el espacio.

Segmentos: Grupo de extensiones que forman un objeto de la base de datos, como por ejemplo una tabla o un índice.

Espacio de Tablas: Formado por uno o más datafiles, cada datafile solo puede pertenecer a un determinado tablespace

En general, el almacenamiento de los objetos de la base de datos (tablas e índices fundamentalmente) no se realiza sobre el archivo o archivos físicos de la base de datos, sino que se hace a través de estructuras lógicas de almacenamiento que tienen por debajo a esos archivos físicos, y que independizan por tanto las sentencias de creación de objetos de las estructuras físicas de almacenamiento. Esto es útil porque permite que a esos "espacios de objetos " les sean asociados nuevos dispositivos físicos (es decir, más espacio en disco) de forma dinámica cuando la base de datos crece de tamaño más de lo previsto. Posibilita además otra serie de operaciones como las siguientes:

·         Asignar cuotas específicas de espacio a usuarios de la base de datos.

·         Controlar la disponibilidad de los datos de la base de datos, poniendo fuera de uso alguno de esos espacios de tablas individualmente.

·         Realizar copias de seguridad o recuperaciones parciales de la base de datos.

·         Reservar espacio para almacenamiento de datos de forma cooperativa entre distintos dispositivos.

El administrador de la base de datos puede crear o borrar nuevos espacios lógicos de objetos, añadir o eliminar ficheros físicos de soporte, utilizados como espacio temporal de trabajo, definir parámetros de almacenamiento para objetos destinados a ese espacio de datos, todos los gestores relacionales que venimos introduciendo como ejemplos siguen esta filosofía. En el caso de Oracle, sobre los ficheros físicos de datos (datafiles) se definen los tablespaces. Por lo tanto, una base de datos Oracle se compone lógicamente de tablespaces, y físicamente de datafiles. Su creación es sencilla, con la sentencia GREAT'', TABLESPACE: CREATE TABLESPACE usuarios DATAFILE `datal.ora' SIZE 50M

También es sencillo ampliar el espacio destinado a un tablespace utilizando el comando ALTER TABLESPACE:

ALTER TABLESPACE usuarios ADD DATAFILE 'data2.ora' SIZE 25M

Para hacer más grande una base de datos, las opciones disponibles son tres:

Cada base de datos contiene un tablespace llamado SYSTEM que es creado automáticamente al crear la base de datos. Contiene las tablas del diccionario de datos para la base de datos en cuestión. Es recomendable no cargar datos de usuario en SYSTEM, para dejarlos como espacio de objetos del sistema.

Si además los datos de usuario están en tablespaces sitos en otros dispositivos, el rendimiento mejorará porque las tablas del diccionario de datos se acceden frecuentemente y por lo tanto son un cuello de botella potencial desde el punto de vista del acceso a disco. A la hora de estimar el espacio necesario para cl tablespace sys-nsm hay que tener en cuenta que las unidades de programación PL-SQL (entorno de programación SQL proporcionado por Oracle) almacenadas en la base de datos (procedimientos, paquetes, disparos y funciones) almacenan sus datos en SYSTEM.

3.1 Definición de Almacenamiento de Bases de Datos

Las bases de datos suelen ser creadas para almacenar grandes cantidades de datos de forma permanente. Por lo general, los datos almacenados en éstas suelen ser consultados y actualizados constantemente.

La mayoría de las bases de datos se almacenan en las llamadas memorias secundarias, especialmente discos duros, aunque, en principio, pueden emplearse también discos ópticos, memorias flash, etc.

Las razones por las cuales las bases de datos se almacenan en memorias secundarias son:

·         En general, las bases de datos son demasiado grandes para entrar en la memoria primaria.

·         La memoria secundaria suele ser más barata que la memoria primaria (aunque esta última tiene mayor velocidad).

·         La memoria secundaria es más útil para el almacenamiento de datos permanente, puesto que la memoria primaria es volátil.

3.2 Definición y Creación del Espacio Asignado para cada Base de Datos

Las bases de datos se almacenan en ficheros o archivos. Existen diferentes formas de organizaciones primarias de archivos que determinan la forma en que los registros de un archivo se colocan físicamente en el disco y, por lo tanto, cómo se accede a éstos.

Las distintas formas de organizaciones primarias de archivos son:

        ·         Archivos de Montículos (o no Ordenados): esta técnica coloca los registros en el disco sin un orden específico, añadiendo nuevos registros al final del archivo.

        ·         Archivos Ordenados (o Secuenciales): mantiene el orden de los registros con respecto a algún valor de algún campo (clave de ordenación).

        ·         Archivos de Direccionamiento Calculado: utilizan una función de direccionamiento calculado aplicada a un campo específico para determinar la colocación de los registros en disco.

        ·         Árboles B: se vale de la estructura de árbol para las colocaciones de registros.

        ·         Organización Secundaria o Estructura de Acceso Auxiliar: Estas permiten que los accesos a los registros de un archivo basado en campos alternativos, sean más eficientes que los que han sido utilizados para la organización primaria de archivos.

El DBMS asigna espacio de almacenamiento a las bases de datos cuando los usuarios introducen create database o alter database. El primero de los comandos puede especificar uno o más dispositivos de base de datos, junto con la cantidad de espacio en cada uno de ellos que será asignado a la nueva base de datos.

Si se utiliza la palabra clave default o se omite completamente la cláusula on, el DBMS pone la base de datos en uno o más de los dispositivos predeterminados de base de datos especificados en master.sysdevices.

Para especificar un tamaño (por ejemplo, 4MB) para una base de datos que se va a almacenar en una ubicación predeterminada, se utiliza: on default = size de esta forma:

create database newpubs  on default = 4

3.3 Asignación de cuotas de espacio para usuarios

Por defecto ningún usuario tiene cuota en los Tablespaces y se tienen tres opciones para poder proveer a un usuario de una cuota

Sin limite, que permite al usuario usar todo el espacio disponible de un Tablespace.

Por medio de un valor, que puede ser en kilobytes o megabytes que el usuario puede usar. Este valor puede ser mayor o menor que el tamaño del Tablespace asignado a él.

Por medio del privilegio UNLIMITED TABLESPACE, se tiene prioridad sobre cualquier cuota dada en un Tablespace por lo que tienen disponibilidad de todo el espacio incluyendo en SYSTEM y SYSAUX.

No se recomienda dar cuotas a los usuarios en los Tablespaces SYSTEM y SYSAUX, pues tipicamente sólo los usuarios SYS y SYSTEM pueden crear objetos en éstos. Tampoco dar cuotas en los Tablespaces Temporal o del tipo Undo.

Ejemplo de la creación de usuario

CREATE USER nombre

IDENTIFIED BY contraseña

[DEFAULT TABLESPACE nombreTableSpace]

[TEMPORARY TABLESPACE nombreTemp]

[QUOTA INT {K|M} | UNLIMITED ON nombreTableSpace]

[PROFILE perfil]

[PASSWORD EXPIRE]

[ACCOUNT {LOCK | UNLOCK}]

CREATE USER: Nos permite especificar el nombre del usuario

IDENTIFIED BY: Nos permite especificar su contraseña

DEFAULT TABLESPACE: Definimos el tablespace por defecto. Si no se especifica se asigna USERS. Para crear un nuevo tablespace.

TEMPORARY TABLESPACE: Definimos el tablespace temporal. Si no especificamos ninguno se asigna TEMP.

QUOTA: Espacio que el usuario podrá utilizar en el sistema. Si no se especifica el espacio por defecto es 0 con lo cual el usuario no podrá crear nada.

PROFILE: Permite especificar el perfil por defecto. Si no se especifica se asigna

DEFAULT. Es utilizado para controlar el acceso a los recursos, por ejemplo, el número de sesiones concurrentes, uso de CPU, etc.

PASSWORD EXPIRE: Especifica que la contraseña asignada al usuario expirará, de esta forma, el propio usuario o el DBA deberá asignar una nueva antes de acceder al sistema.

ACCOUNT LOCK/UNLOCK: Podemos decidir si el usuario tendrá la cuenta bloqueada o no de forma inicial.

3.4 Espacios para Objetos

Los DBMS se basan en archivos para almacenar datos, y estos archivos, o conjuntos de datos, residen en medios de almacenamiento, o dispositivos. Una buena parte del trabajo del DBA implicará la planificación para el almacenamiento real de la base de datos.

El rendimiento de la base de datos depende de la entrada y salida a disco. La cantidad de datos almacenados es mayor que nunca antes, y los datos son almacenados por más tiempo.

Algunos DBMS permiten al tamaño de los archivos temporales de expandirse y contraerse de forma automática. Dependiendo del tipo y la naturaleza de las operaciones de base de datos en proceso, esta fluctuación puede provocar picos de uso del disco.

Hay muchos problemas de almacenamiento que deben ser resueltos antes de que un DBA pueda crear una base de datos. Uno de los temas más importantes es la cantidad de espacio para permitir la base de datos.

El cálculo espacial debe tener en cuenta no sólo tablas, índices, sino también, y dependiendo del DBMS, el registro de transacciones. Cada una de estas entidades probablemente requerirá un archivo separado o conjunto de datos, para el almacenamiento persistente.

El DBA debe separar en diferentes discos a los archivos para:

        ·         Mejorar el rendimiento

        ·         Separar índices de datos

        ·         Aislar los logros en otro disco