Unidad 4 Administracion de Base de Datos: Operaciones y Mantenibilidad

4.1 Bitácoras de Trabajo del DBMS
Una bitácora es una herramienta (archivos o registros) que permite registrar, analizar, detectar y notificar eventos que sucedan en cualquier sistema de información utilizado en las organizaciones.

La estructura más ampliamente usada para grabar las acciones que se llevan en la base de datos.

Nos ayuda a recuperar la información ante algunos incidentes de seguridad, detección de comportamiento inusual, información para resolver problemas, evidencia legal, es de gran ayuda en las tareas de computo forense.

Permite guardar las transacciones realizadas sobre una base de datos en específico, de tal manera que estas transacciones puedan ser auditadas y analizadas posteriormente.

4.1.1 Funciones Específicas de las Bitácoras

La estructura más ampliamente usada para grabar las modificaciones de la base de datos es la Bitácora. Cada registro de la bitácora escribe una única escritura de base de datos y tiene lo siguiente:

Nombre de la Transacción
Valor antiguo
Valor Nuevo

Es fundamental que siempre se cree un registro en la bitácora cuando se realice una escritura antes de que se modifique la base de datos.

También tenemos la posibilidad de deshacer una modificación que ya se ha escrito en la base de datos, esto se realizará usando el campo del valor antiguo de los registros de la bitácora.

Los registros de la bitácora deben residir en memoria estable como resultado el volumen de datos en la bitácora puede ser exageradamente grande.

Las operaciones COMMIT y ROLLBACK establecen lo que se le conoce como punto de sincronización lo cual representa el límite entre dos transacciones consecutivas, o el final de una unidad lógica de trabajo, y por tanto al punto en el cual la base de datos esta (o debería estar) en un estado de consistencia. Las únicas operaciones que establecen un punto de sincronización son COMMIT, ROLLBACK y el inicio de un programa. Cuando se establece un punto de sincronización:

Se comprometen o anulan todas las modificaciones realizadas por el programa desde el punto de sincronización anterior.

Se pierde todo posible posicionamiento en la base de datos. Se liberan todos los registros bloqueados. Es importante advertir que COMMIT y ROLLBACK terminan las transacción, no el programa.

4.1.2 Recuperación (Rollback)

En tecnologías de base de datos, un rollback es una operación que devuelve a la base de datos a algún estado previo. Los Rollbacks son importantes para la integridad de la base de datos, a causa de que significan que la base de datos puede ser restaurada a una copia limpia incluso después de que se han realizado operaciones erróneas. Son cruciales para la recuperación de crashes de un servidor de base de datos; realizando rollback (devuelto) cualquier transacción que estuviera activa en el tiempo del crash, la base de datos es restaurada a un estado consistente.


En SQL, ROLLBACK es un comando que causa que todos los cambios de datos desde la última sentencia BEGIN WORK, o START TRANSACTION sean descartados por el sistema de gestión de base de datos relacional (RDBMS), para que el estado de los datos sea "rolled back"(devuelto) a la forma en que estaba antes de que aquellos cambios tuvieran lugar.

Una sentencia ROLLBACK también publicará cualquier savepoint existente que puediera estar en uso.

En muchos dialectos de SQL, los ROLLBACK son específicos de la conexión. Esto significa que si se hicieron dos conexiones a la misma base de datos, un ROLLBACK hecho sobre una conexión no afectará a cualesquiera otras conexiones. Esto es vital para el buen funcionamiento de la Concurrencia.

La funcionalidad de rollback está normalmente implementada con un Log de transacciones, pero puede también estar implementada mediante control de concurrencia multiversión.

4.1.3 Permanencia (Commit)

En el contexto de la Ciencia de la computación y la gestión de datos, commit (acción de comprometer) se refiere a la idea de consignar un conjunto de cambios "tentativos, o no permanentes". Un uso popular es al final de una transacción de base de datos.


Una sentencia COMMIT en SQL finaliza una transacción de base de datos dentro de un sistema gestor de base de datos relacional (RDBMS) y pone visibles todos los cambios a otros usuarios. El formato general es emitir una sentencia BEGIN WORK, una o más sentencias SQL, y entonces la sentencia COMMIT. Alternativamente, una sentencia ROLLBACK se puede emitir, la cual deshace todo el trabajo realizado desde que se emitió BEGIN WORK. Una sentencia COMMIT publicará cualquiera de los savepoints (puntos de recuperación) existentes que puedan estar en uso.

En términos de transacciones, lo opuesto de commit para descartar los cambios "en tentativa" de una transacción, es un rollback.



4.2 Definición de los modos de operación de un SGBD. (alta, baja, recovery) y comandos de activación 

La vida de todo archivo comienza cuando se crea y acaba cuando se borra. Durante su existencia es objeto de constante procesamiento, que con mucha frecuencia incluye acciones de consulta o búsqueda y de actualización. En el caso de la estructura archivos, entenderemos como actualización, además de las operaciones, vistas para vectores y listas enlazadas, de introducir nuevos datos (altas) o de eliminar alguno existente (bajas), la modificación de datos ya existentes, (operación muy común con datos almacenados). En esencia, es la puesta al día de los datos del archivo.

Una operación de alta en un archivo consiste en la adición de un nuevo registro. En un archivo de empleados, un alta consistirá en introducir los datos de un nuevo empleado. Para situar correctamente un alta, se deberá conocer la posición donde se desea almacenar el registro correspondiente: al principio, en el interior o al final de un archivo.

El algoritmo de ALTAS debe contemplar la comprobación de que el registro a dar de alta no existe previamente. Una baja es la acción de eliminar un registro de un archivo. La baja de un registro puede ser lógica o física. Una baja lógica supone el no borrado del registro en el archivo. Esta baja lógica se manifiesta en un determinado campo del registro con una bandera, indicador o “flag” -carácter *. $, etc.,-, o bien con la escritura o rellenado de espacios en blanco en el registro dado de baja

Altas

La operación de dar de alta un determinado registro es similar a la de añadir datos a un archivo. Es importante remarcar que en un archivo secuencial sólo permite añadir datos al final del mismo.

En otro caso, si se quiere insertar un registro en medio de los ya presentes en el archivo, sería necesaria la creación nueva del archivo.

El algoritmo para dar de alta un registro al final del fichero es como sigue:

algoritmo altas
leer registro de alta
inicio
abrir archivo para añadir
mientras haya más registros hacer {algunos lenguajes ahorran este bucle}
leer datos del registro
fin_mientras
escribir (grabar) registro de alta en el archivo
cerrar archivo
fin

Bajas

Existen dos métodos para dar de baja a un registro en un archivo secuencial, donde no es fácil eliminar un registro situado en el interior de una secuencia: Para ello podemos seguir dos métodos:

1) Utilizar y por tanto crear un segundo archivo auxiliar transitorio, también secuencial, copia del que se trata de actualizar. Se lee el archivo completo registro a registro y en función de su lectura se decide si el registro se debe dar de baja o no. En caso afirmativo, se omite la escritura en el archivo auxiliar. Si el registro no se va a dar de baja, este registro se reescribe en el archivo auxiliar 

Tras terminar la lectura del archivo original, se tendrán dos archivos: original (o maestro) y auxiliar. El proceso de bajas del archivo concluye borrando el archivo original y cambiando el nombre del archivo auxiliar por el del inicial.

2) Guardar o señalar los registros que se desean dar de baja con un indicador o bandera que se guarda en un array; de esta forma los registros no son borrados físicamente, sino que son considerados como inexistentes.

Inevitablemente, cada cierto tiempo, habrá que crear un nuevo archivo secuencial con el mismo nombre, en el que los registros marcados no se grabarán.

Propósito de Backup y Recuperación

Como administrador de copia de seguridad, la tarea principal es diseñar, implementar y gestionar una estrategia de backup y recuperación. En general, el propósito de una estrategia de recuperación de copia de seguridad y es para proteger la base de datos contra la pérdida de datos y reconstruir la base de datos después de la pérdida de datos. Normalmente, las tareas de administración de seguridad son las siguientes:

·         Planificación y probar las respuestas a diferentes tipos de fallas.

·         Configuración del entorno de base de datos de copia de seguridad y recuperación.

·         La creación de un programa de copia de seguridad

·         Seguimiento de la copia de seguridad y entorno de recuperación

·         Solución de problemas de copia de seguridad

·         Para recuperarse de la pérdida de datos en caso de necesidad

Como administrador de copia de seguridad, es posible que se le pida que realice otros deberes que se relacionan con copia de seguridad y recuperación:

·         La preservación de datos, lo que implica la creación de una copia de base de datos para el almacenamiento a largo plazo

·         La transferencia de datos, lo que implica el movimiento de datos de una base de datos o un host a otro.

De Protección de Datos

Como administrador de copia de seguridad, su trabajo principal es hacer copias de seguridad y vigilancia para la protección de datos. Una copia de seguridad es una copia de los datos de una base de datos que se puede utilizar para reconstruir los datos. Una copia de seguridad puede ser una copia de seguridad física o una copia de seguridad lógica.

Copias de seguridad físicas son copias de los archivos físicos utilizados en el almacenamiento y la recuperación de una base de datos. Estos archivos incluyen archivos de datos, archivos de control y los registros de rehacer archivados. En última instancia, cada copia de seguridad física es una copia de los archivos que almacenan información de base de datos a otra ubicación, ya sea en un disco o en medios de almacenamiento fuera de línea, tales como cinta.

Copias de seguridad lógicas contienen datos lógicos, como tablas y procedimientos almacenados. Puede utilizar Oracle Data Pump para exportar los datos a archivos lógicos binarios, que posteriormente puede importar a la base de datos. Clientes de línea de comandos La bomba datos expdp y impdp utilizan el DBMS_DATAPUMP y DBMS_METADATA PL / SQL paquetes.

Copias de seguridad físicas son la base de cualquier estrategia de recuperación de copia de seguridad sólida y. Copias de seguridad lógicas son un complemento útil de las copias de seguridad físicas en muchas circunstancias, pero no son suficiente protección contra la pérdida de datos y sin respaldos físicos.

A menos que se especifique lo contrario, la copia de seguridad término tal como se utiliza en la copia de seguridad y la documentación de recuperación se refiere a una copia de seguridad física. Copia de seguridad de una base de datos es el acto de hacer una copia de seguridad física. El enfoque en la copia de seguridad y recuperación de documentación está casi exclusivamente en copias de seguridad físicas.

4.3 Manejo de índices

El índice de una base de datos es una estructura alternativa de los datos en una tabla. El propósito de los índices es acelerar el acceso a los datos mediante operaciones físicas más rápidas y efectivas. En pocas palabras, se mejoran las operaciones gracias a un aumento de la velocidad, permitiendo un rápido acceso a los registros de una tabla en una base de datos. Existen diferentes tipos de índices algunos de ellos son:

Ø  Índices agrupados: definen el orden en que almacenan las filas de la tabla (nodos hoja/página de datos de la imagen anterior). La clave del índice agrupado es el elemento clave para esta ordenación; el índice agrupado se implementa como una estructura de árbol b que ayuda a que la recuperación de las filas a partir de los valores de las claves del índice agrupado sea más rápida. Debemos tener en cuenta:Columnas selectivas, columnas afectadas en consultas, Columnas accedidas "secuencialmente", Columnas implicadas en JOIN, GROUP BY y el Acceso muy rápido a filas: lookups

Ø  Índices no agrupados: tienen la misma estructura de árbol b que los índices agrupados, con algunos matices; como hemos visto antes, en los índices agrupados, en el último nivel del índice (nivel de hoja) están los datos; en los índices no-agrupados, en el nivel de hoja del índice, hay un puntero a la localización física de la fila correspondiente en el índice agrupado.

Ø  Índices compuestos: es un índice de varias columnas de una tabla. Las columnas de un índice compuesto que deben aparecer en el orden que tenga más sentido para las consultas que recuperar datos y no necesita ser adyacente en la tabla.

Ø  índices descendientes: Este tipo de índice almacena los datos en una columna o columnas de concreto en orden descendente.  

Reorganizacion de índices

Un factor clave para conseguir una E/S de disco mínima para todas las consultas de bases de datos es asegurarse de que se creen y se mantengan buenos índices. Un paquete puede usar la tarea Reorganizar índice para reorganizar los índices de una base de datos individual o de varias bases de datos.

La tarea Reorganizar índice encapsula la instrucción ALTER INDEX de Transact-SQL. Si elige compactar datos de objetos grandes, la instrucción utiliza la cláusula REORGANIZE WITH (LOB_COMPACTION = ON); en caso contrario, se establece LOB_COMPACTION en OFF.

Fragmentación de los Índices

La fragmentación es consecuencia de los procesos de modificación de los datos (instrucciones INSERT, UPDATE y DELETE) efectuados en la tabla y en los índices definidos en la tabla.

Detección de Fragmentación

El primer paso para decidir qué método de desfragmentación se va a utilizar consiste en analizar el índice para determinar el nivel de fragmentación. Si se usa la función del sistema sys.dm_db_index_physical_stats, se puede detectar la fragmentación de los índices de la base de datos thuban-homologada.

Reconstrucción de índices

Se debe examinar y determinar qué índices son susceptibles de ser reconstruidos. Cuando un índice está descompensado puede ser porque algunas partes de éste han sido accedidas con mayor frecuencia que otras.

Blevel (branch level) es parte del formato del B-tree del índice e indica el número de veces que Oracle ha tenido que reducir la búsqueda en ese índice. Si este valor está por encima de 4 el índice deberá de ser reconstruido.

ALTER INDEX <index_name> REBUILD;

Para reconstruir una partición de un índice podríamos hacer los siguientes:

ALTER INDEX <index_name> REBUILD PARTITION <nb_partition> NOLOGGING;

Comando ALTER INDEX
Como hemos comentado esta sentencia se utiliza para cambiar o reconstruir un Índice existente en la base de datos. Para reconstruir un Índice bastaría con lazar la siguiente sentencia: ALTER INDEX REBUILD;