Tópicos Avançados em Banco de Dados Espaços de Tabelas, Arquivos de Dados e Arquivos de Controle. Prof. Hugo Souza - PDF
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Walter Borba Carmona
1 Tópicos Avançados em Banco de Dados Espaços de Tabelas, Arquivos de Dados e Arquivos de Controle Prof. Hugo Souza
2 Após abordarmos os componentes lógicos, em uma síntese de dependências gradativas, vamos abordar o outro lado da moeda, os arquivos que gerenciam fatores físicos nas bases de dados; Assim, como os lógicos, os físicos se subdividem em várias partes e arquivos menores, mas nesta aula, veremos os três principais, responsáveis por integrar o corpo administrativo das bases assim como em dispositivos; Algo importante a se destacar, é que o entendimento destes arquivos só é obtido com o estudo das aulas anteriores para facilitar a identificação das funcionalidades de cada, um separadamente e unidos, com um único propósito;
3 Os três componentes físicos que veremos são os Espaços de Tabelas, os Arquivos de Dados e Arquivos de Controle. Recapitulando alguns conceitos para iniciarmos o estudo desses componentes é importante lembrar que: Uma base de dados é formada pela junção [software + hardware] para que exista uma sincronia coesa dentre a manipulação de registros, que envolve um contingente lógico para realizar as operações e o armazenamento de informações que envolve uma infraestrutura física[massa de dados]; Umabasede dados exige,dizendo agrossomodo...
4 Poder de processamento, para que o funcionamento proponha estabilização dos outros componentes, onde as operações são realizadas por processos nas bases; Poder de memorização e distribuição de informação que interliga o acesso à informação [física] concentrada e armazenada por registros que são utilizados a cada intervalo de tempo pelos usuários; Unificação dos três tópicos citados para formar o mapa geral de uma base, já que todos os objetos, estão ligados uns nos outros por rotinas, índices, chaves, referências, parâmetros, etc.; De certa forma, analisando genericamente, vemos que as base sintetiza um macro dispositivo ;
5 O primeiro componente físico, os Espaços de Tabela buscam alinhar os tópicos citados anteriormente fornecendo ao pé da letra, o mapeamento de tudo quesejaintegradonabasededados; O mapeamento físico de uma base é denominado de unidade lógica, composta de vários outros arquivos formatados em sequencias (extensões) e em partes menores conjuntas (segmentos) responsáveis por definir a quantidade de blocos de dados utilizados; Só que para uma base, como vimos anteriormente, temos unicamente um arquivo de dado, para que não haja confusão caso a relação de várias bases não se sobreponham em possíveis relacionamentos existentes;
6 Infraestrutura de uma base dados física/lógica;
7 Portanto, um Espaço de Tabela é característico por possuir mapas de uma ou mais bases de dados fornecendo distinção dentre os componentes para evitar sobreposições de dados, objetos, etc., além de instanciar funções tais como alocação de espaço, etc.; Um exemplo, para garantir o entendimento concreto desta estrutura é se imaginarmos a seguinte situação: Duas basesdenomesdatabaseaedatabaseb; Ambas possuem 30 tabelas instanciadas; Ambas possuem seus respectivos objetos; Ambas possuem 3 tabelas de nome iguais; O que acontece quando interligamos as bases?
8 Representando a situação descrita Renomeação;
9 De certa forma, isso aconteceria e causaria danos incalculáveis para empresas que possuem largas massas de dados e a chamada mineração não implementada; Conhecendo em detalhes os Espaços das Tabelas, estudaremos alguns dos aspectos principais e algumas estruturas básicas que os formam. Dentre elas destacamos: Bigfiles(Grandes arquivos); Undo Tablespaces( Espaços de Tabelas Decompostos); Online and Offline Tablespaces (Espaços de Tabelas Online e Offline); Managing space in Tablespaces ( Gerenciamento de espaço em tabelas);
10 Os Grandes Arquivos em Espaços de Tabelas formalizam a leitura e gravação de dados em arquivos de tamanhos variados principalmente com a constante diferença existente de tipificação e arquiteturas; As tipificações abordam, por exemplo, a compatibilidade dos dados em blocos e o modo de leitura: Arquivos ext2, ext3, FAT, NTFS (S.O.) e.ora (SGBD Oracle), como também o padrão.sql(default); A estrutura física da base adapta e insere operações em uma escala expansível de 8 hexabytes de dados à medida que a base demanda espaço físico para massas de dados, inclusive através das redes observador;
11 Alguns dos benefícios notáveis dessa estrutura é o incremento gradativo de espaço e a atualização dessas informações para a base. Os grandes arquivos são responsáveis por medirem a consistência da relação espaço x operações; Quando bem descritos e configurados reduzem o erros de comunicação e processamento dos arquivos de dados, além de monitorar os demais arquivos; Em contraponto, algumas falhas nos grandes arquivos culminam em conflitos de crescimento e até mesmo de manipulação de dados; Informações podem ficar ilegíveis e irreconhecíveis se forem desconhecidas suas extensões;
12 Já os arquivos de decomposição complementam os grandes arquivos. Essa estrutura nos espaços de tabelas são responsáveis somente para armazenar informações técnicas das tabelas; Não são utilizados para movimentação de dados e registros, mas através deles, os demais arquivos mapeiam o quanto de informações pode ser inserido, alterado ou removido; Também são conhecidos como estrutura de apresentação em um nível mais baixo das tabelas, como por exemplo, onde os dados estariam alinhados e suas devidas características estariam em outros locais referenciados;
13 Ao ser instanciada, uma base de dados pode deixar em modo on o gerenciamento dos espaços das tabelas, como também pode deixar encobertas as configurações para os usuários; Em modo administrador, quando todas as informações estão acessíveis e retornáveis, a base inicia com as chamadas Online Tablespaces onde todos podem ver e integrar registros e dados dos arquivos de dados; Quando o modo ativo é Offline Tablespace, as informações estão em caráter user e o gerenciamento passa a ser parcial. Caso haja necessidade de memória auxiliar, retorna-se ao modo online;
14 No Gerenciamento de espaço para as tablespaces entra em cena a união dos fatores lógicos e físicos. Os espaços de tabelas utilizam dois métodos considerados básicos para balancear a inserção, alteração e remoção de registros e informações: Gerenciamento Local: Espaço de Dados interfere no fluxo de operações e transição física[in, out]; Gerenciamento Global: Obedece as expressões e axiomas do Dicionário de Dados; Para o primeiro, um ou mais arquivo(s) físico(s) possuem uma característica chamada de reuso de espaço físico (HD), onde o SGBD identificará o quanto de espaço(gb) está disponível;
15 Para o segundo método, independente do espaço de tabela que esteja em situações críticas, as regras serão imparciais e as operações serão diretas e objetivas ; Partindo um pouco para o lado de obter informações de tudo e de todos, os espaços de tabelas gerenciam os arquivos de dados. Já falamos várias vezes sobre esses arquivos, mas na verdade não abordamos sobre suas reais funções; Buscando o primeiro item que fora posto no slide 4 sobre poder de processamento, os arquivos de dados são os responsáveis por essa atividade nas bases de dados;
16 Os arquivos de dados são componentes físicos responsáveis por coordenador todas as informações físicas que se associam com os arquivos lógicos da bases dedadosdeumbanco bios; Só podem ser associados única e exclusivamente a uma base de dados ao mesmotempoque tambémsó podem ser associados à um espaço de tabelas devido gerenciarem os objetos, e em grande parte o fluxo de movimentação dos dados em tabelas[linha x colunas]; Quando os arquivos de dados são criados, eles ainda não possuem todas as informações das respectivas bases, neste caso do(s) schema(s), mas aos poucos essas informações vão sendo catalogadas na base;
17 À medida que a base vai integrando novos objetos, o mapeamento de novas conexões vai atualizando suas informações obedecendo uma função do espaço de tabelas principal, primeiro a ser criado: SYSTEM; Esse processo ocorre desde a criação da base, com o arquivo de dado e no momento que a base é alinhada com o espaço de tabelas, para que a interação bases/sgbd seja a mais consistente possível; Para o arquivo de dados, após a criação e do alinhamento, outros três fatores são importantes para configurá-lo são: O tamanho, a disponibilidade e a temporalidade de cada um;
18 Analisando The size of datafiles, a variância pode ser polivalente. Você pode alterar o tamanho de um arquivo de dados após a sua criação, ou você pode especificar que um arquivo de dados cresça dinamicamente; Esta funcionalidade permite que você tenha arquivos de dados menos concentrados para cada tabela podendo simplificar a administração das informações, como também dos dados e o relacionamento da base com as demais; A divisão de atividades dentre os espaços de tabela são possíveis de realizar também com o uso de arquivos de dados de acordo com a implementação do SGBD;
19 Já a disponibilidade dos arquivos de dados é denominada da mesma maneira que nos espaços de tabelas, como por exemplo, nos Offline Datafiles; Todos os arquivos de dados podem apresentar status de administrador ou de usuário comum de acordo a disponibilidade de acesso as informações, caso seja necessária utilizá-las O espaço de tabela pode gerenciar para cada base, um arquivo específico e tornar offline, a quantidade de arquivos necessária através de dados individuais, mas no entanto, isso geralmente é feito somente durante alguns procedimentos específicos[backup ou recovery];
20 A temporalidade dos arquivos de dados são alternativas de implementação de arquivos de dados temporários, porém com algumas pequenas diferenças: Os arquivos temporários não podem ser utilizados unicamente para a leitura; A criação de um arquivo temporário não pode ser realizada com rotinas de alteração de bases, como por exemplo com o comando ALTER DATABASE; A criação de arquivos de execução de operações fica limitada ao espaço alocado pelo arquivo de dados; Esses fatores influenciam no conjunto como um todo, caso a base necessite de ajuda para processar informações;
21 Por fim, a última estrutura que estudaremos são os arquivos de controle, denominados de Control files; Esses arquivos são os responsáveis por executarem as operações [slide 4, tópico 2] nas bases de dados fornecendo força e fluxo para que toda a infraestrutura da base desde a inicialização dos serviços, quanto para a instanciação de objetos; Assim como os arquivos de dados, os arquivos de controle buscam unir várias informações alocando os objetos para suas devidas atividades através do mapeamento realizado pelos espaços de tabelas e gerenciados pelos arquivos de dados;
22 Além de outras funções mais específicas que variam de base para base, um arquivo de controle possui informações, tais como: O nome da base e links de informações via arquivos de dados; Informações de instanciação, tais como datas, horas, registros globais da base; Um histórico com vários logs que fornecem dados técnicos de desempenho, processamento e armazenamento do schema da base; Informações de checkpoints fundamentais; Informações essenciais sobre o gerenciamento de mudanças dos objetos e dos dados;
23 Além de todas essas características, os arquivos de controle também possuem um tipo especial de divisão conhecida como: multiplexidade; Esse controle em multi-escala na verdade funciona como uma simulação de vários arquivos de controle trabalhando ao mesmo tempo para executar as maior depoderdabase; Fazendo uma analogia sobre esse tipo de arquivo, imaginem os processadores atuais que subdividem-se em núcleos para efetuar ciclos maiores e mais curtos; Podem atuar em uma única base ao mesmo tempo ou em bases conjuntas, como também em um ou mais discos;
24 Multiplexidade de arquivos de controle simulação;
25 Finalizando esta aula das estruturas físicas, vimos que todas estão sintonizadas com os arquivos lógicos e viceversa, o que muitas vezes pode-se torna confuso seu estudo; O importante captar é que a base de dados possui essa divisão [hardware + software] e que cada pequeno fator desse é responsável por uma cadeia maior de componentes alinhados para o gerenciamento de processos, memória e principalmente armazenamento; Tudo isso influencia diretamente nas transações que são veiculadas através do mapa geral da base, que é de fundamental importância em seu funcionamento;
26 Acessem o Disco Virtual da Disciplina no endereço: Baixema Aula05 napastaslides; Próxima aula veremos o Gerenciamento de transações em BD; Dúvidas? Estejam a vontade!