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PostgreSQL: Parte 1

Integrantes: Álvaro Marciales C laudio Torrez. PostgreSQL: Parte 1. Introducción a PostgreSQL Arquitectura del SMBD Arquitectura Básica Arquitectura Avanzada Manejo de memoria Storage Manager Operación Vacuum Como configurar el uso de la memoria Índices Tipos de índices.

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PostgreSQL: Parte 1

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  1. Integrantes: Álvaro Marciales Claudio Torrez PostgreSQL: Parte 1

  2. Introducción a PostgreSQL • Arquitectura del SMBD • Arquitectura Básica • Arquitectura Avanzada • Manejo de memoria • Storage Manager • Operación Vacuum • Como configurar el uso de la memoria • Índices • Tipos de índices. • Creación de índices en PostgreSQL. • Concurrencia • MVCC: Multiversion Concurrency Control • Recuperación • Backups de Bases de datos y de logs Puntos a Tratar

  3. PostgreSQL está basado en una arquitectura cliente-servidor. • El programa servidor: postgres. Clientes: pgaccess y psql.  • Storage Manager: gestiona transacciones, memoria, concurrencia, es el responsable de la administración general de almacenamiento de datos y controla la consistencia de la información. Arquitectura Básica del SMBD

  4. Almacena los datos en bloques del disco llamados "páginas" Almacenamiento y organización de datos • Mínimo 8 KB • Máximo 32 KB Páginas

  5. Almacenamiento en PostgreSQL

  6. Estructura de una página • PostgreSQL: Para las operaciones de L/E primero se consulta al Buffer Manager (memoria RAM) si contiene la página, sino se hace la búsqueda en memoria secundaria.

  7. Utiliza los índices para reducir los tiempos de ejecución de las consultas que recibe, pero internamente implementa distintos métodos, en caso de que no exista un índice, utilizará una búsqueda secuencial en las tuplas que cumplen con la condición y si existe el sistema lo utiliza. En conclusión se puede decir que el SMBD utiliza ambos tipos de acceso, tanto indexado secuencial como aleatorio. Tipo de organización de archivos en PostgreSQL

  8. Los índices se utilizan, principalmente, para mejorar elperfomancede una base de datos. • Se definen sobre las columnas de la tabla que se utilicen en consultas repetidamente. • Su uso inapropiado resultará en un funcionamiento más lento, ya que los tiempos de actualización e inserción incrementaran razonablemente. Índices

  9. Postgres provee accesos de tipo btree (árbol-b), rtree (árbol-r) y hash para índices secundarios.  • Btree:  el atributo indexado esta vinculado con uno de los siguientes operadores: <, <=, =, >=, >. • Rtree :el atributo indexado esta vinculado con uno de los siguientes operadores: <<, &<, &>, >>, @, ~=, &&. • Hash: el atributo indexado esta vinculado con el operador =. Índices en PostgreSQL

  10. B-tree Índices: B-tree

  11. Índices: Hash

  12. Índices: R-tree

  13. En postgres podemos crear manualmente un índice haciendo uso de la sentencia: • También se declaran índices automáticamente al crear claves sobre tablas. Índices: Creación

  14. Correspondiente con el manejo de memoria se encuentra el Storage Manager (Manejador de almacenamiento) que contiene cinco módulos los cuales proveen la administración de transacciones y el acceso a la BD.Los módulos que componen el Storage Manager son: -Sistema de transacciones -Almacenamiento Relacional -Gestión del Tiempo -Control de concurrencia y gestión de fecha y hora -Acceso a registros Manejo de memoria

  15. Necesaria ejecutarla periódicamente Memoria: Operación Vacuum

  16. La configuración PostgreSQL puede ser manipulada fácilmente a través del archivo de configuración postgresql.conf • Algunos parámetros de manejo de memoria son: • Shared_Buffers: • Maintenance_work_mem: • Effective_cache_size: Memoria: Configuración

  17. A diferencia de la mayoría de otros sistemas de bases de datos que usan bloqueos para el control de concurrencia, PostgreSQL mantiene la consistencia de los datos con un modelo multiversiónllamado: MVCC (Multi-Version Concurrency Control). Concurrencia

  18. Que es MVCC? Como funciona? Ejemplos. Casos Conflictivos. Concurrencia: MVCC

  19. Es una técnica de concurrencia optimista en donde ninguna tarea o hilo es bloqueado mientras se realiza una operación en la tabla. Las transacciones ven una imagen de la data, correspondiente al ultimo commit recibido, al momento de iniciarla. MVCC nunca modifica ó elimina los datos, en su lugar nuevas filas de información se van añadiendo conforme se crea o actualiza la data y se marcan los datos anteriores como “no visible”. La data nunca es “visible” por otras transacciones hasta que no haya hecho “commit”. Las operaciones de lectura nunca bloquean a las de escritura y viceversa. MVCC

  20. En el caso en el que se realicen 2 updates concurrentemente, es posible asignar el nivel de aislamiento (isolation) de las transacciones por medio de la instrucción: • READ COMMITTED: lee el registro luego que la primera transacción haya terminado y luego completa su operación. • SERIALIZABLE: recomienza la transacción que encuentra un conflicto de este estilo. MVCC: casos conflictivos

  21. MVCC: Ejemplo

  22. Enfoques fundamentales para la copia de seguridad de datos en PostgreSQL: • SQL dump • Backup completo • Backupa nivel de Ficheros Recuperación

  23. La forma más sencilla de hacer un backup de una base de datos completa es la siguiente: • pg_dump basededatos > fichero.sql Y puede ser restaurada usando: • psql basededatos < fichero.sql Recuperación: Sql Dump

  24. Otras técnicas para el manejo de bases de datos más grandes: Dumps comprimidos: Backup con: • pg_dump nombrebd | gzip > nombreArchComprimido.gz Restauración con: > gunzip -c nombreArchComprimido.gz | psql nombrebd   Recuperación: Sql Dump

  25. También existe un comando para guardar todas las bases de datos del sistema y las variables globales también: pg_dumpall > ArchivoSalida  Ejemplo: Backup con: • pg_dumpall > data.dump Recuperación con: • psql -f data.dump template1 Recuperación: Backup Completo

  26. Este método implica copiar directamente los ficheros de la base de datos Ejemplo: Suponiendo que se encuentra en /var/pgsql/data sería así: tar -czvf backup.tar.gz /var/pgsql/data Restauración: Mover los ficheros a su ruta y levantarlo de nuevo Recuperación: Backup a Nivel de Ficheros

  27. En la documentación de PostgreSQL recomiendan combinar estos sistema con el de copiado a nivel físico para una estrategia compleja de Copias de Seguridad. • Los archivos de log o log files de Postgres se almacenan automáticamente y por defecto en la carpeta de postgres • Es necesario guardar los logfiles generados en otro lugar además del default • Los logfiles al almacenar indefinidamente el estado del servidor llegan a ser muy voluminosos Archivado Continuo y Logfiles

  28. Si cambiamos el parámetro Logging_collector a true en el archivo “Postgresql.conf” activamos el rotador de logfiles por defecto de postgres. • Si deseamos hacer uso de un programa rotador de log files externo, es necesario redireccionar la salida estándar del servidor al programa deseado. Log files: Rotación

  29. PostgreSQL cuenta con una serie de características atractivas como: • Su portabilidad por estar basado en lenguaje de consultas SQL. • Su amplia variedad de índices • Soporta base de datos de gran tamaño • Integrado totalmente bajo el esquema ACID • Alta concurrencia Desventaja • Consume muchos recursos, en parte por el intenso trabajo de E/S al buscar y copiar datos en disco. Conclusión

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