Banco De Dados

Web Aula 1

Título: Recuperação e atomicidade de Transações1

Recuperação e Atomicidade de transações

Conforme já estamos estudando, um banco de dados controla todas as ações feitas em seus dados como uma transação de banco de dados. Acontece que estas transações podem ter problemas em seu processamento e como é que o SGBD vai garantir que as transações já realizadas não sejam perdidas em caso de problemas. Explicar o que acontece e como sair desta situação é o objetivo desta web-aula.

Um sistema de computação, é uma solução baseada em sistemas aplicativos, sistemas operacionais, sistemas gerenciador de banco de dados e por computadores que são dispositivos elétricos e mecânicos, ou simplesmente eletro-mecânico. E como qualquer outro dispositivo com estas características está sujeito a falhas.

As causas destas falhas podem ser:

• Energia elétrica;

• Hardware;

• Software;

• Peopleware;

• Sabotagem;

E sempre que acontece uma situação destas, dados podem ser perdidos e uma das principais funções de um banco de dados é garantir a recuperação causada por uma falha e restaurar a consistência e integridade do banco de dados.

Como sabemos, uma transação pode ser constituída por uma ou várias operações lógicas, podendo envolver uma ou mais tabelas e também um ou mais registros.

Atomicidade

A transação é a menor unidade ou operação física em um banco de dados, podendo ter todas as suas operações concluídas ou desfeitas, nunca apenas parte dela completada, isto garante o ‘tudo ou nada’, também conhecido como atomicidade de transação.

Então o nome atomicidade remete ao conceito de algo indivisível.

Podemos ter várias transações ocorrendo simultaneamente no mesmo banco de dados, por isso ele suporta muitos acessos.

Classificação de falhas

As falhas podem ser classificadas em duas modalidades:

• Falhas com perdas de informação.

• Falhas sem perda de informação.

Para que o sistema possa propor algoritmos que assegurem a consistência, integridade e atomicidade após cada falha, precisaram primeiro identificar os tipos de falhas possíveis e dividir o procedimento de recuperação em duas partes.

Ações a serem tomadas durante o processamento normal da transação com o objetivo de assegurar que tenhamos informações suficientes para a recuperação em caso de falha.

Ações a serem tomadas após a falha para assegurar a consistência do banco de dados e a atomicidade da transação.

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1© Roberto Yukio Nishimura – UNOPAR 2009.

Tipos de armazenamentos

Podemos classificar os diversos tipos de armazenamento pela sua velocidade de acesso, capacidade de armazenamento e resistência a falhas.

Armazenamento volátil são a nossa memória principal e a memória cachê, são locais onde os dados não sobrevive a uma falha, o seu acesso é extremamente rápido e direto a qualquer item de dado. Proporcionalmente ao tamanho do banco de dados, são geralmente muito pequenos e comportam pequenas partes ou porções do banco de dados na memória principal.

Armazenamento não volátil são os nossos discos e fitas magnéticas, são locais onde os dados podem ou não sobreviver a uma falha, o acesso tem uma variação no tempo muito grande, pois as diferenças de velocidades entre um disco e uma fita magnética são extremamente grandes.

O disco é utilizado para armazenamento on-line e a fita magnética para armazenamento de backup (históricos dos dados ou reserva).

A variação no tempo de acesso é porque os meios não voláteis são eletro-mecânico e com diferentes tecnologias de funcionamento e acesso.

Assim como os meios voláteis são muitas vezes mas rápido que os meios não voláteis, os meios não voláteis possuem uma capacidade de armazenamento muitas vezes maior que os meios voláteis.

Os meios voláteis de armazenamento estão na casa das dezenas de GigaBytes e os meios de armazenamento não voláteis começam na casa das centenas de GigaBytes, muito comum as dezenas de TeraBytes e nas grandes empresas e bancos, já entrando na casa das dezenas de PetaBytes.

Armazenamento estável é um aperfeiçoamento do armazenamento não volátil, é a utilização das tecnologias mais atuais e modernas nos quesitos de rapidez e segurança da informação.

Podemos considerar os discos que utilizam a tecnologia RAID, cd-rom / dvd-rom, discos óticos, discos a laser e mais recentemente os discos sólidos SSD (solid state disk).

Existem grandes equipamentos de armazenamento de dados, denominados Storages que trabalham em arquiteturas SAN (storage área network), NAS (network-attached storage) e DAS (direct-attached storage).

Tipos de falhas

Podemos classificar em 4 tipos de falhas

Erros lógicos – a transação não pode mais continuar com sua execução normal devido a alguma condição interna, como uma entrada com erro, dado não encontrado, overflow ou limite de reservas excedido. Para esta situação, provavelmente está faltando o tratamento adequado das exceções dentro do programa, ou seja, é necessário rever a programação.

Erros do sistema – o sistema entrou num estado indesejável (ex. travamento mútuo ‘deadlock’) e, como resultado, a transação não pode continuar sua execução normal no momento. A transação, no entanto pode ser reexecutada mais tarde sem nenhum problema. Nestes casos, analise o problema cuidadosamente e verifique as características do seu SGBD, pode ser necessária uma nova configuração ou parametrização no seu banco de dados ou em casos extremos até mesmo a troca do seu SGBD.

Queda do sistema – as disfunções do hardware causam a perda do conteúdo do armazenamento volátil, mas o conteúdo do armazenamento não volátil não é afetado, permanecendo intacto. É típico de problemas com o sistema operacional, geralmente é necessário