PDF de programación - 5. RECUPERACIÓN DE FALLAS - BASES DE DATOS

BASES DE DATOS



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5. RECUPERACIÓN DE FALLAS

5.1 Clasificación de fallas

5.2 Modelo de transacciones

5.3 Recuperación por bitácora

5.4 Puntos de verificación



5.1 Clasificación de fallas

TIPOS DE FALLAS.

El sistema debe estar preparado para recuperarse no sólo de fallas
puramente locales, como la aparición de una condición de desborde
dentro de una transacción, sino también de fallas globales, como podría
ser la interrupción del suministro eléctrico al CPU

Las fallas locales son las que afectan sólo a la transacción en donde
ocurrió. Por el contrario las fallas globales, afectan a varias -y casi
siempre a todas- las transacciones que se estaban efectuando en el
momento de la falla, por lo cual tienen implicaciones importantes en el
sistema.

Estas fallas pueden ser:

• FALLA DEL SISTEMA:

Por ejemplo interrupción del servicio eléctrico, estas afectan a todas
Las transacciones que se estaban ejecutando pero no afectan a la base
de datos.

Las fallas de sistema se conocen también como caídas (crash) suaves.

El problema aquí es que se pierda el contenido de memoria principal, en
particular, las áreas de almacenamiento temporal o buffers.

Si esto ocurre, no se conocerá el estado preciso de la transacción que
se estaba ejecutando en el momento de la falla, esta transacción jamás
se podrá completar con éxito por lo que será preciso anularla cuando se
reinicie el sistema.

Además, puede ocurrir que sea necesario volver a ejecutar algunas
transacciones que sí se realizaron con éxito antes de la falla pero cuyas



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modificaciones no lograron efectuarse sobre la base de datos porque no
lograron ser transferidas de los buffers de la base de datos a la base de
Datos física (en disco).


• FALLAS EN LOS MEDIOS DE ALMACENAMIENTO:

Una falla de los medios de almacenamiento es un percance ene l cual se
destruye físicamente alguna porción de la DB. La recuperación de una
falla semejante implica en esencia cargar de nuevo la DB a partir de una
copia de respaldo y utilizar después la bitácora para realizar de nuevo
todas las transacciones terminadas desde que se hizo esa copia de
respaldo. No hay necesidad de anular las transacciones inconclusas en
el momento de la falla, porque por definición todas las modificaciones de
esas transacciones ya se anularon de todas maneras.

La parte de restauración de la utilería servirá entonces para recrear la DB
después de una falla de los medios de almacenamiento a partir de una
copia de respaldo especificada.

Por ejemplo una falla en el controlador de disco o un aterrizaje de cabeza
en el disco, estas fallas sí causan daños a la base de datos o a una
porción de ella y afecta, al menos, a las transacciones que están
haciendo uso de esa porción.

Las fallas de los medios de almacenamiento se llaman caídas duras. La
Recuperación de una falla semejante implica, en esencia, cargar de
nuevo la base de datos a partir de una copia de respaldo (database
backup) y después utilizar la bitácora, o system log, para realizar de
nuevo todas las transacciones terminadas desde que se hizo esa copia
para respaldo.

No hay necesidad de anular todas las transacciones inconclusas en el
momento de la falla, porque por definición esas transacciones ya se
anularon (se destruyeron) de todas maneras.


• FALLAS POR CATÁSTROFES:

Por ejemplo terremotos, incendios, inundaciones, etc. Su tratamiento es
similar al de fallas de los medios. La principal técnica para manejar este
tipo de fallas es la del database backup .

Como se mencionó anteriormente, este es un respaldo periódico que se
hace de la base de datos. Después de una caída de esta índole el



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sistema se restaura recargando la base de datos con la copia del último
respaldo y recreando la base de datos mediante la bitácora o system log.

• ERRORES DEL SISTEMA:

Como realizar operaciones que causen un overflow de un entero o la
división por cero, así mismo puede ocurrir que se pasen valores erróneos
a algún parámetro o que se detecte un error en la lógica de un programa,
o que sencillamente no se encuentren los datos del programa.

Además, en algunos ambientes de desarrollo el usuario puede
explícitamente interrumpir una transacción durante su ejecución (por
ejemplo: usando el control_C in VAX/VMS o en UNIX).



• APLICACIÓN DEL CONTROL DE CONCURRENCIA:

Que ocurre por ejemplo cuando una transacción viola las reglas de
serialización o cae en abrazo mortal o interbloqueo



5.2 Modelo de transacciones

Los sistemas que tratan el problema de control de concurrencia permiten
que sus usuarios asuman que cada una de sus aplicaciones se ejecutan
atómicamente, como si no existieran otras aplicaciones ejecutándose
concurrentemente.

Esta abstracción de una ejecución atómica y confiable de una aplicación
se conoce como una transacción.

Un algoritmo de control de concurrencia asegura que las transacciones
se ejecuten atómicamente controlando la intercalación de transacciones
concurrentes, para dar la ilusión de que las transacciones se ejecutan
serialmente, una después de la otra, sin ninguna intercalación. Las
ejecuciones
las
ejecuciones seriales son denominadas serializables y son correctos ya
que soportan la ilusión de la atomicidad de las transacciones.

intercaladas cuyos efectos son

los mismos que

El concepto principal es el de
Informalmente, una
transacción es la ejecución de ciertas instrucciones que accesan a una
base de datos compartida. El objetivo del control de concurrencia y
recuperación es asegurar que dichas
transacciones se ejecuten
atómicamente, es decir:

transacción.



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Cada transacción accede a información compartida sin interferir con otras
transacciones, y si una transacción termina normalmente, todos sus
efectos son permanentes, en caso contrario no tiene afecto alguno.

Una base de datos está en un estado consistente si obedece todas las
restricciones de integridad (significa que cuando un registro en una tabla
haga referencia a un registro en otra tabla, el registro correspondientes
debe existir) definidas sobre ella.

Los cambios de estado ocurren debido a actualizaciones, inserciones y
supresiones de información. Por supuesto, se quiere asegurar que la
base de datos nunca entre en un estado de inconsistencia.

Sin embargo, durante la ejecución de una transacción, la base de datos
puede estar temporalmente en un estado inconsistente.

El punto importante aquí es asegurar que la base de datos regresa a un
estado consistente al fin de la ejecución de una transacción.



PROPIEDADES FUNDAMENTALES DE UNA TRANSACCIÓN:



1. Atomicidad Se refiere al hecho de que una transacción se

trata como una unidad de operación.

2. Por lo tanto, o todas las acciones de la transacción se
realizan o ninguna de ellas se lleva a cabo. La atomicidad
requiere que si una transacción se interrumpe por una falla,
sus resultados parciales sean anulados.

3. Consistencia La consistencia de una

transacción es
simplemente su correctitud. En otras palabras, una
transacción es un programa correcto que lleva a la base de
datos de un estado consistente a otro con la misma
característica. Debido a esto, las transacciones no violan las
restricciones de integridad de una base de datos.



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4. Aislamiento Una transacción en ejecución no puede revelar
sus resultados a otras transacciones concurrentes antes de
finalizar.

5. Más

si

varias

aún,

ejecutan
concurrentemente, los resultados deben ser los mismos que
si ellas se hubieran ejecutado de manera secuencial.

transacciones

se

6. Permanencia Es la propiedad de las transacciones que
asegura que una vez que una
finaliza
exitosamente, sus resultados son permanentes y no pueden
ser borrados de la base de datos por alguna falla posterior.

transacción

7. Por lo tanto, los sistemas manejadores de base de datos
aseguran que los resultados de una transacción sobrevivirán
a fallas del sistema. Esta propiedad motiva el aspecto de
recuperación de base de datos, el cual trata sobre cómo
recuperar la base de datos a un estado consistente donde
todas las acciones que han finalizado con éxito queden
reflejadas en la base.

8. En esencia, lo que se persigue con el procesamiento de
transacciones es, por una parte obtener una transparencia
adecuada de las acciones concurrentes a una base de datos
y por otra, manejar adecuadamente las fallas que se puedan
presentar en una base de datos.

9. La mayoría de medianas y grandes compañías modernas
utilizan el procesamiento de
transacciones para sus
sistemas de producción, y es tan imprescindible que las
organizaciones no pueden funcionar en ausencia de él.

El procesamiento de transacciones representa una enorme y
significativa porción del mercado de los sistemas informáticos
(más de cincuenta billones de dólares al año) y es,
probablemente,
las
computadoras.

la aplicación simple más amplia de

Además, se ha convertido en el elemento que facilita el
comercio electrónico.

Como puede percibirse, el procesamiento de transacciones es
una de las tareas más importantes dentro de un sistema de
base de datos, pero a la vez, es una de las más difíciles de
manejar debido a diversos aspectos, tales como:

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