Slides (SQLServer)

SQL Server
Tecnologia de Base de Dados
Nuno Costa – Nº 50099
Tópicos
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Introdução
 História
Estrutura do SQL Server
 Armazenamento
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Views
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Tabelas/Índices
Scan e read-ahead
Tipos de Views
Execução/Optimização de querys
Acesso concorrente
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Save-points
Updates
Níveis de isolamento
História
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O SQL Server, originalmente designado Sysbase SQL Server, nasceu
de uma parceria entre a Sybase, Ashton-Tate e a Microsoft,
competindo directamente com a Oracle e IBM.
A primeira versão resultante da parceria, denominada SQL Server
4.2 surgiu em 1989, para OS/2, sendo igual ao Sybase SQL Server
4.0 compatível com sistemas Unix e VMS.
O primeiro lançamento do Microsoft SQL Server para NT surgiu em
1992, sendo que a primeira versão totalmente compatível com NT,
sem qualquer ligação à Sybase, só apareceu com o Microsoft SQL
Server v6.0
Por volta da altura em que o Windows NT saiu, já a Microsoft e
Sybase tinham seguindo percursos distintos no que diz respeito ao
desenho e implementação do seu próprio SGBD, tendo a Sybase
mudado o nome do seu produto para Adaptive Server Enterprise.
Armazenamento
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No SQL Server uma BD envolve uma
colecção de ficheiros, contendo os dados e
suportada por um único log de transacção
De seguida irá ser mencionada a forma de
armazenamento de tabelas e as várias
formas de acesso a estas.
Armazenamento - Tabelas
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O SQL Server suporta dois tipos de organização:
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Heap – a localização de cada linha de uma tabela é
determinada pelo sistema, não sendo possível ao
utilizador especificá-la. Cada linha tem um identificador
(RID), nunca sendo mudado excepto quando o ficheiro
é comprimido ou a linha mudada.
Clustered index – as linhas de uma tabela são
guardadas numa B+ tree, ordenada pela chave do
clustered index. Esta chave serve igualmente para
identificar cada linha da tabela, podendo ser definida
como nonunique e neste caso o SQL Server adiciona
uma coluna oculta de forma a tornar a chave única.
Armazenamento – Scans e Read-Aheads
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A execução de querys no SQL Server poderá ser feita
usando diferentes métodos de procura em tabelas e índices,
como por exemplo scan total de tabelas vs filtered scans,
forwards vs backward ou ordered vs unordered scans.
Cada um destes tipos de scan usa um mecanismo de readahead que tenta estar sempre à frente da linha de execução
da query de forma a reduzir o tempo de procura e idle do
disco. O algoritmo read-ahead usa o conhecimento obtido
partir do plano de execução da query de forma a assegurarse que apenas é obtida a informação requisitada pela query.
A quantidade de informação a ser lida pelo read-ahead é
automaticamente ajustada de acordo com a dimensão do
buffer, capacidade de I/O e ritmo ao qual os dados são
“consumidos” na execução da query.
Views
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As views são tabelas virtuais cuja
informação é definida através de um select
As tabelas referenciadas por views são
denominadas tabelas base
Os resultados de uma View podem ser
obtidas a partir de outras
O optimizador de custos avalia uma View
como se esta não existisse
Tipos de Views
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Indexed Views: têm como único propósito
optimizar a performance na execução de querys
que trabalham com grandes quantidades de
informação, agregando-a sob a forma de sums,
counts e averages.
Partitioned Views: são usadas para particionar
dados por vários tabelas, BD´s ou instâncias de
SQL Server, distribuindo a carga computacional,
sendo possível fazer a query a partir de vários
servidores de BD.
Execução/Optimização de querys
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Na execução de querys, o SQL Server tem baseiase no protótipo de optimização Cascades.
Os passos na execução de uma query são:
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Parsing/Binding – o optimizador procede ao parsing de
cada statement da query e identifica as tabelas, nomes
de colunas recorrendo ao catálogo. Constrói views de
forma a gerar uma árvore de operadores e verifica na
cache de procedimentos se já existe um plano de
execução para aquela query, podendo assim evitar o
processo de optimização. Através de algebra relacional, é
elaborada uma combinação de operadores relacionais
Execução/Optimização de querys
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Simplificação/Optimização – o optimizador aplica uma série de regras
à árvore de operadores de forma a obter uma forma simplicada.
Durante este processo o optimizador calcula e recorre a estatísticas
para calcular a cardinalidade (caso não existam estatísticas o
optimizador gera-as antes de dar seguimento ao processo de
optimização)
Optimização cost-based – o optimizado explora (reordenação de
operadores, como por exemplo joins) e implementa diferentes regras
(merge join, hash join, etc) de forma a gerar alternativas e
estimando o custo de execução de cada uma, escolhe o plano de
execução mais favorável.
Preparação do plano – com base no plano seleccionado, o
optimizador cria as estruturas necessárias para a execução da query
Acesso concorrente e recuperação Save-points
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O SQL Server suporta dois tipos de savepoints de transacção:
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Statement – o save-point é definido no início da
statement de modo a que caso esta falhe não
haja rollback de toda a transacção
Named - a aplicação define um save-point
algures na transacção e caso haja rollback, a
transacção irá ser retomada a partir do ponto
definido.
Acesso concorrente e recuperação opções de concorrência nos Updates
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O SQL Server tem duas opções no acesso concorrente, na
operação de update:
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Optimista – parte do princípio que qualquer conflito de
recursos que surga entre múltiplos utilizadores é
improvável (mas não impossível) que aconteça e
permite a execução de transacções sem recorrer a locks.
Caso ocorra um conflito, a aplicação terá de ler a
informação e tentar de novo. As aplicações detectam as
mudanças comparando valores ou verificando um valor
especial de versão, atribuído a cada linha.
Acesso concorrente e recuperação opções de concorrência nos Updates(cont.)
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Pessimista (default) – sempre que necessário, o controlo
de concorrência recorre a locks durante a execução de
um transacção. Caso não ocorram deadlocks o sucesso
da transacção é assegurado.
Os locks podem ser feitos a vários tipos de recursos:
 RID – usado para lock de uma única linha numa tabela
 Chave – permite protecção de um determinado range
key
 Página – tabela/Página de index de 8Kbyte
 Extent – grupo contíguo de 8 páginas de dados ou
indíces
 Tabela – tabela inteira, incluindo indíces
 BD
Acesso concorrente e recuperação Níveis de Isolamento
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Os níveis de isolamento suportados pelo SQL Server são:
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Read uncommited (dirty read) – nível mais baixo, onde as transacções são
isoladas apenas ao ponto de garantir que não existem leituras de dados
fisicamente corrumpidos.
Read commited (nível default) – O SQL Server usa shared locks na leitura
de informação e assegura que dados fisicamente corrumpidos nunca irão
ser lidos bem como leitura de informação que foi alterada mas não foi
commited, no entanto, não assegura que essa informação não irá ser
alterada antes de a transacção acabar
Repeatable read – não permite a ocorrência de dirty reads e nonrepeatable
reads, ou seja, irá ser feito um lock a toda a informação requisitada por
uma query, impossibilitando outras transacções de alterar esses dados, até
que a transacção que fez o lock acabe.
Serializable – nível mais alto de isolamento, onde cada transacção é
totalmente isolada de outras que estejam a ser executadas
Bibliografia
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http://en.wikipedia.org/wiki/MS-SQL
http://www.mssqlcity.com/Articles/Adm/S
QL70Locks.htm
Silberschatz, Korth, Sudarshan, “Database
System Concepts”, Cap. 27, McGraw-Hill, 4th
Edition
Fim