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BASE DE DATOS
Heterogéneas
Arquitecturas de los sistemas de base de datos:
La arquitectura de un sistema de bases de
datos está influida en gran medida por el sistema
informático subyacente en el que se ejecuta, en
concreto por aspectos de la arquitectura de la
computadora como:
• La conexión en red
• El paralelismo
• La distribución
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Arquitecturas de los sistemas de base de datos:
La distribución: permite que estos datos residan donde
han sido generados o donde son más necesarios, pero
continuar siendo accesibles desde otros lugares o
departamentos diferentes.
El hecho de guardar varias copias de la base de datos
en diferentes sitios permite que puedan continuar las
operaciones sobre la base de datos aunque algún sitio se
vea afectado por algún desastre natural como una
inundación, un incendio o un terremoto.
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Arquitecturas de los sistemas de base de datos:
Se han desarrollado los sistemas distribuidos de
bases de datos para manejar datos distribuidos
geográfica o administrativamente a lo largo de múltiples
sistemas de bases de datos.
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Base de datos distribuida:
“Es aquella que se almacena en más de un
lugar físico y cada uno de éstos es manejado por
un DBMS capaz de funcionar independientemente
de los otros. Algunos de ellos son completamente
distribuidos, otros tienen un alto grado de
centralización”.
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Base de datos distribuida:
Estos sistemas no comparten ni memoria, ni disco y las
computadoras utilizadas por los mismos pueden variar
en tamaño y función, abarcando desde estaciones de
trabajo hasta los grandes sistemas.
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Base de datos distribuida:
Beneficios e inconvenientes:
Reducen la vulnerabilidad de un lugar único central y
voluminoso. Permiten el incremento en la potencia de los
sistemas al adquirir mini computadoras que son más pequeña
y baratas. Incrementan el servicio y la posibilidad de
respuesta de los usuarios locales.
Base de datos distribuida:
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Beneficios e inconvenientes:
Los sistemas distribuidos, sin embargo, dependen de la alta
calidad de las líneas de telecomunicaciones , las cuales a su vez
son vulnerables.
Además, las bases de datos locales pueden algunas veces
alejarse de las normas y las definiciones de los datos centrales lo
cual hace surgir problemas de seguridad al distribuir ampliamente el acceso a datos de alta sensibilidad.
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Base de datos distribuida:
razones para construir sistemas distribuidos
9Datos compartidos. La principal ventaja de construir un
sistema distribuido de bases de datos es poder disponer de un
entorno donde los usuarios puedan acceder desde una única
ubicación a los datos que residen en otras ubicaciones.
9Autonomía. La principal ventaja de compartir datos por medio
de distribución de datos es que cada ubicación es capaz de
mantener un grado de control sobre los datos que se almacenan
localmente.
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Base de datos distribuida:
razones para construir sistemas distribuidos
9Disponibilidad. Si un sitio de un sistema distribuido falla, los
sitios restantes pueden seguir trabajando. En particular, si los
elementos de datos están replicados en varios sitios, una
transacción que necesite un elemento de datos en particular
puede encontrado en varios sitios. De este modo el fallo de
un sitio no implica necesariamente la caída del sistema.
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Base de datos distribuida:
razones para construir sistemas distribuidos
El sistema puede detectar el fallo de un sitio y es posible
que sea necesario aplicar apropiadas para la recuperación del
fallo. El sistema no debe seguir utilizando los ser sitio que falló.
Finalmente, cuando el sitio que falló se recupera o se repara,
debe haber mas disponibles para integrado sin problemas de
nuevo en el sistema.
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Base de datos distribuida:
razones para construir sistemas distribuidos
La disponibilidad es crucial para los sistemas de bases de
datos que se utilizan en aplicaciones de tiempo real. Que por
ejemplo, una línea aérea pierda el acceso a los datos puede
provocar la pérdida de potenciales compradores de billetes en
favor de la competencia.
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Base de datos distribuida:
razones para construir sistemas distribuidos
9Agilización del procesamiento de consultas:
Si una consulta comprende datos de varias localidades,
puede ser posible dividir la consulta en varias subconsultas que
se ejecuten en paralelo en distintas localidades. Sin embargo,
en un sistema distribuido no se comparte la memoria principal, así
que no todas las estrategias de intersección para procesadores
paralelos se pueden aplicar en estos sistemas.
En los casos en que hay repetición de los datos, el sistema
puede pasar la consulta a las localidades más ligeras de carga.
Base de datos distribuida:
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Desventajas de la distribución de los datos:
La desventaja principal de los sistemas distribuidos es
la mayor complejidad que se requiere para garantizar una
coordinación adecuada entre las localidades.
El aumento de la complejidad se refleja en:
•
Costo del desarrollo de software: es más difícil estructurar
un sistema de bases de datos distribuidos y por tanto su costo
es mayor
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Base de datos distribuida:
• Mayor posibilidad de errores: puesto que los sitios del
sistema distribuido operan en paralelo, es más difícil
garantizar que los algoritmos sean correctos.
• Mayor tiempo extra de procesamiento: el intercambio de
mensajes y los cálculos adicionales son una forma de tiempo
extra que no existe en los sistemas centralizados.
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Clasificación de las Bases de datos distribuidas:
o Homogéneas.
o Heterogéneas.
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Base de datos distribuida:
o HOMOGÉNEA
En los sistemas de bases de datos distribuidas homogéneas
todos los sitios emplean idéntico software de gestión de bases de
datos, son conscientes de la existencia de los demás sitios y
acuerdan cooperar en el procesamiento de las solicitudes de los
usuarios.
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Base de datos distribuida:
o HOMOGÉNEA
En estos sistemas, los sitios locales renuncian a una parte de
su autonomía en cuanto a su derecho a modificar los
esquemas o el software de gestión de bases de datos. Ese
software también debe cooperar con los demás sitios en el
intercambio de la información sobre las transacciones para
hacer posible su procesamiento entre varios sitios.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Las BDs Heterogéneas o Multibase de Datos son aquellas
donde Sitios diferentes utilizan diferentes DBMSs, siendo cada uno
esencialmente autónomo.
Es posible que algunos sitios no sean conscientes de la
existencia de los demás y quizás proporcionen facilidades limitadas
para la cooperación en el procesamiento de transacciones.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
En las bases de datos distribuidas heterogéneas puede
que los diferentes sitios utilicen esquemas y software de gestión
de sistemas de bases de datos diferentes. Puede que algunos
sitios no tengan información de la existencia del resto y que sólo
proporcionen facilidades limitadas para la cooperación en el
procesamiento de las transacciones.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
La heterogeneidad se debe a que los datos de cada BD son
de diferentes tipos o formatos. El enfoque heterogéneo es más
complejo que el enfoque homogéneo y favorece el enfoque
ascendente. Es una tecnología reciente y aún existen pocas en
el mercado.
Hoy en día existe la tendencia a crear software que permita
tener acceso a diversas bases de datos autónomas
preexistentes almacenadas en SGBD heterogéneos.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
La Heterogeneidad de las BD es inevitable cuando
diferentes tipos de BD coexisten en una organización que trata
de compartir datos entre éstas.
Investigadores han enfocado sus esfuerzos en la exploración
de un esquema global que trate de resolver los problemas de la
Heterogeneidad, la definición de Protocolos Ínter operables y
la integración de las BD.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
¿Qué es la Interoperabilidad entre las BD?
Es el acceso a varias BD con SMBD similares o
diferentes.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Las Bases de Datos Distribuidas Heterogéneas se componen de
un conjunto de localidades, cada una de las cuales mantiene un
SBD local, éstas pueden procesar transacciones locales
(aquellas que se realizan sobre esa localidad).
Ejemplo:
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
El tratamiento de la información ubicada en bases de datos
distribuidas heterogéneas exige una capa de software adicional por
encima de los sistemas de bases de datos ya existentes.
Esta capa de software se denomina sistema de bases de
datos múltiples. Puede que los sistemas locales de bases de datos
empleen modelos lógicos y lenguajes de definición y de tratamiento
de datos diferentes, y que difieran en sus mecanismos de
control de concurrencia y de administración de las transacciones.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Los sistemas de bases de datos múltiples crean la ilusión
de la integración lógica de las bases de datos sin necesidad
de su integración física.
La integración completa de sistemas heterogéneos en una
misma base de datos distribuida homogénea suele resultar
difícil o imposible:
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Dificultades técnicas.
La inversión en los programas de aplicaciones basados en los
sistemas de bases de datos ya existentes puede ser enorme, y el
coste de transformar esas aplicaciones puede resultar prohibitivo.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
. Dificultades organizativas.
Aunque la integración resulte técnicamente posible, puede que no
lo sea políticamente, porque los sistemas de bases de datos ya
existentes pertenezcan a diferentes empresas u organizaciones.
En ese caso es importante que el sistema de bases de datos
múltiples permita que los sistemas de bases de datos locales
conserven un elevado grado de autonomía para la base de datos
local y para las transacciones que se ejecuten con esos datos.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Vista unificada de los datos
Cada sistema local de administración de bases de datos
puede utilizar un modelo de datos diferente.
Por ejemplo: puede que algunos empleen el modelo
relacional, mientras que otros pueden emplear modelos de datos
más antiguos, como el de red o el jerárquico.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Vista unificada de los datos
Dado que se supone que los sistemas con bases de datos
múltiples ofrecen la ilusión de un solo sistema de bases de datos
integrado, hay que utilizar un modelo de datos común. Una opción
adoptada can frecuencia es el modelo relacional, can SQL como
lenguaje común de consulta.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Otra dificultad es proporcionar un esquema conceptual
común. Cada sistema local ofrece su propio esquema conceptual.
El sistema de bases de datos múltiples debe integrar esos
esquemas independientes en uno común. La integración de los
esquemas es una tarea complicada, sobre todo por la
heterogeneidad semántica.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
¿Qué es Heterogeneidad Sintáctica?
Es la Heterogeneidad que se produce por la autonomía de los
componentes de la
BD y por las diferencias en sus diseños.
¿Qué Heterogeneidad Semántica?
Es la que se da por las diferentes concepciones que se tienen
de los elementos por parte de las diferentes BD.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Procesamiento de las consultas:
El procesamiento de las consultas en las bases de datos
heterogéneas puede resultar complicados, los problemas son:
· Dada una consulta en un esquema global, puede que haya que
traducir la consulta a en los esquemas locales de cada uno de los
sitios en que hay que ejecutar la consulta. Hay que volver a
traducir los resultados de las consultas al esquema global.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
Procesamiento de las consultas:
La tarea se simplifica escribiendo envolturas para cada origen
de datos, que o vista de los datos locales en el esquema global.
Las envolturas también traducen las consultas del esquema
global a consultas del esquema local y vuelven a traducir los
resultados al esquema global.
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Base de datos distribuida HETEROGÉNEA:
La optimización global de consultas en bases de datos
heterogéneas resulta difícil que el sistema de ejecución de
consultas no conozca los costes de los planes de consulta
alternativos en los diferentes sitios. La solución habitual es
confiar sólo en a optimización a nivel local y utilizar
únicamente la heurística a nivel global.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
“Los sistemas de bases de datos federadas o bases de
datos heterogéneas son sistemas computacionales que
hacen disponible la información desde diversas fuentes, y
donde esas fuentes de información pueden ser
heterogéneas, distribuidas y autónomas.”
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Bases de datos FEDERADAS o bases de datos heterogéneas
Un sistema de bases de datos federadas es una colección
de sistemas de bases de datos cooperativos y autónomos
[Bhavani99]. En un sistema federado los usuarios tienen
acceso a los datos, de los distintos sistemas, a través de una
interfaz común sin embargo, no existe un esquema global que
describa a todos los datos de las distintas bases de datos, en
su lugar hay varios esquemas unificados, cada uno
describiendo porciones de bases de datos y archivos para el
uso de cierta clase de usuarios [Larson90].
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
El SGBDF no contiene datos, solo accede a los datos almacenados
en la BD componente. Una BDF no es una BD única distribuida.
Pueden usar diferentes esquemas de software. La diferencia en
software es un problema mayor al momento de la transacción de
procesamiento. Las federaciones se forman y desaparecen.
No hay un esquema conceptual único. Se dice que las SBD se
federan para dar lugar a las SGBF.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Forma en que operan.
Los componentes de un SBDF (Sistema de base de datos
federadas) pueden efectuar operaciones locales o bien ejecutar
consultas sobre los datos de la federación y pueden también ser
usadas por otros componentes de la federación.
La autonomía o la integración de los componentes la controla el
administrador del sistema global en colaboración con los
administradores de las bases de datos componente. Este nivel de
integración se da de acuerdo a las necesidades propias de cada
componente.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Es posible también la agrupación en una federación o la
desincorporación de la misma, y de igual forma es posible que
entren o salgan componentes.
Para poder lograr esto se establecen diferentes esquemas en
el nivel federal.
Se debe remarcar que una base de datos federada no es una
base de datos única distribuida, mas bien son soluciones para
acceder información depositada en diferentes bases de datos.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
1. Integración manual, todo queda a cargo de unas pocas
personas. Implica muchos cambios.
2. Integración de datos. Se crea una nueva base de datos.
3. Acceso integrado. DBMF (Data base manager federated)
o SGBDF (Sistema gestor de bases datos federadas) o
SMBDF(Sistema manejador de bases de datos federadas).
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
La forma en que cooperan se basa fundamentalmente en
dos esquemas:
El esquema de exportación:
Denota las partes de la base de datos que va a compartir o
que va a poner a disposición de los demás miembros de la
federación. Así también es un subconjunto de un esquema
componente ya que no todos los datos deberán de ser
disponibles para la federación.
El esquema de importación:
Son vistas de la base de datos que proporcionan lo que
desea el esquema de exportación.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Arquitectura propuesta por (Sheth y Larson)
Esquema local:
Es el esquema conceptual de un sistema de bases de datos
componente de la federación.
Esquema componente:
Este resulta al transformar un esquema local a un modelo
canónico o común de datos del sistema manejador de bases de
datos federadas.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Arquitectura propuesta por (Sheth y Larson)
Esquema federado:
Pueden existir varios esquemas federados en el sistema,
dependiendo de cada tipo de usuarios dentro de la federación.
Las clases de usuarios son los que tienen funciones similares,
ejemplo ventas, justicia, compras, bibliotecas, etc.. Al esquema
federado también se le conoce como empresarial o también de
importación
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Niveles de un SGBDF:
a) Nivel Componente: son las Bases de Datos preexistentes.
b) Nivel Federado: conjunto de BD que interoperan.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Clasificación:
Se pueden clasificar en:
a) Débilmente Acoplados:
Los usuarios deben tratar explícitamente con las BD, es decir,
cuando la responsabilidad de crear y mantener la Federación
recae sobre el usuario y no hay control por parte del sistema
Federado y sus administradores.
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b) Fuertemente Acoplados: la Federación y sus administradores
controlan el acceso y mantienen el sistema, es decir, el
administrador tiene la responsabilidad de crear y mantener la
Federación y el control de acceso de los sistemas de Bases de
Datos Componentes. Se pueden clasificar, a su vez, en:
1. Federación sencilla: permite crear y manejar un sólo
esquema federado.
2. Federación Múltiple: permite la creación y el manejo de
varios esquemas federados.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
ARQUITECTURA.
En el caso de las bases de datos federadas debemos identificar
dos partes:
1. La parte de software
2. La parte de arquitectura de esquema.
La segunda está encargada de resolver las heterogeneidades
sintácticas y semánticas de los distintos componentes de la base
de datos.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Para poder resolver esto se debe de contar con capas, aquí
se conocen como capas de esquemas.
Un sistema federado debe cumplir 3 aspectos.
Autonomía.
Heterogeneidad.
Sistema distribuido.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Arquitectura de 3 niveles (ANSI/SPARC)
Físico (esquema interno).
Lógico (Esquema conceptual)
Externo (Esquema externo)
Esta arquitectura es muy usada en el diseño de bases de datos
relacionales mas no así en diseño de bases de datos orientadas a
objetos.
Existen muchas otras arquitecturas para el manejo de las bases
de datos federadas, un ejemplo puede ser la arquitectura de 8
niveles o por ejemplo la de esquemas de data warehouse.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Problemática para la implementación de Bases de Datos
Federadas.
Uno de los principales problemas es la incompatibilidad entre
los sistemas de consulta entre los diferentes fabricantes, aunque
existen estándares para el SQL como el SQL 92, normalmente
los fabricantes construyen dialectos, o finalmente una instrucción
no es la misma es un manejador que en otro, o simplemente tipos
de datos.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Problemática para la implementación de Bases de Datos
Federadas.
Otro problema es la codificación por ejemplo unos usan
ASCII otros ASCII extendido o el EBCDIC.
Así mismo un aspecto importante, son los códigos de error
generados por los distintos fabricantes, que normalmente no son
compatibles.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Problemas en transacciones.
ƒ
Control de concurrencia. El SMBDF no conoce las
transacciones a nivel de componentes y los SMBD
componentes no siempre pueden distinguir entre
transacciones propias y externas.
ƒ Heterogeneidad. Cada SMBD mantiene su autonomía.
ƒ La autonomía total es incompatible con la atomicidad.
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Soluciones comerciales
Existen varias opciones y varias instituciones y compañías
que trabajan para dar la solución a estos problemas de
interoperabilidad, mas sin embargo muy pocos trabajan
para la administración global, algunas de las compañías
que trabajan en soluciones son augsoft, Oracle, Sybase, y
ha usado distintas opciones por ejemplo ODBC(open Data
Base Connectivity) y JDBC el conector de Java,…
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Bases de datos federadas o bases de datos heterogéneas
Soluciones comerciales
… en general los grandes manejadores de bases de datos
contienen alguna herramienta para poder hacer esto lo malo es
que tienen un producto para conectarse con otros manejadores,
pero cada uno se vende aparte además de que los costos son
exorbitantes.
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Resumen
Las BDs Heterogéneas o Multibases de Datos: Son aquellas donde
Sitios diferentes utilizan diferentes DBMSs, siendo cada uno
esencialmente autónomo.
Bases de Datos Distribuidas Heterogéneas: Se compone de un
conjunto de localidades, cada una de las cuales mantiene un SBD
local, éstas pueden procesar transacciones locales (aquellas que
se realizan sobre esa localidad).
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Resumen
Un sistema de BDD tiene las siguientes características:
1. Cada sitio es un sistema de base de datos en sí mismo.
2. Los sitios han convenido en trabajar juntos (si es necesario)
con el fin de que un usuario de cualquier sitio pueda obtener
acceso a los datos de cualquier punto de la red tal como si
todos estuvieran almacenados en el sitio propio del usuario.
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Resumen
La llamada “base de datos distribuida” es en realidad una
especie de objeto virtual, cuyas partes componentes se
almacenan físicamente en varias bases de datos “reales”
distintas ubicadas en diferentes sitios. De hecho, es la unión
lógica de esas bases de datos.
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Resumen
Las BDDH son una realidad en muchas organizaciones para
bien o para mal.
La mayoría de enfoques buscan agregar y coordinar el acceso.
Los DHDBMS están surgiendo para atender estas necesidades.