Tecnicas De Recuperacion De Bd

Técnicas de recuperación

En este capítulo estudiaremos algunas de las técnicas que pueden servir para la recuperación de fallos en las bases de datos. Ya examinamos en la Sección 19.1.4 las diferentes causas de fallos, como caídas del sistema y errores en las transacciones. También hemos explicado ya, en la Sección 19.2 muchos de los conceptos empleados por los procesos de recuperación, como son el diario del sistema y los puntos de confirmación.

Empezamos la Sección 21.1 con una introducción sobre los procedimientos de recuperación típicos y la clasificación de algoritmos de recuperación, y después estudiaremos algunos conceptos de recuperación, incluyendo la escritura anticipada en el diario, las actualizaciones en-el-lugar frente a las actualizaciones sombra, y el proceso de restaurar (deshacer) el efecto de una transacción incompleta o frustrada. En la Sección 21.2, presentaremos técnicas de recuperación basadas en la actualización diferida, conocida también como técnica NO-DESHACER/REHACER. En la Sección 21.3, analizaremos técnicas de recuperación basadas en la actualización inmediata; éstas incluyen los algoritmos DESHACER/REHACER y DESHACER/NO-REHACER. En la Sección 21.4 trataremos la técnica conocida como sombreado o paginación en la sombra, que puede ser clasificada como un algoritmo NO-DESHACER/NO-REHACER. En la Sección 21.5 presentaremos un ejemplo de un esquema de recuperación de un SGBD práctico, llamado ARIES. En la Sección 21.6 haremos un breve análisis de la recuperación en bases de datos múltiples. Por último, analizaremos las técnicas de recuperación frente a fallos catastróficos en la Sección 21.7. Nuestra intención es describir conceptualmente varias estrategias diferentes para la recuperación. Si el lector desea descripciones de las características de recuperación en sistemas específicos, deberá consultar las notas bibliográficas y los manuales de usuario de esos sistemas. A menudo las técnicas de recuperación están entrelazadas con los mecanismos de control de concurrencia. Ciertas técnicas de recuperación funcionan mejor con métodos específicos de control de concurrencia.

Intentaremos analizar los conceptos de recuperación independientemente de los mecanismos de control de concurrencia, pero trataremos las circunstancias bajo las cuales un mecanismo de recuperación determinado funciona mejor con un cierto protocolo de control de concurrencia.

2 1 .1 . Conceptos de recuperación

21.1.1. Introducción a la recuperación y clasificación de algoritmos de recuperación

La recuperación de fallos en las transacciones casi siempre equivale a una restauración de la base de datos al estado consistente más reciente antes del momento-del fallo. Para lograr esto, el sistema y debe conservar información sobre cambios aplicados a los elementos de datos por las diversas transacciones. Por lo general, dicha información se guarda en el diario del sistema. Una estrategia de recuperación típica podría resumirse informalmente como sigue:

l. Si hay daños extensos en una amplia porción de la base de datos debido a un fallo catastrófico, como un fallo del disco, el método de recuperación restaurará una copia anterior de la base de datos que se habría respaldado en almacenamiento de archivo (generalmente encinta) y reconstruirá un estado más actual, volviendo a aplicar o rehaciendo las operaciones de las transacciones confirmadas desde el diario respaldado hasta el momento del fallo.

2. Cuando la base de datos no presenta daños físicos pero se ha vuelto inconsistente debido a fallos no catastróficos de los tipos 1 a 4 de la Sección 19.1.4, la estrategia consiste en invertir los cambios que provocaron la inconsistencia, deshaciendo algunas operaciones.

También puede ser necesario rehacer algunas operaciones a fin de restaurar un estado consistente de la base de datos, como veremos más adelante. En este caso, no necesitamos la copia archivada de la base de datos completa. Mejor dicho, las entradas mantenidas en el diario del sistema on-line se consultan durante la recuperación.

Conceptualmente, podemos distinguir dos técnicas principales para recuperarse de fallos no-catastróficos en las transacciones: (1) actualización diferida y (2) actualización inmediata. Las técnicas de actualización diferida no actualizan físicamente la base de datos en disco hasta después de que una transacción llega a su punto de confirmación; en ese momento, las actualizaciones se graban en la base de datos. Antes de ser confirmadas, todas las actualizaciones se graban en el espacio de transacciones local (o bufers). Durante la confirmación, las actualizaciones se graban primero definitivamente en el diario y luego se escriben en la base de datos. Si una transacción falla antes de llegar a su punto de confirmación, no habrá modificado en absoluto la base de datos, por lo que no es necesario DESHACER. Puede ser necesario REHACER el efecto de las operaciones de una transacción confirmada desde el diario, ya que es posible que su efecto todavía no se haya grabado en la base de datos. Por ello, la actualización diferida se conoce también como algoritmo NO-DESHACER/REHACER.

En las técnicas de actualización inmediata, es posible que algunas operaciones de una transacción actualicen la base de datos antes de "que la transacción llegue a su punto de confirmación. Sin embargo, estas operaciones casi siempre se graban en el diario en disco mediante escritura forzada antes de aplicarse a la base de datos, lo que hace posible la recuperación. Si una transacción falla después de grabar algunos cambios en la base de datos pero antes de llegar a su punto de confirmación, será preciso anular el efecto de sus operaciones sobre la base de datos; es decir, la transacción deberá deshacerse.

En el caso general de actualización inmediata, puede ser preciso deshacer y rehacer durante la recuperación. Esta técnica, conocida como algoritmo DESHACER/REHACER, requiere ambas operaciones y se usa más frecuentemente en la práctica. Una variación del algoritmo en la que todas las actualizaciones se graban en la base de datos antes de que se confirme una transacción.

21.1.2. Movimiento de bloques de disco a la memoria caché

El proceso de recuperación a menudo está íntimamente ligado a las funciones del sistema operativo, en particular, al uso de bufers y a mantener páginas de disco en la memoria principal (caching).

Por lo general, una o más páginas de disco que contienen los elementos de información que han de actualizarse se colocan en bufers de la

...