LABORATORIO 8. Optimización de Consultas SQL a través de herramientas del SMBD Oracle
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- María Josefa Bustamante Lucero
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1 LABORATORIO 8. Optimización de Consultas SQL a través de herramientas del SMBD Oracle GUÍA DE LABORATORIO Nº 8 Actividad de Proyecto No. 10: desarrollar mantenimiento preventivo, correctivo o proactivo para garantizar niveles de servicio requeridos por la organización.
2 Optimización de Consultas SQL a través de herramientas del SMBD Oracle Estructura de contenidos. 1. Introducción Objetivos Consideraciones Procedimiento Manipulación de índices en la base de datos de la Secretaria de salud de la Alcaldía de San Antonio del Sena optimización de consultas SQL provistas por Oracle Uso del Asesor de Ajustes SQL Evidencias a entregar
3 1. Introducción. En este laboratorio se abordará el tema de la optimización de consultas con las herramientas del SMBD Oracle con el fin de mejorar la eficiencia en los tiempos de respuesta de la base de datos usando los recursos disponibles, en algunas ocasiones la complejidad de la consultas puede ser causante de una baja en el rendimiento del sistema, por tal motivo este laboratorio está diseñado para el conocimiento de las herramientas y métodos para que las BD alcancen un alto grado de eficiencia. El tener el SMBD en óptimas condiciones depende en gran parte del diseño de la estructura y de los objetos incorporados a las Bases de Datos, el siguiente laboratorio abarca los temas de creación de índices, herramientas para la optimización y algunas recomendaciones en el uso de las base de datos. 3
4 2. Objetivos. Objetivo General. Aplicar técnicas para optimizar la estructura de la base de datos y las consultas, a partir del uso de herramientas de monitoreo para mejorar el rendimiento y garantizar consistencia e integridad en los datos. Objetivos Específicos. Usar los recursos para optimizar la base de datos, mediante las herramientas disponibles en el sistema. Utilizar herramientas para mejorar la definición y ejecución de consultas en la base de datos. Hacer uso de índices para mejorar el desempeño a nivel de ordenamientos y consultas en una Base de Datos. Analizar la estructura de la base de datos para mantener al mínimo las lecturas en disco y mejorar los tiempos de respuesta. 4
5 3. Consideraciones. Antes de realizar los procedimientos planteados en este laboratorio, se sugiere revisar los siguientes aspectos: Ítem Soporte Teórico Descripción Previo al desarrollo de este laboratorio debe haber revisado: AA10OA1.Optimización de Bases de Datos. AA10OA2. Índices. Manejo de sentencias SQL. Productos requeridos Base de datos de la Secretaria de Salud de la alcaldía de San Antonio del SENA o en su defecto el script de construcción de esta base de datos. Base de datos de la Secretaria de Hacienda de la alcaldía de San Antonio del SENA o en su defecto el script de construcción de esta base de datos. Script con 5 consultas a optimizar sobre la base de datos de la secretaría de Hacienda, suministrada en el laboratorio. Herramientas SW Se requiere tener instalada y configurada la Máquina virtual proporcionada en la plataforma, con el SMBD Oracle instalado. 5
6 4. Procedimiento. El laboratorio está diseñado para cumplir con los objetivos del tema de optimización de consulta de los SMBD, está compuesto por: conocimiento en el manejo y creación de índices, herramientas para la optimización de la BD y algunas recomendaciones para optimizar el diseño de bases de datos y consultas. A continuación se describen las acciones que se deben adelantar en el laboratorio: 4.1. Manipulación de índices en la base de datos de la Secretaria de salud de la Alcaldía de San Antonio del Sena. En este apartado el aprendiz examinará la BD identificando la estructura de las tablas y analizando el uso de recursos durante la ejecución de consultas, posteriormente creará los índices necesarios para mejorar el rendimiento de las mismas, soportando estas acciones en un documento de control de cambios. Ingrese a Oracle SQL Developer y conéctese a la base de datos SALUD, para revisar la información de los índices que poseen las tablas tenemos dos opciones, a través del explorador de objetos o con línea de comandos. Al examinar las tablas de la base de datos se puede encontrar la información de los índices asociados a esta. Imagen 1. Consulta de Índices con el explorador de Objetos. 6
7 O a través de la ejecución de la sentencia: SELECT INDEX_NAME, TABLE_OWNER, TABLE_NAME, COLUMN_NAME, CO- LUMN_POSITION, DESCEND FROM all_ind_columns WHERE index_owner = SALUD ; Al ejecutar esta sentencia, se visualiza un listado de los índices que existen en las tablas de la Instancia Salud, pero al omitir esta condición se listarían todos los índices del sistema. Escriba y ejecute en una ventana del editor SQL la sentencia para obtener los índices que existen sobre la tabla historialpersona : SELECT * FROM all_ind_columns WHERE table_name = HISTORIALPERSONA Imagen 2. Consulta de indices con sentencias SQL Para analizar el comportamiento de las consultas cuando se tienen o no índices sobre los campos claves, ejecutar la siguiente consulta y tomar nota del tiempo de ejecución: SELECT p.idpersona, p.nombre, p.apellido, e.nombre AS EPS, ta.descripcion, se.detalle, se.valor FROM SALUD.persona p, SALUD.historialpersona hist, SALUD.eps e,salud.tipoafiliado ta, SALUD.servicioeps se WHERE hist.idpersona=p.idpersona AND e.ideps=hist.ideps AND ta.idtipoafiliado=hist.tipoafiliado AND se.ideps=e.ideps ORDER BY p.apellido; 7
8 Imagen 3. Ejecución de consulta sin índices Cuánto tiempo tardo en recuperar los datos? Para mejorar el rendimiento en el procesamiento de la consulta, se va aconstruir un índice, sin embargo, identificar el campo de la tabla sobre el que se debe crear el índice, requiere de un análisis minucioso del diseño de la base de datos, en el que se contemplen la lógica y requerimientos para los que fue construida, esto con el fin de seleccionar el campo que ofrezca mayor rendimiento al momento de recuperar los datos por medio de las consultas. La sentencia SQL que se proporciona a continuación crea en la base de datos Salud un índice llamado indicehist sobre el campo idpersona de la tabla historialpersona ; este tipo de índice permite indexar campos con valores que no son únicos o que se repiten dentro de la tabla. En el modelo de la base de datos de la SALUD, todas las transacciones en que esta involucrado el afiliado, generan un nuevo registro dentro de la tabla historialpersona el cual se identifica mediante un consecutivo único dentro de esta tabla, por esta razón, cualquier sentencia que incorpore una búsqueda por el campo idpersona resulta ineficiente de no implementar un índice, debido a que se deben recorrer todos los registros de la tabla para encontrar aquellos que corresponden al numero de identificación del afiliado. 8
9 Escriba y ejecute en el SQL Editor la siguiente sentencia: CREATE INDEX indicehp ON historialpersona (idpersona); Verifique que el índice fue efectivamente creado y vuelva a ejecutar la consulta. Imagen 4. Disminución de tiempo de ejecución. Cuánto tiempo tardó en ejecutarse la consulta? Revise el plan de ejecución y analice la incidencia de los índices en los costos de procesamiento. Imagen 5. Plan de ejecución 9
10 4.2. optimización de consultas SQL provistas por Oracle. En esta sección se hará un reconocimiento de las herramientas para la optimización de consultas SQL provistas por Oracle, específicamente con el Asesor de Ajustes SQL y el Asesor de Acceso SQL. Las sentencias SQL utilizan para su ejecución métodos denominados planes de ejecución que determinan los índices, orden de acceso y ejecución. El rendimiento de estas sentencias depende de las estadísticas que usa el optimizador para diseñar los planes de ejecución más eficientes posible. Por esta razón iniciaremos esta etapa de la práctica asegurando que las estadísticas estén siendo recopiladas adecuadamente. En el Oracle SQL Developer, ejecute la siguiente sentencia que actualiza las estadísticas de la tabla indicada: ANALIZE TABLE historialpersona COMPUTE STATISTICS; Que es equivalente al comando: DBMS_STATS.GATHER_TABLE_STATS(SALUD.historialpersona); El procedimiento para hacerlo desde el Enterprise Manager es: Seleccionar la ficha Servidor y allí el enlace Gestionar Estadísticas del Optimizador. En esta página ir al enlace Recopilar Estadísticasdel Optimizador. En el primer paso se determina la granularidad de la recopilación, seleccione el esquema SALUD. 10
11 Imagen 6. Recopilación de estadísticas usando Enterprise Manager. Avanzar al siguiente paso y agregar el esquema Salud. Seleccionarlo y continuar. Imagen 7. Selección del esquema En este paso se planifica la recopilación de estadísticas, indicando un nombre, descripción y cuando inicia entre otros, para esta practica asígnele el nombre Estadisticas_salud y configure una repetición de 5 minutos y un inicio inmediato. El siguiente paso presentará un resumen del proceso y quedará listo para ejecutar. Cuál es la sentencia SQL que se generará? 11
12 Imagen 8. Resumen de la Recopilación de Estadísticas Al terminar el trabajo queda almacenado y recopilando estadísticas cada 5 minutos Uso del Asesor de Ajustes SQL Directamente relacionado con la supervisión del rendimiento, se pueden analizar sentencias SQL y obtener recomendaciones para hacer ajustes del rendimiento, cuando se han detectado que existen sentencias SQL que consumen la mayor parte del tiempo de CPU, operaciones de lectura/ escritura y de memoria. Para utilizar este asesor: Seleccione la opción Central de Asesores en la región Enlaces Relacionados del Enterprise Manager. Al seleccionar Asesores de SQL y dirigirse a esa página se encontrarán las opciones sobre las cuales se puede ejecutar el asesor, ya que es posible analizar las sentencias actualmente activas, o proporcionar el bloque de consultas, así como analizar una instantánea o una línea base. Seleccionar Asesor de Ajustes SQL. 12
13 Imagen 9. Central de Asesores SQL Los Asesores de SQL están diseñados para el ajuste de casi todas las sentencias SQL que serían de interés para el usuario. Las sentencias SQL de estas fuentes entrantes típicamente se cargan en primer lugar en un nuevo objeto denominado Juego de Ajustes SQL, que luego es presentado al asesor como entrada. Para esta práctica seleccione el Asesor de Ajustes, le llevará a la página de Planificar Asesor de Ajustes. Crear un nuevo Juego de ajustes denominado CARGA SQL SALUD, Seleccione el método de carga con una duración de 30 minutos y una frecuencia no mayor a 5 minutos. Con esto se estarán cargando sentencias SQL durante ese periodo y frecuencia para su análisis. A continuación especifique los filtros que determinarán las sentencias que serán analizadas. Estas se pueden filtrar por aspectos relacionados con la ejecución o con la estructura SQL de las sentencias, tal como se aprecia en la siguiente imagen. 13
14 Imagen 10. Opciones para filtrar las sentencias a ser cargadas. No seleccione ningún filtro (posteriormente lo puede modificar). Planifique el trabajo para que se ejecute inmediatamente, asígnele nombre y descripción. Revise el resumen y ejecútelo. Una vez construido del juego de ajustes en el que se basará el análisis, seleccione Planificar Asesor de Ajustes, seleccionando el juego construido anteriormente y con ejecución inmediata. Al ejecutar se indicará el progreso del mismo así como la estadística de las sentencias analizadas como se aprecia en la siguiente imagen. 14
15 Imagen 11. Asesor de Ajustes SQL en proceso. A terminar la ejecución se obtienen las estadísticas de la tarea. Imagen 12. Estadísticas de la tarea. Explore las diferentes opciones, revise las recomendaciones y los planes de ejecución. Debe notar que al no colocar filtros adecuados se está realizando el análisis sobre todas las sentencias SQL y se distrae la atención respecto a las relacionadas con el procesamiento en la Base de datos de La Secretaría de salud. Adicionalmente debe propender por ejecutar sentencias que puedan ser capturadas para el análisis. Oracle SQL Developer también cuenta con la opción del Asesor de Ajustes, el cual analiza la sentencia que actualmente se esté ejecutando. La imagen a continuación presenta los aspectos generales de esta funcionalidad. 15
16 Imagen 13. Asesor de Ajustes en Oracle SQLDeveloper. A partir de las acciones previamente realizadas se deberá construir una presentación mostrando el procedimiento efectuado en diez (10) consultas SQL a ser optimizadas para la base de datos de la secretaría de Hacienda de la Alcaldía de San Antonio del Sena. 16
17 5. Evidencias a entregar. Documento de control de cambios de creación de índices. En este documento se deben exponer las mejoras a ser incorporadas a la Base de Datos de la secretaría de Salud de la alcaldía de San Antonio del Sena, detallando el comportamiento antes y después de crear índices. De igual forma se deben efectuar mediciones (tiempos de respuesta, Uso de memoria, etc.) y el análisis que permitan evidenciar la importancia de los cambios realizados presentándolos en el documento. Presentación electrónica que muestre las tareas de optimización de diez consultas SQL asociadas a la secretaría de Hacienda, de las cuales cinco (5) son suministradas en el laboratorio y las restantes deben ser propuestas por el aprendiz. Cada consulta debe ser exhibida en una diapositiva exponiendo el planteamiento original y la versión final producto de las recomendaciones dadas por las herramientas del SMBD. En la diapositiva también se debe documentar la mejora incorporada y justificar el por qué según su criterio. 17
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