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BASES DE DATOS DISTRIBUID
AS
BASES DE DATOS DISTRIBUID
AS
BASES DE DATOS DISTRIBUID
AS
BASES DE DATOS DISTRIBUID
AS
C U R S O
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Exposito
r:
Dr. V
íctor Jesú
s Sosa S
osa
Conten
ido
�Fundamentos d
e SBDDs.
�Arquitectu
ra Clien
te/Serv
idor.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Arquitectu
ra Clien
te/Serv
idor.
�Diseñ
o de B
ases d
e Datos D
istribuidas.
�Procesam
iento Distrib
uido de C
onsultas.
�Manejo
Distrib
uido de T
ransaccio
nes.
FU!DAME!TOS DE SISTEMAS
FU!DAME!TOS DE SISTEMAS
DE BASES
DE BASES
FU!DAME!TOS DE SISTEMAS
FU!DAME!TOS DE SISTEMAS
DE BASES
DE BASES
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
DE BASES
DE BASES
DE DATOS DISTRIBUID
AS
DE DATOS DISTRIBUID
AS
DE BASES
DE BASES
DE DATOS DISTRIBUID
AS
DE DATOS DISTRIBUID
AS
Motiv
acio
nes
Tecn
ología d
e
Bases d
e Dato
sRedes d
e
Computad
oras
Integ
ración
Integ
ración
Distrib
ució
nDistrib
ució
n
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Sistem
as de
Sistem
as de
Bases d
e Dato
sBases d
e Dato
s
Distrib
uidas
Distrib
uidas
Integ
ración
Integ
ración
Integ
ración
Integ
ración ≠ ≠ ≠ ≠
Centralizació
n
Centralizació
n
Computació
n Distrib
uida
�Un co
ncep
to en
busca d
e un nombre y
una d
efinició
n.
�Un co
njunto de elem
entos d
e procesam
iento au
tónomos
(no necesariam
ente h
omogéneos) q
ue se en
cuentran
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
(no necesariam
ente h
omogéneos) q
ue se en
cuentran
interco
nectad
os m
edian
te una red
de co
municacio
nes y
que
cooperan
en la ejecu
ción de su
s tareas asignadas.
�Térm
inos sin
ónim
os:
�Funció
n distrib
uida.
�Procesam
iento distrib
uido de d
atos.
�Procesam
iento satelital.
Computació
n Distrib
uida
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Procesam
iento satelital.
�Procesam
iento dorsal.
�Computad
oras d
e propósito
especial/d
edicad
o.
�Sistem
as de tiem
po co
mpartid
o.
�Sistem
a modular fu
ncio
nal.
�Lógica d
e procesam
iento.
�Funcio
nes.
�Dato
s.
¿Qué está
Distrib
uido? ...
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Dato
s.
�Contro
l.
¿Qué es u
n Sistem
a de B
ase d
e Datos
Distrib
uida?
Una B
ase de D
atos D
istribuida (B
DD) es aq
uélla en
la que
sus d
atos se en
cuentran
repartid
os en
varias co
mputad
oras
que están
interco
nectad
as por u
na red
de co
municacio
nes.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Un Sistem
a Adminstrad
or d
e Bases d
e Dato
s Distrib
uidas
(SABDD) es el so
ftware q
ue ad
ministra la B
DD y propor-
ciona u
n m
ecanism
o de acceso
que h
ace transparen
te esta
distrib
ució
n a lo
s usuario
s.
Sistem
a de B
ase de D
atos D
istribuida (S
BDD) =
BDD + SABDD
¿Qué n
o es u
n SBDD?
�Un sistem
a de có
mputo de tiem
po co
mpartid
o.
�Un sistem
a multip
rocesad
or fu
ertemente o
débilm
ente
acoplad
o.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Un sistem
a de b
ase de d
atos, el cu
al reside en
un so
lo nodo
de la red
(esto es u
na b
ase de d
atos cen
tralizada).
SMBD Centra
lizadas
BD
BD
Sitio
3
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
RED
Sitio
1
Sitio
2
SMBD Distrib
uidas
Sitio
3
BD
BD
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
RED
Sitio
2
Sitio
1
BD
BD
BD
BD
�Los d
atos están
almacen
ados en
diferen
tes sitios (cad
a uno
de lo
s sitios ló
gicam
ente co
nsiste d
e un procesad
or).
�Los p
rocesad
ores en
diferen
tes sitios se en
cuentran
inter-
conectad
os v
ía una red
de co
municacio
nes (n
o m
ultip
ro-
cesadores).
Implícita
mente se S
upone q
ue
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
cesadores).
�Sistem
as de b
ases de d
atos en
paralelo
.
�La b
ase de d
atos d
istribuida es u
na b
ase de d
atos, n
o una
colecció
n de arch
ivos (d
atos ló
gicam
ente relacio
nados q
ue
son presen
tados al u
suario
con un patró
n de acceso
).
�Modelo
de d
atos relacio
nal.
�Un SABDD es u
n SABD co
mpleto
.
�No es u
n sistem
a de arch
ivos d
istribuidos, n
i un sistem
a TP.
Arquitectu
ra de M
emoria
Compartid
a
P1
Pn
M• • •
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Ejem
plos: M
ultip
rocesad
ores sim
étricos (S
equent,
Encore) y
algunos "m
ainfram
es"
(IBM 3090, D
PS8 de B
ull).
BD
BD
P1
Pn
M• • •
Arquitectu
ra de D
isco Compartid
o
PP
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Ejem
plos: V
AXclu
ster de D
EC, IM
S/VS de IB
M
y Data S
harin
g.
BD
BD
P1
M1
Pn
Mn
• • •
Arquitectu
ra co
n !ada Compartid
o
PP
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Ejem
plos: D
BC de T
eradata, T
andem
, Parag
on
de In
tel, 3600 y 3700 de N
CR.
BD
BD
11
P1
M1
Pn
Mn
BD
BD
nn• • •
Aplica
ciones
�Manufactu
ra (especialm
ente en
manufactu
ra
multip
lanta).
�Comando y co
ntro
l militar.
�SIG
s corporativ
os.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Aero
líneas.
�Cadenas h
oteleras.
�Cualq
uier o
rganizació
n que ten
ga u
na
estructu
ra organizacio
nal d
escentra-lizad
a.
�Razo
nes eco
nómicas y
organizacio
nales.
�Fiab
ilidad y disp
onibilid
ad.
�Distrib
ució
n del co
ntro
l y utilizació
n co
mpartid
a de
dato
s.
Ventajasde lo
s SBDDs
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
dato
s.
�Reducció
n de tráfico
en la co
municació
n de d
atos.
�Agilizació
n del p
rocesam
iento de co
nsultas.
�Interco
nexión de b
ases de d
atos ex
istentes.
�Crecim
iento in
cremental.
Objetiv
os1de la
s BDDs
�Autonomía lo
cal.
�Independencia d
e un sitio
central.
�Operació
n co
ntin
ua.
�Tran
sparen
cia de lo
calización.
�Tran
sparen
cia de frag
mentació
n.
Tran
sparen
cia de rep
etición.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Tran
sparen
cia de rep
etición.
�Procesam
iento distrib
uido de co
nsultas.
�Procesam
iento de tran
sacciones
distrib
uidas.
�Tran
sparen
cia de "h
ardware".
�Tran
sparen
cia de sistem
a operativ
o.
�Tran
sparen
cia de red
.
�Tran
sparen
cia de S
MBD.
1C.J. D
ate
Desv
entajas d
e los S
BDD
�Falta d
e experien
cia.
�Complejid
ad.
�Costo
.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Costo
.
�Distrib
ució
n del co
ntro
l.
�Dificu
ltad de cam
bio.
Problem
ática
s en los S
ABDDs
�Diseñ
o de b
ases de d
atos d
istribuidas.
�¿C
ómo distrib
uir la b
ase de d
atos?
�Distrib
ució
n de la b
ase de d
atos rep
licada y
no-rep
licada.
�Problem
a relacionado co
n la ad
ministració
n del
diccio
nario
.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
diccio
nario
.
�Procesam
iento de co
nsultas.
�Problem
a de o
ptim
ización.
�Min{costo
= tran
smisió
n de d
atos +
procesam
iento lo
cal}.
�La fo
rmulació
n general es u
n problem
a NP co
mpleto
.
�Conversió
n de tran
sacciones d
e usuario
a instru
cciones d
e
manipulació
n de d
atos.
El p
roceso
de o
ptim
ización de co
nsultas n
ecesita ser
distrib
uido; co
nsta d
e dos fases:
Optimización Global:
-Medios d
e Tran
smisió
n.
Problem
ática
en el P
rocesa
mien
to de C
onsulta
s
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
-Medios d
e Tran
smisió
n.
-Distrib
ució
n de S
ubconsultas.
Optimización Local:
-Acceso
s a Disco
.
-Manipulació
n de M
emoria.
-Uso de In
dices.
Opcio
nes p
ara Almacen
ar el D
iccionario
Red
Sitio
ASitio
BSitio
C
Red
d1
d1
d2
d2
d3
d3
d1
d1
d2
d2
d3
d3
Sitio
ASitio
BSitio
C
DIC
CIO
NA
RIO
DIC
CIO
NA
RIO
1. C
entralizad
o3. P
articionado
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Red
Red
Red
Sitio
ASitio
BSitio
C
Red
d1
d1
d2
d2
d3
d3
d1
d1
d2
d2
d3
d3
d1
d1
d2
d2
d3
d3
Red
Red
DIC
CIO
NA
RIO
DIC
CIO
NA
RIO
DIC
CIO
NA
RIO
d1
d1
d2
d2
d3
d3
Red
Sitio
ASitio
BSitio
C
Red
DIC
CIO
NA
RIO
d1
d1
d2
d2
d3
d3
2. C
ompletam
ente R
eplicad
o4. C
ombinació
n de 1
y 3
Problem
ática
s en los S
ABDDs
�Contro
l de co
ncurren
cia.
�Sincro
nizació
n de acceso
s concuren
tes.
�Manten
imien
to de co
ngruencia y
aislamien
to de lo
s
efectos d
e las transaccio
nes.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
efectos d
e las transaccio
nes.
�Manejo
de in
terbloqueo.
�Fiab
ilidad.
�¿C
ómo hacer el sistem
a resistente a fallas?
�Atomicid
ad y durab
ilidad.
Rela
ción en
tre Problem
as
Administració
n
de D
irectorio
Diseñ
o de
Distrib
ució
nFiab
ilidad
Procesam
iento
de C
onsultas
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Distrib
ució
n
Contro
l de
Concurren
cia
Administració
n
de In
terbloqueo
Fiab
ilidad
de C
onsultas
Problem
ática
s Rela
cionadas
�Soporte d
e sistema o
perativ
o.
�Sistem
a operativ
o co
n so
porte ad
ecuado para o
perar
bases d
e dato
s.
�Dico
tomía en
tre requerim
ientos d
e procesam
iento de
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Dico
tomía en
tre requerim
ientos d
e procesam
iento de
propósito
general y
requerim
ientos d
e procesam
iento de
bases d
e dato
s.
�Sistem
as abierto
s e intero
perab
ilidad.
�Sistem
as multib
ases de d
atos.
�Escen
arios co
n m
ayor p
robabilid
ad.
�Problem
áticas de p
aralelismo.
Promesa
s de lo
s SABDDs
�Manipulació
n tran
sparen
te de d
atos d
istribuidos,
repetid
os y
fragmentad
os.
�Mejo
ra en co
nfiab
ilidad y disp
onibilid
ad por m
edio de
transaccio
nes d
istribuidas.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
transaccio
nes d
istribuidas.
�Mejo
ra en la eficien
cia.
�Expansió
n de sistem
as fácil y eco
nómica.
Soporte d
e Transparen
cia
�Aún no hay de rep
etición.
�Tam
poco hay de frag
mentació
n.
�Pudiera v
enir la frag
mentació
n horizo
ntal.
�Tran
sparen
cia de d
istribució
n aú
n lim
itada.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Tran
sparen
cia de d
istribució
n aú
n lim
itada.
�Especificar cam
ino.
�Manejo
de alias.
�Login rem
oto a u
n SMBD.
�La m
ayoría so
n m
últip
les clientes co
n un so
lo
servidor.
Transaccio
nes D
istribuidas en
Sistem
as
Comercia
les
�Algunos n
o las p
roporcio
nan del to
do.
�Oracle 6
.x tien
e que ab
rir una so
la base d
e dato
s a la
vez, S
ybase o
frece las prim
itivas, las ap
licaciones
tienen que im
plem
entar las tran
sacciones d
istribuidas
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
tienen que im
plem
entar las tran
sacciones d
istribuidas
por sí m
ismas.
�Otro
s lo hacen
.
�Ingres, N
onStop SQL, y
Oracle v
er.7.
�Soporte d
e repetició
n.
�No ex
iste.
�Utilizan
la regla R
OWA: R
ead One W
rite All.
En Busca
de M
ejora en
la Eficien
cia
�Proxim
idad de d
atos a su
s sitios d
e uso.
�Requiere so
porte d
e fragmentació
n y
repetició
n.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Paralelism
o en
la ejecució
n.
�Paralelism
o in
ter-consulta.
�Paralelism
o in
tra-consulta.
Requerim
ientos p
ara el P
aralelism
o
�Tener lo
s dato
s lo m
ás cercanos a cad
a uno de lo
s
sitios en
donde las ap
licaciones lo
s soliciten
.
�Repetició
n to
tal.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�¿Q
ué p
asa con las actu
alizaciones?
�Las actu
alizaciones a d
atos rep
etidos req
uieren
la implem
entació
n de co
ntro
l de co
ncurren
cia
y protocolos d
e compromiso
.
Altern
ativ
as en
Sistem
as C
omercia
les
�Multip
lar el tiempo en
tre lecturas y
actua-
lizaciones.
�Tener la b
ase de d
atos ab
ierta para leer d
uran
te
horas p
ico, y ejecu
tar actualizacio
nes en
M.C. V
íctor J. S
osa S
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horas p
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tar actualizacio
nes en
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de p
oca activ
idad.
�Los b
ancos h
acen esto
.
�Multip
lar la base d
e dato
s.
�Base d
e dato
s de co
nsultas.
�Base d
e dato
s de p
roducció
n.
Expansió
n del S
istema
�El p
roblem
a es escalar bases d
e dato
s.
�Surgim
iento de las tecn
ologías d
e micro
-
procesad
ores y
estaciones d
e trabajo
.
�Desco
ntin
uació
n de la ley
de G
rosh.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Desco
ntin
uació
n de la ley
de G
rosh.
�Modelo
de co
mputació
n clien
te/servidor.
�Costo
de co
municació
n de d
atos v
s. costo
de
telecomunicacio
nes.
Ejem
ploE!O
E!AME
TITLE
E1 J. D
oe E
lect. Eng.
E2 M
.Smith
Syst. A
nal.
E3 A
. Lee M
ech. E
ng.
E4 J. M
iller Program
mer
E5 B
. Casey
Syst. A
nal.
E6 L
. Chu E
lect. Eng.
E7 R
. Davis M
ech. E
ng.
E
GE!O
J!O
RESP
DUR
E1
E2
E2
E3
E3
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E7
E7
J1
J1
J2
J3
J4
J2
J2
J4
J3
J5
Manager
Analyst
Analyst
Consulta
nt
Engineer
Programmer
Manager
Manager
Engineer
Engineer
12
24610
48
18
24
48
36
23
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
E7 R
. Davis M
ech. E
ng.
E8 J. Jo
nes S
yst. A
nal.
JS
E7
E8
J5
J3
Engineer
Manager
23
40
J!O
J!AME
BUDGET
LOC
J1J2J3J4J5
Instru
mentatio
nDatab
ase Develo
p.
CAD/CAM
Main
tenance
CAD/CAM
150000
135000
250000
310000
500000
Montreal
New
York
New
York
Paris
Bosto
n
TITLE
SAL
Elect. E
ng.
Syst. A
nal.
Mech
. Eng.
Program
er
40000
34000
27000
24000
ARQUITECTURA DE SISTEMAS
ARQUITECTURA DE SISTEMAS
ADMI!
ISTRADORES DE BASES
ADMI!
ISTRADORES DE BASES
ARQUITECTURA DE SISTEMAS
ARQUITECTURA DE SISTEMAS
ADMI!
ISTRADORES DE BASES
ADMI!
ISTRADORES DE BASES
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
ADMI!
ISTRADORES DE BASES
ADMI!
ISTRADORES DE BASES
DE DATOS DISTRIBUID
AS
DE DATOS DISTRIBUID
AS
ADMI!
ISTRADORES DE BASES
ADMI!
ISTRADORES DE BASES
DE DATOS DISTRIBUID
AS
DE DATOS DISTRIBUID
AS
Vista
Extern
a
Vista
Extern
a
Vista
Extern
a
Esquem
a
Extern
o
Usuario
s
Arquitectu
ra A!SI/S
PARC
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Extern
a
Vista
Intern
a
Vista
Concep
tual
Extern
aExtern
aExtern
o
Esquem
a
Concep
tual
Esquem
a
Intern
o
Vista
Intern
a
�Esta v
ista trata con la d
efinició
n física y
la organizació
n de
los d
atos.
�Este n
ivel se en
carga d
e los p
roblem
as de la lo
calización
de lo
s dato
s en lo
s difreren
tes disp
ositiv
os d
e almacen
a-
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
de lo
s dato
s en lo
s difreren
tes disp
ositiv
os d
e almacen
a-
mien
to y lo
s mecan
ismos q
ue se u
san para accesar y
mani-
pular lo
s dato
s.
�El esq
uem
a intern
o es la d
escripció
n de la v
ista intern
a.
Vista
Concep
tual
�La v
ista concep
tual es la p
ercepció
n del “m
undo real” d
e la
empresa q
ue se m
odela en
la base d
e dato
s.
�En esta v
ista la base d
e dato
s se percib
e en su
totalid
ad y
de u
na m
anera ab
stracta.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
de u
na m
anera ab
stracta.
�El esq
uem
a concep
tual es la d
escripció
n de la v
ista con-
ceptual.
�El térm
ino esq
uem
a concep
tual se co
nfunde co
n el d
e mo-
delo
concep
tual.
Vista
Extern
a
�Esta v
ista se encarg
a de la p
ercepció
n que tien
en lo
s usua-
rios d
e la base d
e dato
s.
�En esta v
ista la base d
e dato
s se percib
e de u
na m
anera
abstracta.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
abstracta.
�La v
ista de u
n usuario
individual rep
resenta la p
orció
n de
la base d
e dato
s que será accesad
a por el u
suario
así como
las relaciones q
ue el u
suario
desearía v
er entre lo
s dato
s.
�El esq
uem
a extern
o es la d
escripció
n de la v
ista extern
a.
Defin
ición de A
utonomía de S
ABDs
�Cada S
ABD tien
e libertad
de esco
ger su
modelo
de d
atos y
la técnica d
e administració
n de tran
sacciones.
�Los S
ABDs p
ueden decid
ir qué in
form
ación desean
com-
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�Los S
ABDs p
ueden decid
ir qué in
form
ación desean
com-
partir y
cómo desean
compartirla co
n otro
s SABDs.
�Cada S
ABD tien
e libertad
para ejecu
tar las transaccio
nes
que se le o
frezcan de la m
anera q
ue d
esee.
Defin
ición de A
utonomía de S
ABDs
�Las o
peracio
nes lo
cales de lo
s SABDs n
o deben ser afec-
tadas p
or su
particip
ación en
el sistema.
�El p
rocesam
iento y optim
ización de lo
s SABDs n
o deben
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�El p
rocesam
iento y optim
ización de lo
s SABDs n
o deben
ser afectados p
or la ejecu
ción de co
nsultas g
lobales.
�La co
ngruencia y
operació
n del sistem
a no debe afectarse
cuando lo
s SABDs se ag
regan o sep
aran del sistem
a.
Hetero
geneid
ad de S
ABDs
�De sistem
a operativ
o.
�De sistem
a administrad
or d
e bases d
e dato
s.
�De m
odelo
de d
atos.
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
�De m
odelo
de d
atos.
�De len
guaje d
e manipulació
n de d
atos.
�De m
ecanism
o de ad
ministració
n de tran
sacciones.
Altern
ativ
as d
e Implem
entació
n de S
ABDs
Distrib
ució
n
SABD
hetero
géneo
y distrib
uido
SABD
homogéneo
y distrib
uido
SABD fed
erado
homogéneo y
distrib
uido
SMBD
homogéneo
y distrib
uido
SMBD
hetero
géneo
y distrib
uido
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Hetero
ge-
neid
ad
Autonomía
SABD múltip
lehomogéneo y
centralizad
o
SMBD
hetero
géneo
y cen
tralizado
SABD fed
erado
hetero
géneo
y cen
tralizado
SABD
hetero
géneo
y cen
tralizado
SMBD
homogéneo
y cen
tralizado
SABD fed
erado
homogéneo y
centralizad
o
SABD fed
erado
hetero
géneo
y distrib
uido
Arquitectu
ra de B
ase d
e Datos D
istribuida
Esquma
extern
o 1
Esquem
aextern
o B
Esquem
aextern
o A
Esquem
aextern
o C
Esquem
aconcep
tual g
lobal
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
concep
tual g
lobal
Esquem
aconcep
tual lo
cal 2Esquem
aconcep
tual lo
cal 1Esquem
aconcep
tual lo
cal 3
Esquem
aintern
o lo
cal 2Esquem
aintern
o lo
cal 1Esquem
aintern
o lo
cal 3
Componentes d
e un SABD Distrib
uido
Maneja
dor d
einterfa
zde u
suario
Contro
lador
Esquem
aextern
o
Procesa
dor d
econsulta
slocal
Esquem
aconcep
tual
local
Procesad
or d
e Usuario
Procesad
or d
e Dato
s
M.C. V
íctor J. S
osa S
osa
Contro
lador
de d
atos
semántico
s
Optim
izador
de co
nsulta
sglobales
Monito
r de
ejecució
nglobal
Esquem
aconcep
tual
global
DG/D
Administra
dor
de recu
pera
ción
local
Procesa
dor
de so
porte en
ejecució
n
Esquem
aintern
olocal
Bitá
cora
de sistem
a
Base d
edatos
Arquitectu
ra de S
MBD co
n ECG
Esquma
extern
o 1
Esquem
aglobal ex
terno
Esquem
aconcep
tual g
lobal
Esquem
alocal ex
terno
Esquem
alocal ex
terno
Esquma
extern
o 1
Esquem
aglobal ex
terno
Esquma
extern
o 1
Esquem
aglobal ex
terno
Esquem
alocal ex
terno
Esquem
alocal ex
terno
M.C. V
íctor J. S
osa S
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Esquem
aconcep
tual lo
cal 1Esquem
aconcep
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cal N
Esquem
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o lo
cal 1Esquem
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local ex
terno
local ex
terno
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terno
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. . .
. . .
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osa S
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cal 3
Esquem
aintern
o lo
cal 2Esquem
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cal 1Esquem
aintern
o lo
cal 3