Conceptos Clave de Ingeniería de Datos

Conceptos Clave de Ingeniería de Datos: guía práctica sobre patrones, tecnologías y buenas prácticas indispensables en arquitecturas modernas de datos.

A) Batch vs Streaming Ingestion Diferentes enfoques para introducir datos en un sistema. Batch ingiere datos en lotes durante intervalos y los procesa en operaciones agrupadas, útil para análisis históricos y tendencias. Streaming ingiere datos de forma continua y los procesa en tiempo real, ideal para recomendaciones personalizadas o monitorización de sensores IoT. La elección depende de volumen de datos, requisitos de latencia y naturaleza de la fuente. Consideraciones clave: volumen de datos, latencia, origen de datos, complejidad, coste y consistencia frente a datos fuera de orden o retrasados.

B) Change Data Capture CDC Patrón de integración que identifica y rastrea inserciones, actualizaciones y eliminaciones en una fuente y entrega esos cambios a destinos, permitiendo sincronización en tiempo real o casi real y reduciendo la latencia frente a procesos por lotes.

C) Idempotencia Misma entrada = mismo resultado sin efectos secundarios. Operaciones repetidas con la misma entrada deben producir el mismo estado final, por ejemplo upserts. Es esencial en sistemas distribuidos y pipelines con reintentos.

D) OLTP vs OLAP OLTP se centra en transacciones con baja latencia y alto volumen de operaciones pequeñas, típico en banca o comercio electrónico. OLAP se centra en análisis histórico y consultas complejas, típico en data warehousing y business intelligence.

E) Columnar vs Row-based Bases de datos orientadas a filas optimizadas para OLTP y operaciones de inserción/actualización rápidas como Postgres o MySQL. Bases orientadas a columnas almacenan datos por columnas, optimizando lecturas analíticas grandes, ejemplos Redshift, BigQuery, Snowflake.

F) Partitioning Técnica para dividir datasets grandes en particiones manejables. Tipos: particionado horizontal o sharding (por filas, ej. por año, por hash, por lista), particionado vertical (por columnas) y particionado funcional (por uso). Casos de uso: operaciones OLAP y pipelines de machine learning.

G) ETL vs ELT ETL extrae, transforma en un área intermedia y carga el resultado en el almacén. ELT extrae, carga datos crudos al almacén y transforma aprovechando la capacidad de procesamiento del propio almacén.

H) Teorema CAP En sistemas distribuidos ante una partición hay que elegir entre consistencia y disponibilidad. Consistencia garantiza ver el mismo dato en cualquier nodo, disponibilidad garantiza respuesta a todas las solicitudes. La tolerancia a particiones se gestiona mediante réplicas.

I) Windowing en Streaming Técnica para agrupar flujos continuos en ventanas finitas para su procesamiento. Tipos temporales: tiempo de procesamiento y tiempo de evento. Ventanas: tumbling, hopping, sliding y session. Útil para métricas por hora como tráfico web medio.

J) DAGs y Orquestación de Workflows Los DAGs representan tareas y dependencias. Los sistemas de orquestación gestionan la ejecución, dependencias, errores y reintentos asegurando orden correcto y tolerancia a fallos.

K) Retry Logic y Dead Letter Queues Un DLQ es una cola secundaria para mensajes que no se procesan tras varios intentos, evitando bucles infinitos. La lógica de reintento vuelve a intentar procesar mensajes ante fallos temporales hasta llegar al DLQ si persiste el error.

L) Backfilling y Reprocessing Backfilling rellena datos históricos faltantes o corregidos. Reprocessing reejecuta pipelines total o parcialmente con lógica actualizada para corregir errores o aplicar nuevas transformaciones.

M) Data Governance Marco que garantiza datos fiables y consistentes alineados con objetivos de negocio. Cubre calidad de datos, seguridad, cumplimiento y gestión del ciclo de vida. En entornos sensibles como hospitales, define cómo se recogen, almacenan y protegen los datos.

N) Time Travel y Versionado de Datos Time travel permite acceder a versiones históricas de datasets en puntos anteriores en el tiempo. El versionado mantiene múltiples versiones de objetos de datos para reproducibilidad y auditoría.

O) Procesamiento Distribuido Crucial para tratar y analizar grandes volúmenes de datos repartidos entre múltiples nodos. Permite escalabilidad horizontal y gestión eficiente de big data.

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