Funcțiile principale ale SGBD

Sisteme moderne de management al bazelor de datesunt folosite pe multe obiecte, dar nu toată lumea știe ce sunt și cum să folosească funcțiile DBMS. Astfel de instrumente se disting printr-un număr mare de caracteristici, astfel încât să le utilizați pe deplin, trebuie să înțelegeți ce pot face și ce sunt utile pentru utilizator.

Gestionarea datelor

În primul rând, funcția SGBD include procesareainformații în memoria externă și această funcție este furnizarea de structuri de bază VI care sunt necesare nu numai pentru stocarea informațiilor incluse direct în bază de date, ci și pentru îndeplinirea diferitelor sarcini de serviciu cum ar fi obținerea accesului accelerat la fișiere în diverse cazuri . În anumite modificări, capacitățile diferitelor sisteme de fișiere sunt utilizate în mod activ, în timp ce altele permit lucrul chiar la nivelul dispozitivelor de memorie externe. Dar, în acest caz, este demn de remarcat faptul că, în funcția de DBMS care are un grad înalt de dezvoltare, utilizatorul nu este în niciun caz informat dacă este folosit vreun sistem și, dacă da, cum sunt organizate fișierele. În particular, sistemul își menține propria ordine de denumire a obiectelor incluse în baza de date.

Gestionarea tampoanelor de memorie RAM

În majoritatea cazurilor, funcțiileBaza de date a făcut uz suficient de baze de date de volum și dimensiunea minimă este de multe ori mult mai mult RAM disponibile. Desigur, în cazul în care, în cazul tratamentului pentru fiecare element de date vor fi schimbate cu memorie externă, viteza acesteia din urmă se va potrivi cu viteza sistemului, astfel încât, practic, singura opțiune reală este de a crește datele sale de tamponare în memoria RAM. În acest caz, chiar dacă sistemul de operare oferă un tampon la nivel de sistem, de exemplu, pentru UNIX, un acest lucru nu va fi suficient pentru a se asigura că baza de date în funcțiile scop și principalele, deoarece are un volum mult mai mare de date cu privire la proprietățile benefice ale tamponare fiecare parte specifică a bazei de date utilizate. Datorită acestui sistem de dezvoltare pentru a sprijini propriul set de tampoane, precum și o disciplină unică de înlocuire a acestora.

Este demn de menționat faptul că există o separaredirecția sistemelor de control, orientată spre prezența continuă în memoria RAM a întregii baze de date. Această direcție se bazează pe ipoteza că, în viitorul apropiat, cantitatea de computere RAM se poate extinde atât de mult încât orice tamponare nu va mai îngreuna și funcțiile principale ale acestui tip de DBMS aici vor fi utile. În prezent, toate aceste lucrări rămân în stadiul de testare.

Gestionarea tranzacțiilor

O tranzacție este o secvență de operațiunicu baza de date utilizată, pe care sistemul de management o consideră în ansamblu. Dacă tranzacția este executată cu succes, sistemul înregistrează modificările efectuate în memoria externă sau niciuna dintre modificările indicate nu va fi reflectată în starea bazei de date. Această operație este necesară pentru a susține integritatea logică a bazei de date utilizate. Trebuie remarcat faptul că menținerea cursului corect al mecanismului de tranzacționare este o condiție prealabilă chiar și atunci când se utilizează baze de date cu un singur utilizator, ale căror scop și funcții diferă semnificativ de celelalte tipuri de sisteme.

Proprietatea în care începe orice tranzacțieNumai atunci când baza de date este într-o stare consecventă și, în același timp, lasă-o în aceeași stare după terminarea procedurii, face ca utilizarea sa să fie extrem de convenabilă ca unitate de activitate în ceea ce privește baza de date. Cu o gestionare corectă a tranzacțiilor executorii simultane din partea sistemului de management, fiecare utilizator individual, în principiu, se poate simți parte a întregului. Cu toate acestea, aceasta este o idee idealizată într-o oarecare măsură, deoarece, în multe situații, oamenii vor simți în continuare prezența colegilor lor dacă folosesc un sistem multi-utilizator, dar de fapt acest lucru prevede conceptul de SGBD. Funcțiile unui sistem DBMS pentru mai mulți utilizatori sunt, de asemenea, asociate cu gestionarea tranzacțiilor, cum ar fi un plan de execuție serială și serializare.

Ce înseamnă asta?

Serializarea tranzacțiilor concurenteprevede construirea unui plan special pentru munca lor, în care efectul global al amestecului este echivalent cu rezultatul obținut din cauza execuției lor consecvente.

Planul de execuție serială este ao anumită structură de acțiuni care duce la serializare. Desigur, dacă sistemul este capabil să furnizeze o execuție cu adevărat serioasă a unui amestec de tranzacții, atunci pentru orice utilizator care generează o tranzacție, prezența altora va fi complet invizibilă, cu excepția faptului că va funcționa puțin mai încet decât în ​​cazul unui singur utilizator.

Există mai mulți algoritmi de bază pentru serializare. În sistemele centralizate, cei mai populari algoritmi de astăzi se bazează pe capturile de sincronizare ale diferitelor obiecte de bază de date. În cazul utilizării oricăror algoritmi de serializare, este posibil să se creeze conflicte între două sau mai multe tranzacții privind accesul la anumite obiecte de bază de date. Într-o astfel de situație, pentru a oferi suport pentru această procedură, trebuie să vă răsturnați, adică să eliminați toate modificările aduse în baza de date prin unul sau mai multe procese. Aceasta este doar una dintre situațiile în care într-un sistem multi-utilizator o persoană simte prezența altora.

logare

Una dintre cerințele de bază pentru modernsisteme este de a asigura fiabilitatea stocării informațiilor în memoria externă. În special, se prevede că una dintre principalele funcții ale bazei de date includ abilitatea de a recupera ultima stare coerentă a bazei de date după apariția oricărui software sau hardware eșec. În majoritatea cazurilor, este obișnuit să se ia în considerare două versiuni ale erorilor hardware:

• moale, care poate fi interpretată ca o oprire neașteptată a calculatorului (cel mai comun caz - oprirea de urgență);
• Hard, care se caracterizează printr-o pierdere parțială sau completă a datelor stocate pe suporturi externe.

Ca exemplu de eșecuri de program, putețiprovoacă blocarea sistemului atunci când încearcă să utilizeze o funcție care nu se numără printre funcțiile principale ale DBMS sau terminarea anormală a unui utilitar utilizator, ca urmare a faptului că o anumită tranzacție nu a fost finalizată. Prima situație poate fi considerată ca un tip special de insuficiență ușoară, în timp ce atunci când aceasta apare, trebuie să eliminați consecințele unei singure tranzacții.

Desigur, în orice caz pentru un normala restabili baza de date trebuie să aibă o anumită cantitate de informații suplimentare. Cu alte cuvinte, pentru menținerea normală a fiabilității de stocare a datelor în baza de date pe care trebuie să asigure redundanța de stocare a informațiilor, precum și o parte din date sunt utilizate în recuperarea trebuie să fie păzite cu atenție. Cea mai comună metodă de a asigura menținerea datelor redundante, este considerată a fi logare modificări.

Ce este și cum este folosit?

Revista este o parte specială a bazei de datedatele la care accesul nu este inclus în numărul de funcții ale DBMS și este menținut în mod special cu atenție. În unele situații, se oferă chiar și suport pentru două copii ale jurnalului, care se află pe diferite suporturi fizice. Aceste magazine primesc informații despre orice schimbări care apar în partea principală a bazei de date, iar în diferite sisteme de management, schimbările pot fi înregistrate la diferite niveluri. În unele situații, intrarea în jurnal este pe deplin compatibilă cu o anumită operațiune de schimbare logică, undeva - o operație internă minimă legată de modificarea paginii de memorie externă, în timp ce unele DBMS utilizează o combinație a celor două abordări.

În orice caz, așa-numitul"strategie preventivă" în jurnal. Când o utilizați, o înregistrare care indică schimbarea oricăror obiecte de bază de date intră în memoria jurnalului extern înainte ca obiectul să fie modificat. Se știe că, dacă funcțiile Access DB furnizează respectarea normală a acestui protocol, jurnalul rezolvă orice probleme legate de restaurarea bazei de date în eventualitatea unor defecțiuni.

recul

Cea mai simplă situație de recuperareeste o revizuire individuală a tranzacției. Pentru această procedură, nu este necesar să se utilizeze un jurnal la nivel de sistem de schimbare, și este suficient să se utilizeze pentru fiecare tranzacție de operațiuni de modificare a revistei locale, și apoi reveniți tranzacția prin executarea operațiunilor inverse, începând de la sfârșitul fiecărei înregistrări. Structura funcției de bază de date implică adesea utilizarea doar o astfel de structură, dar în cele mai multe cazuri, jurnalele locale încă nu este acceptat, și rollback chiar individuale ale tranzacțiilor individuale efectuate de către un nivel de sistem, cât și pentru că toate înregistrările fiecărei tranzacții combinate listă inversă.

Când apare o defecțiune moale, memoria externăbazele de date pot include diverse obiecte care au fost modificate prin tranzacții care nu au fost finalizate până în momentul eșecului și nu pot exista obiecte care au fost actualizate la cele care au fost finalizate cu succes înainte de defecțiune din cauza utilizării buffer-elor de memorie, conținutul cărora dispar complet probleme. Dacă se aplică un protocol care folosește jurnalele locale, vor rămâne înregistrări în memoria externă care se referă la modificarea oricăror astfel de obiecte.

Obiectivul principal al procedurii de recuperare dupăapariția defecțiunilor moi este starea memoriei externe a bazei de date principale, care ar fi apărut dacă schimbările din VI au fost modificate pentru orice tranzacție finalizată și nu ar conține urme de proceduri nefinalizate. Pentru a realiza acest efect, funcțiile principale ale SGBD sunt, în acest caz, reluarea tranzacțiilor în așteptare și reluarea acelor operații ale căror rezultate nu au apărut în memoria externă. Acest proces implică un număr destul de mare de subtilități, care se referă în principal la organizarea gestionării revistei și a tampoanelor.

Hard crashing

Dacă trebuie să restaurați baza de datedupă apariția unor defecțiuni grele, nu se utilizează numai jurnalul, ci și o copie arhivă a bazei de date. Acesta din urmă este o copie completă a bazei de date până la începerea umplerii jurnalului. Desigur, pentru a menține o procedură de recuperare normală, un jurnal trebuie să fie în siguranță, prin urmare, așa cum am menționat mai devreme, cerințele extrem de grave sunt făcute pentru siguranța sa în memoria externă. În acest caz, recuperarea bazei de date este că, pe baza unei copii de arhivă, jurnalul reproduce toate tranzacțiile încheiate până la momentul producerii defecțiunii. Dacă este necesar, funcționarea tranzacțiilor incomplete și continuarea funcționării normale după procedura de recuperare pot fi reproduse, însă în majoritatea sistemelor reale această procedură nu se realizează din cauză că recuperarea în sine după eșecuri dure este o procedură destul de lungă.

Suport lingvistic

Pentru a lucra cu bazele de date moderneSe folosesc limbi diferite, iar în SMD-urile inițiale, scopul, funcțiile și alte caracteristici ale acestora diferă semnificativ de sistemele moderne, s-au acordat sprijin pentru câteva limbi foarte specializate. Acestea au fost în principal SDL și DML, destinate definirii schemei bazei de date și, respectiv, a manipulării datelor.

SDL a fost folosit pentru a definilogică a bazei de date, adică să recunoască structura specifică a bazei de date, care este prezentată utilizatorilor. DML, pe de altă parte, a inclus un întreg complex de operatori de manipulare a informațiilor, permițând introducerea informațiilor într-o bază de date, precum și ștergerea, modificarea sau utilizarea datelor deja existente.

Funcțiile DBMS includ diferite tipuri de suport.un singur limbaj integrat care asigură disponibilitatea oricăror mijloace necesare pentru o muncă normală cu bazele de date, începând cu crearea sa inițială și oferind o interfață standard de utilizator. SQL este folosit ca limbaj standard care oferă astăzi funcțiile de bază ale DBMS-urilor celor mai comune sisteme de relaționare.

Ce este?

În primul rând, această limbă se combinăprincipalele funcții ale DML și SDL, adică capacitatea de a defini semantica specifică a unei baze de date relaționale și de a manipula informațiile necesare. În același timp, numirea diferitelor obiecte de bază de date este acceptată direct la nivelul limbii, în sensul că compilatorul traduce numele de obiect în identificatorii lor interni, pe baza tabelelor de serviciu și a directoarelor suportate special. Miezul sistemelor de control, în principiu, nu interacționează cu tabelele sau coloanele lor individuale.

Limbajul SQL include o întreagă listăinstrumente speciale pentru a determina constrângerile de integritate ale bazei de date. Din nou, astfel de restricții sunt incluse în directoarele de tabele speciale, iar monitorizarea integrității este efectuată direct la nivel de limbă, adică compilatorul, pe baza constrângerilor de integritate din baza de date, citește codul de program corespunzător în timpul citirii declarațiilor individuale de modificare a bazei de date.