Funcțiile principale ale SGBD

modern baze de date

Gestionarea datelor

În primul rând, în funcțiile de bază de date includ procesarea informațiilor în memoria externă, iar această funcție este asigurarea structurilor de bază ale PE, care sunt necesare nu numai pentru a stoca informații incluse direct în baza de date, dar, de asemenea, pentru a efectua diferite sarcini de birou, cum ar fi obținerea rapidă accesul la orice fișiere în diferite cazuri. În anumite modificări, capabilitățile diferitelor sisteme de fișiere sunt utilizate în mod activ, în timp ce altele permit lucrul chiar la nivel dispozitive de memorie externă. Dar, în acest caz, este de remarcat faptul că funcțiile de baze de date, cu un grad ridicat de dezvoltare, utilizatorul, în orice caz, nu este informat dacă se utilizează orice sistem, și dacă da, cum să organizeze fișiere. În particular, sistemul își menține propria ordine de denumire a obiectelor incluse în baza de date.

Gestionarea tampoanelor de memorie RAM

În majoritatea cazurilor, funcțiile DBMS sunt utilizate în baze de date destul de mari, iar această dimensiune este cel puțin adesea mult mai mare decât RAM-ul disponibil. 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. Din acest motiv, sistemele dezvoltate susțin setul propriu de tampoane, precum și disciplina unică de înlocuire a acestora.

Trebuie remarcat faptul că există o direcție separată a sistemelor de control orientate spre prezența continuă în memoria RAM a întregii baze de date. Această direcție se bazează pe presupunerea că, în viitorul apropiat, cantitatea de memorie RAM pe computer va fi capabil să se extindă, astfel încât nu va mai fi de nici un tampon griji, precum și funcțiile de bază ale acestui tip de baze de date aici va cădea doar în timp. În prezent, toate aceste lucrări rămân în stadiul de testare.

Gestionarea tranzacțiilor

Tranzacția este o secvență de operații cu baza de date utilizată, pe care sistemul de management o consideră ca un întreg. 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 că orice tranzacție începe numai atunci când starea este completă bază de date 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 privind 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 concurente implică crearea unui plan special pentru funcționarea lor, în care efectul global al amestecului este echivalent cu rezultatul obținut din cauza executării lor consecvente.

Un plan de execuție în serie este o structură specifică de acțiuni care duce la serializare. Desigur, în cazul în care sistemul este obținut pentru a oferi un adevărat o execuție serială a amestecului tranzacții, atunci orice utilizator care a generat tranzacția, prezența altora va fi absolut imperceptibilă, cu excepția faptului că va lucra un pic mai lent în comparație cu modul de un 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 principalele cerințe pentru sistemele moderne este asigurarea fiabilității stocării informațiilor în memoria externă. În special, aceasta prevede că principalele funcții ale DBMS includ capacitatea de a restabili ultima stare convenită a bazei de date după apariția oricăror defecțiuni de software sau hardware. 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 software-ul eșecuri Exemple de urgență sistem de închidere atunci când încearcă să folosească orice posibilitate ca una dintre principalele funcții ale unui SGBD nu este inclus sau crash orice utilitate utilizator, prin care 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 o recuperare normală a bazei de date, trebuie să aveți o anumită cantitate de informații suplimentare. Cu alte cuvinte, pentru a menține fiabilitatea stocării datelor într-o bază de date, este necesar să se prevadă redundanța stocării informațiilor, iar o parte din datele utilizate pentru recuperare ar trebui păstrate cu mare atenție. Metoda cea mai comună pentru menținerea unor astfel de date redundante este păstrarea unui jurnal de schimbare.

Ce este și cum este folosit?

Jurnalul este o parte specială a bazei de date, accesul la care 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, o intrare din jurnal corespunde complet unui anumit operație logică schimbarea, undeva - operația internă minimă asociată cu modificarea paginii de memorie externă, în timp ce unele DBMS utilizează o combinație a celor două abordări.

În orice caz, așa-numita "strategie de scriere preemptivă" este utilizată 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 Accesați DBMS asigură respectarea normală a prezentului protocol, cu ajutorul revistei, toate problemele legate de restaurarea bazei de date în cazul apariției unor defecțiuni.

recul

Cea mai simplă situație de recuperare este o retragere 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.

În cazul în care o memorie de baze de date externe eșec moale poate include diverse obiecte care au fost modificate de tranzacții nu au fost finalizate până în momentul de apariție a eșecului, și, de asemenea, poate fi nici obiecte diferite, cele modernizate, care au fost finalizate cu succes înainte de a defecțiunii prin utilizarea conținutului tampon RAM care dispare complet atunci când există probleme similare. Dacă se respectă protocolul care utilizează jurnalele locale, vor exista întotdeauna înregistrări în memoria externă care se referă la modificarea oricăror astfel de obiecte.

Scopul principal al procedurii de recuperare după apariția unor defecțiuni ușoare este starea memoriei externe a bazei de date principale care ar apărea dacă tranzacțiile finalizate au fost fixate în VI și nu conțineau urme de proceduri nefinalizate. Pentru a realiza acest efect, funcțiile principale ale DBMS sunt, în acest caz, răsturnarea tranzacțiilor neterminate și reluarea acelor operații ale căror rezultate nu au fost eventual afișate în memoria externă. Acest proces oferă un număr destul de mare de subtilități, care sunt legate în principal de gestionarea jurnalului și de tampoane.

Accidente grele

Dacă trebuie să restaurați baza de date după ce apare un defect serios, nu se utilizează numai jurnalul, ci și o copie de arhivă a bazei de date. Aceasta din urmă este o copie completă a bazei de date până la momentul în care jurnalul a început să fie ocupat. Desigur, pentru o procedură de recuperare normală necesită o siguranță revistă, prin urmare, după cum am menționat mai devreme, pentru păstrarea în memoria externă a impus cerințe foarte stricte. În acest caz, recuperarea bazei de date este faptul că, în baza copiile de arhivă ale revistei sunt redate toate tranzacțiile efectuate finalizate la data de dezastru. Dacă este necesar, acesta poate fi jucat chiar tranzacții incomplete de lucru și continuă activitatea normală după încheierea procesului de recuperare, dar în cele mai multe sisteme reale, o astfel de procedură nu este efectuată pentru motivul că, în sine, de recuperare, după eșecul greu este o procedură relativ lungă.

Suport lingvistic

Pentru a lucra cu bazele de date moderne, sunt utilizate diferite limbi, iar în SMD-urile inițiale, scopul, funcțiile și alte caracteristici ale cărora s-au deosebit semnificativ de sistemele moderne, a fost oferit suport pentru mai multe limbi foarte specializate. Practic a fost SDL și DML, concepute pentru a determina schema bazei de date și a manipula datele, respectiv.

SDL a fost utilizată pentru a determina structura logică a bazei de date, adică să recunoască structura specifică a bazei de date, care este prezentată utilizatorilor. DML include, de asemenea, un întreg complex de operatori de manipulare a datelor, permițând introducerea de informații în baza de date și, de asemenea, ștergerea, modificarea sau utilizarea datelor existente.

Funcțiile DBMS includ diferite tipuri de suport pentru o singură limbă integrată, care oferă toate mijloacele necesare pentru o muncă normală cu bazele de date, începând cu crearea sa inițială și oferind o interfață standard de utilizator. Ca limbaj standard, care oferă funcțiile de bază ale DBMS-ului celor mai comune sisteme de relaționare de astăzi, se utilizează SQL.

Ce este?

În primul rând, această limbă combină funcțiile de bază ale DML și SDL, adică oferă abilitatea de a defini semantica specifică o bază de date relațională și manipularea informațiilor corecte. În acest caz, numirea diferitelor obiecte de bază de date este acceptată direct la nivel lingvistic, în sensul că compilatorul traduce numele de obiect în identificatorii interni pe baza unor tabele de director de servicii menținute special. Miezul sistemelor de control nu interacționează, în principiu, cu tabelele sau coloanele lor individuale.

Limbajul SQL include o listă de instrumente speciale pentru a defini constrângeri de baze de date. Din nou, orice astfel de restricții sunt incluse în tabele speciale, cataloage, și monitorizarea integrității se realizează în mod direct la nivel lingvistic, care se află în procesul de citire individuale compilator declarații de modificare a bazei de date, pe baza disponibile în constrângerile integritatea bazei de date, cheltuiește pentru a genera codul corespunzător.