Peamised DBMS-i funktsioonid

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Kaasaegseid andmebaasihaldussüsteeme kasutatakse paljudel saitidel, kuid mitte kõik ei tea, mis need on ja kuidas saate DBMS-i funktsioone kasutada. Sellistel tööriistadel on tohutult palju võimalusi, nii et nende täielikuks kasutamiseks peaksite mõistma, mida nad saavad teha ja kui kasulikud need kasutajale on.

Andmehaldus

Esiteks hõlmavad DBMS-i funktsioonid teabe töötlemist välismälus ja see funktsioon on pakkuda VI põhistruktuure, mis on vajalikud mitte ainult andmebaasis sisalduva teabe salvestamiseks, vaid ka erinevate teenindusülesannete täitmiseks, näiteks erinevatel juhtudel kiirendatud juurdepääsu saamiseks mis tahes failidele. Teatud modifikatsioonides kasutatakse aktiivselt erinevate failisüsteemide võimalusi, teised aga pakuvad tööd isegi väliste mäluseadmete tasemel. Kuid sel juhul väärib märkimist, et kõrgelt arenenud DBMS-i funktsioonis ei teavitata kasutajat igal juhul sellest, kas mõnda süsteemi kasutatakse ja kui jah, siis kuidas failid on korraldatud. Eelkõige säilitab süsteem andmebaasis sisalduvate objektide jaoks oma nimejärjestuse.

RAM-puhvri haldus

Valdav enamikul juhtudel on tavaks kasutada DBMS-i funktsioone üsna suurtes andmebaasides ja see suurus on vähem alt sageli palju suurem kui saadaolev RAM. Muidugi, kui igale andmeelemendile juurdepääsu korral toimub vahetus välismäluga, vastab viimase kiirus süsteemi enda kiirusele, seega on praktiliselt ainus võimalus selle suurendamiseks puhverdada. teave RAM-is. Veelgi enam, isegi kui OS teostab kogu süsteemi hõlmavat puhverdamist, näiteks UNIX-iga, ei piisa sellest DBMS-i eesmärgi ja põhifunktsioonide pakkumiseks, kuna sellel on palju suurem hulk andmeid iga puhverdamise kasulike omaduste kohta. kasutatud andmebaasi konkreetset osa. Tänu sellele säilitavad täiustatud süsteemid oma puhvrite komplekti ja ainulaadset distsipliini nende asendamiseks.

Väärib märkimist asjaolu, et juhtimissüsteemidel on eraldi suund, mis keskendub kogu andmebaasi pidevale olemasolule RAM-is. See suund põhineb eeldusel, et lähitulevikus suudab arvutite RAM-i maht nii palju laieneda, et nad ei muretse enam mingi puhverdamise pärast ja siin tulevad kasuks seda tüüpi DBMS-i põhifunktsioonid. Hetkel on kõik need tööd testimisjärgus.

Tehingute haldamine

Tehing on kasutatava andmebaasiga tehtavate toimingute jada, mida haldussüsteem käsitleb kuiühtne tervik. Kui tehing on täielikult sooritatud, parandab süsteem välismälus tehtud muudatused või ükski neist muudatustest ei mõjuta andmebaasi olekut. See toiming on vajalik kasutatava andmebaasi loogilise terviklikkuse säilitamiseks. Tasub teada, et tehingumehhanismi õige kulgemise säilitamine on eelduseks ka ühe kasutaja DBMS-i kasutamisel, mille eesmärk ja funktsioonid erinevad oluliselt muud tüüpi süsteemidest.

Omadus, et mis tahes tehing algab alles siis, kui andmebaas on ühtses olekus ja jätab selle pärast protseduuri lõppu samasse olekusse, muudab selle kasutamise andmebaasi puudutava tegevusühikuna äärmiselt mugavaks. Juhtimissüsteemi poolt samaaegselt sooritatavate tehingute nõuetekohase haldamise korral võib iga kasutaja end põhimõtteliselt tunda osana tervikust. See on siiski mingil määral idealiseeritud esitus, sest paljudes olukordades, kus töötavad inimesed tunnevad mitme kasutajaga süsteemi kasutamisel ikkagi oma kolleegide kohalolekut, kuid tegelikult näeb seda ette ka DBMS-i kontseptsioon.. Mitme kasutaja tüüpi DBMS-i funktsioonid seovad tehinguhaldusega ka selliseid mõisteid nagu jadakäivitusplaan ja serialiseerimine.

Mida need tähendavad?

Samaaegselt sooritatavate tehingute serialiseerimine näeb ette nende töö eriplaani koostamise, millessaavutatud segu kogumõju on võrdne nende järjestikuse täitmise tõttu saadud tulemusega.

Seriaalne täitmisplaan on toimingute konkreetne struktuur, mis viib serialiseerimiseni. Muidugi, kui süsteem suudab pakkuda tehingute kombinatsiooni tõeliselt seeriaviisilist täitmist, on iga tehingu algatanud kasutaja jaoks teiste kohalolek täiesti märkamatu, välja arvatud see, et see töötab natuke aeglasem alt võrreldes ühe kasutajaga. režiim.

On mitmeid põhilisi serialiseerimisalgoritme. Tsentraliseeritud süsteemides põhinevad tänapäeval kõige populaarsemad algoritmid erinevate andmebaasiobjektide sünkroniseerimisvõtetel. Mis tahes serialiseerimisalgoritmide kasutamise korral on ette nähtud konfliktide võimalus kahe või enama tehingu vahel teatud andmebaasiobjektidele juurdepääsul. Sellises olukorras on selle protseduuri toetamiseks vaja teha tagasipööramine, st kõrvaldada kõik ühe või mitme protsessi kaudu andmebaasis tehtud muudatused. See on vaid üks olukordadest, kus inimene tunneb mitme kasutajaga süsteemis teiste kohalolekut.

Ajakirjandus

Kaasaegsete süsteemide üks peamisi nõudeid on tagada teabe välismällu salvestamise usaldusväärsus. Eelkõige näeb see ette, et DBMS-i põhifunktsioonid hõlmavad võimalust taastada viimati kokkulepitudandmebaasi olek pärast mis tahes tarkvara- või riistvaratõrget. Enamikul juhtudel on riistvaratõrgete puhul tavaks kaaluda kahte võimalust:

• pehme, mida võib tõlgendada kui arvuti ootamatut väljalülitamist (kõige levinum juhtum on hädaolukorra voolukatkestus);
• rasked, mida iseloomustab välisele andmekandjale salvestatud andmete osaline või täielik kadumine.

Tarkvara tõrgete näidete hulka kuuluvad süsteemi kokkujooksmine, kui üritatakse kasutada mõnda funktsiooni, mis ei kuulu DBMS-i põhifunktsioonide hulka, või mõne kasutajautiliidi kokkujooksmine, mille tagajärjel teatud tehingut ei tehtud. Esimest olukorda võib pidada pehme rikke eriliigiks, samas kui viimane nõuab ühe tehingu taastamist.

Loomulikult peab andmebaasi normaalseks taastamiseks igal juhul olema teatud hulk lisateavet. Ehk siis andmekogus andmete salvestamise usaldusväärsuse normaalseks säilitamiseks on vaja tagada infosalvestuse liiasus ning eriti hoolik alt tuleb valvata taastamise käigus kasutatavate andmete osa. Kõige tavalisem viis nende üleliigsete andmete säilitamiseks on muudatuste logimine.

Mis see on ja kuidas seda kasutatakse?

Logi on andmebaasi eriline osa, juurdepääsmis ei sisaldu DBMS-i funktsioonide hulgas ja seda toetatakse väga hoolik alt. Mõnes olukorras pakub see tuge isegi kahele logikoopiale korraga, mis asuvad erinevatel füüsilistel andmekandjatel. Need hoidlad saavad teavet andmebaasi põhiosas toimuvate muudatuste kohta ning erinevates haldussüsteemides saab muudatusi logida erinevatel tasanditel. Mõnes olukorras vastab logikirje täielikult konkreetsele loogilisele värskendustoimingule, teistes - minimaalsele sisemisele toimingule, mis on seotud välise mälulehe värskendamisega, samas kui mõned DBMS-id pakuvad kahe lähenemisviisi kombinatsiooni.

Igal juhul kasutatakse nn ette kirjutamise logimisstrateegiat. Selle rakendamisel sisestatakse enne objekti muutmist välisesse logimällu kirje, mis näitab muudatusi andmebaasiobjektides. On teada, et kui Accessi DBMS-i funktsioonid tagavad selle protokolli tavapärase rakendamise, lahendab logi kasutamine tõrgete korral kõik andmebaasi taastamisega seotud probleemid.

Tagasiminek

Lihtsaim taastamisolukord on üksikute tehingute tagasivõtmine. Selle protseduuri jaoks ei pea te kasutama kogu süsteemi hõlmavat muudatuste logi ja täiesti piisab, kui kasutada iga tehingu jaoks kohalikku muutmistoimingute logi ja seejärel tühistada tehingud, tehes pöördtoimingud, alustades iga tehingu lõpust. rekordid. DBMS-i funktsiooni struktuur pakub sagelijust sellise struktuuri kasutamine, kuid enamikul juhtudel kohalikke logisid ikkagi ei toetata ja isegi üksikute tehingute puhul tehakse individuaalne tagasipööramine vastav alt kogu süsteemile ja selleks ühendatakse kõik tehingute kirjed. vastupidises loendis.

Pehme tõrke ajal võib andmebaasi välismälu sisaldada mitmesuguseid objekte, mida on muudetud tõrke ajal lõpetamata tehingute tõttu, ning samuti võib puududa mitmesugused objektid, mida on eduk alt lõpule viidud objektid uuendanud. enne tõrget RAM-i puhvrite kasutamise tõttu, mille sisu selliste probleemide ilmnemisel täielikult kaob. Kui järgitakse kohalike logide kasutamise protokolli, peavad välismälus olema kirjed, mis puudutavad selliste objektide muutmist.

Taasteprotseduuri põhieesmärk pärast pehmete tõrgete ilmnemist on põhiandmebaasi välismälu selline olek, mis ilmneb siis, kui VI-s tehakse muudatusi mis tahes lõpetatud tehingutes ja mis ei sisalda jälgi lõpetamata protseduuridest. Selle efekti saavutamiseks on DBMS-i põhifunktsioonid antud juhul mittetäielike tehingute tagasipööramine ja nende toimingute taasesitamine, mille tulemusi lõpuks välismälus ei kuvatud. See protsess hõlmab üsna palju peensusi, mis on peamiselt seotud logi- ja puhvrihalduse korraldamisega.

Rasked ebaõnnestumised

Kui andmebaas tuleb pärast tõsist tõrget taastada, ei kasutata mitte ainult logi, vaid ka andmebaasi varukoopiat. Viimane on andmebaasi täielik koopia logi täitmise alguseks. Loomulikult on tavalise taastamisprotseduuri jaoks vajalik ajakirja säilitamine, seetõttu, nagu varem mainitud, seatakse selle säilitamisele välismälus äärmiselt tõsised nõuded. Antud juhul seisneb andmebaasi taastamine selles, et arhiivikoopia põhjal taastoodab logi kõik tõrke ilmnemise hetkeks tehtud tehingud. Vajadusel võib see isegi taasesitada ootel olevaid tehinguid ja jätkata oma tavapärast tööd pärast taastamisprotseduuri lõppu, kuid enamikus reaalsetes süsteemides seda protseduuri ei teostata põhjusel, et raske rikke taastamine iseenesest on üsna pikk protseduur.

Keeletugi

Kaasaegsed andmebaasid kasutavad erinevaid keeli ja varased DBMS-id, mille eesmärk, funktsioonid ja muud omadused erinesid oluliselt tänapäevastest süsteemidest, pakkusid tuge mitmele väga spetsiifilisele keelele. Põhimõtteliselt olid need SDL ja DML, mis on mõeldud vastav alt andmebaasi skeemi määratlemiseks ja andmete töötlemiseks.

SDL-i kasutati andmebaasi loogilise struktuuri määramiseks, see tähendab, et tuvastada andmebaasi spetsiifiline struktuur, mis on esindatudkasutajad. DML seevastu sisaldas tervet kompleksi teabega manipuleerimise operaatoreid, mis võimaldasid teil sisestada teavet andmebaasi, samuti kustutada, muuta või kasutada olemasolevaid andmeid.

DBMS-i funktsioonid hõlmavad erinevat tüüpi ühe integreeritud keele tuge, mis tagab mis tahes vahendite olemasolu, mis on vajalikud tavapäraseks andmebaasidega töötamiseks, alustades selle esmasest loomisest ja pakkudes standardset kasutajaliidest. SQL-i kasutatakse standardkeelena, mis pakub tänapäeva levinumate relatsioonisüsteemide DBMS-i põhifunktsioone.

Mis see on?

Esiteks ühendab see keel DML-i ja SDL-i põhifunktsioonid, st annab võimaluse määrata relatsiooniandmebaasi spetsiifilist semantikat ja manipuleerida vajaliku teabega. Samas on erinevate andmebaasiobjektide nimede andmine toetatud otse keeletasandil selles mõttes, et kompilaator teisendab objektide nimed nende sisemisteks identifikaatoriteks, tuginedes spetsiaalselt hooldatavatele teenusekataloogitabelitele. Juhtsüsteemide tuum ei suhtle tabelite ega nende üksikute veergudega põhimõtteliselt mingil viisil.

SQL-keel sisaldab tervet loendit spetsiaalsetest tööriistadest, mis võimaldavad teil määrata andmebaasi terviklikkuse piiranguid. Jällegi on kõik sellised piirangud lisatud spetsiaalsetesse kataloogi tabelitesse ja terviklikkuse kontroll toimub otse keele tasemel, st.üksikute andmebaasi muutmislausete lugemise käigus genereerib kompilaator andmebaasi terviklikkuse piirangute põhjal vastava programmikoodi.