Fungsi DBMS utama

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Sistem pengurusan pangkalan data moden digunakan di banyak tapak, tetapi tidak semua orang tahu apa itu dan cara anda boleh menggunakan fungsi DBMS. Alat sedemikian mempunyai sejumlah besar kemungkinan, jadi untuk menggunakannya sepenuhnya, anda harus memahami perkara yang boleh mereka lakukan dan betapa bergunanya alat tersebut untuk pengguna.

Pengurusan data

Pertama sekali, fungsi DBMS termasuk memproses maklumat dalam memori luaran, dan fungsi ini adalah untuk menyediakan struktur asas VI, yang diperlukan bukan sahaja untuk menyimpan maklumat yang dimasukkan secara langsung dalam pangkalan data, tetapi juga untuk melaksanakan pelbagai tugas perkhidmatan, seperti mendapatkan akses dipercepatkan kepada mana-mana fail dalam pelbagai kes. Dalam pengubahsuaian tertentu, keupayaan pelbagai sistem fail digunakan secara aktif, sementara yang lain menyediakan kerja walaupun pada tahap peranti memori luaran. Tetapi dalam kes ini, perlu diperhatikan bahawa dalam fungsi DBMS yang sangat maju, pengguna dalam apa jua keadaan tidak dimaklumkan sama ada sebarang sistem digunakan, dan jika ya, bagaimana fail disusun. Khususnya, sistem mengekalkan susunan penamaan sendiri untuk objek yang disertakan dalam pangkalan data.

pengurusan penimbal RAM

Dalam kebanyakan kes, adalah kebiasaan untuk menggunakan fungsi DBMS dalam pangkalan data yang agak besar, dan saiz ini sekurang-kurangnya selalunya lebih besar daripada RAM yang tersedia. Sudah tentu, jika dalam kes mengakses setiap elemen data, pertukaran dengan memori luaran dijalankan, kelajuan yang terakhir akan sepadan dengan kelajuan sistem itu sendiri, oleh itu, secara praktikal satu-satunya pilihan untuk meningkatkannya adalah dengan menampan maklumat dalam RAM. Lebih-lebih lagi, walaupun OS melaksanakan penimbalan seluruh sistem, contohnya dengan UNIX, ini tidak akan mencukupi untuk menyediakan DBMS dengan tujuan dan fungsi asas, kerana ia mempunyai jumlah data yang lebih besar tentang sifat berfaedah penimbalan untuk setiap bahagian tertentu pangkalan data yang digunakan. Disebabkan ini, sistem lanjutan mengekalkan set penimbal mereka sendiri, serta disiplin unik untuk penggantian mereka.

Perlu diperhatikan fakta bahawa terdapat arah yang berasingan bagi sistem kawalan, tertumpu pada kehadiran berterusan keseluruhan pangkalan data dalam RAM. Arah ini adalah berdasarkan andaian bahawa dalam masa terdekat jumlah RAM dalam komputer akan dapat berkembang dengan begitu banyak sehingga mereka tidak lagi bimbang tentang sebarang penimbalan, dan fungsi asas jenis DBMS ini akan berguna di sini. Pada masa ini, semua kerja ini masih dalam peringkat ujian.

Pengurusan transaksi

Transaksi ialah urutan operasi dengan pangkalan data yang digunakan, yang dianggap oleh sistem pengurusan sebagaisatu keseluruhan. Jika urus niaga berjaya dilaksanakan sepenuhnya, sistem membetulkan perubahan yang dibuat dalam memori luaran, atau tiada perubahan ini akan menjejaskan keadaan pangkalan data. Operasi ini diperlukan untuk mengekalkan integriti logik pangkalan data yang digunakan. Perlu diingat bahawa mengekalkan perjalanan mekanisme transaksi yang betul adalah prasyarat walaupun menggunakan DBMS pengguna tunggal, tujuan dan fungsinya berbeza dengan ketara daripada jenis sistem lain.

Hartanah yang mana-mana transaksi bermula hanya apabila pangkalan data berada dalam keadaan konsisten dan meninggalkannya dalam keadaan yang sama selepas tamat prosedur, menjadikannya sangat mudah untuk digunakan sebagai unit aktiviti berkenaan pangkalan data. Dengan pengurusan yang betul untuk melaksanakan transaksi secara serentak oleh sistem kawalan, setiap pengguna individu, pada dasarnya, boleh berasa seperti sebahagian daripada keseluruhan. Walau bagaimanapun, ini sedikit sebanyak merupakan perwakilan yang ideal, kerana dalam banyak situasi apabila orang yang bekerja masih akan merasakan kehadiran rakan sekerja mereka jika mereka menggunakan sistem berbilang pengguna, tetapi sebenarnya ini juga disediakan oleh konsep DBMS.. Ciri-ciri DBMS jenis berbilang pengguna juga mengaitkan konsep seperti pelan pelaksanaan bersiri dan bersiri dengan pengurusan transaksi.

Apakah maksudnya?

Siri urus niaga yang melaksanakan secara serentak menyediakan pembinaan pelan khas untuk kerja mereka, di manajumlah kesan campuran yang dicapai adalah bersamaan dengan hasil yang diperoleh kerana pelaksanaan berurutan.

Pelan pelaksanaan bersiri ialah struktur tindakan khusus yang membawa kepada penyirian. Sudah tentu, jika sistem berjaya menyediakan pelaksanaan benar-benar bersiri bagi campuran transaksi, maka bagi mana-mana pengguna yang memulakan transaksi, kehadiran orang lain akan tidak dapat dilihat sepenuhnya, kecuali ia akan berfungsi sedikit lebih perlahan berbanding dengan pengguna tunggal mod.

Terdapat beberapa algoritma siri asas. Dalam sistem berpusat, algoritma yang paling popular hari ini adalah berdasarkan tangkapan penyegerakan pelbagai objek pangkalan data. Dalam kes menggunakan sebarang algoritma bersiri, kemungkinan konflik antara dua atau lebih transaksi mengenai akses kepada objek pangkalan data tertentu disediakan. Dalam keadaan sedemikian, untuk menyokong prosedur ini, perlu melakukan rollback, iaitu, untuk menghapuskan sebarang perubahan yang dibuat pada pangkalan data melalui satu atau lebih proses. Ini hanyalah salah satu situasi di mana seseorang merasakan kehadiran orang lain dalam sistem berbilang pengguna.

Jurnal

Salah satu keperluan utama untuk sistem moden ialah memastikan kebolehpercayaan storan maklumat dalam memori luaran. Khususnya, ini memperuntukkan bahawa fungsi utama DBMS termasuk keupayaan untuk memulihkan yang terakhir dipersetujuikeadaan pangkalan data selepas sebarang kegagalan perisian atau perkakasan berlaku. Dalam kebanyakan kes, lazim untuk mempertimbangkan dua pilihan untuk kegagalan perkakasan:

• lembut, yang boleh ditafsirkan sebagai penutupan komputer yang tidak dijangka (kes yang paling biasa ialah gangguan bekalan elektrik kecemasan);
• keras, yang dicirikan oleh kehilangan sebahagian atau keseluruhan data yang disimpan pada media luaran.

Contoh kegagalan perisian termasuk ranap sistem apabila cuba menggunakan beberapa ciri yang bukan sebahagian daripada fungsi utama DBMS, atau ranap beberapa utiliti pengguna, akibatnya transaksi tertentu tidak diselesaikan. Situasi dahulu boleh dianggap sebagai jenis kegagalan lembut yang istimewa, manakala yang kedua memerlukan pemulihan transaksi tunggal.

Sudah tentu, dalam apa jua keadaan, untuk memulihkan pangkalan data seperti biasa, anda perlu mempunyai sejumlah maklumat tambahan. Dalam erti kata lain, untuk penyelenggaraan biasa kebolehpercayaan storan data dalam pangkalan data, adalah perlu untuk memastikan lebihan storan maklumat, dan bahagian data yang digunakan semasa pemulihan mesti dijaga dengan berhati-hati. Kaedah yang paling biasa untuk mengekalkan data berlebihan ini ialah pengelogan perubahan.

Apakah itu dan bagaimana ia digunakan?

Log ialah bahagian khas pangkalan data, aksesyang tidak termasuk dalam bilangan fungsi DBMS, dan ia disokong dengan sangat berhati-hati. Dalam sesetengah situasi, ia juga menyediakan sokongan untuk dua salinan log pada masa yang sama, terletak pada media fizikal yang berbeza. Repositori ini menerima maklumat tentang sebarang perubahan yang berlaku di bahagian utama pangkalan data, dan dalam sistem pengurusan yang berbeza, perubahan boleh dilog pada pelbagai peringkat. Dalam sesetengah situasi, entri log sepadan sepenuhnya dengan operasi kemas kini logik tertentu, dalam keadaan lain - operasi dalaman minimum yang dikaitkan dengan mengemas kini halaman memori luaran, manakala sesetengah DBMS menyediakan gabungan kedua-dua pendekatan.

Dalam apa jua keadaan, apa yang dipanggil strategi pengelogan "tulis ke hadapan" digunakan. Apabila ia digunakan, rekod yang menunjukkan perubahan dalam mana-mana objek pangkalan data memasuki memori log luaran sebelum objek ditukar. Adalah diketahui bahawa jika fungsi Access DBMS menyediakan pelaksanaan biasa protokol ini, menggunakan log menyelesaikan sebarang masalah yang berkaitan dengan memulihkan pangkalan data sekiranya berlaku sebarang kegagalan.

Rollback

Situasi pemulihan yang paling mudah ialah rollback transaksi individu. Untuk prosedur ini, anda tidak perlu menggunakan log perubahan seluruh sistem, dan cukup memadai untuk menggunakan log operasi pengubahsuaian tempatan untuk setiap transaksi, dan kemudian melancarkan urus niaga dengan melakukan operasi terbalik, bermula dari penghujung setiap urus niaga. rekod. Struktur fungsi DBMS sering menyediakanpenggunaan hanya struktur sedemikian, tetapi dalam kebanyakan kes log tempatan masih tidak disokong, dan rollback individu walaupun untuk urus niaga individu dijalankan mengikut keseluruhan sistem, dan untuk ini semua rekod setiap urus niaga digabungkan dalam senarai terbalik.

Semasa kegagalan lembut, memori luaran pangkalan data mungkin termasuk pelbagai objek yang telah diubah suai oleh urus niaga yang tidak selesai pada masa kegagalan, dan mungkin juga kekurangan pelbagai objek yang telah dinaik taraf oleh objek yang berjaya diselesaikan sebelum kegagalan melalui penggunaan penampan RAM, kandungan yang hilang sepenuhnya apabila masalah tersebut berlaku. Jika protokol untuk menggunakan log tempatan diikuti, pasti terdapat entri dalam memori luaran yang berkaitan dengan pengubahsuaian mana-mana objek tersebut.

Matlamat utama prosedur pemulihan selepas berlakunya kegagalan lembut adalah keadaan memori luaran pangkalan data utama, yang akan berlaku jika perubahan kepada mana-mana transaksi yang telah selesai dilakukan dalam VI dan tidak akan mengandungi kesan daripada prosedur yang belum selesai. Untuk mencapai kesan ini, fungsi utama DBMS dalam kes ini ialah pemulangan semula urus niaga yang tidak lengkap dan main semula operasi tersebut yang hasilnya akhirnya tidak dipaparkan dalam memori luaran. Proses ini melibatkan sejumlah kehalusan yang agak besar, yang terutamanya berkaitan dengan organisasi pengurusan log dan penimbal.

Kegagalan teruk

Apabila pangkalan data perlu dipulihkan selepas kegagalan yang teruk, bukan sahaja log digunakan, tetapi juga salinan sandaran pangkalan data. Yang terakhir ialah salinan lengkap pangkalan data pada masa pengisian log bermula. Sudah tentu, untuk prosedur pemulihan biasa, pemeliharaan jurnal diperlukan, oleh itu, seperti yang dinyatakan sebelum ini, keperluan yang sangat serius dikenakan ke atas pemeliharaannya dalam memori luaran. Dalam kes ini, pemulihan pangkalan data terdiri daripada fakta bahawa, berdasarkan salinan arkib, log mengeluarkan semula semua transaksi yang telah selesai pada masa kegagalan berlaku. Jika perlu, ia juga boleh memainkan semula urus niaga yang belum selesai dan meneruskan operasi biasa mereka selepas tamat prosedur pemulihan, tetapi dalam kebanyakan sistem sebenar prosedur ini tidak dijalankan atas sebab pemulihan kegagalan keras itu sendiri adalah prosedur yang agak panjang.

Sokongan bahasa

Pangkalan data moden menggunakan pelbagai bahasa, dan DBMS awal, yang tujuan, fungsi dan ciri lain berbeza dengan ketara daripada sistem moden, memberikan sokongan untuk beberapa bahasa yang sangat khusus. Pada asasnya, ini ialah SDL dan DML, yang direka untuk mentakrifkan skema pangkalan data dan memanipulasi data, masing-masing.

SDL digunakan untuk menentukan struktur logik pangkalan data, iaitu, untuk mengenali struktur khusus pangkalan data, yang diwakilipengguna. DML, sebaliknya, termasuk kompleks keseluruhan operator manipulasi maklumat yang membenarkan anda memasukkan maklumat ke dalam pangkalan data, serta memadam, mengubah suai atau menggunakan data sedia ada.

Fungsi DBMS termasuk pelbagai jenis sokongan untuk satu bahasa bersepadu, yang menyediakan sebarang cara yang diperlukan untuk kerja biasa dengan pangkalan data, bermula dari penciptaan awalnya dan menyediakan antara muka pengguna standard. SQL digunakan sebagai bahasa standard yang menyediakan fungsi asas DBMS sistem perhubungan yang paling biasa hari ini.

Apa itu?

Pertama sekali, bahasa ini menggabungkan fungsi utama DML dan SDL, iaitu, ia menyediakan keupayaan untuk menentukan semantik khusus pangkalan data hubungan dan memanipulasi maklumat yang diperlukan. Pada masa yang sama, penamaan pelbagai objek pangkalan data disokong secara langsung pada peringkat bahasa dalam erti kata pengkompil menukar nama objek kepada pengecam dalaman mereka, berdasarkan jadual katalog perkhidmatan yang diselenggara khas. Teras sistem kawalan, pada dasarnya, tidak berinteraksi dengan jadual atau lajur individunya dalam apa jua cara.

Bahasa SQL termasuk senarai keseluruhan alat khas yang membolehkan anda menentukan kekangan pada integriti pangkalan data. Sekali lagi, sebarang sekatan sedemikian disertakan dalam jadual katalog khas, dan kawalan integriti dijalankan secara langsung di peringkat bahasa, iaitudalam proses membaca pernyataan pengubahsuaian pangkalan data individu, pengkompil, berdasarkan kekangan integriti dalam pangkalan data, menjana kod program yang sepadan.