Pagrindinės DBVS funkcijos

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Šiuolaikinės duomenų bazių valdymo sistemos naudojamos daugelyje svetainių, tačiau ne visi žino, kas tai yra ir kaip galite naudotis DBVS funkcijomis. Tokie įrankiai turi daugybę galimybių, todėl norėdami visapusiškai jomis naudotis, turėtumėte suprasti, ką jie gali padaryti ir kiek jie naudingi vartotojui.

Duomenų valdymas

Visų pirma, DBVS funkcijos apima informacijos apdorojimą išorinėje atmintyje, o ši funkcija yra suteikti pagrindines VI struktūras, kurios reikalingos ne tik tiesiogiai į duomenų bazę įtrauktai informacijai saugoti, bet ir atlikti įvairias aptarnavimo užduotis, pvz., gauti pagreitintą prieigą prie bet kokių failų įvairiais atvejais. Tam tikrose modifikacijose aktyviai naudojamos įvairių failų sistemų galimybės, o kitos numato darbą net išorinių atminties įrenginių lygiu. Tačiau šiuo atveju verta paminėti, kad naudojant labai išvystytą DBVS, vartotojas bet kokiu atveju nėra informuojamas, ar naudojama kokia nors sistema, o jei taip, kaip sutvarkyti failai. Visų pirma, sistema išlaiko savo į duomenų bazę įtrauktų objektų pavadinimų tvarką.

RAM buferio valdymas

Daugeliu atvejų DBVS funkcijas įprasta naudoti gana didelėse duomenų bazėse, ir šis dydis bent jau dažnai yra daug didesnis nei turima RAM. Žinoma, jei prie kiekvieno duomenų elemento pasiekiamas keitimasis su išorine atmintimi, pastarosios greitis atitiks pačios sistemos greitį, todėl praktiškai vienintelė galimybė jį realiai padidinti yra buferis. informaciją RAM. Be to, net jei OS atlieka visos sistemos buferį, pavyzdžiui, su UNIX, to nepakaks, kad DBVS būtų suteikta paskirtis ir pagrindinės funkcijos, nes joje yra daug daugiau duomenų apie naudingas buferio savybes kiekvienam. konkreti naudojamos duomenų bazės dalis. Dėl šios priežasties pažangios sistemos palaiko savo buferių rinkinį, taip pat unikalią jų pakeitimo discipliną.

Verta atkreipti dėmesį į tai, kad yra atskira valdymo sistemų kryptis, orientuota į nuolatinį visos duomenų bazės buvimą RAM. Ši kryptis paremta prielaida, kad artimiausiu metu RAM kiekis kompiuteriuose galės tiek išsiplėsti, kad nebesijaudins dėl jokio buferio, o čia pravers pagrindinės tokio tipo DBVS funkcijos. Šiuo metu visi šie darbai yra testavimo stadijoje.

Operacijų valdymas

Operacija yra operacijų su naudojama duomenų baze seka, kurią valdymo sistema laikoviena visuma. Jei operacija visiškai sėkmingai įvykdoma, sistema ištaiso išorinėje atmintyje atliktus pakeitimus arba nė vienas iš šių pakeitimų nepaveiks duomenų bazės būsenos. Ši operacija reikalinga norint išlaikyti loginį naudojamos duomenų bazės vientisumą. Verta paminėti, kad teisingos operacijos mechanizmo eigos palaikymas yra būtina sąlyga net naudojant vieno vartotojo DBVS, kurių paskirtis ir funkcijos labai skiriasi nuo kitų tipų sistemų.

Ypatybė, kad bet kokia operacija pradedama tik tada, kai duomenų bazė yra nuoseklios būsenos, ir palieka ją toje pačioje būsenoje pasibaigus procedūrai, todėl ją itin patogu naudoti kaip duomenų bazės veiklos vienetą. Kontrolės sistemai tinkamai valdant tuo pačiu metu vykdomas operacijas, kiekvienas atskiras vartotojas iš esmės gali jaustis visumos dalimi. Tačiau tai tam tikru mastu yra idealizuotas vaizdavimas, nes daugelyje situacijų, kai dirbantys žmonės vis tiek jaus savo kolegų buvimą, jei naudojasi kelių vartotojų sistema, tačiau iš tikrųjų tai numato ir pati DBVS koncepcija.. Kelių vartotojų tipo DBVS funkcijos taip pat siejasi su tokiomis sąvokomis kaip nuoseklusis vykdymo planas ir serializavimas su operacijų valdymu.

Ką tai reiškia?

Serializuojant vienu metu vykdomus sandorius numatomas specialus jų darbo plano sudarymas, kuriamebendras pasiektas mišinio poveikis yra lygus rezultatui, gautam dėl jų nuoseklaus vykdymo.

Nuosekliojo vykdymo planas yra konkreti veiksmų struktūra, kuri veda į serializavimą. Žinoma, jei sistema sugeba užtikrinti tikrai serijinį operacijų mišinio vykdymą, bet kuriam vartotojui, kuris inicijuoja operaciją, kitų žmonių buvimas bus visiškai nepastebimas, išskyrus tai, kad jis veiks šiek tiek lėčiau, palyginti su vieno vartotojo. režimas.

Yra keli pagrindiniai serializacijos algoritmai. Centralizuotose sistemose šiandien populiariausi algoritmai yra pagrįsti įvairių duomenų bazės objektų sinchronizavimu. Naudojant bet kokius serializacijos algoritmus, suteikiama galimybė konfliktuoti tarp dviejų ar daugiau operacijų dėl prieigos prie tam tikrų duomenų bazės objektų. Esant tokiai situacijai, norint palaikyti šią procedūrą, būtina atlikti atšaukimą, tai yra, pašalinti visus duomenų bazės pakeitimus, padarytus per vieną ar kelis procesus. Tai tik viena iš situacijų, kai žmogus jaučia kitų buvimą kelių vartotojų sistemoje.

Žurnalai

Vienas pagrindinių reikalavimų šiuolaikinėms sistemoms – užtikrinti informacijos saugojimo išorinėje atmintyje patikimumą. Visų pirma, tai numato, kad pagrindinės DBVS funkcijos apima galimybę atkurti paskutinį sutartąduomenų bazės būsena po bet kokio programinės ar techninės įrangos gedimo. Daugeliu atvejų įprasta apsvarstyti dvi aparatinės įrangos gedimų galimybes:

• soft, kuris gali būti interpretuojamas kaip netikėtas kompiuterio išjungimas (dažniausias atvejis yra avarinis elektros energijos tiekimo nutraukimas);
• sunkūs, kuriems būdingas dalinis arba visiškas išorinėje laikmenoje saugomų duomenų praradimas.

Programinės įrangos gedimų pavyzdžiai yra sistemos gedimas, kai bandoma naudoti tam tikrą funkciją, kuri nėra pagrindinių DBVS funkcijų dalis, arba kai kurių naudotojo paslaugų gedimas, dėl kurio tam tikra operacija nebuvo užbaigta. Pirmoji situacija gali būti laikoma ypatinga švelnaus gedimo rūšimi, o antroji reikalauja vieno operacijos atkūrimo.

Žinoma, bet kuriuo atveju norint normaliai atkurti duomenų bazę, reikia turėti tam tikrą kiekį papildomos informacijos. Kitaip tariant, norint normaliai palaikyti duomenų saugojimo duomenų bazėje patikimumą, būtina užtikrinti informacijos saugojimo dubliavimą, o atkūrimo metu naudojama duomenų dalis turi būti saugoma ypač atidžiai. Dažniausias šių perteklinių duomenų tvarkymo būdas yra pakeitimų registravimas.

Kas tai yra ir kaip jis naudojamas?

Žurnalas yra ypatinga duomenų bazės dalis, prieigakuri nėra įtraukta į DBVS funkcijų skaičių ir palaikoma labai kruopščiai. Kai kuriais atvejais jis netgi palaiko dvi žurnalo kopijas tuo pačiu metu, esančias skirtingose fizinėse laikmenose. Šios saugyklos gauna informaciją apie bet kokius pasikeitimus, vykstančius pagrindinėje duomenų bazės dalyje, o skirtingose valdymo sistemose pakeitimai gali būti registruojami įvairiais lygiais. Kai kuriose situacijose žurnalo įrašas visiškai atitinka konkrečią loginio atnaujinimo operaciją, kitose – minimalią vidinę operaciją, susijusią su išorinės atminties puslapio atnaujinimu, o kai kurios DBVS numato dviejų metodų derinį.

Bet kuriuo atveju naudojama vadinamoji „rašymo į priekį“registravimo strategija. Kai jis taikomas, prieš keičiant objektą į išorinę žurnalo atmintį patenka įrašas, nurodantis bet kokių duomenų bazės objektų pasikeitimą. Yra žinoma, kad jei Access DBVS funkcijos numato normalų šio protokolo įgyvendinimą, naudojant žurnalą išsprendžiamos visos problemos, susijusios su duomenų bazės atkūrimu gedimų atveju.

Atšaukimas

Paprasčiausia atkūrimo situacija yra atskiros operacijos atšaukimas. Šiai procedūrai nereikia naudoti visos sistemos pakeitimų žurnalo, o kiekvienai operacijai pakanka naudoti vietinį pakeitimų operacijų žurnalą, o tada atšaukti operacijas atliekant atvirkštines operacijas, pradedant nuo kiekvienos operacijos pabaigos. įrašus. DBVS funkcijos struktūra dažnai numatonaudoti tik tokią struktūrą, tačiau daugeliu atvejų vietiniai žurnalai vis tiek nepalaikomi, o net atskirų operacijų atšaukimas atliekamas pagal visos sistemos struktūrą, o tam sujungiami visi kiekvienos operacijos įrašai. atvirkštiniame sąraše.

Protingo gedimo metu išorinėje duomenų bazės atmintyje gali būti įvairių objektų, kurie buvo modifikuoti dėl gedimo metu neužbaigtų operacijų, taip pat gali trūkti įvairių objektų, kuriuos atnaujino tie, kurie sėkmingai baigti. prieš gedimą naudojant RAM buferius, kurių turinys visiškai išnyksta atsiradus tokioms problemoms. Jei laikomasi vietinių žurnalų naudojimo protokolo, išorinėje atmintyje turi būti įrašų, susijusių su bet kokių tokių objektų modifikavimu.

Pagrindinis atkūrimo procedūros tikslas įvykus minkštiesiems gedimams yra tokia pagrindinės duomenų bazės išorinės atminties būsena, kuri atsirastų, jei VI būtų atlikti bet kokių užbaigtų operacijų pakeitimai ir nebūtų pėdsakų. nebaigtų procedūrų. Norint pasiekti šį efektą, pagrindinės DBVS funkcijos šiuo atveju yra nebaigtų operacijų atšaukimas ir tų operacijų, kurių rezultatai galiausiai nebuvo rodomi išorinėje atmintyje, atkūrimas. Šis procesas apima gana daug subtilybių, kurios daugiausia susijusios su žurnalo ir buferio valdymo organizavimu.

Sunkios nesėkmės

Kai po sunkios gedimo reikia atkurti duomenų bazę, naudojamas ne tik žurnalas, bet ir atsarginė duomenų bazės kopija. Pastaroji yra visa duomenų bazės kopija tuo metu, kai buvo pradėtas pildyti žurnalas. Žinoma, normaliai atkūrimo procedūrai reikalingas žurnalo išsaugojimas, todėl, kaip minėta anksčiau, jo išsaugojimui išorinėje atmintyje keliami itin rimti reikalavimai. Šiuo atveju duomenų bazės atkūrimas susideda iš to, kad, remiantis archyvo kopija, žurnalas atkuria visas operacijas, kurios buvo baigtos iki gedimo. Jei reikia, ji netgi gali pakartoti laukiančias operacijas ir tęsti įprastą veikimą pasibaigus atkūrimo procedūrai, tačiau daugumoje realių sistemų ši procedūra neatliekama dėl to, kad pats sunkių gedimų atkūrimas yra gana ilga procedūra.

Kalbos palaikymas

Šiuolaikinės duomenų bazės naudoja įvairias kalbas, o ankstyvosios DBVS, kurių paskirtis, funkcijos ir kitos savybės labai skyrėsi nuo šiuolaikinių sistemų, teikė kelių labai specializuotų kalbų palaikymą. Iš esmės tai buvo SDL ir DML, skirti atitinkamai apibrėžti duomenų bazės schemą ir apdoroti duomenis.

SDL buvo naudojamas loginei duomenų bazės struktūrai nustatyti, ty atpažinti konkrečią duomenų bazės struktūrą, kuri yra pavaizduotavartotojų. Kita vertus, DML apėmė visą kompleksą informacijos manipuliavimo operatorių, leidžiančių įvesti informaciją į duomenų bazę, taip pat ištrinti, keisti ar naudoti esamus duomenis.

DBVS funkcijos apima įvairių tipų palaikymą vienai integruotai kalbai, kuri užtikrina bet kokių priemonių, reikalingų normaliam darbui su duomenų bazėmis, buvimą, pradedant nuo pirminio jos sukūrimo ir suteikiant standartinę vartotojo sąsają. SQL naudojama kaip standartinė kalba, teikianti pagrindines šiandien labiausiai paplitusių reliacinių sistemų DBVS funkcijas.

Kas tai?

Visų pirma, ši kalba sujungia pagrindines DML ir SDL funkcijas, tai yra, suteikia galimybę nustatyti konkrečią reliacinės duomenų bazės semantiką ir manipuliuoti reikiama informacija. Tuo pačiu metu įvairių duomenų bazės objektų pavadinimų suteikimas palaikomas tiesiogiai kalbos lygiu ta prasme, kad kompiliatorius konvertuoja objektų pavadinimus į jų vidinius identifikatorius, remdamasis specialiai prižiūrimomis paslaugų katalogų lentelėmis. Valdymo sistemų branduolys iš esmės jokiu būdu nesąveikauja su lentelėmis ar atskirais jų stulpeliais.

SQL kalba apima visą sąrašą specialių įrankių, leidžiančių nustatyti duomenų bazės vientisumo apribojimus. Vėlgi, bet kokie tokie apribojimai yra įtraukti į specialias katalogų lenteles, o vientisumo kontrolė vykdoma tiesiogiai kalbos lygiu, t.skaitydamas atskirus duomenų bazės modifikavimo teiginius, kompiliatorius, remdamasis duomenų bazės vientisumo apribojimais, sugeneruoja atitinkamą programos kodą.