Fungsi utama DBMS

Sistem pengurusan pangkalan data moden digunakan pada banyak objek, tetapi tidak semua orang tahu apa yang mereka dan bagaimana menggunakan fungsi DBMS. Alat tersebut dibezakan oleh sejumlah besar ciri, jadi untuk menggunakannya sepenuhnya, anda perlu memahami apa yang boleh mereka lakukan dan apa yang berguna kepada pengguna.

Pengurusan data

Pertama sekali, fungsi DBMS merangkumi maklumat pemprosesan dalam memori luaran, dan fungsi ini adalah penyediaan struktur asas VI, yang diperlukan bukan sahaja untuk menyimpan maklumat yang dimasukkan secara langsung dalam pangkalan data, tetapi juga untuk melaksanakan pelbagai tugas seperti mendapatkan dipercepat Akses ke mana-mana fail dalam kes yang berbeza. Dalam modifikasi tertentu, keupayaan pelbagai sistem fail digunakan secara aktif, sementara yang lain membenarkan kerja walaupun pada tahap peranti memori luaran. Tetapi dalam kes ini, perlu diperhatikan bahawa dalam fungsi DBMS yang mempunyai tahap pembangunan yang tinggi, pengguna dalam mana-mana kes tidak dimaklumkan mengenai sama ada mana-mana sistem digunakan, dan jika ya, bagaimana fail-fail tersebut dianjurkan. Khususnya, sistem mengekalkan urutan penamaannya sendiri yang dimasukkan dalam pangkalan data.

Mengurus buffer RAM

Dalam majoriti kes, fungsi DBMS digunakan dalam pangkalan data yang agak besar, dan saiz ini paling kerap lebih banyak daripada RAM yang tersedia. Sudah tentu, jika dalam hal akses kepada setiap elemen data, ia akan ditukar dengan memori luaran, kelajuan yang kedua akan sesuai dengan kelajuan sistem itu sendiri, sehingga praktikal satu-satunya pilihan untuk peningkatan nyata adalah penimbunan maklumat dalam RAM. Dalam kes ini, walaupun OS melaksanakan penyebaran seluruh sistem, contohnya, dengan UNIX, ini tidak akan cukup untuk menyediakan DBMS dengan tujuan dan fungsi asas, kerana ia mempunyai lebih banyak data mengenai sifat-sifat berguna penyangga setiap bahagian tertentu dari pangkalan data yang digunakan. Disebabkan ini, sistem yang dibangunkan menyokong kumpulan buffer mereka sendiri, serta disiplin unik penggantian mereka.

Perlu diingat bahawa terdapat satu arah sistem kawalan yang berasingan, berorientasikan kehadiran berterusan dalam RAM pangkalan data keseluruhan. Arah ini didasarkan pada andaian bahawa dalam masa terdekat jumlah RAM komputer boleh berkembang dengan begitu banyak bahawa apa-apa buffering tidak lagi menjadi perhatian, dan fungsi utama DBMS jenis ini di sini akan berguna. Pada masa ini, semua karya ini kekal di peringkat ujian.

Pengurusan urus niaga

Urus niaga adalah urutan operasi dengan pangkalan data yang digunakan, yang dianggap sistem pengurusan secara keseluruhan. Sekiranya urus niaga dilaksanakan dengan lancar, sistem merekodkan perubahan yang dibuat dalam memori luaran, atau tidak ada perubahan yang ditunjukkan akan dipaparkan dalam keadaan pangkalan data. Operasi ini diperlukan untuk menyokong integriti logik pangkalan data yang digunakan. Harus diingat bahawa mengekalkan kursus yang betul mekanisme urus niaga adalah prasyarat walaupun menggunakan pangkalan data pengguna tunggal, tujuan dan fungsi yang berbeza dengan ketara daripada jenis sistem lain.

Harta yang mana urus niaga bermula hanya dengan keadaan lengkap pangkalan data dan masih meninggalkannya dalam keadaan yang sama selepas tamat prosedur membuat penggunaannya sangat mudah sebagai satu unit aktiviti mengenai pangkalan data. Dengan pengurusan yang tepat untuk menjalankan transaksi secara bersamaan di bahagian sistem pengurusan, setiap pengguna individu, pada prinsipnya, dapat merasakan sebahagian daripada keseluruhannya. Walau bagaimanapun, ini adalah pandangan yang ideal, kerana dalam banyak situasi semasa bekerja, orang masih akan merasakan kehadiran rakan sekerja mereka jika mereka menggunakan sistem berbilang pengguna, tetapi sebenarnya ini memberikan konsep DBMS. Fungsi DBMS berbilang pengguna juga berkaitan dengan pengurusan urusniaga konsep tersebut sebagai pelan pelaksanaan siri dan berseri.

Apa maksudnya?

Serialisasi transaksi bersamaan melibatkan penciptaan rancangan khusus untuk operasi mereka, di mana kesan keseluruhan campuran adalah sama dengan hasil yang diperoleh kerana pelaksanaan yang konsisten.

Pelan pelaksanaan bersiri adalah struktur tindakan yang jelas yang membawa kepada pengaturcaraan. Sudah tentu, jika sistem itu dapat menyediakan pelaksanaan sesetengah campuran transaksi, maka bagi mana-mana pengguna yang menjana transaksi, kehadiran orang lain akan menjadi tidak dapat dilihat, kecuali ia akan berfungsi sedikit lebih lambat daripada mod satu pengguna.

Terdapat beberapa algoritma asas untuk penyiaran. Dalam sistem berpusat, algoritma yang paling popular hari ini adalah berdasarkan tangkapan penyegerakan pelbagai objek pangkalan data. Dalam hal menggunakan apa-apa algoritma bersiri, adalah mungkin untuk mewujudkan konflik antara dua atau lebih transaksi pada akses kepada objek tertentu dalam pangkalan data. Dalam keadaan sedemikian, untuk memberikan sokongan untuk prosedur ini, anda perlu beralih balik, iaitu, untuk menghapuskan sebarang perubahan yang dibuat dalam pangkalan data melalui satu atau lebih proses. Ini hanya satu daripada keadaan ketika dalam sistem multi-pengguna seseorang merasakan kehadiran orang lain.

Kewartawanan

Salah satu keperluan utama untuk sistem moden adalah memastikan kebolehpercayaan menyimpan maklumat dalam memori luaran. Khususnya, ini memberikan fungsi utama DBMS termasuk keupayaan untuk memulihkan keadaan terakhir yang dipersetujui dalam pangkalan data selepas terjadinya kegagalan perisian atau perkakasan. Dalam majoriti kes, adalah kebiasaan untuk mempertimbangkan dua versi kegagalan perkakasan:

• Lembut, yang boleh ditafsirkan sebagai penghentian komputer yang tidak dijangka (kes yang paling biasa - kuasa kecemasan di luar);
• Hard, yang dicirikan oleh kehilangan data separa atau lengkap yang disimpan pada media storan luaran.

Sebagai contoh kegagalan perisian, anda boleh menyebabkan sistem terhempas apabila anda cuba menggunakan beberapa ciri yang tidak termasuk fungsi utama DBMS atau penutupan kecemasan mana-mana utiliti pengguna, hasilnya transaksi tertentu tidak selesai. Keadaan pertama boleh dianggap sebagai kegagalan ringan khas, manakala ketika yang terakhir terjadi, anda perlu menghapuskan akibat dari satu transaksi.

Sudah tentu, dalam mana-mana keadaan, untuk pemulihan pangkalan data biasa, anda perlu mempunyai sejumlah maklumat tambahan. Dalam erti kata lain, untuk mengekalkan kebolehpercayaan penyimpanan data dalam pangkalan data, adalah perlu untuk menyediakan penyimpanan maklumat yang berlebihan, dan sebahagian daripada data yang digunakan untuk pemulihan harus dijaga dengan teliti. Kaedah yang paling biasa untuk mengekalkan data berlebihan seperti menyimpan log perubahan.

Apa itu dan bagaimanakah ia digunakan?

Log adalah bahagian khas pangkalan data, akses yang tidak termasuk dalam bilangan fungsi DBMS, dan ia dikekalkan terutamanya dengan teliti. Dalam sesetengah situasi, walaupun sokongan disediakan untuk dua salinan jurnal, yang terdapat pada media fizikal yang berbeza. Kedai-kedai ini menerima maklumat mengenai apa-apa perubahan yang berlaku di bahagian utama pangkalan data, dan dalam sistem pengurusan yang berbeza, perubahan boleh dilog pada pelbagai peringkat. Dalam sesetengah keadaan, entri log sepenuhnya konsisten dengan beberapa operasi perubahan logik tertentu, di suatu tempat - operasi dalaman yang minimum yang berkaitan dengan pengubahsuaian halaman memori luaran, manakala beberapa DBMSs menggunakan gabungan kedua-dua pendekatan tersebut.

Walau apa pun, apa yang dipanggil "strategi rakaman antisipatif" digunakan dalam jurnal. Apabila anda menggunakannya, rekod yang menunjukkan perubahan objek pangkalan data jatuh ke dalam memori log luar sebelum objek diubah. Adalah diketahui bahawa jika fungsi DB Access menyediakan pematuhan normal dengan protokol ini, log itu menyelesaikan sebarang masalah yang berkaitan dengan pemulihan pangkalan data sekiranya berlaku kegagalan.

Rollback

Keadaan pemulihan yang paling mudah ialah pengembalian transaksi individu. Untuk prosedur ini, anda tidak perlu menggunakan log perubahan sistem secara menyeluruh, dan cukup menggunakan log ubahsuaian tempatan untuk setiap transaksi, kemudian giat transaksi dengan melakukan backtracks, bermula pada akhir setiap rekod. Struktur fungsi DBMS seringkali memberi penggunaan struktur ini, tetapi dalam kebanyakan kes, log tempatan tidak disokong, dan penggantian individu dilaksanakan secara keseluruhan sistem untuk transaksi individu, dan untuk tujuan ini semua rekod setiap transaksi digabungkan dalam senarai terbalik.

Sekiranya kegagalan ringan, ingatan pangkalan data luaran mungkin termasuk pelbagai objek yang telah diubahsuai oleh transaksi yang tidak disiapkan pada masa kegagalan berlaku, dan mungkin tidak ada pelbagai objek yang ditingkatkan oleh mereka yang telah berjaya diselesaikan sebelum kegagalan dengan menggunakan buffer RAM, kandungan Yang benar-benar hilang apabila terdapat masalah yang sama. Sekiranya protokol yang menggunakan log tempatan diikuti, sentiasa ada rekod dalam memori luaran yang berkaitan dengan pengubahsuaian sebarang objek tersebut.

Tujuan utama prosedur pemulihan selepas terjadinya kegagalan yang ringan adalah keadaan memori luaran pangkalan data utama yang akan terjadi jika transaksi selesai telah ditetapkan pada VI dan tidak mengandungi jejak prosedur yang belum selesai. Untuk mencapai kesan ini, fungsi utama DBMS adalah dalam kes ini pengembalian transaksi yang belum selesai dan pemutaran semula operasi yang hasilnya tidak dipaparkan pada ingatan luaran. Proses ini melibatkan sejumlah kecil perihal, yang terutama berkaitan dengan pengurusan jurnal dan buffer.

Kerosakan keras

Jika anda perlu memulihkan pangkalan data selepas kegagalan yang teruk berlaku, bukan sahaja log digunakan, tetapi juga salinan arkib pangkalan data. Yang terakhir adalah salinan lengkap pangkalan data pada masa jurnal mula diisi. Sudah tentu, untuk menjalankan prosedur pemulihan biasa, adalah perlu untuk mengekalkan log, jadi, seperti yang disebutkan sebelumnya, keperluan yang sangat serius dikenakan terhadap pemeliharaannya dalam ingatan luaran. Dalam kes ini, pemulihan pangkalan data adalah berdasarkan hakikat bahawa, berdasarkan salinan arkib, semua urus niaga yang telah selesai pada masa kegagalan berlaku diterbitkan semula dari log. Sekiranya perlu, walaupun kerja-kerja urus niaga yang belum selesai boleh diterbitkan semula dan meneruskan operasi normal mereka selepas prosedur pemulihan tamat, tetapi dalam sistem yang paling sistem seperti prosedur tidak dijalankan kerana pemulihan itu sendiri selepas kegagalan yang teruk adalah prosedur yang agak panjang.

Sokongan bahasa

Untuk bekerja dengan pangkalan data moden, pelbagai bahasa digunakan, dan pada awal DBMS, tujuan, fungsi dan ciri-ciri lain yang berbeza jauh dari sistem moden, sokongan untuk beberapa bahasa yang sangat khusus telah disediakan. Pada dasarnya ia adalah SDL dan DML, yang direka untuk menentukan skema pangkalan data dan memanipulasi data masing-masing.

SDL digunakan untuk menentukan struktur logik pangkalan data, iaitu, untuk mengiktiraf struktur khusus pangkalan data, yang dibentangkan kepada pengguna. DML juga termasuk kompleks pengendali manipulasi data, yang membolehkan anda memasukkan maklumat ke pangkalan data, serta memadam, mengubah atau menggunakan data yang ada.

Fungsi DBMS merangkumi pelbagai jenis sokongan untuk satu bahasa bersepadu, yang menyediakan apa-apa cara yang diperlukan untuk kerja biasa dengan pangkalan data, dari penciptaan awalnya, dan menyediakan antara muka pengguna yang standard. Sebagai bahasa standard, yang menyediakan fungsi asas DBMS sistem relasi yang paling biasa pada hari ini, SQL digunakan.

Apa dia suka?

Pertama sekali, bahasa ini menggabungkan fungsi asas DML dan SDL, iaitu, ia memberikan keupayaan untuk menentukan semantik spesifik dalam pangkalan data relasional dan memanipulasi maklumat yang diperlukan. Dalam kes ini, penamaan pelbagai objek pangkalan data disokong terus pada tahap bahasa dalam erti kata bahawa pengkompil menterjemahkan nama objek ke dalam pengenal dalamannya, berdasarkan jadual direktori perkhidmatan yang diselenggara. Inti sistem kawalan tidak berinteraksi dengan jadual atau lajur individu mereka secara prinsip.

Bahasa SQL merangkumi senarai keseluruhan alat khas yang membolehkan anda menentukan kekangan integriti pangkalan data. Sekali lagi, apa-apa sekatan itu dimasukkan ke dalam jadual katalog khas, dan kawalan integriti dilakukan secara langsung di peringkat bahasa, iaitu, semasa membaca operator pengubahsuaian pangkalan data individu, pengkompil, berdasarkan kekangan integriti yang ada dalam pangkalan data, menghasilkan kod program yang sama.