Funksionet kryesore të DBMS

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Sistemet moderne të menaxhimit të bazës së të dhënave përdoren në shumë site, por jo të gjithë e dinë se çfarë janë ato dhe si mund të përdorni funksionet e DBMS. Mjete të tilla kanë një numër të madh mundësish, kështu që për t'i përdorur plotësisht ato, duhet të kuptoni se çfarë mund të bëjnë dhe sa të dobishëm janë për përdoruesit.

Menaxhimi i të dhënave

Para së gjithash, funksionet e DBMS përfshijnë përpunimin e informacionit në memorien e jashtme, dhe ky funksion është të sigurojë strukturat bazë të VI, të cilat nevojiten jo vetëm për të ruajtur informacionin e përfshirë drejtpërdrejt në bazën e të dhënave, por edhe për të kryer detyra të ndryshme shërbimi, të tilla si marrja e aksesit të përshpejtuar në çdo skedar në raste të ndryshme. Në modifikime të caktuara, aftësitë e sistemeve të ndryshme të skedarëve përdoren në mënyrë aktive, ndërsa të tjerët ofrojnë punë edhe në nivelin e pajisjeve të memories së jashtme. Por në këtë rast vlen të theksohet se në funksion të një DBMS shumë të zhvilluar, përdoruesi në çdo rast nuk informohet nëse përdoret ndonjë sistem dhe nëse po, si janë organizuar skedarët. Në veçanti, sistemi ruan rendin e vet të emërtimit për objektet e përfshira në bazën e të dhënave.

Menaxhimi i tamponit RAM

Në shumicën dërrmuese të rasteve, është zakon të përdoren funksionet DBMS në baza të dhënash mjaft të mëdha, dhe kjo madhësi të paktën shpesh është shumë më e madhe se RAM-i i disponueshëm. Natyrisht, nëse në rastin e hyrjes në secilin element të të dhënave, kryhet një shkëmbim me memorie të jashtme, shpejtësia e kësaj të fundit do të korrespondojë me shpejtësinë e vetë sistemit, prandaj, praktikisht e vetmja mundësi për ta rritur në të vërtetë është tamponi. informacion në RAM. Për më tepër, edhe nëse OS kryen buffering në të gjithë sistemin, për shembull me UNIX, kjo nuk do të mjaftojë për t'i dhënë DBMS qëllimin dhe funksionet bazë, pasi ai ka një sasi shumë më të madhe të dhënash për vetitë e dobishme të bufferimit për secilin. pjesë specifike e bazës së të dhënave të përdorura. Për shkak të kësaj, sistemet e avancuara ruajnë grupin e tyre të tamponëve, si dhe një disiplinë unike për zëvendësimin e tyre.

Vlen të përmendet fakti se ekziston një drejtim i veçantë i sistemeve të kontrollit, i fokusuar në praninë e vazhdueshme të të gjithë bazës së të dhënave në RAM. Ky drejtim bazohet në supozimin se në të ardhmen e afërt sasia e RAM-it në kompjuterë do të jetë në gjendje të zgjerohet aq shumë sa ata nuk do të shqetësohen më për ndonjë buffering, dhe funksionet themelore të këtij lloji DBMS do të vijnë në ndihmë këtu. Për momentin, të gjitha këto punime mbeten në fazën e testimit.

Menaxhimi i transaksionit

Një transaksion është një sekuencë operacionesh me bazën e të dhënave të përdorur, të cilat sistemi i menaxhimit e konsideron sinjë tërësi e vetme. Nëse transaksioni është ekzekutuar plotësisht me sukses, sistemi rregullon ndryshimet që ka bërë në memorien e jashtme, ose asnjë nga këto ndryshime nuk do të ndikojë në gjendjen e bazës së të dhënave. Ky operacion kërkohet për të ruajtur integritetin logjik të bazës së të dhënave të përdorur. Vlen të theksohet se mbajtja e kursit të saktë të mekanizmit të transaksionit është një parakusht edhe kur përdoret DBMS me një përdorues, qëllimi dhe funksionet e të cilave ndryshojnë ndjeshëm nga llojet e tjera të sistemeve.

Vetësia që çdo transaksion fillon vetëm kur baza e të dhënave është në një gjendje konsistente dhe e lë në të njëjtën gjendje pas përfundimit të procedurës, e bën jashtëzakonisht të përshtatshëm për t'u përdorur si një njësi aktiviteti në lidhje me bazën e të dhënave. Me menaxhimin e duhur të transaksioneve që ekzekutohen njëkohësisht nga sistemi i kontrollit, çdo përdorues individual, në parim, mund të ndihet si pjesë e së tërës. Megjithatë, kjo është deri diku një përfaqësim i idealizuar, pasi në shumë situata kur njerëzit që punojnë do të ndiejnë ende praninë e kolegëve të tyre nëse përdorin një sistem me shumë përdorues, por në fakt kjo parashikohet edhe nga vetë koncepti i një DBMS.. Veçoritë e DBMS-së së tipit me shumë përdorues lidhin gjithashtu koncepte të tilla si plani i ekzekutimit serial dhe serializimi me menaxhimin e transaksioneve.

Çfarë nënkuptojnë ato?

Serializimi i transaksioneve që ekzekutohen njëkohësisht parashikon ndërtimin e një plani të veçantë për punën e tyre, në të cilinefekti total i përzierjes së arritur është ekuivalent me rezultatin e marrë për shkak të ekzekutimit të tyre vijues.

Një plan ekzekutimi serik është një strukturë specifike veprimesh që çon në serializimin. Sigurisht, nëse sistemi arrin të sigurojë një ekzekutim të vërtetë serial të një përzierje transaksionesh, atëherë për çdo përdorues që fillon një transaksion, prania e të tjerëve do të jetë plotësisht e padukshme, përveç se do të funksionojë pak më ngadalë në krahasim me një përdorues. modaliteti.

Ekzistojnë disa algoritme bazë të serializimit. Në sistemet e centralizuara, algoritmet më të njohura sot bazohen në kapjen e sinkronizimit të objekteve të ndryshme të bazës së të dhënave. Në rastin e përdorimit të çdo algoritmi të serializimit, ofrohet mundësia e konflikteve midis dy ose më shumë transaksioneve për aksesin në objekte të caktuara të bazës së të dhënave. Në një situatë të tillë, për të mbështetur këtë procedurë, është e nevojshme të kryhet një rikthim, domethënë të eliminohet çdo ndryshim i bërë në bazën e të dhënave përmes një ose më shumë proceseve. Kjo është vetëm një nga situatat kur një person ndjen praninë e të tjerëve në një sistem me shumë përdorues.

Journaling

Një nga kërkesat kryesore për sistemet moderne është sigurimi i besueshmërisë së ruajtjes së informacionit në memorien e jashtme. Në veçanti, kjo parashikon që funksionet kryesore të DBMS përfshijnë aftësinë për të rivendosur të mirat e funditgjendja e bazës së të dhënave pasi ka ndodhur ndonjë dështim i softuerit ose harduerit. Në shumicën dërrmuese të rasteve, është zakon të merren parasysh dy opsione për dështimet e harduerit:

• soft, që mund të interpretohet si një mbyllje e papritur e kompjuterit (rasti më i zakonshëm është një ndërprerje emergjente e energjisë elektrike);
• të vështira, të cilat karakterizohen nga humbja e pjesshme ose e plotë e të dhënave të ruajtura në media të jashtme.

Shembuj të dështimeve të softuerit përfshijnë prishjen e sistemit kur përpiqeni të përdorni disa veçori që nuk janë pjesë e funksioneve kryesore të DBMS, ose prishjen e ndonjë programi të përdorimit të përdoruesit, si rezultat i të cilit një transaksion i caktuar nuk u krye. Situata e parë mund të konsiderohet si një lloj i veçantë dështimi i butë, ndërsa kjo e fundit kërkon një rikuperim të vetëm transaksioni.

Sigurisht, në çdo rast, për të rivendosur normalisht bazën e të dhënave, duhet të keni një sasi të caktuar informacioni shtesë. Me fjalë të tjera, për mirëmbajtjen normale të besueshmërisë së ruajtjes së të dhënave në bazën e të dhënave, është e nevojshme të sigurohet teprica e ruajtjes së informacionit, dhe pjesa e të dhënave të përdorura gjatë rikuperimit duhet të ruhet me kujdes të veçantë. Metoda më e zakonshme për mbajtjen e këtyre të dhënave të tepërta është regjistrimi i ndryshimeve.

Çfarë është dhe si përdoret?

Regjistri është një pjesë e veçantë e bazës së të dhënave, aksesii cili nuk përfshihet në numrin e funksioneve të DBMS dhe mbështetet me shumë kujdes. Në disa situata, ai madje ofron mbështetje për dy kopje të regjistrit në të njëjtën kohë, të vendosura në media të ndryshme fizike. Këto depo marrin informacion për çdo ndryshim që ndodh në pjesën kryesore të bazës së të dhënave, dhe në sisteme të ndryshme të menaxhimit, ndryshimet mund të regjistrohen në nivele të ndryshme. Në disa situata, një hyrje e regjistrit korrespondon plotësisht me një operacion specifik të përditësimit logjik, në të tjera - një operacion i brendshëm minimal i lidhur me përditësimin e një faqeje memorie të jashtme, ndërsa disa DBMS ofrojnë një kombinim të dy qasjeve.

Në çdo rast, përdoret e ashtuquajtura strategji e regjistrimit "shkruani përpara". Kur aplikohet, një rekord që tregon një ndryshim në çdo objekt të bazës së të dhënave hyn në kujtesën e regjistrit të jashtëm përpara se objekti të ndryshohet. Dihet se nëse funksionet e Access DBMS parashikojnë zbatimin normal të këtij protokolli, përdorimi i regjistrit zgjidh çdo problem që lidhet me rivendosjen e bazës së të dhënave në rast të ndonjë dështimi.

Rikthim

Situata më e thjeshtë e rikuperimit është një rikthim individual i transaksionit. Për këtë procedurë, nuk keni nevojë të përdorni një regjistër të ndryshimeve në të gjithë sistemin dhe mjafton të përdorni një regjistër të operacioneve të modifikimit lokal për çdo transaksion dhe më pas të ktheni transaksionet duke kryer operacione të kundërta, duke filluar nga fundi i secilit prej tyre. të dhënat. Struktura e një funksioni DBMS shpesh ofronpërdorimi i një strukture të tillë, por në shumicën e rasteve regjistrat lokalë ende nuk mbështeten, dhe një rikthim individual edhe për transaksione individuale kryhet sipas atij në të gjithë sistemin, dhe për këtë kombinohen të gjitha regjistrimet e secilit prej transaksioneve në një listë të kundërt.

Gjatë një dështimi të butë, memoria e jashtme e bazës së të dhënave mund të përfshijë objekte të ndryshme që janë modifikuar nga transaksione që nuk kanë përfunduar në kohën e dështimit, dhe gjithashtu mund të mungojnë objekte të ndryshme që janë përmirësuar nga ato që kanë përfunduar me sukses para dështimit përmes përdorimit të buferëve të RAM-it, përmbajtja e të cilave zhduket plotësisht kur shfaqen probleme të tilla. Nëse ndiqet protokolli për përdorimin e regjistrave lokalë, me siguri do të ketë hyrje në memorien e jashtme që kanë të bëjnë me modifikimin e ndonjë objekti të tillë.

Qëllimi kryesor i procedurës së rikuperimit pas shfaqjes së dështimeve të buta është një gjendje e tillë e memories së jashtme të bazës së të dhënave kryesore, e cila do të ndodhte nëse ndryshimet në ndonjë transaksion të përfunduar do të kryheshin në VI dhe nuk do të përmbanin gjurmë të procedurave të papërfunduara. Për të arritur këtë efekt, funksionet kryesore të DBMS në këtë rast janë rikthimi i transaksioneve jo të plota dhe rishikimi i atyre operacioneve, rezultatet e të cilave nuk u shfaqën përfundimisht në memorien e jashtme. Ky proces përfshin një numër mjaft të madh hollësish, të cilat kryesisht lidhen me organizimin e menaxhimit të regjistrave dhe tamponëve.

Dështime të vështira

Kur një bazë të dhënash duhet të rikthehet pas një dështimi të vështirë, përdoret jo vetëm regjistri, por edhe një kopje rezervë e bazës së të dhënave. Kjo e fundit është një kopje e plotë e bazës së të dhënave në kohën kur filloi plotësimi i regjistrit. Natyrisht, për një procedurë normale rikuperimi, kërkohet ruajtja e ditarit, prandaj, siç u përmend më herët, kërkesa jashtëzakonisht serioze vendosen për ruajtjen e tij në memorien e jashtme. Në këtë rast, rikuperimi i bazës së të dhënave konsiston në faktin se, bazuar në kopjen e arkivit, regjistri riprodhon të gjitha transaksionet që janë përfunduar në kohën kur ka ndodhur dështimi. Nëse është e nevojshme, ai madje mund të riprodhojë transaksionet në pritje dhe të vazhdojë funksionimin e tyre normal pas përfundimit të procedurës së rivendosjes, por në shumicën e sistemeve reale kjo procedurë nuk kryhet për arsye se vetë rikuperimi i dështimit të vështirë është një procedurë mjaft e gjatë.

Mbështetje gjuhësore

Bazat e të dhënave moderne përdorin një sërë gjuhësh dhe DBMS-të e hershme, qëllimi, funksionet dhe veçoritë e tjera të të cilave ndryshonin ndjeshëm nga sistemet moderne, ofruan mbështetje për disa gjuhë shumë të specializuara. Në thelb, këto ishin SDL dhe DML, të dizajnuara për të përcaktuar skemën e bazës së të dhënave dhe për të manipuluar të dhënat, respektivisht.

SDL u përdor për të përcaktuar strukturën logjike të bazës së të dhënave, domethënë për të njohur strukturën specifike të bazës së të dhënave, e cila përfaqësohetpërdoruesit. DML, nga ana tjetër, përfshinte një kompleks të tërë operatorësh të manipulimit të informacionit që ju lejuan të futni informacion në bazën e të dhënave, si dhe të fshini, modifikoni ose përdorni të dhënat ekzistuese.

Funksionet e DBMS përfshijnë lloje të ndryshme mbështetjeje për një gjuhë të vetme të integruar, e cila parashikon praninë e çdo mjeti të nevojshëm për punën normale me bazat e të dhënave, duke filluar nga krijimi i saj fillestar dhe duke siguruar një ndërfaqe standarde të përdoruesit. SQL përdoret si gjuha standarde që ofron funksionet bazë të DBMS të sistemeve më të zakonshme relacionale të sotme.

Çfarë është?

Para së gjithash, kjo gjuhë kombinon funksionet kryesore të DML dhe SDL, domethënë, ofron mundësinë për të përcaktuar semantikën specifike të një baze të dhënash relacionale dhe për të manipuluar informacionin e nevojshëm. Në të njëjtën kohë, emërtimi i objekteve të ndryshme të bazës së të dhënave mbështetet drejtpërdrejt në nivelin gjuhësor në kuptimin që përpiluesi konverton emrat e objekteve në identifikuesit e tyre të brendshëm, bazuar në tabelat e katalogut të shërbimeve të mirëmbajtura posaçërisht. Thelbi i sistemeve të kontrollit, në parim, nuk ndërvepron në asnjë mënyrë me tabelat ose kolonat e tyre individuale.

Gjuha SQL përfshin një listë të tërë mjetesh speciale që ju lejojnë të përcaktoni kufizimet në integritetin e bazës së të dhënave. Përsëri, çdo kufizim i tillë përfshihet në tabela të veçanta të katalogut dhe kontrolli i integritetit kryhet drejtpërdrejt në nivelin gjuhësor, d.m.th.në procesin e leximit të deklaratave individuale të modifikimit të bazës së të dhënave, përpiluesi, bazuar në kufizimet e integritetit në bazën e të dhënave, gjeneron kodin përkatës të programit.