2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41
Modna databashanteringssystem används på många platser, men inte alla vet vad de är och hur du kan använda funktionerna i DBMS. Sådana verktyg har ett stort antal möjligheter, så för att kunna använda dem fullt ut bör du förstå vad de kan göra och hur användbara de är för användaren.
Datahantering
Först och främst inkluderar funktionerna i DBMS bearbetning av information i externt minne, och denna funktion är att tillhandahålla de grundläggande strukturerna för VI, som behövs inte bara för att lagra information direkt inkluderad i databasen, utan också att utföra olika tjänsteuppgifter, som att få snabb åtkomst till alla filer i olika fall. I vissa modifieringar används kapaciteten hos olika filsystem aktivt, medan andra tillhandahåller arbete även på nivån för externa minnesenheter. Men i det här fallet är det värt att notera att i funktionen av ett högt utvecklat DBMS är användaren i alla fall inte informerad om huruvida något system används, och i så fall hur filerna är organiserade. I synnerhet upprätthåller systemet sin egen namnordning för objekt som ingår i databasen.
RAM-bufferthantering
I de allra flesta fall är det vanligt att använda DBMS-funktioner i ganska stora databaser, och denna storlek är åtminstone ofta mycket större än det tillgängliga RAM-minnet. Naturligtvis, om i fallet med åtkomst till varje dataelement, ett utbyte med externt minne utförs, kommer hastigheten för det senare att motsvara hastigheten på själva systemet, därför är praktiskt taget det enda alternativet för att faktiskt öka det att buffra information i RAM. Dessutom, även om operativsystemet utför systemomfattande buffring, till exempel med UNIX, kommer detta inte att vara tillräckligt för att förse DBMS med syftet och grundläggande funktioner, eftersom det har en mycket större mängd data om de fördelaktiga egenskaperna för buffring för varje specifik del av databasen som används. På grund av detta upprätthåller avancerade system sin egen uppsättning buffertar, samt en unik disciplin för deras ersättning.
Det är värt att notera att det finns en separat riktning för styrsystem, fokuserad på den kontinuerliga närvaron av hela databasen i RAM. Denna riktning är baserad på antagandet att mängden RAM i datorer inom en snar framtid kommer att kunna expandera så mycket att de inte längre kommer att oroa sig för någon buffring, och de grundläggande funktionerna i denna typ av DBMS kommer att komma väl till pass här. För närvarande är alla dessa arbeten kvar på teststadiet.
Transaktionshantering
En transaktion är en sekvens av operationer med den använda databasen, som ledningssystemet betraktar somen enda helhet. Om transaktionen genomförs fullständigt framgångsrikt, fixar systemet ändringarna som det gjorde i externt minne, annars kommer ingen av dessa ändringar att påverka databasens tillstånd. Denna operation krävs för att upprätthålla den logiska integriteten hos den använda databasen. Det är värt att notera att det är en förutsättning att upprätthålla korrekt förlopp för transaktionsmekanismen även när man använder enanvändar-DBMS, vars syfte och funktioner skiljer sig väsentligt från andra typer av system.
Förmågan att en transaktion startar först när databasen är i ett konsekvent tillstånd och lämnar den i samma tillstånd efter avslutad procedure, gör den extremt bekväm att använda som en aktivitetsenhet för databasen. Med korrekt hantering av att samtidigt utföra transaktioner av kontrollsystemet kan varje enskild användare i princip känna sig som en del av helheten. Detta är dock i viss mån en idealiserad representation, eftersom i många situationer när arbetande människor fortfarande kommer att känna närvaron av sina kollegor om de använder ett fleranvändarsystem, men i själva verket tillhandahålls detta också av själva konceptet med ett DBMS. Funktionerna i fleranvändartypen DBMS relaterar också begrepp som seriell exekveringsplan och serialisering till transaktionshantering.
Vad betyder de?
Serialisering av transaktioner som utförs samtidigt ger uppbyggnaden av en speciell plan för deras arbete, därden totala effekten av den uppnådda blandningen är likvärdig med det resultat som erhållits på grund av deras sekventiella utförande.
En seriell exekveringsplan är en specifik struktur av åtgärder som leder till serialisering. Naturligtvis, om systemet lyckas tillhandahålla en verklig seriell exekvering av en blandning av transaktioner, så för alla användare som initierar en transaktion, kommer närvaron av andra att vara helt omärklig, förutom att det kommer att fungera lite långsammare jämfört med en användare läge.
Det finns flera grundläggande serialiseringsalgoritmer. I centraliserade system är de mest populära algoritmerna idag baserade på synkroniseringsfångningar av olika databasobjekt. Vid användning av serialiseringsalgoritmer tillhandahålls möjligheten till konflikter mellan två eller flera transaktioner vid åtkomst till vissa databasobjekt. I en sådan situation, för att stödja denna procedur, är det nödvändigt att utföra en återställning, det vill säga att eliminera alla ändringar som gjorts i databasen genom en eller flera processer. Det här är bara en av situationerna där en person känner närvaron av andra i ett fleranvändarsystem.
Journaling
Ett av huvudkraven för moderna system är att säkerställa tillförlitligheten för informationslagring i externt minne. Detta innebär i synnerhet att DBMS:s huvudfunktioner inkluderar möjligheten att återställa det senast överenskomnatillståndet för databasen efter att något program- eller maskinvarufel har inträffat. I de allra flesta fall är det vanligt att överväga två alternativ för hårdvarufel:
- mjuk, vilket kan tolkas som en oväntad avstängning av datorn (det vanligaste fallet är ett nödströmavbrott);
- hårt, som kännetecknas av partiell eller fullständig förlust av data lagrad på externa media.
Exempel på programvarufel inkluderar att systemet kraschar när man försöker använda någon funktion som inte är en del av huvudfunktionerna i DBMS, eller kraschar något användarverktyg, som ett resultat av att en viss transaktion inte slutfördes. Den förra situationen kan betraktas som en speciell typ av mjukt misslyckande, medan den senare kräver en återställning av en enda transaktion.
Naturligtvis, i alla fall, för att återställa databasen norm alt måste du ha en viss mängd ytterligare information. Med andra ord, för det normala underhållet av tillförlitligheten av datalagring i databasen är det nödvändigt att säkerställa redundansen av informationslagring, och den del av data som används under återställning måste skyddas särskilt noggrant. Den vanligaste metoden för att underhålla denna redundanta data är ändringsloggning.
Vad är det och hur används det?
Loggen är en speciell del av databasen, accesssom inte ingår i antalet DBMS-funktioner, och det stöds mycket noggrant. I vissa situationer ger den till och med stöd för två kopior av loggen samtidigt, placerade på olika fysiska medier. Dessa arkiv får information om eventuella förändringar som sker i huvuddelen av databasen och i olika förv altningssystem kan ändringar loggas på olika nivåer. I vissa situationer motsvarar en loggpost helt en specifik logisk uppdateringsoperation, i andra - en minimal intern operation förknippad med uppdatering av en extern minnessida, medan vissa DBMS tillhandahåller en kombination av de två metoderna.
I alla fall används den så kallade "write ahead"-loggningsstrategin. När den tillämpas kommer en post som indikerar en ändring i alla databasobjekt in i det externa loggminnet innan objektet ändras. Det är känt att om funktionerna i Access DBMS tillhandahåller den normala implementeringen av detta protokoll, löser användningen av loggen eventuella problem som är förknippade med att återställa databasen i händelse av eventuella fel.
Återställ
Den enklaste återställningssituationen är en individuell återställning av transaktioner. För den här proceduren behöver du inte använda en systemomfattande ändringslogg, och det är helt tillräckligt att använda en lokal ändringslogg för varje transaktion och sedan återställa transaktioner genom att utföra omvända operationer, med början från slutet av varje transaktion. journalerna. Strukturen för en DBMS-funktion ger oftaanvändningen av just en sådan struktur, men i de flesta fall stöds fortfarande inte lokala loggar, och en individuell återställning även för enskilda transaktioner utförs enligt den systemomfattande, och för detta kombineras alla poster för var och en av transaktionerna i en omvänd lista.
Under ett mjukt fel kan databasens externa minne innehålla olika objekt som har modifierats av transaktioner som inte slutfördes vid tidpunkten för felet, och kan även sakna olika objekt som har uppgraderats av de som framgångsrikt slutfört före felet genom användning av buffertar av RAM, vars innehåll helt försvinner när sådana problem uppstår. Om protokollet för att använda lokala loggar följs, måste det finnas poster i externt minne som hänför sig till modifiering av sådana objekt.
Huvudmålet med återställningsproceduren efter uppkomsten av mjuka fel är ett sådant tillstånd av det externa minnet i huvuddatabasen, vilket skulle inträffa om ändringar av genomförda transaktioner genomfördes i VI och inte skulle innehålla spår oavslutade förfaranden. För att uppnå denna effekt är huvudfunktionerna för DBMS i det här fallet återställning av ofullständiga transaktioner och återuppspelning av de operationer vars resultat till slut inte visades i externt minne. Denna process involverar ett ganska stort antal finesser, som huvudsakligen hänför sig till organisationen av logg- och bufferthantering.
Hårda misslyckanden
När en databas behöver återställas efter ett hårt fel, används inte bara loggen, utan också en säkerhetskopia av databasen. Den senare är en komplett kopia av databasen när loggen började fyllas. Naturligtvis, för ett norm alt återställningsförfarande krävs bevarande av journalen, därför ställs, som tidigare nämnts, extremt allvarliga krav på dess bevarande i externt minne. I det här fallet består återställningen av databasen i det faktum att loggen, baserat på arkivkopian, återger alla transaktioner som har slutförts när felet inträffade. Om det behövs kan den till och med spela upp väntande transaktioner och fortsätta sin normala drift efter slutet av återställningsproceduren, men i de flesta riktiga system utförs inte denna procedur av anledningen att hårdfelsåterställning i sig är en ganska lång procedur.
Språksupport
Moderna databaser använder en mängd olika språk, och tidiga DBMS, vars syfte, funktioner och andra funktioner skilde sig väsentligt från moderna system, gav stöd för flera högt specialiserade språk. I grund och botten var dessa SDL och DML, designade för att definiera databasschemat respektive manipulera data.
SDL användes för att bestämma den logiska strukturen för databasen, det vill säga för att känna igen den specifika strukturen för databasen, som representerasanvändare. DML, å andra sidan, inkluderade ett helt komplex av informationsmanipuleringsoperatörer som gjorde det möjligt för dig att lägga in information i databasen, samt ta bort, ändra eller använda befintliga data.
DBMS-funktionerna inkluderar olika typer av stöd för ett enda integrerat språk, som tillhandahåller alla medel som behövs för det normala arbetet med databaser, med början från dess första skapande, och tillhandahåller ett standardanvändargränssnitt. SQL används som standardspråk som tillhandahåller de grundläggande funktionerna i DBMS i dagens vanligaste relationssystem.
Vad är det?
För det första kombinerar detta språk huvudfunktionerna för DML och SDL, det vill säga det ger möjligheten att bestämma den specifika semantiken för en relationsdatabas och manipulera nödvändig information. Samtidigt stöds namngivning av olika databasobjekt direkt på språknivå i den meningen att kompilatorn konverterar objektnamn till sina interna identifierare, baserat på speciellt underhållna tjänstekatalogtabeller. Kärnan i styrsystem interagerar i princip inte med tabeller eller deras individuella kolumner på något sätt.
SQL-språket innehåller en hel lista med specialverktyg som låter dig bestämma begränsningarna för databasens integritet. Återigen, alla sådana begränsningar ingår i speciella katalogtabeller, och integritetskontroll utförs direkt på språknivå, dvs.i processen att läsa individuella databasmodifieringssatser genererar kompilatorn, baserat på integritetsbegränsningarna i databasen, motsvarande programkod.
