Asosiy DBMS funktsiyalari

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Zamonaviy ma'lumotlar bazasini boshqarish tizimlari ko'plab saytlarda qo'llaniladi, ammo ular nima ekanligini va ma'lumotlar bazasini boshqarish funktsiyalaridan qanday foydalanishni hamma ham bilmaydi. Bunday vositalar juda katta imkoniyatlarga ega, shuning uchun ulardan toʻliq foydalanish uchun ular nimaga qodirligini va foydalanuvchi uchun qanchalik foydali ekanligini tushunishingiz kerak.

Ma'lumotlarni boshqarish

Birinchidan, ma'lumotlar bazasining funktsiyalari tashqi xotirada ma'lumotlarni qayta ishlashni o'z ichiga oladi va bu funktsiya VI ning asosiy tuzilmalarini ta'minlashdan iborat bo'lib, ular nafaqat ma'lumotlar bazasiga bevosita kiritilgan ma'lumotlarni saqlash uchun, balki turli xizmat vazifalarini bajarish uchun, masalan, har qanday fayllarga har xil holatlarda tezlashtirilgan kirishni olish. Muayyan modifikatsiyalarda turli xil fayl tizimlarining imkoniyatlari faol qo'llaniladi, boshqalari esa tashqi xotira qurilmalari darajasida ham ishlashni ta'minlaydi. Ammo bu holda shuni ta'kidlash joizki, yuqori darajada rivojlangan DBMS funktsiyasida foydalanuvchi har qanday holatda ham biron bir tizimdan foydalaniladimi yoki yo'qmi, agar foydalanilgan bo'lsa, fayllar qanday tashkil etilganligi haqida xabar berilmaydi. Xususan, tizim maʼlumotlar bazasiga kiritilgan obʼyektlar uchun oʻzining nomlash tartibini saqlaydi.

RAM buferini boshqarish

Aksariyat hollarda ma'lumotlar bazasi funksiyalaridan juda katta ma'lumotlar bazalarida foydalanish odatiy holdir va bu o'lcham hech bo'lmaganda ko'pincha mavjud RAMdan ancha katta. Albatta, agar har bir ma'lumot elementiga kirishda tashqi xotira bilan almashinuv amalga oshirilsa, ikkinchisining tezligi tizimning tezligiga mos keladi, shuning uchun uni amalda oshirishning yagona varianti buferdir. RAMdagi ma'lumotlar. Bundan tashqari, agar OT butun tizim bo'ylab buferlashni amalga oshirsa ham, masalan, UNIX bilan, bu ma'lumotlar bazasini maqsad va asosiy funktsiyalar bilan ta'minlash uchun etarli bo'lmaydi, chunki u har bir tizim uchun buferlashning foydali xususiyatlari haqida ancha katta hajmga ega. foydalaniladigan ma'lumotlar bazasining muayyan qismi. Shu sababli, ilg'or tizimlar o'zlarining buferlari to'plamini, shuningdek ularni almashtirish uchun noyob tartibni saqlaydi.

Shuni ta'kidlash joizki, operativ xotirada butun ma'lumotlar bazasining doimiy mavjudligiga qaratilgan boshqaruv tizimlarining alohida yo'nalishi mavjud. Ushbu yo'nalish yaqin kelajakda kompyuterlardagi operativ xotira miqdori shunchalik kengayishiga asoslanadiki, ular endi hech qanday buferlash haqida qayg'urmaydilar va bu erda ma'lumotlar bazasining ushbu turining asosiy funktsiyalari qo'l keladi. Hozirda bu ishlar sinov bosqichida qolmoqda.

Tranzaksiyalarni boshqarish

Tranzaksiya - boshqaruv tizimi tomonidan foydalaniladigan ma'lumotlar bazasi bilan operatsiyalar ketma-ketligi.bir butun. Agar tranzaktsiya to'liq muvaffaqiyatli bajarilgan bo'lsa, tizim tashqi xotirada kiritilgan o'zgarishlarni tuzatadi yoki bu o'zgarishlarning hech biri ma'lumotlar bazasi holatiga ta'sir qilmaydi. Ushbu operatsiya foydalanilgan ma'lumotlar bazasining mantiqiy yaxlitligini saqlash uchun talab qilinadi. Shuni ta'kidlash joizki, tranzaksiya mexanizmining to'g'ri yo'nalishini saqlab qolish hatto bir foydalanuvchi uchun mo'ljallangan DBMS dan foydalanishda ham zaruriy shart bo'lib, uning maqsadi va funktsiyalari boshqa turdagi tizimlardan sezilarli darajada farq qiladi.

Har qanday tranzaksiya faqat ma'lumotlar bazasi barqaror holatda bo'lganda boshlanadi va protsedura tugagandan so'ng uni xuddi shu holatda qoldiradi, bu ma'lumotlar bazasiga nisbatan faoliyat birligi sifatida foydalanishni juda qulay qiladi. Nazorat tizimi tomonidan bir vaqtning o'zida bajariladigan tranzaktsiyalarni to'g'ri boshqarish bilan har bir foydalanuvchi, qoida tariqasida, o'zini butunning bir qismi sifatida his qilishi mumkin. Biroq, bu ma'lum darajada ideallashtirilgan vakillikdir, chunki ko'p hollarda ishlaydigan odamlar ko'p foydalanuvchili tizimdan foydalansalar ham, o'z hamkasblari borligini his qilishadi, lekin aslida bu ma'lumotlar bazasi kontseptsiyasining o'zida ham nazarda tutilgan.. Ko‘p foydalanuvchi tipidagi DBMS xususiyatlari, shuningdek, ketma-ket bajarish rejasi va ketma-ketlashtirish kabi tushunchalarni tranzaktsiyalarni boshqarish bilan bog‘laydi.

Ular nimani anglatadi?

Bir vaqtning o'zida bajariladigan operatsiyalarni ketma-ketlashtirish ularning ishi uchun maxsus rejani tuzishni nazarda tutadi, undaerishilgan aralashmaning umumiy ta'siri ularning ketma-ket bajarilishi natijasida olingan natijaga teng.

Serial bajarish rejasi - bu ketma-ketlashtirishga olib keladigan harakatlarning o'ziga xos tuzilishi. Albatta, agar tizim tranzaktsiyalar aralashmasining chinakam ketma-ket bajarilishini ta'minlay olsa, tranzaktsiyani boshlagan har qanday foydalanuvchi uchun boshqalarning mavjudligi mutlaqo sezilmaydi, faqat bitta foydalanuvchi bilan solishtirganda u biroz sekin ishlaydi. rejimi.

Bir nechta asosiy ketma-ketlashtirish algoritmlari mavjud. Markazlashtirilgan tizimlarda bugungi kunda eng ommabop algoritmlar turli xil ma'lumotlar bazasi ob'ektlarini sinxronlashtirishga asoslangan. Har qanday ketma-ketlashtirish algoritmlaridan foydalanilganda, ma'lum bir ma'lumotlar bazasi ob'ektlariga kirishda ikki yoki undan ortiq tranzaktsiyalar o'rtasida ziddiyat yuzaga kelishi mumkinligi ta'minlanadi. Bunday vaziyatda ushbu protsedurani qo'llab-quvvatlash uchun orqaga qaytishni amalga oshirish, ya'ni bir yoki bir nechta jarayonlar orqali ma'lumotlar bazasiga kiritilgan har qanday o'zgarishlarni bartaraf etish kerak. Bu ko'p foydalanuvchili tizimda odam boshqalarning borligini his qiladigan vaziyatlardan biri xolos.

Jurnallar

Zamonaviy tizimlarga qoʻyiladigan asosiy talablardan biri axborotni tashqi xotirada saqlash ishonchliligini taʼminlashdan iborat. Xususan, bu ma'lumotlar bazasining asosiy funktsiyalariga oxirgi kelishilganlarni tiklash imkoniyatini kiritishni nazarda tutadihar qanday dasturiy ta'minot yoki apparat nosozliklari sodir bo'lganidan keyin ma'lumotlar bazasining holati. Aksariyat hollarda apparatdagi nosozliklar uchun ikkita variantni ko'rib chiqish odatiy holdir:

• yumshoq, bu kompyuterning kutilmaganda oʻchirilishi sifatida talqin qilinishi mumkin (eng keng tarqalgan holat favqulodda elektr uzilishi);
• qattiq, ular tashqi muhitda saqlangan maʼlumotlarning qisman yoki toʻliq yoʻqolishi bilan tavsiflanadi.

Dasturiy ta'minotdagi nosozliklarga misollar ma'lumotlar bazasining asosiy funktsiyalariga kirmaydigan ba'zi funksiyalardan foydalanishga urinayotganda tizimning ishdan chiqishi yoki foydalanuvchining ba'zi yordamchi dasturlarini ishdan chiqishi, natijada ma'lum bir tranzaksiya tugallanmaganini o'z ichiga oladi. Birinchi holatni yumshoq muvaffaqiyatsizlikning alohida turi deb hisoblash mumkin, ikkinchisi esa bitta tranzaksiyani tiklashni talab qiladi.

Albatta, har qanday holatda ham, ma'lumotlar bazasini normal tarzda tiklash uchun sizda ma'lum miqdorda qo'shimcha ma'lumotlar bo'lishi kerak. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, ma'lumotlar bazasida ma'lumotlarni saqlash ishonchliligini normal ta'minlash uchun ma'lumotlarni saqlashning ortiqcha bo'lishini ta'minlash kerak va qayta tiklash paytida foydalaniladigan ma'lumotlarning bir qismi ayniqsa ehtiyotkorlik bilan himoyalangan bo'lishi kerak. Bu ortiqcha maʼlumotlarni saqlashning eng keng tarqalgan usuli oʻzgarishlar jurnali hisoblanadi.

Bu nima va u qanday ishlatiladi?

Jurnal ma'lumotlar bazasining maxsus qismi, kirishDBMS funktsiyalari soniga kiritilmagan va u juda ehtiyotkorlik bilan qo'llab-quvvatlanadi. Ba'zi hollarda, u hatto bir vaqtning o'zida turli xil jismoniy vositalarda joylashgan jurnalning ikkita nusxasini qo'llab-quvvatlaydi. Ushbu omborlar ma'lumotlar bazasining asosiy qismida sodir bo'lgan har qanday o'zgarishlar haqida ma'lumot oladi va turli boshqaruv tizimlarida o'zgarishlar turli darajalarda qayd etilishi mumkin. Ba'zi hollarda jurnal yozuvi ma'lum bir mantiqiy yangilash operatsiyasiga to'liq mos keladi, boshqalarida - tashqi xotira sahifasini yangilash bilan bog'liq bo'lgan minimal ichki operatsiya, ba'zi ma'lumotlar bazasi ma'lumotlar bazasi esa ikkita yondashuvning kombinatsiyasini ta'minlaydi.

Har qanday holatda ham, "oldindan yozish" deb ataladigan jurnalni yozish strategiyasidan foydalaniladi. U qo'llanilganda, har qanday ma'lumotlar bazasi ob'ektlarining o'zgarishini ko'rsatadigan yozuv ob'ekt o'zgartirilishidan oldin tashqi jurnal xotirasiga kiradi. Ma'lumki, agar Access DBMS funktsiyalari ushbu protokolning normal bajarilishini ta'minlasa, jurnaldan foydalanish har qanday nosozliklar yuz berganda ma'lumotlar bazasini tiklash bilan bog'liq har qanday muammolarni hal qiladi.

Orqaga qaytarish

Qayta tiklashning eng oddiy holati bu individual tranzaksiyani qaytarishdir. Ushbu protsedura uchun tizim bo'ylab o'zgarishlar jurnalidan foydalanish shart emas va har bir tranzaksiya uchun mahalliy o'zgartirish operatsiyalari jurnalidan foydalanish, so'ngra har bir operatsiyaning oxiridan boshlab teskari operatsiyalarni bajarish orqali tranzaktsiyalarni orqaga qaytarish kifoya. yozuvlar. DBMS funktsiyasining tuzilishi ko'pincha ta'minlaydiaynan shunday tuzilmadan foydalanish, lekin ko'p hollarda mahalliy jurnallar hali ham qo'llab-quvvatlanmaydi va hatto alohida tranzaktsiyalar uchun ham individual orqaga qaytarish butun tizim bo'yicha amalga oshiriladi va buning uchun har bir tranzaktsiyaning barcha yozuvlari birlashtiriladi. teskari roʻyxatda.

Yumshoq ishlamay qolganda, ma'lumotlar bazasining tashqi xotirasi muvaffaqiyatsizlik vaqtida tugallanmagan tranzaktsiyalar tomonidan o'zgartirilgan turli ob'ektlarni o'z ichiga olishi mumkin, shuningdek, muvaffaqiyatli yakunlanganlar tomonidan yangilangan turli ob'ektlar bo'lmasligi mumkin. RAM buferlaridan foydalanish orqali nosozlikdan oldin, bunday muammolar yuzaga kelganda tarkibi butunlay yo'qoladi. Agar mahalliy jurnallardan foydalanish protokoli bajarilsa, tashqi xotirada bunday ob'ektlarni o'zgartirishga tegishli yozuvlar bo'lishi shart.

Yumshoq nosozliklar yuzaga kelgandan keyin tiklash jarayonining asosiy maqsadi asosiy ma'lumotlar bazasining tashqi xotirasining shunday holatidir, agar VI-da har qanday tugallangan tranzaktsiyalarga o'zgartirishlar kiritilganda yuzaga keladi va izlar bo'lmaydi. tugallanmagan protseduralar. Ushbu ta'sirga erishish uchun bu holda DBMSning asosiy funktsiyalari to'liq bo'lmagan tranzaktsiyalarni orqaga qaytarish va natijalari oxir-oqibat tashqi xotirada ko'rsatilmagan operatsiyalarni takrorlashdir. Bu jarayon asosan jurnal va buferni boshqarishni tashkil qilish bilan bog'liq bo'lgan juda ko'p nozikliklarni o'z ichiga oladi.

Qiyin nosozliklar

Ma'lumotlar bazasini qattiq nosozlikdan keyin tiklash kerak bo'lganda, nafaqat jurnal, balki ma'lumotlar bazasining zaxira nusxasi ham ishlatiladi. Ikkinchisi, jurnalni to'ldirish boshlangan vaqtga qadar ma'lumotlar bazasining to'liq nusxasi. Albatta, normal tiklash jarayoni uchun jurnalni saqlash talab qilinadi, shuning uchun yuqorida aytib o'tilganidek, uning tashqi xotirada saqlanishiga juda jiddiy talablar qo'yiladi. Bunday holda, ma'lumotlar bazasini tiklash arxiv nusxasiga asoslanib, jurnal xatolik yuzaga kelgan vaqtga qadar bajarilgan barcha operatsiyalarni takrorlashdan iborat. Agar kerak bo'lsa, u hatto kutilayotgan tranzaktsiyalarni takrorlashi va tiklash protsedurasi tugagandan so'ng ularning normal ishlashini davom ettirishi mumkin, ammo ko'pchilik haqiqiy tizimlarda bu protsedura qattiq nosozlikni tiklashning o'zi ancha uzoq protsedura bo'lgani uchun amalga oshirilmaydi.

Tilni qoʻllab-quvvatlash

Zamonaviy ma'lumotlar bazalari turli tillardan foydalanadi va maqsadi, funktsiyalari va boshqa xususiyatlari zamonaviy tizimlardan sezilarli darajada farq qiladigan dastlabki ma'lumotlar bazasi ma'lumotlar bazasi bir nechta yuqori ixtisoslashgan tillarni qo'llab-quvvatlagan. Asosan, bular mos ravishda maʼlumotlar bazasi sxemasini aniqlash va maʼlumotlarni manipulyatsiya qilish uchun moʻljallangan SDL va DML edi.

SDL ma'lumotlar bazasining mantiqiy tuzilishini aniqlash uchun, ya'ni taqdim etilgan ma'lumotlar bazasining o'ziga xos tuzilishini tan olish uchun ishlatilgan.foydalanuvchilar. Boshqa tomondan, DML ma'lumotlar bazasiga ma'lumotlarni kiritish, shuningdek, mavjud ma'lumotlarni o'chirish, o'zgartirish yoki foydalanish imkonini beruvchi ma'lumotlarni manipulyatsiya qilish operatorlarining butun majmuasini o'z ichiga oladi.

Ma'lumotlar bazasi ma'lumotlar bazasi funktsiyalari yagona integratsiyalangan tilni qo'llab-quvvatlashning har xil turlarini o'z ichiga oladi, bu ma'lumotlar bazalari bilan normal ishlash uchun zarur bo'lgan har qanday vositalar mavjudligini, uni dastlabki yaratilishidan boshlab va standart foydalanuvchi interfeysini ta'minlaydi. SQL bugungi kunda eng keng tarqalgan relyatsion tizimlar ma'lumotlar bazasining asosiy funktsiyalarini ta'minlovchi standart til sifatida ishlatiladi.

Bu nima?

Birinchidan, bu til DML va SDL ning asosiy funksiyalarini birlashtiradi, ya'ni relyatsion ma'lumotlar bazasining o'ziga xos semantikasini aniqlash va kerakli ma'lumotlarni manipulyatsiya qilish imkoniyatini beradi. Shu bilan birga, turli xil ma'lumotlar bazasi ob'ektlarini nomlash to'g'ridan-to'g'ri til darajasida qo'llab-quvvatlanadi, ya'ni kompilyator ob'ekt nomlarini o'zlarining ichki identifikatorlariga o'zgartiradi, bunda maxsus yuritiladigan xizmat katalogi jadvallari asosida. Boshqaruv tizimlarining yadrosi, qoida tariqasida, jadvallar yoki ularning alohida ustunlari bilan hech qanday tarzda o'zaro ta'sir qilmaydi.

SQL tili ma'lumotlar bazasi yaxlitligi bo'yicha cheklovlarni aniqlash imkonini beruvchi maxsus vositalarning butun ro'yxatini o'z ichiga oladi. Shunga qaramay, har qanday bunday cheklovlar maxsus katalog jadvallariga kiritilgan va yaxlitlik nazorati bevosita til darajasida amalga oshiriladi, ya'niMa'lumotlar bazasini o'zgartirish haqidagi individual bayonotlarni o'qish jarayonida kompilyator ma'lumotlar bazasidagi yaxlitlik cheklovlariga asoslanib, tegishli dastur kodini yaratadi.