Vigtigste DBMS-funktioner

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Moderne databasestyringssystemer bruges på mange websteder, men ikke alle ved, hvad de er, og hvordan du kan bruge funktionerne i DBMS. Sådanne værktøjer har et stort antal muligheder, så for at bruge dem fuldt ud, bør du forstå, hvad de kan, og hvor nyttige de er for brugeren.

Dataadministration

Først og fremmest inkluderer funktionerne i DBMS behandling af information i ekstern hukommelse, og denne funktion er at give de grundlæggende strukturer af VI, som er nødvendige ikke kun for at gemme information direkte inkluderet i databasen, men også at udføre forskellige serviceopgaver, såsom at få accelereret adgang til alle filer i forskellige tilfælde. I visse modifikationer bruges mulighederne for forskellige filsystemer aktivt, mens andre sørger for arbejde selv på niveau med eksterne hukommelsesenheder. Men i dette tilfælde er det værd at bemærke, at i funktionen af et højt udviklet DBMS er brugeren under alle omstændigheder ikke informeret om, hvorvidt der bruges noget system, og i givet fald hvordan filerne er organiseret. Især vedligeholder systemet sin egen navngivningsrækkefølge for objekter inkluderet i databasen.

RAM buffer management

I langt de fleste tilfælde er det sædvanligt at bruge DBMS-funktioner i ret store databaser, og denne størrelse er i hvert fald ofte meget større end den tilgængelige RAM. Selvfølgelig, hvis der i tilfælde af adgang til hvert dataelement udføres en udveksling med ekstern hukommelse, vil hastigheden af sidstnævnte svare til selve systemets hastighed, derfor er praktisk t alt den eneste mulighed for faktisk at øge den at buffere information i RAM. Desuden, selvom operativsystemet udfører systemdækkende buffering, for eksempel med UNIX, vil dette ikke være nok til at forsyne DBMS med formålet og de grundlæggende funktioner, da det har en meget større mængde data om de fordelagtige egenskaber ved buffering for hver specifik del af den anvendte database. På grund af dette vedligeholder avancerede systemer deres eget sæt buffere, samt en unik disciplin for deres udskiftning.

Det er værd at bemærke, at der er en separat retning for kontrolsystemer, der fokuserer på den kontinuerlige tilstedeværelse af hele databasen i RAM. Denne retning er baseret på den antagelse, at mængden af RAM i computere i den nærmeste fremtid vil være i stand til at udvide sig så meget, at de ikke længere vil bekymre sig om nogen buffering, og de grundlæggende funktioner i denne type DBMS vil komme til nytte her. I øjeblikket forbliver alle disse arbejder på teststadiet.

Transaktionsstyring

En transaktion er en sekvens af operationer med den anvendte database, som ledelsessystemet betragter somen enkelt helhed. Hvis transaktionen udføres fuldstændig korrekt, retter systemet de ændringer, det har foretaget i ekstern hukommelse, eller ingen af disse ændringer vil påvirke databasens tilstand. Denne handling er nødvendig for at bevare den logiske integritet af den brugte database. Det er værd at bemærke, at opretholdelse af det korrekte forløb af transaktionsmekanismen er en forudsætning, selv ved brug af enkeltbruger DBMS, hvis formål og funktioner adskiller sig væsentligt fra andre typer systemer.

Den egenskab, at enhver transaktion kun starter, når databasen er i en konsistent tilstand og efterlader den i samme tilstand efter afslutningen af proceduren, gør den yderst praktisk at bruge som en aktivitetsenhed vedrørende databasen. Med en ordentlig styring af samtidige udførelse af transaktioner af kontrolsystemet, kan hver enkelt bruger i princippet føle sig som en del af helheden. Dette er dog til en vis grad en idealiseret repræsentation, da arbejdende mennesker i mange situationer stadig vil føle tilstedeværelsen af deres kollegaer, hvis de bruger et flerbrugersystem, men det er faktisk også sørget for selve konceptet med et DBMS.. Funktionerne i multi-user type DBMS relaterer også begreber som seriel eksekveringsplan og serialisering til transaktionsstyring.

Hvad betyder de?

Serialisering af samtidig udførende transaktioner giver mulighed for opbygning af en særlig plan for deres arbejde, hvoriden samlede effekt af den opnåede blanding svarer til det opnåede resultat på grund af deres sekventielle udførelse.

En seriel eksekveringsplan er en specifik struktur af handlinger, der fører til serialisering. Selvfølgelig, hvis systemet formår at levere en ægte seriel udførelse af en blanding af transaktioner, så for enhver bruger, der starter en transaktion, vil tilstedeværelsen af andre være fuldstændig umærkelig, bortset fra at det vil arbejde lidt langsommere sammenlignet med en enkelt bruger tilstand.

Der er flere grundlæggende serialiseringsalgoritmer. I centraliserede systemer er de mest populære algoritmer i dag baseret på synkroniseringsfangster af forskellige databaseobjekter. I tilfælde af brug af serialiseringsalgoritmer er muligheden for konflikter mellem to eller flere transaktioner om adgang til bestemte databaseobjekter tilvejebragt. I en sådan situation, for at understøtte denne procedure, er det nødvendigt at udføre en rollback, det vil sige at eliminere eventuelle ændringer i databasen gennem en eller flere processer. Dette er blot en af de situationer, hvor en person føler andres tilstedeværelse i et flerbrugersystem.

Journaling

Et af hovedkravene til moderne systemer er at sikre pålideligheden af informationslagring i ekstern hukommelse. Dette forudsætter især, at DBMS'ets hovedfunktioner omfatter evnen til at gendanne den sidst aft altedatabasens tilstand, efter der er opstået software- eller hardwarefejl. I langt de fleste tilfælde er det sædvanligt at overveje to muligheder for hardwarefejl:

• blødt, hvilket kan tolkes som en uventet nedlukning af computeren (det mest almindelige tilfælde er en nødstrømafbrydelse);
• hard, som er karakteriseret ved delvist eller fuldstændigt tab af data, der er gemt på eksterne medier.

Eksempler på softwarefejl omfatter nedbrud af systemet, når man forsøger at bruge en funktion, der ikke er en del af DBMS'ens hovedfunktioner, eller nedbrud af et brugerværktøj, som et resultat af, at en bestemt transaktion ikke blev gennemført. Førstnævnte situation kan betragtes som en særlig form for blød fiasko, mens sidstnævnte kræver en enkelt transaktionsgendannelse.

Selvfølgelig skal du under alle omstændigheder have en vis mængde yderligere information for at gendanne databasen norm alt. Med andre ord, for normal vedligeholdelse af pålideligheden af datalagring i databasen, er det nødvendigt at sikre redundans af informationslagring, og den del af dataene, der bruges under gendannelse, skal bevogtes særligt omhyggeligt. Den mest almindelige metode til at vedligeholde disse redundante data er ændringslogning.

Hvad er det, og hvordan bruges det?

Loggen er en speciel del af databasen, adgangsom ikke er inkluderet i antallet af DBMS-funktioner, og det understøttes meget nøje. I nogle situationer giver den endda understøttelse af to kopier af loggen på samme tid, placeret på forskellige fysiske medier. Disse lagre modtager information om eventuelle ændringer, der sker i hoveddelen af databasen, og i forskellige styringssystemer kan ændringer logges på forskellige niveauer. I nogle situationer svarer en logindtastning fuldt ud til en specifik logisk opdateringsoperation, i andre - en minimal intern operation forbundet med opdatering af en ekstern hukommelsesside, mens nogle DBMS sørger for en kombination af de to tilgange.

Under alle omstændigheder bruges den såkaldte "skriv frem"-logningsstrategi. Når det anvendes, kommer en post, der angiver en ændring i alle databaseobjekter, ind i den eksterne loghukommelse, før objektet ændres. Det er kendt, at hvis funktionerne i Access DBMS sørger for den normale implementering af denne protokol, løser brugen af loggen eventuelle problemer forbundet med gendannelse af databasen i tilfælde af fejl.

Rullback

Den enkleste gendannelsessituation er en individuel tilbagerulning af transaktioner. Til denne procedure behøver du ikke at bruge en systemdækkende ændringslog, og det er helt tilstrækkeligt at bruge en lokal ændringshandlingslog for hver transaktion og derefter rulle tilbage transaktioner ved at udføre omvendte operationer, startende fra slutningen af hver af optegnelserne. Strukturen af en DBMS-funktion giver oftebrugen af netop en sådan struktur, men i de fleste tilfælde understøttes lokale logfiler stadig ikke, og en individuel tilbagerulning, selv for individuelle transaktioner, udføres i henhold til den systemdækkende, og til dette kombineres alle poster for hver af transaktionerne på en omvendt liste.

Under en blød fejl kan databasens eksterne hukommelse indeholde forskellige objekter, der er blevet ændret af transaktioner, der ikke blev fuldført på tidspunktet for fejlen, og kan også mangle forskellige objekter, der er blevet opgraderet af dem, der er gennemført med succes før fejlen gennem brug af buffere af RAM, hvis indhold helt forsvinder, når sådanne problemer opstår. Hvis protokollen til at bruge lokale logfiler følges, er der bundet til at være poster i ekstern hukommelse, der vedrører ændringen af sådanne objekter.

Hovedformålet med gendannelsesproceduren efter forekomsten af bløde fejl er en sådan tilstand af den eksterne hukommelse i hoveddatabasen, som ville opstå, hvis ændringer af afsluttede transaktioner blev begået i VI og ikke ville indeholde spor af uafsluttede procedurer. For at opnå denne effekt er hovedfunktionerne i DBMS i dette tilfælde tilbagerulning af ufuldstændige transaktioner og genafspilning af de operationer, hvis resultater ikke til sidst blev vist i ekstern hukommelse. Denne proces involverer et ret stort antal finesser, som hovedsageligt vedrører organiseringen af log- og bufferstyring.

Hårde fejl

Når en database skal gendannes efter en hård fejl, bruges ikke kun loggen, men også en sikkerhedskopi af databasen. Sidstnævnte er en komplet kopi af databasen på det tidspunkt, hvor udfyldningen af loggen begyndte. For en normal gendannelsesprocedure kræves naturligvis bevaring af journalen, derfor stilles der som tidligere nævnt ekstremt alvorlige krav til dens bevaring i ekstern hukommelse. I dette tilfælde består gendannelsen af databasen i, at loggen på grundlag af arkivkopien gengiver alle de transaktioner, der er gennemført på det tidspunkt, hvor fejlen opstod. Om nødvendigt kan den endda afspille ventende transaktioner og fortsætte deres normale drift efter afslutningen af gendannelsesproceduren, men i de fleste rigtige systemer udføres denne procedure ikke af den grund, at gendannelse af hårde fejl i sig selv er en ret langvarig procedure.

Sprogsupport

Moderne databaser bruger en række forskellige sprog, og tidlige DBMS'er, hvis formål, funktioner og andre funktioner adskilte sig væsentligt fra moderne systemer, gav support til flere højt specialiserede sprog. Dybest set var disse SDL og DML, designet til at definere henholdsvis databaseskemaet og manipulere data.

SDL blev brugt til at bestemme den logiske struktur af databasen, det vil sige at genkende den specifikke struktur af databasen, som er repræsenteretbrugere. DML inkluderede på den anden side et helt kompleks af informationsmanipulationsoperatører, der gjorde det muligt for dig at indtaste oplysninger i databasen, samt slette, ændre eller bruge eksisterende data.

DBMS-funktionerne inkluderer forskellige former for understøttelse af et enkelt integreret sprog, som sørger for tilstedeværelsen af alle nødvendige midler til det normale arbejde med databaser, startende fra dets første oprettelse og giver en standardbrugergrænseflade. SQL bruges som standardsprog, der leverer de grundlæggende funktioner i DBMS i nutidens mest almindelige relationelle systemer.

Hvad er det?

Først og fremmest kombinerer dette sprog hovedfunktionerne i DML og SDL, det vil sige, det giver mulighed for at bestemme den specifikke semantik af en relationel database og manipulere den nødvendige information. Samtidig understøttes navngivningen af forskellige databaseobjekter direkte på sprogniveau i den forstand, at compileren konverterer objektnavne til deres interne identifikatorer, baseret på specielt vedligeholdte servicekatalogtabeller. Kernen i kontrolsystemer interagerer i princippet ikke med tabeller eller deres individuelle kolonner på nogen måde.

SQL-sproget inkluderer en hel liste over specialværktøjer, der giver dig mulighed for at bestemme begrænsningerne for databasens integritet. Igen er sådanne restriktioner inkluderet i særlige katalogtabeller, og integritetskontrol udføres direkte på sprogniveau, dvs.i processen med at læse individuelle databasemodifikationsudsagn, genererer compileren, baseret på integritetsbegrænsningerne i databasen, den tilsvarende programkode.