Funcions principals del SGBD

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

En molts llocs s'utilitzen sistemes moderns de gestió de bases de dades, però no tothom sap què són i com podeu utilitzar les funcions del SGBD. Aquestes eines tenen un gran nombre de possibilitats, de manera que per utilitzar-les al màxim, hauríeu d'entendre què poden fer i quina utilitat són per a l'usuari.

Gestió de dades

En primer lloc, les funcions del SGBD inclouen el processament d'informació a la memòria externa, i aquesta funció és proporcionar les estructures bàsiques del VI, que són necessàries no només per emmagatzemar informació directament inclosa a la base de dades, sinó també per realitzar diverses tasques de servei, com ara obtenir accés accelerat a qualsevol fitxer en diversos casos. En determinades modificacions, les capacitats de diversos sistemes de fitxers s'utilitzen activament, mentre que d' altres permeten treballar fins i tot a nivell de dispositius de memòria externs. Però en aquest cas, val la pena assenyalar que en la funció d'un SGBD molt desenvolupat, l'usuari, en cap cas, no està informat si s'utilitza algun sistema i, si és així, com s'organitzen els fitxers. En particular, el sistema manté el seu propi ordre de nomenclatura per als objectes inclosos a la base de dades.

Gestió de memòria intermèdia RAM

En la gran majoria dels casos, s'acostuma a utilitzar funcions DBMS en bases de dades bastant grans, i aquesta mida és almenys sovint molt més gran que la RAM disponible. Per descomptat, si en el cas d'accedir a cada element de dades es realitza un intercanvi amb memòria externa, la velocitat d'aquesta darrera correspondrà a la velocitat del propi sistema, per tant, pràcticament l'única opció per augmentar-lo realment és fer buffer. informació a la memòria RAM. A més, fins i tot si el sistema operatiu realitza una memòria intermèdia a tot el sistema, per exemple amb UNIX, això no serà suficient per proporcionar al SGBD el propòsit i les funcions bàsiques, ja que té una quantitat molt més gran de dades sobre les propietats beneficioses de la memòria intermèdia per a cadascun. part específica de la base de dades utilitzada. Per això, els sistemes avançats mantenen el seu propi conjunt de buffers, així com una disciplina única per substituir-los.

Val la pena destacar el fet que hi ha una direcció separada dels sistemes de control, centrada en la presència contínua de tota la base de dades a la memòria RAM. Aquesta direcció es basa en el supòsit que en un futur proper la quantitat de memòria RAM dels ordinadors es podrà expandir tant que ja no es preocuparan de cap buffer, i les funcions bàsiques d'aquest tipus de DBMS seran útils aquí. De moment, totes aquestes obres es mantenen en fase de proves.

Gestió de transaccions

Una transacció és una seqüència d'operacions amb la base de dades utilitzada, que el sistema de gestió considera comun sol tot. Si la transacció s'executa completament correctament, el sistema corregeix els canvis que va fer a la memòria externa, o cap d'aquests canvis afectarà l'estat de la base de dades. Aquesta operació és necessària per mantenir la integritat lògica de la base de dades utilitzada. Val la pena assenyalar que mantenir el curs correcte del mecanisme de transacció és un requisit previ fins i tot quan s'utilitza un SGBD d'usuari únic, el propòsit i les funcions del qual difereixen significativament d' altres tipus de sistemes.

La propietat que qualsevol transacció s'inicia només quan la base de dades està en un estat coherent i la deixa en el mateix estat després del final del procediment, fa que sigui extremadament convenient utilitzar-la com a unitat d'activitat respecte a la base de dades. Amb una gestió adequada de l'execució simultània de transaccions per part del sistema de control, cada usuari individual, en principi, pot sentir-se part del tot. No obstant això, es tracta, fins a cert punt, d'una representació idealitzada, ja que en moltes situacions en què les persones treballadores encara sentiran la presència dels seus companys si utilitzen un sistema multiusuari, però de fet això també està previst pel mateix concepte de SGBD.. Les característiques del SGBD de tipus multiusuari també relacionen conceptes com ara el pla d'execució en sèrie i la serialització amb la gestió de transaccions.

Què volen dir?

La serialització de transaccions que s'executen simultàniament preveu la construcció d'un pla especial per al seu treball, en el quall'efecte total de la mescla aconseguida és equivalent al resultat obtingut per la seva execució seqüencial.

Un pla d'execució en sèrie és una estructura específica d'accions que condueix a la serialització. Per descomptat, si el sistema aconsegueix proporcionar una execució realment en sèrie d'una barreja de transaccions, aleshores per a qualsevol usuari que iniciï una transacció, la presència d' altres serà completament imperceptible, tret que funcionarà una mica més lent en comparació amb un usuari únic. mode.

Hi ha diversos algorismes bàsics de serialització. En els sistemes centralitzats, els algorismes més populars actuals es basen en captures de sincronització de diversos objectes de bases de dades. En el cas d'utilitzar algun algoritme de serialització, es preveu la possibilitat de conflictes entre dues o més transaccions en l'accés a determinats objectes de la base de dades. En aquesta situació, per tal de donar suport a aquest procediment, és necessari realitzar un rollback, és a dir, eliminar qualsevol canvi fet a la base de dades mitjançant un o més processos. Aquesta és només una de les situacions en què una persona sent la presència d' altres persones en un sistema multiusuari.

Diaris

Un dels principals requisits dels sistemes moderns és garantir la fiabilitat de l'emmagatzematge de la informació a la memòria externa. En particular, això preveu que les funcions principals del SGBD inclouen la possibilitat de restaurar l'últim acordl'estat de la base de dades després que s'hagi produït qualsevol fallada de programari o maquinari. En la gran majoria dels casos, s'acostuma a considerar dues opcions per a errors de maquinari:

• soft, que es pot interpretar com un apagat inesperat de l'ordinador (el cas més comú és un tall d'alimentació d'emergència);
• hard, que es caracteritzen per la pèrdua parcial o total de les dades emmagatzemades en suports externs.

Exemples d'errors del programari inclouen bloquejar el sistema quan s'intenta utilitzar alguna característica que no forma part de les funcions principals del SGBD, o bloquejar alguna utilitat d'usuari, com a resultat de la qual no s'ha completat una determinada transacció. La primera situació es pot considerar un tipus especial de fallada suau, mentre que la segona requereix la recuperació d'una única transacció.

Per descomptat, en qualsevol cas, per restaurar la base de dades amb normalitat, cal disposar d'una certa quantitat d'informació addicional. És a dir, per al manteniment normal de la fiabilitat de l'emmagatzematge de dades a la base de dades, cal garantir la redundància de l'emmagatzematge d'informació, i la part de les dades utilitzada durant la recuperació s'ha de protegir amb especial cura. El mètode més comú per mantenir aquestes dades redundants és el registre de canvis.

Què és i com s'utilitza?

El registre és una part especial de la base de dades, l'accésque no s'inclou en el nombre de funcions de SGBD, i s'admet amb molta cura. En algunes situacions, fins i tot proporciona suport per a dues còpies del registre al mateix temps, situades en diferents suports físics. Aquests repositoris reben informació sobre els canvis que es produeixen a la part principal de la base de dades, i en diferents sistemes de gestió, els canvis es poden registrar a diferents nivells. En algunes situacions, una entrada de registre correspon completament a una operació d'actualització lògica específica, en altres, una operació interna mínima associada amb l'actualització d'una pàgina de memòria externa, mentre que alguns DBMS ofereixen una combinació dels dos enfocaments.

En qualsevol cas, s'utilitza l'anomenada estratègia de registre "escriptura per endavant". Quan s'aplica, un registre que indica un canvi en qualsevol objecte de la base de dades entra a la memòria de registre externa abans de canviar l'objecte. Se sap que si les funcions del SGBD d'accés permeten la implementació normal d'aquest protocol, l'ús del registre resol els problemes associats a la restauració de la base de dades en cas d'error.

Rollback

La situació de recuperació més senzilla és la recuperació de transaccions individuals. Per a aquest procediment, no cal que utilitzeu un registre de canvis a tot el sistema, i n'hi ha prou amb utilitzar un registre d'operacions de modificació local per a cada transacció i, a continuació, revertir les transaccions realitzant operacions inverses, començant des del final de cadascuna de les transaccions. els registres. L'estructura d'una funció de SGBD sovint proporcional'ús d'aquesta estructura, però en la majoria dels casos encara no s'admeten els registres locals, i es realitza una revocació individual, fins i tot per a transaccions individuals, d'acord amb la de tot el sistema, i per això es combinen tots els registres de cadascuna de les transaccions. en una llista inversa.

Durant una fallada suau, la memòria externa de la base de dades pot incloure diversos objectes que s'han modificat per transaccions que no es van completar en el moment de la fallada, i també pot f altar diversos objectes que hagin estat actualitzats per aquells que s'han completat correctament. abans de la fallada mitjançant l'ús de buffers de memòria RAM, el contingut dels quals desapareix completament quan es produeixen aquests problemes. Si es segueix el protocol per utilitzar els registres locals, és probable que hi hagi entrades a la memòria externa que pertanyin a la modificació d'aquests objectes.

L'objectiu principal del procediment de recuperació després de l'aparició d'errors suaus és un estat d'aquest tipus de la memòria externa de la base de dades principal, que es produiria si es comprometessin canvis a qualsevol transacció completada al VI i no contingués rastres. de tràmits inacabats. Per aconseguir aquest efecte, les funcions principals del SGBD en aquest cas són la recuperació de transaccions incompletes i la reproducció d'aquelles operacions els resultats de les quals no es van mostrar finalment a la memòria externa. Aquest procés implica un nombre bastant gran de subtileses, que es relacionen principalment amb l'organització de la gestió del registre i la memòria intermèdia.

Fallades greus

Quan s'ha de restaurar una base de dades després d'un error dur, no només s'utilitza el registre, sinó també una còpia de seguretat de la base de dades. Aquesta última és una còpia completa de la base de dades en el moment en què va començar l'ompliment del registre. Per descomptat, per a un procediment de recuperació normal, és necessària la conservació de la revista, per tant, com s'ha esmentat anteriorment, s'imposen requisits extremadament greus per a la seva conservació a la memòria externa. En aquest cas, la recuperació de la base de dades consisteix en que, a partir de la còpia de l'arxiu, el registre reprodueix totes les transaccions que s'han completat en el moment en què es va produir la fallada. Si cal, fins i tot pot reproduir les transaccions pendents i continuar el seu funcionament normal després del final del procediment de restauració, però en la majoria de sistemes reals aquest procediment no es realitza perquè la recuperació d'errors durs en si és un procediment força llarg.

Suport d'idiomes

Les bases de dades modernes utilitzen una varietat d'idiomes, i els primers SGBD, el propòsit, les funcions i altres característiques dels quals diferien significativament dels sistemes moderns, proporcionaven suport per a diversos idiomes altament especialitzats. Bàsicament, eren SDL i DML, dissenyats per definir l'esquema de la base de dades i manipular dades, respectivament.

SDL es va utilitzar per determinar l'estructura lògica de la base de dades, és a dir, per reconèixer l'estructura específica de la base de dades, que es representausuaris. DML, d' altra banda, incloïa tot un complex d'operadors de manipulació d'informació que us permetien introduir informació a la base de dades, així com eliminar, modificar o utilitzar dades existents.

Les funcions del SGBD inclouen diversos tipus de suport per a un únic llenguatge integrat, que preveu la presència de qualsevol mitjà necessari per al treball normal amb bases de dades, a partir de la seva creació inicial, i proporcionant una interfície d'usuari estàndard. SQL s'utilitza com a llenguatge estàndard que proporciona les funcions bàsiques del SGBD dels sistemes relacionals més comuns actuals.

Què és?

En primer lloc, aquest llenguatge combina les funcions principals de DML i SDL, és a dir, proporciona la capacitat de determinar la semàntica específica d'una base de dades relacional i manipular la informació necessària. Al mateix temps, la denominació de diversos objectes de base de dades s'admet directament a nivell de llenguatge en el sentit que el compilador converteix els noms dels objectes en els seus identificadors interns, basant-se en taules de catàleg de serveis especialment mantingudes. El nucli dels sistemes de control, en principi, no interactua amb les taules o les seves columnes individuals de cap manera.

El llenguatge SQL inclou tota una llista d'eines especials que us permeten determinar les limitacions sobre la integritat de la base de dades. De nou, aquestes restriccions s'inclouen en taules especials de catàleg i el control d'integritat es realitza directament a nivell d'idioma, és a dir.en el procés de lectura de declaracions de modificació de bases de dades individuals, el compilador, basant-se en les restriccions d'integritat de la base de dades, genera el codi de programa corresponent.