მთავარი DBMS ფუნქციები

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

თანამედროვე მონაცემთა ბაზის მართვის სისტემები გამოიყენება ბევრ საიტზე, მაგრამ ყველამ არ იცის რა არის და როგორ შეგიძლიათ გამოიყენოთ DBMS ფუნქციები. ასეთ ხელსაწყოებს უამრავი შესაძლებლობა აქვთ, ამიტომ მათი სრულად გამოსაყენებლად, უნდა გესმოდეთ, რისი გაკეთება შეუძლიათ და რამდენად სასარგებლოა ისინი მომხმარებლისთვის.

მონაცემთა მართვა

უპირველეს ყოვლისა, DBMS-ის ფუნქციები მოიცავს ინფორმაციის დამუშავებას გარე მეხსიერებაში და ეს ფუნქცია არის VI-ის ძირითადი სტრუქტურების უზრუნველყოფა, რომლებიც საჭიროა არა მხოლოდ მონაცემთა ბაზაში უშუალოდ შეტანილი ინფორმაციის შესანახად, არამედ შეასრულოს სხვადასხვა სერვისული ამოცანები, როგორიცაა დაჩქარებული წვდომა ნებისმიერ ფაილზე სხვადასხვა შემთხვევაში. გარკვეულ მოდიფიკაციაში აქტიურად გამოიყენება სხვადასხვა ფაილური სისტემების შესაძლებლობები, ზოგი კი უზრუნველყოფს მუშაობას გარე მეხსიერების მოწყობილობების დონეზეც კი. მაგრამ ამ შემთხვევაში, აღსანიშნავია, რომ მაღალგანვითარებული DBMS-ის ფუნქციით, მომხმარებელი არავითარ შემთხვევაში არ არის ინფორმირებული, გამოიყენება თუ არა რაიმე სისტემა და თუ ასეა, როგორ არის ორგანიზებული ფაილები. კერძოდ, სისტემა ინარჩუნებს მონაცემთა ბაზაში შემავალი ობიექტების დასახელების საკუთარ წესრიგს.

RAM ბუფერის მართვა

შემთხვევათა აბსოლუტურ უმრავლესობაში, ჩვეულებრივია DBMS ფუნქციების გამოყენება საკმაოდ დიდ მონაცემთა ბაზებში და ეს ზომა, სულ მცირე, ხშირად ბევრად აღემატება არსებულ RAM-ს. რა თქმა უნდა, თუ მონაცემთა თითოეულ ელემენტზე წვდომის შემთხვევაში განხორციელდება გაცვლა გარე მეხსიერებასთან, ამ უკანასკნელის სიჩქარე თავად სისტემის სიჩქარეს შეესაბამება, შესაბამისად, მისი რეალურად გაზრდის პრაქტიკულად ერთადერთი ვარიანტია ბუფერი. ინფორმაცია RAM-ში. უფრო მეტიც, მაშინაც კი, თუ OS ახორციელებს ბუფერირებას მთელს სისტემაში, მაგალითად UNIX-ით, ეს საკმარისი არ იქნება DBMS-ის დანიშნულებისა და ძირითადი ფუნქციების უზრუნველსაყოფად, რადგან მას აქვს გაცილებით დიდი რაოდენობით მონაცემები ბუფერის სასარგებლო თვისებებზე თითოეულისთვის. გამოყენებული მონაცემთა ბაზის კონკრეტული ნაწილი. ამის გამო, მოწინავე სისტემები ინარჩუნებენ ბუფერების საკუთარ კომპლექტს, ასევე უნიკალურ დისციპლინას მათი ჩანაცვლებისთვის.

აღსანიშნავია ის ფაქტი, რომ არსებობს კონტროლის სისტემების ცალკე მიმართულება, რომელიც ორიენტირებულია მთელი მონაცემთა ბაზის უწყვეტ ყოფნაზე RAM-ში. ეს მიმართულება ემყარება იმ ვარაუდს, რომ უახლოეს მომავალში კომპიუტერებში ოპერატიული მეხსიერების რაოდენობა იმდენად გაფართოვდება, რომ ისინი აღარ ინერვიულებენ რაიმე ბუფერირებაზე და ამ ტიპის DBMS-ის ძირითადი ფუნქციები აქ გამოგადგებათ. ამ დროისთვის ყველა ეს ნამუშევარი ტესტირების ეტაპზეა.

ტრანზაქციის მენეჯმენტი

ტრანზაქცია არის ოპერაციების თანმიმდევრობა გამოყენებული მონაცემთა ბაზასთან, რომელსაც მართვის სისტემა განიხილავს, როგორცერთი მთლიანი. თუ ტრანზაქცია მთლიანად წარმატებით შესრულდება, სისტემა აფიქსირებს ცვლილებებს, რომლებიც მან გააკეთა გარე მეხსიერებაში, ან არცერთი ეს ცვლილება არ იმოქმედებს მონაცემთა ბაზის მდგომარეობაზე. ეს ოპერაცია საჭიროა გამოყენებული მონაცემთა ბაზის ლოგიკური მთლიანობის შესანარჩუნებლად. აღსანიშნავია, რომ ტრანზაქციის მექანიზმის სწორი კურსის შენარჩუნება წინაპირობაა თუნდაც ერთი მომხმარებლის DBMS-ის გამოყენებისას, რომლის დანიშნულება და ფუნქციები მნიშვნელოვნად განსხვავდება სხვა ტიპის სისტემებისგან.

თვისება, რომ ნებისმიერი ტრანზაქცია იწყება მხოლოდ მაშინ, როდესაც მონაცემთა ბაზა არის თანმიმდევრულ მდგომარეობაში და ტოვებს მას იმავე მდგომარეობაში პროცედურის დასრულების შემდეგ, ხდის მის გამოყენებას, როგორც აქტივობის ერთეულს მონაცემთა ბაზასთან დაკავშირებით. კონტროლის სისტემის მიერ ერთდროულად განხორციელებული ტრანზაქციების სათანადო მენეჯმენტით, თითოეულ ინდივიდუალურ მომხმარებელს, პრინციპში, შეუძლია თავი იგრძნოს მთლიანის ნაწილად. თუმცა, ეს გარკვეულწილად იდეალიზებული წარმოდგენაა, რადგან ბევრ სიტუაციაში, როდესაც მომუშავე ადამიანები კვლავ გრძნობენ თავიანთი კოლეგების არსებობას, თუ ისინი იყენებენ მრავალ მომხმარებლის სისტემას, მაგრამ სინამდვილეში ეს ასევე გათვალისწინებულია DBMS-ის კონცეფციით.. მრავალ მომხმარებლის ტიპის DBMS-ის მახასიათებლები ასევე აკავშირებს ცნებებს, როგორიცაა სერიული შესრულების გეგმა და სერიალიზაცია ტრანზაქციის მენეჯმენტთან.

რას ნიშნავს ისინი?

ერთდროულად განხორციელებული ტრანზაქციების სერიალიზაცია ითვალისწინებს მათი მუშაობის სპეციალური გეგმის შედგენას, რომელშიცმიღწეული ნარევის მთლიანი ეფექტი უდრის მათი თანმიმდევრული შესრულების შედეგად მიღებულ შედეგს.

სერიული შესრულების გეგმა არის მოქმედებების სპეციფიკური სტრუქტურა, რომელიც იწვევს სერიულიზაციას. რა თქმა უნდა, თუ სისტემა ახერხებს ტრანზაქციების ნარევის ჭეშმარიტად სერიულ შესრულებას, მაშინ ნებისმიერი მომხმარებლისთვის, რომელიც იწყებს ტრანზაქციას, სხვების ყოფნა სრულიად შეუმჩნეველი იქნება, გარდა იმისა, რომ ის იმუშავებს ოდნავ ნელა, ვიდრე ერთ მომხმარებლის. რეჟიმი.

არსებობს რამდენიმე ძირითადი სერიალიზაციის ალგორითმი. ცენტრალიზებულ სისტემებში, დღეს ყველაზე პოპულარული ალგორითმები ეფუძნება მონაცემთა ბაზის სხვადასხვა ობიექტების სინქრონიზაციას. ნებისმიერი სერიული ალგორითმის გამოყენების შემთხვევაში, გათვალისწინებულია ორ ან მეტ ტრანზაქციას შორის კონფლიქტის შესაძლებლობა მონაცემთა ბაზის გარკვეულ ობიექტებზე წვდომაზე. ასეთ ვითარებაში, ამ პროცედურის მხარდასაჭერად, აუცილებელია rollback-ის შესრულება, ანუ მონაცემთა ბაზაში შეტანილი ცვლილებების აღმოფხვრა ერთი ან რამდენიმე პროცესის მეშვეობით. ეს მხოლოდ ერთ-ერთი სიტუაციაა, როდესაც ადამიანი გრძნობს სხვების ყოფნას მრავალ მომხმარებლის სისტემაში.

ჟურნალირება

თანამედროვე სისტემების ერთ-ერთი მთავარი მოთხოვნაა გარე მეხსიერებაში ინფორმაციის შენახვის საიმედოობის უზრუნველყოფა. კერძოდ, ეს ითვალისწინებს, რომ DBMS-ის ძირითადი ფუნქციები მოიცავს ბოლო შეთანხმებულის აღდგენის შესაძლებლობასმონაცემთა ბაზის მდგომარეობა პროგრამული უზრუნველყოფის ან ტექნიკის უკმარისობის შემდეგ. უმეტეს შემთხვევაში, ჩვეულებრივია განიხილოს ორი ვარიანტი ტექნიკის გაუმართაობისთვის:

• რბილი, რაც შეიძლება განიმარტოს, როგორც კომპიუტერის მოულოდნელი გამორთვა (ყველაზე გავრცელებული შემთხვევაა ელექტროენერგიის გადაუდებელი გათიშვა);
• მძიმე, რომლებიც ხასიათდება გარე მედიაზე შენახული მონაცემების ნაწილობრივი ან სრული დაკარგვით.

პროგრამული უზრუნველყოფის წარუმატებლობის მაგალითები მოიცავს სისტემის ავარიას, როდესაც ცდილობთ გამოიყენოთ რაიმე ფუნქცია, რომელიც არ არის DBMS-ის ძირითადი ფუნქციების ნაწილი, ან მომხმარებლის ზოგიერთი სასარგებლო პროგრამის ავარია, რის შედეგადაც გარკვეული ტრანზაქცია არ დასრულებულა. პირველი სიტუაცია შეიძლება ჩაითვალოს რბილ მარცხის განსაკუთრებულ სახეობად, ხოლო მეორე მოითხოვს ერთი ტრანზაქციის აღდგენას.

რა თქმა უნდა, ნებისმიერ შემთხვევაში, მონაცემთა ბაზის ნორმალურად აღდგენისთვის საჭიროა გარკვეული რაოდენობის დამატებითი ინფორმაცია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მონაცემთა ბაზაში მონაცემთა შენახვის საიმედოობის ნორმალური შენარჩუნებისთვის აუცილებელია ინფორმაციის შენახვის სიჭარბის უზრუნველსაყოფად, ხოლო აღდგენის დროს გამოყენებული მონაცემების ნაწილი განსაკუთრებით ფრთხილად უნდა იყოს დაცული. ამ ზედმეტი მონაცემების შესანარჩუნებლად ყველაზე გავრცელებული მეთოდია ცვლილებების აღრიცხვა.

რა არის და როგორ გამოიყენება?

ჟურნალი არის მონაცემთა ბაზის სპეციალური ნაწილი, წვდომარომელიც არ შედის DBMS ფუნქციების რიცხვში და მხარდაჭერილია ძალიან ფრთხილად. ზოგიერთ სიტუაციაში, ის უზრუნველყოფს ერთდროულად ჟურნალის ორი ასლის მხარდაჭერას, რომლებიც მდებარეობს სხვადასხვა ფიზიკურ მედიაზე. ეს საცავები იღებენ ინფორმაციას ნებისმიერი ცვლილების შესახებ, რომელიც ხდება მონაცემთა ბაზის ძირითად ნაწილში და მართვის სხვადასხვა სისტემებში ცვლილებების აღრიცხვა შესაძლებელია სხვადასხვა დონეზე. ზოგიერთ სიტუაციაში, ჟურნალის ჩანაწერი სრულად შეესაბამება კონკრეტულ ლოგიკურ განახლების ოპერაციას, ზოგიერთში - მინიმალური შიდა ოპერაცია, რომელიც დაკავშირებულია გარე მეხსიერების გვერდის განახლებასთან, მაშინ როცა ზოგიერთი DBMS ითვალისწინებს ამ ორი მიდგომის კომბინაციას.

ნებისმიერ შემთხვევაში, გამოიყენება ე.წ. "წინასწარ ჩაწერის" სტრატეგია. როდესაც ის გამოიყენება, ჩანაწერი, რომელიც მიუთითებს ნებისმიერი მონაცემთა ბაზის ობიექტში ცვლილებაზე, შედის გარე ჟურნალის მეხსიერებაში ობიექტის შეცვლამდე. ცნობილია, რომ თუ Access DBMS-ის ფუნქციები ითვალისწინებს ამ პროტოკოლის ნორმალურ განხორციელებას, ჟურნალის გამოყენება წყვეტს ნებისმიერ პრობლემას, რომელიც დაკავშირებულია მონაცემთა ბაზის აღდგენასთან რაიმე შეფერხების შემთხვევაში.

დაბრუნება

აღდგენის უმარტივესი სიტუაცია არის ინდივიდუალური ტრანზაქციის დაბრუნება. ამ პროცედურისთვის, თქვენ არ გჭირდებათ სისტემური ცვლილებების ჟურნალის გამოყენება და სავსებით საკმარისია გამოიყენოთ ლოკალური მოდიფიკაციის ოპერაციების ჟურნალი თითოეული ტრანზაქციისთვის და შემდეგ ტრანზაქციების უკან დაბრუნება საპირისპირო ოპერაციების შესრულებით, დაწყებული ყოველი ტრანზაქციის ბოლოდან. ჩანაწერები. DBMS ფუნქციის სტრუქტურა ხშირად იძლევასწორედ ასეთი სტრუქტურის გამოყენება, მაგრამ უმეტეს შემთხვევაში ლოკალური ჟურნალები ჯერ კიდევ არ არის მხარდაჭერილი და ინდივიდუალური ტრანზაქციისთვისაც კი ინდივიდუალური დაბრუნება ხორციელდება სისტემის მასშტაბით, და ამისათვის გაერთიანებულია თითოეული ტრანზაქციის ყველა ჩანაწერი. საპირისპირო სიაში.

რბილი უკმარისობის დროს, მონაცემთა ბაზის გარე მეხსიერება შეიძლება შეიცავდეს სხვადასხვა ობიექტებს, რომლებიც შეცვლილია ტრანზაქციებით, რომლებიც არ იყო დასრულებული წარუმატებლობის მომენტში, და ასევე შეიძლება არ ჰქონდეს სხვადასხვა ობიექტები, რომლებიც განახლდა მათ მიერ, რომლებმაც წარმატებით დაასრულეს. წარუმატებლობამდე RAM-ის ბუფერების გამოყენებით, რომლის შინაარსი მთლიანად ქრება ასეთი პრობლემების წარმოქმნისას. თუ ლოკალური ჟურნალების გამოყენების პროტოკოლს მიჰყვება, გარე მეხსიერებაში აუცილებლად იქნება ჩანაწერები, რომლებიც დაკავშირებულია ნებისმიერი ასეთი ობიექტის მოდიფიკაციასთან.

აღდგენის პროცედურის მთავარი მიზანი რბილი უკმარისობის დადგომის შემდეგ არის ძირითადი მონაცემთა ბაზის გარე მეხსიერების ისეთი მდგომარეობა, რომელიც მოხდება, თუ რაიმე დასრულებულ ტრანზაქციაში ცვლილებები განხორციელდება VI-ში და არ შეიცავს კვალს. დაუმთავრებელი პროცედურების შესახებ. ამ ეფექტის მისაღწევად, DBMS-ის ძირითადი ფუნქციები ამ შემთხვევაში არის არასრული ტრანზაქციების უკან დაბრუნება და იმ ოპერაციების გამეორება, რომელთა შედეგები საბოლოოდ არ იყო ნაჩვენები გარე მეხსიერებაში. ეს პროცესი მოიცავს საკმაოდ დიდ რაოდენობას დახვეწილობას, რომელიც ძირითადად დაკავშირებულია ჟურნალის და ბუფერული მართვის ორგანიზაციასთან.

მძიმე წარუმატებლობა

როდესაც მონაცემთა ბაზის აღდგენა საჭიროა მძიმე უკმარისობის შემდეგ, გამოიყენება არა მხოლოდ ჟურნალი, არამედ მონაცემთა ბაზის სარეზერვო ასლი. ეს უკანასკნელი არის მონაცემთა ბაზის სრული ასლი ჟურნალის შევსების დაწყების დროისთვის. რა თქმა უნდა, ნორმალური აღდგენის პროცედურისთვის საჭიროა ჟურნალის შენარჩუნება, ამიტომ, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, უკიდურესად სერიოზული მოთხოვნებია დაწესებული მის შენარჩუნებაზე გარე მეხსიერებაში. ამ შემთხვევაში, მონაცემთა ბაზის აღდგენა შედგება იმაში, რომ არქივის ასლის საფუძველზე, ჟურნალი ასახავს ყველა ტრანზაქციას, რომელიც დასრულებულია მარცხის დადგომის დროისთვის. საჭიროების შემთხვევაში, მას შეუძლია კიდევ გაიმეოროს მომლოდინე ტრანზაქციები და განაგრძოს მათი ნორმალური ფუნქციონირება აღდგენის პროცედურის დასრულების შემდეგ, მაგრამ რეალურ სისტემებში ეს პროცედურა არ ტარდება იმ მიზეზით, რომ მძიმე უკმარისობის აღდგენა თავისთავად საკმაოდ ხანგრძლივი პროცედურაა.

ენის მხარდაჭერა

თანამედროვე მონაცემთა ბაზები იყენებენ მრავალფეროვან ენებს და ადრეული DBMS-ები, რომელთა დანიშნულება, ფუნქციები და სხვა მახასიათებლები მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდა თანამედროვე სისტემებისგან, უზრუნველყოფდა რამდენიმე მაღალ სპეციალიზებულ ენას მხარდაჭერას. ძირითადად, ეს იყო SDL და DML, რომლებიც შექმნილია მონაცემთა ბაზის სქემის განსაზღვრისთვის და მონაცემების მანიპულირებისთვის.

SDL გამოიყენებოდა მონაცემთა ბაზის ლოგიკური სტრუქტურის დასადგენად, ანუ მონაცემთა ბაზის სპეციფიკური სტრუქტურის ამოსაცნობად, რომელიც წარმოდგენილია.მომხმარებლები. მეორე მხრივ, DML მოიცავდა ინფორმაციული მანიპულირების ოპერატორების მთელ კომპლექსს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეიყვანოთ ინფორმაცია მონაცემთა ბაზაში, ასევე წაშალოთ, შეცვალოთ ან გამოიყენოთ არსებული მონაცემები.

DBMS ფუნქციები მოიცავს სხვადასხვა სახის მხარდაჭერას ერთი ინტეგრირებული ენისთვის, რომელიც ითვალისწინებს მონაცემთა ბაზებთან ნორმალური მუშაობისთვის საჭირო ნებისმიერი საშუალების არსებობას, მისი საწყისი შექმნიდან და სტანდარტული მომხმარებლის ინტერფეისის უზრუნველყოფას. SQL გამოიყენება როგორც სტანდარტული ენა, რომელიც უზრუნველყოფს დღევანდელი ყველაზე გავრცელებული რელაციური სისტემების DBMS-ის ძირითად ფუნქციებს.

რა არის ეს?

პირველ რიგში, ეს ენა აერთიანებს DML და SDL-ის ძირითად ფუნქციებს, ანუ იძლევა შესაძლებლობას დაადგინოს რელაციური მონაცემთა ბაზის კონკრეტული სემანტიკა და მანიპულირებდეს საჭირო ინფორმაციაზე. ამავდროულად, მონაცემთა ბაზის სხვადასხვა ობიექტების დასახელება მხარდაჭერილია უშუალოდ ენის დონეზე იმ გაგებით, რომ შემდგენელი აკონვერტებს ობიექტების სახელებს მათ შიდა იდენტიფიკატორებად, სპეციალურად შენახული სერვისების კატალოგის ცხრილების საფუძველზე. საკონტროლო სისტემების ბირთვი, პრინციპში, არანაირად არ ურთიერთქმედებს ცხრილებთან ან მათ ცალკეულ სვეტებთან.

SQL ენა მოიცავს სპეციალური ხელსაწყოების მთელ ჩამონათვალს, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ შეზღუდვები მონაცემთა ბაზის მთლიანობაზე. ისევ და ისევ, ნებისმიერი ასეთი შეზღუდვა შედის სპეციალურ კატალოგის ცხრილებში და მთლიანობის კონტროლი ხორციელდება უშუალოდ ენის დონეზე, ანუმონაცემთა ბაზის მოდიფიკაციის ინდივიდუალური განცხადებების წაკითხვის პროცესში, შემდგენელი, მონაცემთა ბაზაში არსებული მთლიანობის შეზღუდვების საფუძველზე, ქმნის შესაბამის პროგრამის კოდს.