Systèmes de gestion de bases de données modernesIls sont utilisés sur de nombreux sites, mais loin de tout le monde sait ce qu'ils sont et comment utiliser les fonctions SGBD. Ces outils se caractérisent par un grand nombre de possibilités, par conséquent, pour les utiliser pleinement, vous devez comprendre ce qu'ils peuvent faire et ce qui est utile pour l'utilisateur.
Gestion de données
Tout d'abord, les fonctions SGBD incluent le traitementinformations dans la mémoire externe, et cette fonction consiste à fournir les structures de base du VI qui sont nécessaires non seulement pour stocker les informations directement incluses dans la base de données, mais également pour effectuer diverses tâches de service, telles que l'obtention d'un accès accéléré à tous les fichiers dans divers cas . Dans certaines modifications, les capacités de divers systèmes de fichiers sont activement utilisées, tandis que d'autres impliquent un travail même au niveau des périphériques de mémoire externe. Mais dans ce cas, il convient de noter que dans une fonction SGBD qui a un haut degré de développement, l'utilisateur n'est en aucun cas informé de l'utilisation d'un système et, dans l'affirmative, de la façon dont les fichiers sont organisés. En particulier, le système prend en charge son propre ordre de dénomination des objets inclus dans la base de données.
Gestion du tampon RAM
Dans la grande majorité des cas, les fonctionsLes SGBD sont couramment utilisés dans les grandes bases de données, et cette taille est au moins souvent beaucoup plus grande que la RAM disponible. Bien entendu, si, dans le cas de l'accès à chaque élément de données, une mémoire externe est échangée, la vitesse de celle-ci correspondra à la vitesse du système lui-même, donc, pratiquement la seule façon de l'augmenter est de tamponner les informations en RAM. De plus, même si le système d'exploitation effectue une mise en mémoire tampon à l'échelle du système, par exemple avec UNIX, cela ne sera pas suffisant pour fournir au SGBD le but et les fonctions principales, car il dispose d'une quantité beaucoup plus importante de données sur les propriétés utiles de la mise en mémoire tampon pour chaque partie spécifique de la base de données utilisée. Pour cette raison, les systèmes développés prennent en charge leur propre ensemble de tampons, ainsi que la discipline unique de les remplacer.
Il convient de noter le fait qu’il existe undirection des systèmes de contrôle, axée sur la présence continue en RAM de l'ensemble de la base de données. Cette direction est basée sur l'hypothèse que dans un avenir proche, la quantité de RAM dans les ordinateurs peut être augmentée afin qu'ils ne se soucient plus de la mise en mémoire tampon, et les principales fonctions de ce type de SGBD seront utiles ici. Pour le moment, tous ces travaux restent au stade des tests.
Gestion des transactions
La transaction est une séquence d'opérationsavec la base de données utilisée, que le système de gestion considère dans son ensemble. Si la transaction est entièrement exécutée avec succès, le système enregistre les modifications apportées par celle-ci, dans la mémoire externe ou aucune des modifications spécifiées n'affectera l'état de la base de données. Cette opération est nécessaire pour assurer la prise en charge de l'intégrité logique de la base de données utilisée. Il convient de noter que le maintien de la progression correcte du mécanisme de transaction est une condition préalable même lors de l'utilisation de SGBD mono-utilisateur, dont le but et les fonctions diffèrent considérablement des autres types de systèmes.
Cette propriété que toute transaction commenceseulement avec l'intégrité de la base de données et en même temps la laisse dans le même état après la fin de la procédure, rend son utilisation extrêmement pratique comme unité d'activité concernant la base de données. Avec une gestion appropriée des transactions exécutées simultanément par le système de gestion, chaque utilisateur individuel, en principe, peut se sentir partie intégrante de l'ensemble. Cependant, c'est une idée quelque peu idéalisée, car dans de nombreuses situations pendant le travail, les gens ressentiront toujours la présence de leurs collègues s'ils utilisent un système multi-utilisateurs, mais en fait cela inclut également le concept même d'un SGBD. Les fonctions d'un SGBD de type multi-utilisateurs connectent également des concepts tels que le plan d'exécution série et la sérialisation avec la gestion des transactions.
Que signifient-ils?
Sérialisation des transactions parallèlesprévoit la construction d'un plan spécial de leur travail, dans lequel l'effet total obtenu du mélange est équivalent au résultat en raison de leur exécution cohérente.
Le plan d'exécution en série estune structure d'action spécifique qui mène à la sérialisation. Bien sûr, si le système réussit à fournir une exécution véritablement en série d'un mélange de transactions, alors pour tout utilisateur qui crée une transaction, la présence des autres sera complètement invisible, sauf qu'il fonctionnera un peu plus lentement que le mode mono-utilisateur.
Il existe plusieurs algorithmes de sérialisation de base.Dans les systèmes centralisés, les algorithmes les plus populaires aujourd'hui sont basés sur des captures de synchronisation de divers objets de base de données. Si des algorithmes de sérialisation sont utilisés, la possibilité de conflits entre deux ou plusieurs transactions sur l'accès à certains objets de base de données est fournie. Dans une telle situation, afin de prendre en charge cette procédure, vous devez annuler, c'est-à-dire éliminer toutes les modifications apportées à la base de données via un ou plusieurs processus. Ce n'est qu'une des situations où, dans un système multi-utilisateur, une personne ressent la présence des autres.
Enregistrement
L'une des principales exigences du moderneest d’assurer la fiabilité du stockage des informations dans la mémoire externe. En particulier, cela prévoit que les fonctions principales du SGBD incluent la possibilité de restaurer le dernier état coordonné de la base de données après toute défaillance logicielle ou matérielle. Dans la majorité prédominante des cas, il est habituel de considérer deux options pour les pannes matérielles:
- les logiciels doux, qui peuvent être interprétés comme un arrêt inattendu de l'ordinateur (le cas le plus courant est l'arrêt d'urgence);
- dur, qui se caractérisent par une perte partielle ou totale des données stockées sur des supports externes.
Exemples de pannes logicielles:conduire à un arrêt anormal du système lorsque vous essayez d'utiliser une fonctionnalité qui ne fait pas partie des fonctions principales du SGBD ou à un arrêt anormal d'un utilitaire utilisateur, à la suite duquel une certaine transaction n'a pas été effectuée. La première situation peut être considérée comme un type particulier de défaillance souple, tandis que lorsque cette dernière se produit, les conséquences d'une seule transaction doivent être éliminées.
Bien sûr, de toute façon pour la normalerécupération de base de données dont vous avez besoin d'avoir une certaine quantité d'informations supplémentaires. En d'autres termes, pour le maintien normal de la fiabilité du stockage des données dans la base de données, il est nécessaire d'assurer la redondance du stockage des informations et certaines des données utilisées dans la restauration doivent être soigneusement gardées. La méthode la plus courante pour conserver ces données redondantes est considérée comme un journal des modifications.
Qu'est-ce que c'est et comment est-il utilisé?
Le magazine est une partie spéciale de la base de données.données dont l'accès ne fait pas partie des fonctions du SGBD, et il est pris en charge avec un soin particulier. Dans certaines situations, il est même envisagé de prendre en charge simultanément deux exemplaires du journal situés sur différents supports physiques. Ces référentiels reçoivent des informations sur toutes les modifications qui se produisent dans la partie principale de la base de données, et dans différents systèmes de contrôle, les modifications peuvent être enregistrées à différents niveaux. Dans certaines situations, une entrée de journal est entièrement cohérente avec une opération de changement logique particulière, quelque part - une opération interne minimale associée à la modification d'une page de mémoire externe, tandis que certains SGBD utilisent une combinaison de deux approches.
En tout cas, le soi-disant"stratégie d'écriture proactive" dans le journal. Lorsqu'il est appliqué, un enregistrement indiquant une modification de tout objet de base de données entre dans la mémoire externe du journal avant la modification de l'objet. Il est connu que si les fonctions Access DBMS assurent une conformité normale avec ce protocole, le journal résout tous les problèmes associés à la restauration de la base de données en cas de défaillance.
Retour en arriere
Наиболее простой ситуацией восстановления est une restauration de transaction individuelle. Pour cette procédure, vous n'avez pas besoin d'utiliser un journal des modifications à l'échelle du système et il suffit d'utiliser un journal des opérations de modification local pour chaque transaction, puis d'annuler les transactions en effectuant des opérations inverses, à partir de la fin de chaque enregistrement. La structure de la fonction SGBD implique souvent l'utilisation d'une telle structure, mais dans la plupart des cas, les journaux locaux ne sont toujours pas pris en charge, et la restauration individuelle, même pour les transactions individuelles, est effectuée à l'échelle du système, et pour cela, tous les enregistrements de chaque transaction sont combinés par une liste inversée.
En cas de dysfonctionnement, la mémoire externela base de données peut inclure divers objets qui ont été modifiés par des transactions qui n'étaient pas terminées au moment de l'échec, et il peut également ne pas y avoir divers objets modernisés par ceux qui ont réussi avant le dysfonctionnement en raison de l'utilisation de tampons de RAM, dont le contenu disparaît complètement quand ils se produisent problèmes. Si le protocole prévoyant l'utilisation de journaux locaux est respecté, les enregistrements relatifs à la modification de tels objets resteront nécessairement dans la mémoire externe.
L'objectif principal du processus de récupération aprèsLes défaillances logicielles se produisent est l'état de la mémoire externe de la base de données principale qui se produirait si les modifications des transactions terminées étaient corrigées dans le VP et ne contenaient pas de traces de procédures inachevées. Pour atteindre cet effet, les principales fonctions du SGBD sont dans ce cas la restauration de transactions incomplètes et la relecture de ces opérations, dont les résultats n'apparaissent finalement pas dans la mémoire externe. Ce processus fournit un nombre assez important de subtilités, qui concernent principalement l'organisation de la gestion du journal et des tampons.
Accidents durs
Si nécessaire, restaurez la base de donnéesaprès des échecs matériels, non seulement le journal est utilisé, mais également une copie d'archive de la base de données. Ce dernier est une copie complète de la base de données au moment où le remplissage du journal a commencé. Bien entendu, pour effectuer la procédure de récupération normale, l'intégrité du journal est requise, par conséquent, comme mentionné précédemment, des exigences extrêmement sévères sont imposées à sa conservation dans la mémoire externe. Dans ce cas, la restauration de la base de données consiste dans le fait que, sur la base de la copie d'archive, toutes les transactions effectuées au moment de l'échec sont reproduites dans le journal. Si nécessaire, le travail des transactions incomplètes et la poursuite de leur fonctionnement normal après la fin de la procédure de récupération peuvent même être reproduits, mais dans la plupart des systèmes réels, cette procédure n'est pas effectuée pour la raison que la récupération des défaillances matérielles en soi est une procédure assez longue.
Support linguistique
Pour travailler avec des bases de données modernesdivers langages sont utilisés, et dans les premiers SGBD, dont le but, les fonctions et d'autres caractéristiques étaient très différents des systèmes modernes, plusieurs langages hautement spécialisés étaient pris en charge. Il s'agissait principalement de SDL et de DML, conçus pour définir le schéma de la base de données et manipuler les données, respectivement.
SDL a été utilisé pour définirla structure logique de la base de données, c'est-à-dire reconnaître la structure spécifique de la base de données présentée aux utilisateurs. DML, d'autre part, comprenait tout un ensemble d'opérateurs pour manipuler les informations, vous permettant d'entrer des informations dans une base de données, ainsi que de supprimer, modifier ou utiliser des données déjà existantes.
Les fonctions du SGBD incluent différents types de supportun langage intégré unique, qui assure la disponibilité de tous les outils nécessaires au fonctionnement normal des bases de données, à partir de sa création initiale, et fournissant une interface utilisateur standard. SQL est utilisé comme langage standard qui fournit les fonctions de base du SGBD des systèmes relationnels les plus répandus aujourd'hui.
Comment est-il?
Tout d'abord, ce langage combineles principales fonctions de DML et SDL, c'est-à-dire qu'il offre la possibilité de définir une sémantique spécifique d'une base de données relationnelle et de manipuler les informations nécessaires. Dans le même temps, la dénomination de divers objets de base de données est prise en charge directement au niveau du langage dans le sens où le compilateur convertit les noms d'objet en leurs identifiants internes, sur la base de tables de catalogue de services spécialement prises en charge. Le cœur des systèmes de contrôle, en principe, n'interagit en aucune façon avec les tableaux ou leurs colonnes individuelles.
Le langage SQL comprend une liste complète dedes outils spéciaux qui vous permettent de déterminer les contraintes d'intégrité de la base de données. Encore une fois, ces restrictions sont incluses dans des tables de catalogue spéciales et le contrôle d'intégrité est effectué directement au niveau du langage, c'est-à-dire que, lors du processus de lecture des opérateurs de modification de base de données individuels, le compilateur, en fonction des contraintes d'intégrité de la base de données, génère le code de programme correspondant.
