Vitendaji kuu vya DBMS

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Mifumo ya kisasa ya usimamizi wa hifadhidata inatumika katika tovuti nyingi, lakini si kila mtu anajua ilivyo na jinsi unavyoweza kutumia utendaji wa DBMS. Zana kama hizo zina uwezekano mkubwa sana, kwa hivyo ili kuzitumia kikamilifu, unapaswa kuelewa ni nini zinaweza kufanya na jinsi zinavyofaa kwa mtumiaji.

Udhibiti wa data

Kwanza kabisa, kazi za DBMS ni pamoja na usindikaji wa taarifa katika kumbukumbu ya nje, na kazi hii ni kutoa miundo ya msingi ya VI, ambayo inahitajika sio tu kuhifadhi habari iliyojumuishwa moja kwa moja kwenye hifadhidata, lakini pia. kutekeleza majukumu mbalimbali ya huduma, kama vile kupata ufikiaji wa haraka wa faili zozote katika visa mbalimbali. Katika marekebisho fulani, uwezo wa mifumo mbalimbali ya faili hutumiwa kikamilifu, wakati wengine hutoa kazi hata kwa kiwango cha vifaa vya kumbukumbu ya nje. Lakini katika kesi hii, ni muhimu kuzingatia kwamba katika kazi ya DBMS iliyoendelea sana, mtumiaji kwa hali yoyote hajafahamishwa ikiwa mfumo wowote unatumiwa, na ikiwa ni hivyo, jinsi faili zimepangwa. Hasa, mfumo hudumisha mpangilio wake wa majina wa vitu vilivyojumuishwa kwenye hifadhidata.

udhibiti wa akiba ya RAM

Katika idadi kubwa ya matukio, ni desturi kutumia vitendaji vya DBMS katika hifadhidata kubwa, na saizi hii angalau mara nyingi ni kubwa zaidi kuliko RAM inayopatikana. Kwa kweli, ikiwa katika kesi ya kupata kila kipengee cha data, ubadilishanaji na kumbukumbu ya nje unafanywa, kasi ya mwisho italingana na kasi ya mfumo yenyewe, kwa hivyo, chaguo pekee la kuiongeza ni buffer. habari katika RAM. Zaidi ya hayo, hata kama OS itafanya buffering ya mfumo mzima, kwa mfano na UNIX, hii haitatosha kutoa DBMS kwa madhumuni na kazi za msingi, kwa kuwa ina kiasi kikubwa cha data juu ya mali ya manufaa ya buffering kwa kila mmoja. sehemu maalum ya hifadhidata iliyotumika. Kutokana na hili, mifumo ya hali ya juu hudumisha seti yao wenyewe ya vibafa, pamoja na nidhamu ya kipekee ya uingizwaji wao.

Inafaa kuzingatia ukweli kwamba kuna mwelekeo tofauti wa mifumo ya udhibiti, inayozingatia uwepo endelevu wa hifadhidata nzima katika RAM. Mwelekeo huu unatokana na dhana kwamba katika siku za usoni kiasi cha RAM katika kompyuta kitaweza kupanua kiasi kwamba hawatakuwa na wasiwasi tena kuhusu buffering yoyote, na kazi za msingi za aina hii ya DBMS zitakuja hapa. Kwa sasa, kazi hizi zote zimesalia katika hatua ya majaribio.

Udhibiti wa muamala

Muamala ni msururu wa utendakazi na hifadhidata iliyotumika, ambayo mfumo wa usimamizi unazingatia kuwanzima moja. Ikiwa shughuli itatekelezwa kwa ufanisi kabisa, mfumo hurekebisha mabadiliko ambayo ulifanya kwenye kumbukumbu ya nje, au hakuna mabadiliko haya yataathiri hali ya hifadhidata. Operesheni hii inahitajika ili kudumisha uadilifu wa kimantiki wa hifadhidata iliyotumiwa. Ni vyema kutambua kwamba kudumisha mwendo sahihi wa utaratibu wa muamala ni sharti hata unapotumia DBMS ya mtumiaji mmoja, madhumuni na utendakazi ambazo hutofautiana kwa kiasi kikubwa na aina nyingine za mifumo.

Sifa ambayo muamala wowote huanza tu wakati hifadhidata iko katika hali thabiti na kuiacha katika hali sawa baada ya mwisho wa utaratibu, hurahisisha sana kutumika kama kitengo cha shughuli kuhusu hifadhidata. Kwa usimamizi mzuri wa kutekeleza shughuli kwa wakati mmoja na mfumo wa udhibiti, kila mtumiaji binafsi, kimsingi, anaweza kuhisi kama sehemu ya jumla. Walakini, hii ni kwa kiwango fulani uwakilishi mzuri, kwani katika hali nyingi wakati watu wanaofanya kazi bado watahisi uwepo wa wenzao ikiwa wanatumia mfumo wa watumiaji wengi, lakini kwa kweli hii pia hutolewa na wazo la DBMS.. Vipengele vya aina ya DBMS ya watumiaji wengi pia vinahusiana na dhana kama vile mpango wa utekelezaji wa mfululizo na utayarishaji kwa usimamizi wa shughuli.

Zinamaanisha nini?

Kusasisha shughuli za kutekeleza kwa wakati mmoja hutoa kwa ajili ya ujenzi wa mpango maalum wa kazi zao, ambapojumla ya athari ya mchanganyiko uliopatikana ni sawa na matokeo yaliyopatikana kutokana na utekelezaji wao wa mfululizo.

Mpango wa utekelezaji wa mfululizo ni muundo mahususi wa vitendo ambao husababisha ufuataji. Kwa kweli, ikiwa mfumo utaweza kutoa utekelezaji wa kweli wa mchanganyiko wa shughuli, basi kwa mtumiaji yeyote anayeanzisha shughuli, uwepo wa wengine hautaonekana kabisa, isipokuwa kwamba itafanya kazi polepole kidogo ikilinganishwa na mtumiaji mmoja. hali.

Kuna algoriti kadhaa za msingi za ufuataji. Katika mifumo ya kati, algoriti maarufu zaidi leo zinatokana na kunasa maingiliano ya vitu anuwai vya hifadhidata. Katika kesi ya kutumia algorithms yoyote ya mfululizo, uwezekano wa migogoro kati ya shughuli mbili au zaidi juu ya upatikanaji wa vitu fulani vya database hutolewa. Katika hali hiyo, ili kuunga mkono utaratibu huu, ni muhimu kufanya kurudi nyuma, yaani, kuondokana na mabadiliko yoyote yaliyofanywa kwenye database kupitia mchakato mmoja au zaidi. Hii ni mojawapo tu ya hali ambapo mtu anahisi kuwepo kwa wengine katika mfumo wa watumiaji wengi.

Jarida

Mojawapo ya mahitaji makuu ya mifumo ya kisasa ni kuhakikisha uaminifu wa hifadhi ya taarifa katika kumbukumbu ya nje. Hasa, hii hutoa kwamba kazi kuu za DBMS ni pamoja na uwezo wa kurejesha iliyokubaliwa mwishohali ya hifadhidata baada ya hitilafu yoyote ya programu au maunzi kutokea. Katika hali nyingi, ni kawaida kuzingatia chaguzi mbili za hitilafu za maunzi:

• laini, ambayo inaweza kufasiriwa kama kuzimwa kwa kompyuta kusikotarajiwa (kesi inayojulikana zaidi ni kukatika kwa umeme kwa dharura);
• ngumu, ambayo ina sifa ya upotevu wa sehemu au kamili wa data iliyohifadhiwa kwenye midia ya nje.

Mifano ya hitilafu za programu ni pamoja na kuvuruga mfumo wakati wa kujaribu kutumia kipengele ambacho si sehemu ya utendaji kazi mkuu wa DBMS, au kuharibu baadhi ya matumizi ya mtumiaji, kwa sababu hiyo shughuli fulani haikukamilika. Hali ya awali inaweza kuchukuliwa kuwa aina maalum ya kushindwa kwa upole, wakati hali ya mwisho inahitaji urejeshaji wa shughuli moja.

Bila shaka, kwa vyovyote vile, ili kurejesha hifadhidata kwa kawaida, unahitaji kuwa na kiasi fulani cha maelezo ya ziada. Kwa maneno mengine, kwa ajili ya matengenezo ya kawaida ya kuaminika kwa hifadhi ya data katika hifadhidata, ni muhimu kuhakikisha upungufu wa uhifadhi wa habari, na sehemu ya data iliyotumiwa wakati wa kurejesha lazima ihifadhiwe kwa makini hasa. Mbinu ya kawaida ya kudumisha data hii isiyohitajika ni ukataji wa mabadiliko.

Ni nini na inatumikaje?

Ragi ni sehemu maalum ya hifadhidata, ufikiajiambayo haijajumuishwa katika idadi ya kazi za DBMS, na inasaidiwa kwa uangalifu sana. Katika hali fulani, hata hutoa msaada kwa nakala mbili za logi kwa wakati mmoja, ziko kwenye vyombo vya habari tofauti vya kimwili. Hifadhi hizi hupokea taarifa kuhusu mabadiliko yoyote yanayotokea katika sehemu kuu ya hifadhidata, na katika mifumo tofauti ya usimamizi, mabadiliko yanaweza kurekodiwa katika viwango mbalimbali. Katika baadhi ya hali, ingizo la kumbukumbu linalingana kikamilifu na utendakazi maalum wa kimantiki wa kusasisha, kwa nyingine - utendakazi mdogo wa ndani unaohusishwa na kusasisha ukurasa wa kumbukumbu ya nje, huku baadhi ya DBMS hutoa mchanganyiko wa mbinu hizo mbili.

Kwa vyovyote vile, mbinu inayoitwa "andika mbele" inatumika. Inapotumika, rekodi inayoonyesha mabadiliko katika vitu vyovyote vya hifadhidata huingia kwenye kumbukumbu ya kumbukumbu ya nje kabla ya kitu kubadilishwa. Inajulikana kuwa ikiwa utendakazi wa DBMS ya Ufikiaji hutoa kwa ajili ya utekelezaji wa kawaida wa itifaki hii, kwa kutumia kumbukumbu hutatua matatizo yoyote yanayohusiana na kurejesha hifadhidata iwapo kutatokea hitilafu zozote.

Rudisha

Hali rahisi zaidi ya urejeshaji ni urejeshaji wa muamala wa mtu binafsi. Kwa utaratibu huu, hauitaji kutumia logi ya mabadiliko ya mfumo mzima, na inatosha kutumia logi ya urekebishaji wa ndani kwa kila shughuli, na kisha kurudisha shughuli nyuma kwa kufanya shughuli za nyuma, kuanzia mwisho wa kila moja ya shughuli. kumbukumbu. Muundo wa kazi ya DBMS mara nyingi hutoamatumizi ya muundo kama huo, lakini katika hali nyingi kumbukumbu za ndani bado hazitumiki, na urejeshaji wa mtu binafsi hata kwa shughuli za kibinafsi hufanywa kulingana na mfumo mzima, na kwa hili rekodi zote za kila shughuli zimeunganishwa. katika orodha ya kinyume.

Wakati wa hitilafu laini, kumbukumbu ya nje ya hifadhidata inaweza kujumuisha vitu mbalimbali ambavyo vimerekebishwa na miamala ambayo haikukamilika wakati wa kufeli, na pia inaweza kukosa vitu mbalimbali ambavyo vimeboreshwa na wale waliokamilika kwa ufanisi. kabla ya kushindwa kupitia matumizi ya buffers ya RAM, yaliyomo ambayo hupotea kabisa wakati matatizo hayo yanatokea. Itifaki ya kutumia kumbukumbu za ndani inafuatwa, kutakuwa na maingizo katika kumbukumbu ya nje ambayo yanahusiana na urekebishaji wa vitu vyovyote vile.

Lengo kuu la utaratibu wa uokoaji baada ya kutokea kwa hitilafu laini ni hali kama hiyo ya kumbukumbu ya nje ya hifadhidata kuu, ambayo ingetokea ikiwa mabadiliko ya shughuli yoyote iliyokamilishwa yalifanyika katika VI na haingekuwa na athari. ya taratibu ambazo hazijakamilika. Ili kufikia athari hii, kazi kuu za DBMS katika kesi hii ni urejeshaji wa shughuli zisizo kamili na urejeshaji wa shughuli hizo ambazo matokeo yake hayakuonyeshwa hatimaye kwenye kumbukumbu ya nje. Mchakato huu unahusisha idadi kubwa ya hila, ambayo kimsingi inahusiana na upangaji wa kumbukumbu na usimamizi wa bafa.

Kushindwa vibaya

Wakati hifadhidata inahitaji kurejeshwa baada ya hitilafu ngumu, sio kumbukumbu tu inatumiwa, lakini pia nakala ya hifadhidata. Mwisho ni nakala kamili ya hifadhidata wakati ujazo wa logi ulianza. Kwa kweli, kwa utaratibu wa kawaida wa uokoaji, uhifadhi wa jarida unahitajika, kwa hivyo, kama ilivyotajwa hapo awali, mahitaji makubwa sana yanawekwa juu ya uhifadhi wake katika kumbukumbu ya nje. Katika kesi hii, urejeshaji wa hifadhidata una ukweli kwamba, kwa kuzingatia nakala ya kumbukumbu, logi inazalisha shughuli zote ambazo zimekamilika wakati kushindwa ilitokea. Ikiwa ni lazima, inaweza hata kucheza tena shughuli zinazosubiri na kuendelea na operesheni yao ya kawaida baada ya mwisho wa utaratibu wa kurejesha, lakini katika mifumo mingi ya kweli utaratibu huu haufanywi kwa sababu urejeshaji wa kushindwa kwa bidii yenyewe ni utaratibu wa muda mrefu.

Usaidizi wa lugha

Hifadhidata ya kisasa hutumia lugha mbalimbali, na DBMS za mapema, ambazo madhumuni, utendaji na vipengele vingine vilitofautiana sana na mifumo ya kisasa, ilitoa usaidizi kwa lugha kadhaa zilizobobea sana. Kimsingi, hizi zilikuwa SDL na DML, zilizoundwa ili kufafanua taratibu za hifadhidata na kuendesha data, mtawalia.

SDL ilitumiwa kubainisha muundo wa kimantiki wa hifadhidata, yaani, kutambua muundo mahususi wa hifadhidata, ambao unawakilishwa.watumiaji. DML, kwa upande mwingine, ilijumuisha mchanganyiko mzima wa waendeshaji upotoshaji wa taarifa ambao walikuruhusu kuingiza maelezo kwenye hifadhidata, na pia kufuta, kurekebisha au kutumia data iliyopo.

Vitendaji vya DBMS vinajumuisha aina mbalimbali za usaidizi kwa lugha moja iliyounganishwa, ambayo hutoa uwepo wa njia yoyote muhimu kwa kazi ya kawaida yenye hifadhidata, kuanzia uundaji wake wa awali, na kutoa kiolesura cha kawaida cha mtumiaji. SQL inatumika kama lugha sanifu ambayo hutoa utendaji msingi wa DBMS wa mifumo ya kisasa ya uhusiano inayojulikana zaidi.

Ni nini?

Kwanza kabisa, lugha hii inachanganya kazi kuu za DML na SDL, yaani, inatoa uwezo wa kubainisha semantiki mahususi ya hifadhidata ya uhusiano na kuendesha taarifa muhimu. Wakati huo huo, kutaja vitu mbalimbali vya hifadhidata kunasaidiwa moja kwa moja katika kiwango cha lugha kwa maana kwamba mkusanyaji hubadilisha majina ya vitu kuwa vitambulisho vyao vya ndani, kwa kuzingatia majedwali ya orodha ya huduma yaliyodumishwa maalum. Msingi wa mifumo ya udhibiti, kimsingi, haiingiliani na majedwali au safu wima zao kwa njia yoyote ile.

Lugha ya SQL inajumuisha orodha nzima ya zana maalum zinazokuruhusu kubainisha vikwazo kwenye uadilifu wa hifadhidata. Tena, vizuizi vyovyote vile vinajumuishwa katika jedwali maalum za orodha, na udhibiti wa uadilifu unafanywa moja kwa moja katika kiwango cha lugha, ambayo ni.katika mchakato wa kusoma taarifa za urekebishaji wa hifadhidata ya mtu binafsi, mkusanyaji, kwa kuzingatia vikwazo vya uadilifu katika hifadhidata, hutoa msimbo unaolingana wa programu.