Funciones principales del SGBD

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Los sistemas modernos de administración de bases de datos se utilizan en muchos sitios, pero no todos saben qué son y cómo se pueden utilizar las funciones del DBMS. Estas herramientas tienen una gran cantidad de posibilidades, por lo que para usarlas por completo, debe comprender lo que pueden hacer y lo útiles que son para el usuario.

Gestión de datos

En primer lugar, las funciones del DBMS incluyen el procesamiento de información en la memoria externa, y esta función es proporcionar las estructuras básicas del VI, que son necesarias no solo para almacenar información incluida directamente en la base de datos, sino también para realizar varias tareas de servicio, como obtener acceso acelerado a cualquier archivo en varios casos. En ciertas modificaciones, las capacidades de varios sistemas de archivos se utilizan activamente, mientras que otras permiten trabajar incluso a nivel de dispositivos de memoria externos. Pero en este caso, vale la pena señalar que en la función de un DBMS altamente desarrollado, el usuario en cualquier caso no está informado si se utiliza algún sistema y, de ser así, cómo se organizan los archivos. En particular, el sistema mantiene su propio orden de nombres para los objetos incluidos en la base de datos.

Gestión del búfer RAM

En la gran mayoría de los casos, es habitual utilizar funciones de DBMS en bases de datos bastante grandes, y este tamaño suele ser, al menos, mucho mayor que la RAM disponible. Por supuesto, si en el caso de acceder a cada elemento de datos se realiza un intercambio con la memoria externa, la velocidad de esta última se corresponderá con la velocidad del propio sistema, por lo que prácticamente la única opción para aumentarla es hacer buffer. información en RAM. Además, incluso si el sistema operativo realiza el almacenamiento en búfer en todo el sistema, por ejemplo con UNIX, esto no será suficiente para proporcionar al DBMS el propósito y las funciones básicas, ya que tiene una cantidad mucho mayor de datos sobre las propiedades beneficiosas del almacenamiento en búfer para cada uno. parte específica de la base de datos utilizada. Debido a esto, los sistemas avanzados mantienen su propio conjunto de búferes, así como una disciplina única para su reemplazo.

Vale la pena señalar el hecho de que existe una dirección separada de los sistemas de control, enfocada en la presencia continua de toda la base de datos en la RAM. Esta dirección se basa en la suposición de que en un futuro cercano la cantidad de RAM en las computadoras podrá expandirse tanto que ya no se preocuparán por el almacenamiento en búfer, y las funciones básicas de este tipo de DBMS serán útiles aquí. Por el momento, todos estos trabajos se encuentran en etapa de prueba.

Gestión de transacciones

Una transacción es una secuencia de operaciones con la base de datos utilizada, que el sistema de gestión considera comoun todo único. Si la transacción se ejecuta completamente con éxito, el sistema corrige los cambios que realizó en la memoria externa, o ninguno de estos cambios afectará el estado de la base de datos. Esta operación es necesaria para mantener la integridad lógica de la base de datos utilizada. Vale la pena señalar que mantener el curso correcto del mecanismo de transacción es un requisito previo incluso cuando se utiliza DBMS de un solo usuario, cuyo propósito y funciones difieren significativamente de otros tipos de sistemas.

La propiedad de que cualquier transacción comienza solo cuando la base de datos está en un estado consistente y la deja en el mismo estado después del final del procedimiento, lo hace extremadamente conveniente para usar como unidad de actividad con respecto a la base de datos. Con la gestión adecuada de la ejecución simultánea de transacciones por parte del sistema de control, cada usuario individual, en principio, puede sentirse como parte del todo. Sin embargo, esta es hasta cierto punto una representación idealizada, ya que en muchas situaciones en las que las personas que trabajan aún sentirán la presencia de sus colegas si utilizan un sistema multiusuario, pero de hecho esto también lo proporciona el concepto mismo de un DBMS.. Las características del DBMS de tipo multiusuario también relacionan conceptos como el plan de ejecución en serie y la serialización con la gestión de transacciones.

¿Qué significan?

La serialización de transacciones que se ejecutan simultáneamente prevé la construcción de un plan especial para su trabajo, en el queel efecto total de la mezcla logrado es equivalente al resultado obtenido debido a su ejecución secuencial.

Un plan de ejecución en serie es una estructura específica de acciones que lleva a la serialización. Por supuesto, si el sistema logra proporcionar una ejecución verdaderamente en serie de una combinación de transacciones, entonces para cualquier usuario que inicie una transacción, la presencia de otros será completamente imperceptible, excepto que funcionará un poco más lento en comparación con un solo usuario. modo.

Hay varios algoritmos básicos de serialización. En los sistemas centralizados, los algoritmos más populares hoy en día se basan en capturas de sincronización de varios objetos de bases de datos. En el caso de utilizar cualquier algoritmo de serialización, se prevé la posibilidad de conflictos entre dos o más transacciones en el acceso a determinados objetos de la base de datos. En tal situación, para soportar este procedimiento, es necesario realizar un rollback, es decir, eliminar cualquier cambio realizado en la base de datos a través de uno o más procesos. Esta es solo una de las situaciones en las que una persona siente la presencia de otras en un sistema multiusuario.

Diario

Uno de los requisitos principales para los sistemas modernos es garantizar la confiabilidad del almacenamiento de información en la memoria externa. En particular, esto establece que las funciones principales del DBMS incluyen la capacidad de restaurar el último acuerdoel estado de la base de datos después de que haya ocurrido cualquier falla de software o hardware. En la gran mayoría de los casos, se acostumbra considerar dos opciones ante fallas de hardware:

• soft, que puede interpretarse como un apagado inesperado de la computadora (el caso más común es un corte de energía de emergencia);
• hard, que se caracterizan por la pérdida parcial o total de los datos almacenados en medios externos.

Ejemplos de fallas de software incluyen el bloqueo del sistema cuando se intenta usar alguna función que no forma parte de las funciones principales del DBMS, o el bloqueo de alguna utilidad de usuario, como resultado de lo cual no se completó una determinada transacción. La primera situación puede considerarse un tipo especial de falla leve, mientras que la segunda requiere una sola transacción de recuperación.

Por supuesto, en cualquier caso, para restaurar la base de datos normalmente, necesita tener cierta cantidad de información adicional. En otras palabras, para el mantenimiento normal de la confiabilidad del almacenamiento de datos en la base de datos, es necesario asegurar la redundancia del almacenamiento de información, y la parte de los datos utilizados durante la recuperación debe ser resguardada con especial cuidado. El método más común para mantener estos datos redundantes es el registro de cambios.

¿Qué es y cómo se usa?

El log es una parte especial de la base de datos, accedeque no está incluido en la cantidad de funciones de DBMS, y se admite con mucho cuidado. En algunas situaciones, incluso brinda soporte para dos copias del registro al mismo tiempo, ubicadas en diferentes medios físicos. Estos repositorios reciben información sobre cualquier cambio que ocurra en la parte principal de la base de datos, y en diferentes sistemas de gestión, los cambios pueden registrarse en varios niveles. En algunas situaciones, una entrada de registro corresponde completamente a una operación de actualización lógica específica, en otras, una operación interna mínima asociada con la actualización de una página de memoria externa, mientras que algunos DBMS ofrecen una combinación de los dos enfoques.

En cualquier caso, se utiliza la llamada estrategia de registro de "escritura anticipada". Cuando se aplica, un registro que indica un cambio en cualquier objeto de la base de datos ingresa a la memoria de registro externa antes de que se cambie el objeto. Se sabe que si las funciones de Access DBMS prevén la implementación normal de este protocolo, el uso del registro resuelve cualquier problema asociado con la restauración de la base de datos en caso de fallas.

Restaurar

La situación de recuperación más simple es la reversión de una transacción individual. Para este procedimiento, no necesita usar un registro de cambios para todo el sistema, y es suficiente usar un registro de operaciones de modificación local para cada transacción y luego revertir las transacciones realizando operaciones inversas, comenzando desde el final de cada una de las transacciones. los récords. La estructura de una función DBMS a menudo proporcionael uso de tal estructura, pero en la mayoría de los casos, los registros locales aún no son compatibles, y se realiza una reversión individual incluso para transacciones individuales de acuerdo con la de todo el sistema, y para esto se combinan todos los registros de cada una de las transacciones en una lista inversa.

Durante una falla leve, la memoria externa de la base de datos puede incluir varios objetos que han sido modificados por transacciones que no se completaron en el momento de la falla, y también pueden carecer de varios objetos que han sido actualizados por aquellas que se completaron con éxito antes del fallo mediante el uso de búferes de RAM, cuyo contenido desaparece por completo cuando se producen tales problemas. Si se sigue el protocolo de uso de registros locales, seguramente habrá entradas en la memoria externa relacionadas con la modificación de tales objetos.

El objetivo principal del procedimiento de recuperación después de la ocurrencia de fallas leves es tal estado de la memoria externa de la base de datos principal, que ocurriría si los cambios en las transacciones completadas se confirmaran en el VI y no contendrían rastros de trámites inconclusos. Para lograr este efecto, las funciones principales del DBMS en este caso son la reversión de transacciones incompletas y la reproducción de aquellas operaciones cuyos resultados finalmente no se mostraron en la memoria externa. Este proceso implica una gran cantidad de sutilezas, que se relacionan principalmente con la organización de la gestión de registros y búfer.

Fracasos graves

Cuando es necesario restaurar una base de datos después de un fallo grave, no solo se utiliza el registro, sino también una copia de seguridad de la base de datos. Este último es una copia completa de la base de datos en el momento en que comenzó el llenado del registro. Por supuesto, para un procedimiento de recuperación normal, se requiere la preservación de la revista, por lo que, como se mencionó anteriormente, se imponen requisitos extremadamente serios para su preservación en la memoria externa. En este caso, la recuperación de la base de datos consiste en que, a partir de la copia del archivo, el registro reproduce todas las transacciones que se han completado en el momento en que ocurrió la falla. Si es necesario, puede incluso reproducir transacciones pendientes y continuar con su funcionamiento normal después del final del procedimiento de restauración, pero en la mayoría de los sistemas reales este procedimiento no se lleva a cabo debido a que la recuperación de fallas graves en sí misma es un procedimiento bastante largo.

Soporte de idiomas

Las bases de datos modernas usan una variedad de lenguajes, y los primeros DBMS, cuyo propósito, funciones y otras características diferían significativamente de los sistemas modernos, brindaban soporte para varios lenguajes altamente especializados. Básicamente, estos eran SDL y DML, diseñados para definir el esquema de la base de datos y manipular datos, respectivamente.

SDL se utilizó para determinar la estructura lógica de la base de datos, es decir, para reconocer la estructura específica de la base de datos, que se representausuarios DML, por otro lado, incluía todo un complejo de operadores de manipulación de información que le permitían ingresar información en la base de datos, así como eliminar, modificar o usar datos existentes.

Las funciones de DBMS incluyen varios tipos de soporte para un único lenguaje integrado, que prevé la presencia de todos los medios necesarios para el trabajo normal con bases de datos, desde su creación inicial, y proporciona una interfaz de usuario estándar. SQL se utiliza como lenguaje estándar que proporciona las funciones básicas del DBMS de los sistemas relacionales más comunes de la actualidad.

¿Qué es?

En primer lugar, este lenguaje combina las funciones principales de DML y SDL, es decir, brinda la capacidad de determinar la semántica específica de una base de datos relacional y manipular la información necesaria. Al mismo tiempo, la denominación de varios objetos de la base de datos se admite directamente en el nivel del idioma en el sentido de que el compilador convierte los nombres de los objetos en sus identificadores internos, en función de tablas de catálogo de servicios especialmente mantenidas. El núcleo de los sistemas de control, en principio, no interactúa con las tablas o sus columnas individuales de ninguna manera.

El lenguaje SQL incluye una lista completa de herramientas especiales que le permiten determinar las restricciones sobre la integridad de la base de datos. Una vez más, dichas restricciones se incluyen en tablas de catálogo especiales y el control de integridad se lleva a cabo directamente en el nivel de idioma, es deciren el proceso de lectura de sentencias de modificación de bases de datos individuales, el compilador, basándose en las restricciones de integridad de la base de datos, genera el código de programa correspondiente.