Fonctions principales du SGBD

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les systèmes de gestion de bases de données modernes sont utilisés sur de nombreux sites, mais tout le monde ne sait pas ce qu'ils sont et comment vous pouvez utiliser les fonctions du SGBD. Ces outils offrent un grand nombre de possibilités, donc pour les utiliser pleinement, vous devez comprendre ce qu'ils peuvent faire et à quel point ils sont utiles pour l'utilisateur.

Gestion des données

Tout d'abord, les fonctions du SGBD incluent le traitement des informations dans la mémoire externe, et cette fonction est de fournir les structures de base du VI, qui sont nécessaires non seulement pour stocker les informations directement incluses dans la base de données, mais aussi 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 permettent de travailler même au niveau des périphériques de mémoire externes. Mais dans ce cas, il convient de noter que dans la fonction d'un SGBD hautement développé, l'utilisateur n'est en aucun cas informé si un système est utilisé et, le cas échéant, comment les fichiers sont organisés. En particulier, le système maintient son propre ordre de dénomination des objets inclus dans la base de données.

Gestion du tampon RAM

Dans la grande majorité des cas, il est d'usage d'utiliser des fonctions SGBD dans des bases de données assez volumineuses, et cette taille est au moins souvent bien supérieure à la RAM disponible. Bien sûr, si dans le cas de l'accès à chaque élément de données, un échange avec la mémoire externe est effectué, la vitesse de cette dernière correspondra à la vitesse du système lui-même, donc, pratiquement la seule option pour l'augmenter réellement est de mettre en mémoire tampon 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 suffira pas à fournir au SGBD l'objectif et les fonctions de base, car il dispose d'une quantité beaucoup plus importante de données sur les propriétés bénéfiques de la mise en mémoire tampon pour chaque partie spécifique de la base de données utilisée. Pour cette raison, les systèmes avancés maintiennent leur propre ensemble de tampons, ainsi qu'une discipline unique pour leur remplacement.

Il convient de noter le fait qu'il existe une direction distincte des systèmes de contrôle, axée sur la présence continue de toute la base de données dans la RAM. Cette direction est basée sur l'hypothèse que dans un avenir proche, la quantité de RAM dans les ordinateurs pourra tellement augmenter qu'ils ne se soucieront plus de la mise en mémoire tampon, et les fonctions de base de ce type de SGBD seront utiles ici. Pour le moment, tous ces travaux restent au stade de test.

Gestion des transactions

Une transaction est une séquence d'opérations avec la base de données utilisée, que le système de gestion considère commeun tout unique. Si la transaction est complètement exécutée avec succès, le système corrige les modifications qu'il a apportées à la mémoire externe, ou aucune de ces modifications n'affectera l'état de la base de données. Cette opération est nécessaire pour maintenir l'intégrité logique de la base de données utilisée. Il convient de noter que le maintien du bon déroulement du mécanisme de transaction est une condition préalable même lors de l'utilisation d'un SGBD mono-utilisateur, dont le but et les fonctions diffèrent considérablement des autres types de systèmes.

La propriété selon laquelle toute transaction ne démarre que lorsque la base de données est dans un état cohérent et la laisse dans le même état après la fin de la procédure, la rend extrêmement pratique à utiliser comme unité d'activité concernant la base de données. Avec une gestion appropriée des transactions exécutées simultanément par le système de contrôle, chaque utilisateur individuel, en principe, peut se sentir comme une partie de l'ensemble. Cependant, il s'agit dans une certaine mesure d'une représentation idéalisée, car dans de nombreuses situations où les travailleurs ressentiront encore la présence de leurs collègues s'ils utilisent un système multi-utilisateurs, mais en fait, cela est également prévu par le concept même de SGBD. Les fonctionnalités du SGBD de type multi-utilisateurs associent également des concepts tels que le plan d'exécution en série et la sérialisation à la gestion des transactions.

Qu'est-ce qu'ils veulent dire ?

La sérialisation des transactions exécutées simultanément prévoit la construction d'un plan spécial pour leur travail, dans lequell'effet total du mélange obtenu est équivalent au résultat obtenu grâce à leur exécution séquentielle.

Un plan d'exécution en série est une structure spécifique d'actions qui conduit à la sérialisation. Bien sûr, si le système parvient à fournir une véritable exécution en série d'un mélange de transactions, alors pour tout utilisateur qui initie une transaction, la présence des autres sera complètement imperceptible, sauf qu'il fonctionnera un peu plus lentement par rapport au mono-utilisateur mode.

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. Dans le cas de l'utilisation de tout algorithme de sérialisation, la possibilité de conflits entre deux ou plusieurs transactions lors de l'accès à certains objets de la base de données est prévue. Dans une telle situation, afin de prendre en charge cette procédure, il est nécessaire d'effectuer une restauration, c'est-à-dire d'éliminer toute modification apportée à la base de données via un ou plusieurs processus. Ce n'est là qu'une des situations où une personne ressent la présence d'autres personnes dans un système multi-utilisateurs.

Journalisation

L'une des principales exigences des systèmes modernes est d'assurer la fiabilité du stockage des informations dans la mémoire externe. En particulier, cela prévoit que les principales fonctions du SGBD incluent la capacité de restaurer le dernierl'état de la base de données après toute défaillance logicielle ou matérielle. Dans la grande majorité des cas, il est d'usage de considérer deux options pour les pannes matérielles:

• soft, qui peut être interprété comme un arrêt inattendu de l'ordinateur (le cas le plus courant est une coupure de courant d'urgence);
• hard, qui se caractérisent par une perte partielle ou complète des données stockées sur un support externe.

Les exemples d'échecs logiciels incluent le plantage du système lors de la tentative d'utilisation d'une fonctionnalité qui ne fait pas partie des fonctions principales du SGBD, ou le plantage d'un utilitaire utilisateur, à la suite duquel une certaine transaction n'a pas été terminée. La première situation peut être considérée comme un type spécial de défaillance logicielle, tandis que la seconde nécessite une seule récupération de transaction.

Bien sûr, dans tous les cas, pour restaurer la base de données normalement, vous devez disposer d'un certain nombre 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 la partie des données utilisées lors de la récupération doit être gardée avec une attention particulière. La méthode la plus courante pour conserver ces données redondantes est la journalisation des modifications.

Qu'est-ce que c'est et comment est-il utilisé ?

Le journal est une partie spéciale de la base de données, accédezqui n'est pas inclus dans le nombre de fonctions SGBD, et il est pris en charge très soigneusement. Dans certaines situations, il prend même en charge deux copies du journal en même temps, situées sur des supports physiques différents. Ces référentiels reçoivent des informations sur tout changement qui se produit dans la partie principale de la base de données, et dans différents systèmes de gestion, les changements peuvent être consignés à différents niveaux. Dans certaines situations, une entrée de journal correspond entièrement à une opération de mise à jour logique spécifique, dans d'autres - une opération interne minimale associée à la mise à jour d'une page de mémoire externe, tandis que certains SGBD prévoient une combinaison des deux approches.

Dans tous les cas, la stratégie de journalisation dite "écriture anticipée" est utilisée. Lorsqu'il est appliqué, un enregistrement indiquant un changement dans tous les objets de la base de données entre dans la mémoire externe du journal avant que l'objet soit modifié. On sait que si les fonctions du SGBD Access permettent l'implémentation normale de ce protocole, l'utilisation du log résout les problèmes liés à la restauration de la base de données en cas de panne.

Rollback

La situation de récupération la plus simple est une annulation de transaction individuelle. Pour cette procédure, vous n'avez pas besoin d'utiliser un journal des modifications à l'échelle du système, et il est tout à fait suffisant d'utiliser un journal des opérations de modification local pour chaque transaction, puis d'annuler les transactions en effectuant des opérations inverses, en commençant à la fin de chacun des les enregistrements. La structure d'une fonction SGBD fournit souventl'utilisation d'une telle structure, mais dans la plupart des cas, les journaux locaux ne sont toujours pas pris en charge, et une annulation individuelle, même pour des transactions individuelles, est effectuée en fonction de celle à l'échelle du système, et pour cela, tous les enregistrements de chacune des transactions sont combinés dans une liste inversée.

Lors d'une panne logicielle, la mémoire externe de la base de données peut inclure divers objets qui ont été modifiés par des transactions qui n'étaient pas terminées au moment de la panne, et peut également manquer de divers objets qui ont été mis à niveau par ceux qui ont terminé avec succès avant la panne grâce à l'utilisation de tampons de RAM, dont le contenu disparaît complètement lorsque de tels problèmes surviennent. Si le protocole d'utilisation des journaux locaux est suivi, il y aura forcément des entrées dans la mémoire externe qui se rapportent à la modification de tels objets.

L'objectif principal de la procédure de récupération après l'apparition de défaillances logicielles est un tel état de la mémoire externe de la base de données principale, qui se produirait si des modifications apportées à des transactions terminées étaient validées dans le VI et ne contiendraient pas de traces de procédures inachevées. Pour obtenir cet effet, les principales fonctions du SGBD dans ce cas sont l'annulation des transactions incomplètes et la relecture des opérations dont les résultats n'ont finalement pas été affichés dans la mémoire externe. Ce processus implique un assez grand nombre de subtilités, qui concernent principalement l'organisation de la gestion des logs et des buffers.

Échecs durs

Lorsqu'une base de données doit être restaurée après une panne matérielle, non seulement le journal est utilisé, mais également une copie de sauvegarde 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 sûr, pour une procédure de récupération normale, la conservation du journal est requise, par conséquent, comme mentionné précédemment, des exigences extrêmement sérieuses sont imposées à sa conservation dans une mémoire externe. Dans ce cas, la récupération de la base de données consiste dans le fait que, sur la base de la copie d'archive, le journal reproduit toutes les transactions qui ont été réalisées au moment où la panne s'est produite. Si nécessaire, il peut même rejouer les transactions en attente et poursuivre leur fonctionnement normal après la fin de la procédure de restauration, mais dans la plupart des systèmes réels, cette procédure n'est pas effectuée car la récupération après défaillance matérielle est elle-même une procédure assez longue.

Support linguistique

Les bases de données modernes utilisent une variété de langages, et les premiers SGBD, dont l'objectif, les fonctions et d'autres caractéristiques différaient considérablement des systèmes modernes, fournissaient la prise en charge de plusieurs langages hautement spécialisés. Fondamentalement, il s'agissait 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 déterminer la structure logique de la base de données, c'est-à-dire pour reconnaître la structure spécifique de la base de données, qui est représentéeutilisateurs. DML, d'autre part, comprenait tout un complexe d'opérateurs de manipulation d'informations qui vous permettaient d'entrer des informations dans la base de données, ainsi que de supprimer, modifier ou utiliser des données existantes.

Les fonctions du SGBD incluent différents types de support pour un seul langage intégré, qui prévoit la présence de tous les moyens nécessaires au travail normal avec les 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 courants d'aujourd'hui.

Qu'est-ce que c'est ?

Tout d'abord, ce langage combine les principales fonctions de DML et SDL, c'est-à-dire qu'il offre la possibilité de déterminer la 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'objets en leurs identifiants internes, sur la base de tables de catalogue de services spécialement gérées. Le cœur des systèmes de contrôle, en principe, n'interagit en aucune façon avec les tables ou leurs colonnes individuelles.

Le langage SQL comprend toute une liste d'outils spéciaux qui vous permettent de déterminer les contraintes sur l'intégrité de la base de données. Encore une fois, de telles restrictions sont incluses dans des tables de catalogue spéciales, et le contrôle d'intégrité est effectué directement au niveau de la langue, c'est-à-direlors du processus de lecture des instructions de modification de base de données individuelles, le compilateur, basé sur les contraintes d'intégrité de la base de données, génère le code de programme correspondant.