Fungsi DBMS Utama

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Sistem manajemen basis data modern digunakan di banyak situs, tetapi tidak semua orang tahu apa itu dan bagaimana Anda dapat menggunakan fungsi DBMS. Alat tersebut memiliki banyak kemungkinan, jadi untuk menggunakannya sepenuhnya, Anda harus memahami apa yang dapat mereka lakukan dan seberapa bergunanya bagi pengguna.

Manajemen data

Pertama-tama, fungsi DBMS mencakup pemrosesan informasi di memori eksternal, dan fungsi ini menyediakan struktur dasar VI, yang diperlukan tidak hanya untuk menyimpan informasi yang langsung disertakan dalam database, tetapi juga untuk melakukan berbagai tugas layanan, seperti mendapatkan akses yang dipercepat ke file apa pun dalam berbagai kasus. Dalam modifikasi tertentu, kemampuan berbagai sistem file digunakan secara aktif, sementara yang lain menyediakan pekerjaan bahkan pada tingkat perangkat memori eksternal. Tetapi dalam kasus ini, perlu dicatat bahwa dalam fungsi DBMS yang sangat berkembang, pengguna dalam hal apa pun tidak diberi tahu apakah ada sistem yang digunakan, dan jika demikian, bagaimana file diatur. Secara khusus, sistem mempertahankan urutan penamaannya sendiri untuk objek yang disertakan dalam database.

manajemen buffer RAM

Dalam sebagian besar kasus, biasanya menggunakan fungsi DBMS dalam database yang cukup besar, dan ukuran ini paling tidak sering jauh lebih besar daripada RAM yang tersedia. Tentu saja, jika dalam hal mengakses setiap elemen data, pertukaran dengan memori eksternal dilakukan, kecepatan yang terakhir akan sesuai dengan kecepatan sistem itu sendiri, oleh karena itu, satu-satunya pilihan untuk benar-benar meningkatkannya adalah dengan buffer. informasi dalam RAM. Selain itu, bahkan jika OS melakukan buffering seluruh sistem, misalnya dengan UNIX, ini tidak akan cukup untuk menyediakan DBMS dengan tujuan dan fungsi dasar, karena memiliki jumlah data yang jauh lebih besar pada properti buffering yang bermanfaat untuk masing-masing sistem. bagian tertentu dari database yang digunakan. Oleh karena itu, sistem tingkat lanjut memelihara kumpulan buffer mereka sendiri, serta disiplin unik untuk penggantiannya.

Perlu dicatat fakta bahwa ada arah terpisah dari sistem kontrol, yang berfokus pada keberadaan seluruh database secara terus-menerus dalam RAM. Arah ini didasarkan pada asumsi bahwa dalam waktu dekat jumlah RAM di komputer akan dapat diperluas sedemikian rupa sehingga mereka tidak akan lagi khawatir tentang buffering, dan fungsi dasar dari jenis DBMS ini akan berguna di sini. Saat ini, semua pekerjaan tersebut masih dalam tahap pengujian.

Manajemen transaksi

Transaksi adalah urutan operasi dengan database yang digunakan, yang dianggap oleh sistem manajemen sebagaisatu keseluruhan. Jika transaksi benar-benar berhasil dijalankan, sistem akan memperbaiki perubahan yang dibuat di memori eksternal, atau tidak satu pun dari perubahan ini yang akan memengaruhi status database. Operasi ini diperlukan untuk menjaga integritas logis dari database yang digunakan. Perlu dicatat bahwa menjaga jalannya mekanisme transaksi yang benar merupakan prasyarat bahkan ketika menggunakan DBMS pengguna tunggal, yang tujuan dan fungsinya berbeda secara signifikan dari jenis sistem lainnya.

Properti yang setiap transaksi dimulai hanya ketika database dalam keadaan konsisten dan meninggalkannya dalam keadaan yang sama setelah akhir prosedur, membuatnya sangat nyaman untuk digunakan sebagai unit aktivitas terkait database. Dengan manajemen yang tepat untuk mengeksekusi transaksi secara bersamaan oleh sistem kontrol, setiap pengguna individu, pada prinsipnya, dapat merasa seperti bagian dari keseluruhan. Namun, ini sampai batas tertentu merupakan representasi yang ideal, karena dalam banyak situasi ketika orang yang bekerja masih akan merasakan kehadiran rekan kerja mereka jika mereka menggunakan sistem multi-pengguna, tetapi sebenarnya ini juga disediakan oleh konsep DBMS.. Fitur DBMS tipe multi-pengguna juga menghubungkan konsep seperti rencana eksekusi serial dan serialisasi dengan manajemen transaksi.

Apa artinya?

Serialisasi transaksi yang dijalankan secara bersamaan menyediakan konstruksi rencana khusus untuk pekerjaan mereka, di manaefek total dari campuran yang dicapai setara dengan hasil yang diperoleh karena eksekusi berurutannya.

Rencana eksekusi serial adalah struktur tindakan spesifik yang mengarah ke serialisasi. Tentu saja, jika sistem berhasil memberikan eksekusi campuran transaksi yang benar-benar serial, maka untuk setiap pengguna yang memulai transaksi, kehadiran orang lain akan benar-benar tidak terlihat, kecuali bahwa itu akan bekerja sedikit lebih lambat dibandingkan dengan pengguna tunggal. modus.

Ada beberapa algoritma serialisasi dasar. Dalam sistem terpusat, algoritma paling populer saat ini didasarkan pada tangkapan sinkronisasi dari berbagai objek basis data. Dalam hal menggunakan algoritma serialisasi, kemungkinan konflik antara dua atau lebih transaksi pada akses ke objek database tertentu disediakan. Dalam situasi seperti itu, untuk mendukung prosedur ini, perlu untuk melakukan rollback, yaitu, untuk menghilangkan setiap perubahan yang dibuat ke database melalui satu atau lebih proses. Ini hanyalah salah satu situasi di mana seseorang merasakan kehadiran orang lain dalam sistem multi-pengguna.

Journal

Salah satu persyaratan utama untuk sistem modern adalah memastikan keandalan penyimpanan informasi di memori eksternal. Secara khusus, ini menetapkan bahwa fungsi utama DBMS mencakup kemampuan untuk mengembalikan yang terakhir disepakatikeadaan database setelah terjadi kegagalan perangkat lunak atau perangkat keras. Dalam sebagian besar kasus, biasanya mempertimbangkan dua opsi untuk kegagalan perangkat keras:

• soft, yang dapat diartikan sebagai komputer mati secara tidak terduga (kasus yang paling umum adalah pemadaman listrik darurat);
• hard, yang ditandai dengan hilangnya sebagian atau seluruh data yang disimpan di media eksternal.

Contoh kegagalan perangkat lunak termasuk sistem crash ketika mencoba menggunakan beberapa fitur yang bukan bagian dari fungsi utama DBMS, atau crash beberapa utilitas pengguna, akibatnya transaksi tertentu tidak selesai. Situasi pertama dapat dianggap sebagai jenis kegagalan lunak khusus, sedangkan yang terakhir membutuhkan pemulihan transaksi tunggal.

Tentu saja, bagaimanapun juga, untuk memulihkan database secara normal, Anda perlu memiliki sejumlah informasi tambahan. Dengan kata lain, untuk pemeliharaan normal keandalan penyimpanan data dalam database, perlu untuk memastikan redundansi penyimpanan informasi, dan bagian dari data yang digunakan selama pemulihan harus dijaga dengan sangat hati-hati. Metode yang paling umum untuk mempertahankan data yang berlebihan ini adalah mengubah logging.

Apa itu dan bagaimana cara menggunakannya?

Log adalah bagian khusus dari database, aksesyang tidak termasuk dalam jumlah fungsi DBMS, dan didukung dengan sangat hati-hati. Dalam beberapa situasi, bahkan menyediakan dukungan untuk dua salinan log pada saat yang sama, yang terletak di media fisik yang berbeda. Repositori ini menerima informasi tentang setiap perubahan yang terjadi di bagian utama database, dan dalam sistem manajemen yang berbeda, perubahan dapat dicatat di berbagai tingkatan. Dalam beberapa situasi, entri log sepenuhnya sesuai dengan operasi pembaruan logis tertentu, di lain - operasi internal minimal yang terkait dengan memperbarui halaman memori eksternal, sementara beberapa DBMS menyediakan kombinasi dari dua pendekatan.

Bagaimanapun, apa yang disebut strategi logging "tulis terlebih dahulu" digunakan. Saat diterapkan, catatan yang menunjukkan perubahan dalam objek database apa pun memasuki memori log eksternal sebelum objek diubah. Diketahui bahwa jika fungsi Access DBMS menyediakan implementasi normal dari protokol ini, menggunakan log memecahkan masalah apa pun yang terkait dengan pemulihan database jika terjadi kegagalan.

Rollback

Situasi pemulihan paling sederhana adalah pengembalian transaksi individual. Untuk prosedur ini, Anda tidak perlu menggunakan log perubahan seluruh sistem, dan cukup menggunakan log operasi modifikasi lokal untuk setiap transaksi, dan kemudian memutar kembali transaksi dengan melakukan operasi terbalik, mulai dari akhir setiap transaksi. catatan. Struktur fungsi DBMS sering menyediakan:penggunaan struktur seperti itu, tetapi dalam kebanyakan kasus, log lokal masih tidak didukung, dan rollback individu bahkan untuk transaksi individu dilakukan sesuai dengan sistem secara keseluruhan, dan untuk ini semua catatan dari setiap transaksi digabungkan dalam daftar terbalik.

Selama kegagalan lunak, memori eksternal database dapat mencakup berbagai objek yang telah dimodifikasi oleh transaksi yang tidak diselesaikan pada saat kegagalan, dan mungkin juga kekurangan berbagai objek yang telah ditingkatkan oleh objek yang berhasil diselesaikan sebelum kegagalan melalui penggunaan buffer RAM, yang isinya benar-benar hilang ketika masalah seperti itu terjadi. Jika protokol untuk menggunakan log lokal diikuti, pasti ada entri di memori eksternal yang berkaitan dengan modifikasi objek tersebut.

Tujuan utama dari prosedur pemulihan setelah terjadinya kegagalan lunak adalah keadaan memori eksternal dari database utama, yang akan terjadi jika perubahan pada setiap transaksi yang diselesaikan dilakukan di VI dan tidak akan mengandung jejak dari prosedur yang belum selesai. Untuk mencapai efek ini, fungsi utama DBMS dalam hal ini adalah mengembalikan transaksi yang tidak lengkap dan memutar ulang operasi yang hasilnya tidak ditampilkan di memori eksternal. Proses ini melibatkan sejumlah besar seluk-beluk, yang terutama terkait dengan organisasi manajemen log dan buffer.

Kegagalan berat

Ketika database perlu dipulihkan setelah mengalami kegagalan yang parah, tidak hanya log yang digunakan, tetapi juga salinan cadangan database. Yang terakhir adalah salinan lengkap dari database pada saat pengisian log dimulai. Tentu saja, untuk prosedur pemulihan normal, pelestarian jurnal diperlukan, oleh karena itu, seperti yang disebutkan sebelumnya, persyaratan yang sangat serius dikenakan pada pelestariannya di memori eksternal. Dalam hal ini, pemulihan database terdiri dari fakta bahwa, berdasarkan salinan arsip, log mereproduksi semua transaksi yang telah diselesaikan pada saat kegagalan terjadi. Jika perlu, ia bahkan dapat memutar ulang transaksi yang tertunda dan melanjutkan operasi normalnya setelah prosedur pemulihan berakhir, tetapi di sebagian besar sistem nyata, prosedur ini tidak dilakukan dengan alasan bahwa pemulihan kegagalan keras itu sendiri merupakan prosedur yang agak panjang.

Dukungan bahasa

Basis data modern menggunakan berbagai bahasa, dan DBMS awal, yang tujuan, fungsi, dan fitur lainnya berbeda secara signifikan dari sistem modern, menyediakan dukungan untuk beberapa bahasa yang sangat khusus. Pada dasarnya, ini adalah SDL dan DML, yang dirancang untuk mendefinisikan skema database dan memanipulasi data, masing-masing.

SDL digunakan untuk menentukan struktur logis database, yaitu untuk mengenali struktur spesifik database, yang diwakilipengguna. DML, di sisi lain, mencakup seluruh kompleks operator manipulasi informasi yang memungkinkan Anda memasukkan informasi ke dalam database, serta menghapus, mengubah, atau menggunakan data yang ada.

Fungsi DBMS mencakup berbagai jenis dukungan untuk satu bahasa terintegrasi, yang menyediakan segala cara yang diperlukan untuk pekerjaan normal dengan database, mulai dari pembuatan awal, dan menyediakan antarmuka pengguna standar. SQL digunakan sebagai bahasa standar yang menyediakan fungsi dasar DBMS dari sistem relasional yang paling umum saat ini.

Apa itu?

Pertama-tama, bahasa ini menggabungkan fungsi utama DML dan SDL, yaitu menyediakan kemampuan untuk menentukan semantik spesifik dari database relasional dan memanipulasi informasi yang diperlukan. Pada saat yang sama, penamaan berbagai objek database didukung secara langsung pada tingkat bahasa dalam arti bahwa kompiler mengubah nama objek menjadi pengidentifikasi internalnya, berdasarkan tabel katalog layanan yang dipelihara secara khusus. Inti dari sistem kontrol, pada prinsipnya, tidak berinteraksi dengan tabel atau kolom masing-masing dengan cara apa pun.

Bahasa SQL mencakup seluruh daftar alat khusus yang memungkinkan Anda menentukan batasan integritas database. Sekali lagi, pembatasan semacam itu termasuk dalam tabel katalog khusus, dan kontrol integritas dilakukan langsung pada tingkat bahasa, yaitudalam proses membaca pernyataan modifikasi database individu, kompiler, berdasarkan batasan integritas dalam database, menghasilkan kode program yang sesuai.