Управление транзакциями. Управление буферами оперативной памяти

Управление буферами оперативной памяти

Основные функции СУБД

Лекция 9

К функциям СУБД принято относить следующие:

1. Непосредственное управление данными во внешней памяти –

обеспечивает необходимые структуры внешней памяти: 1) для хранения данных, непосредственно входящих в БД; 2) для служебных целей (для убыстрения доступа к данным, обычно хранение индексов). В некоторых СУБД используются возможности существующих файловых систем, в других работа производится на аппаратном уровне устройств внешней памяти. В развитых СУБД поддерживается собственная система именования объектов БД.

СУБД обычно работают с БД значительного размера, иногда этот размер существенно больше доступного объема ОЗУ. Понятно, что если при обращении к любому элементу данных будет производиться обмен с внешней памятью, то вся система будет работать со скоростью устройства внешней памяти. Практически единственным способом реального увеличения этой скорости является буферизация данных в оперативной памяти. При этом, даже если операционная система производит общесистемную буферизацию (как в случае ОС UNIX), этого недостаточно для целей СУБД. Для увеличения скорости обмена данными СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.

Существуют отдельные СУБД, которые ориентированы на постоянное присутствие в оперативной памяти всей БД.

Транзакция - это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Если транзакция успешно выполняется, СУБД фиксирует (COMMIT) изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, иначе ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД. Понятие транзакции гораздо более важно в многопользовательских СУБД.

Каждая транзакция начинается при целостном состоянии БД и оставляет это состояние целостным после своего завершения, что очень удобно для использования понятия транзакции как единицы активности пользователя по отношению к БД. При соответствующем управлении параллельно выполняющимися транзакциями со стороны СУБД каждый из пользователей может быть независимым от других (на самом деле, это несколько идеализированное представление, поскольку в некоторых случаях пользователи многопользовательских СУБД могут ощутить присутствие своих коллег).

С управлением транзакциями в многопользовательской СУБД связаны важные понятия сериализации транзакций и сериального плана выполнения смеси транзакций. Под сериализаций параллельно выполняющихся транзакций понимается такой порядок планирования их работы, при котором суммарный эффект смеси транзакций эквивалентен эффекту их некоторого последовательного выполнения. Сериальный план выполнения смеси транзакций – это такой план, который приводит к сериализации транзакций. Если удается добиться сериального выполнения смеси транзакций, то для каждого пользователя, по инициативе которого образована транзакция, присутствие других транзакций будет незаметно (если не считать некоторого замедления работы по сравнению с однопользовательским режимом).

Существует несколько базовых алгоритмов сериализации транзакций. В централизованных СУБД наиболее распространены алгоритмы, основанные на синхронизационных захватах объектов БД. При использовании любого алгоритма сериализации возможны ситуации конфликтов между двумя или более транзакциями по доступу к объектам БД. В этом случае для поддержания сериализации необходимо выполнить откат (ликвидировать все изменения, произведенные в БД) одной или более транзакций. Это один из случаев, когда пользователь многопользовательской СУБД может реально (и достаточно неприятно) ощутить присутствие в системе транзакций других пользователей.

Дата добавления: 2014-01-13