Datenbanksysteme

Eine Datenbank besteht aus:

• Datenbank: Eine Sammlung von zusammenhängenden Daten. Ein Zug besteht aus:
  • Data Dictionary: Enthält eine Beschreibung der Struktur der DB, die "Metadaten".
  • Daten
• Das Management-System-Datenbank: Eine Sammlung von Programmen, die es ermöglichen, die Datenbank zu definieren, erstellen, bearbeiten und den Zugriff darauf zu steuern.
• Benutzer: Administratoren, Designer, Endverbraucher, und so weiter.

Vorteile der Verwendung von DBMS

• Minderung und Kontrolle von Redundanz
• Vermeidung von Inkonsistenzen (unterschiedliche Kopien des Originals)
• Aufrechterhaltung der Integrität (d.h. gespeicherte Informationen zu korrigieren). Für diese werden sog. Integritätsbedingungen verwendet (Datentyp, Länge, etc.).
• Leicht zu führen, die Entwicklung und Pflege von Beziehungen zwischen den Daten.
• Zutrittskontrolle, Sicherheit und Parallelität.
• Einfache Datensicherung und Wiederherstellung nach Fehlern.
• Flexibilität, Änderungen in der Struktur, ohne dass die gespeicherten Daten.

Datenmodell

Das Datenmodell einer DB ist eine Reihe von Konzepten, die die Datentypen, die Beziehungen und die Einschränkungen, die sie erfüllen, zusätzlich zur Abfrage und Änderung Operationen, sowohl die Daten als auch die Struktur der Datenbank beschreiben. Typen:

• Conceptual (hoch) in der Nähe der realen Welt, auf Unternehmen, die Attribute, die sie zu definieren, und beziehen sich auf andere Basis. Zum Beispiel, UML.
• Logic: Logic kann die globale Struktur zu beschreiben, sind verständlich von den Benutzern, sondern auch auf die physische Organisation der Daten schließen. Zum Beispiel, relationale oder objekt-orientiert.
• Physical: Beschreiben Sie die physikalische Struktur der Datenbank, wie sie gespeichert und Akteneinsicht, Blöcke, etc.

Schema und Zustandsdiagramme

Schema: legt das Design der Datenbank, die Metadaten fest.

Status: Datensatz, der die Datenbank zu einem bestimmten Zeitpunkt enthält. Der Manager sollte sicherstellen, dass es immer konsistent ist.

Sprachen und Schnittstellen

LOD: Data Definition Language, um festzulegen, die konzeptionelle Struktur der Datenbank.

LDA: Lagerung Definition Language.

LDV: Blick Definition Language, dass Benutzer die Ansichten definieren können. Die meisten Manager verwenden LDD Ansichten definieren.

DML: Data Manipulation Language ermöglicht den Zugriff, Einfügen, Löschen und Ändern von Daten. Es kann prozedurale (wie man und wie) oder deklarative (aber nicht zu bekommen) sein.

Relationales Datenmodell

Es ist das am weitesten verbreitete Modell, basierend auf Aufzeichnungen.

In der formalen Definition spielen die Beziehungen dieser Eigenschaften:

• Es werden keine doppelten Tupel
• Tupel sind ungeordnet
• Die Attribute sind nicht sortiert
• Die Attributwerte sind atomar

Integritätsregeln

Manager definieren die Einschränkungen, die Tupel anzuwenden. Das relationale Modell gibt zwei Arten von Merkmalen der Integrität, obwohl es mehr sind:

• Candidate Schlüssel, Primär-und Alternative: (Keine zwei Tupel mit den gleichen Werten für diese attrib.) Eine Teilmenge von Attributen, die Unique-Einschränkung entsprechen nicht enthalten Null.
• Fremdschlüssel: von Attributen einer Relation gesetzt, der auf den Primärschlüssel einer anderen Relation (oder das gleiche). Ermöglicht Verknüpfung von Beziehungen. Der Manager muss sicherstellen, dass sämtliche Korrespondenz mit Fremdschlüsseln (sofern sie nicht Null sind).

Null

Represent unbekannten Attribute, fehlende oder nicht anwendbar. In Primärschlüssel, kann eines seiner Attribute enthalten eine Null. Auf der Außenseite, ob damit null.

Datenbanksprachen

Relationale Algebra

Collection von Betreibern mit Beziehungen als Operanden und geben die Beziehungen als Ergebnis.

In Operationen, die die Eingabe Beziehungen sind kompatibel benötigen, sollten beide Beziehungen haben die gleiche Anzahl von Attributen und der gleichen Domäne.

Operations

Relational-Kalkül

Es ist Bedingungen ausgedrückt:

Deren Ergebnis die Menge der Tupel t, dass die Bedingung erfüllen. Beispiele:

• {T | ACTOR (t) und t.cache> 2000}
• {T.nombre, t.nacionalidad | ACTOR (t) und t.cache> 5000}
• (∀ t) (BANK (t) und nicht (t.ciudad = 'London'))
• (∃ t) (BANK (t) und t.ciudad = 'Amsterdam')

Data Integrity

Integritätsregeln

Sie bestehen aus:

• Name
• Integritätsbedingung wird ausgewertet
• Antwort auf eine versuchte Vergewaltigung
  • Ablehnen der Operation
  • Ein weiteres Verfahren

Kann der verschiedenen Typen:

• Domain: define einer Domäne. Beispiel:

CREATE DOMAIN Color_ojos AS VARCHAR (10)

DEFAULT 'BROWN'

CONSTRAINT color_valido

CHECK (VALUE IN ('BROWN', 'Grey', 'blau', 'Grün', 'BLACK'));

• Tabelle: inklusive mit der Definition einer Tabelle, und gelten für:
  • Spalten: definieren Sie den Datentyp, Domäne, wenn null ist erlaubt, und so weiter.

CREATE TABLE Schauspieler

(Name VARCHAR (30) NOT NULL)

• Keys und externen Kandidaten
  • Kontrollen auf dem Tisch (CHECK)

CREATE TABLE-Filme (

CONSTRAINT pelicula_fechas_ok

CHECK (fecha_fin_rodaje

... );

• General (Aussagen) nicht in der Tabelle enthalten, sind ein weiteres Element der BD. Es kann sich dabei eine beliebige Anzahl von Tabellen.

CREATE ASSERTION RI1_age1_cache

CHECK (NOT EXISTS (SELECT * FROM Schauspieler

WHERE-Cache-Agentur = 1 und

Constraint-Prüfung

Die Einschränkungen können auf zwei Arten getestet werden:

• IMMEDIATE: nach jeder SQL-Anweisung ausgeführt
• LATENTE: Am Ende der Transaktion

Auslöser (Trigger)

Hier können Sie die Aktion angeben, die nach der Vergewaltigung einer Einschränkung auszuführen. So entwerfen, müssen Sie angeben:

• Überprüfen Fall, dass der Trigger verursacht.
• Eine Bedingung, die erfüllt es ausgeführt werden müssen.
• Durchgeführte Maßnahmen bei der Ausführung.

Sample-Anweisung:

CREATE TRIGGER

{BEFORE | AFTER} {INSERT | UPDATE [OF ] | DELETE}

ON

[REFERENCING OLD [ROW | TABLE] [AS]

[NEW [ROW | TABLE] [AS] ]]

[FOR EACH ROW | FOR EACH STATEMENT]

[WHEN ]

BEGIN ATOMIC

END;

Transaktionen

Eine Transaktion ist eine Aktion oder eine Reihe von Aktionen durch einen Benutzer oder Anwendungsprogramm, das liest und aktualisiert die Inhalte der Datenbank durchgeführt. Seine Eigenschaften sind:

• Atomicity: alles oder nichts laufenden Transaktion
• Integrität: Die Transaktion wird die Datenbank von einem Zustand in der Konsistenz zu einem anderen.
• Zuschauer: Veränderungen von T aus nicht sichtbar sind, bis sie bestätigt wird.
• Recovery: Nach erfolgreich abgeschlossen wurde, bestehen seine Veränderungen, auch wenn das System ausfällt.

Die Geschäfte werden mit einer COMMIT-oder ROLLBACK.4 abgeschlossen

Concurrency Control

Probleme mit Parallelität verbunden

Einige der Probleme mit dem Wettbewerb verbunden sind:

• Update verloren gehen, wenn zwei T den gleichen Wert zu lesen, schreibt man dann auch die andere schreibt, aber unabhängig vom Wert des ehemaligen geschrieben.
• Dirty lesen: wenn eine Transaktion einen Wert von einer Transaktion, die ausgefallen und fällt auseinander gesetzt liest.
• Falsche Zusammenfassung: Sie Aggregatfunktionen wie Konto-oder kurz, auf Daten von einer anderen Transaktion geändert.
• Nicht wiederholbare lesen: wenn T einen Wert liest zweimal, sondern in der Mitte des Lesens ein anderes T ändern Sie diesen Wert.

Serialisierbarkeit

Das Ziel des Plans Serialisierbarkeit von Transaktionen keine Interferenzen zwischen ihnen auftreten.

Planning-Serie ist eine, die die Operationen jeder Transaktion wird nacheinander ohne interleaved Operationen von anderen Transaktionen ausgeführt werden können. Ineffiziente.

Range Planung ist nicht eine, in der die Operationen, wenn eingefügt. Wir müssen einen Weg finden, um diese Zusammenstellung nicht zu Fehlern. Es heißt serialisierbar, wenn es gleichbedeutend mit etwas Planung Serie mit dem gleichen Transaktionen. Diese Gleichwertigkeit kann durch "Gleichwertigkeit Konflikt" definiert werden:

• Wenn zwei T nur Daten lesen, spielt die Reihenfolge keine Rolle.
• Wenn Sie lesen und schreiben verschiedene Daten, spielt die Reihenfolge keine Rolle.
• Wenn Sie lesen die gleichen Daten und mindestens ein Element-Typ, Konflikt, und es ist die Reihenfolge der Ausführung Angelegenheit.

So konvertieren Sie eine Reihe von Planung ist nicht serialisierbar mit einem Vorrang Grafik:

• Node ist für jede Transaktion auf P erstellt
• Erstellen Sie eine Kante T → T _{j k k,} wenn T liest oder schreibt einen Wert, nachdem es geschrieben _j T.
• Erstellen Sie eine Kante _j → T _k T _k, wenn Sie einen Wert eingeben, nachdem T _j es gelesen hat.

Wenn der Graph einen Kreis enthält, ist P nicht serialisierbar. Ansonsten, um es serialisierbar führen Sie eine topologische Sortierung der Knoten.

Sperrt

Sein Ziel ist es, die Serialisierung aller Transaktionen durch die Planung eine Reihe von Regeln und Protokolle gewährleisten. Die Verwendung von Schlössern übernimmt keine Gewähr für die Serialisierung von Fahrplänen.

Blocking-Methoden basieren auf der Verwendung von Sperren, um den gleichzeitigen Zugriff auf Daten Steuerung basiert:

• Shared-Sperre, das Element T lesen aber nicht schreiben
• Exclusive lock: die T kann lesen und aktualisieren Sie die Position.

Stuck auf zwei Bühnen

Es ist am besten bekannt. Eine Transaktion T ist das Locking Protokoll in zwei Phasen, wenn alle Sperren Operationen der ersten Freischaltung vorausgehen. T kann in zwei Phasen unterteilt werden:

• Phase der Expansion (oder Wachstum)
  • T kann Sperren an
  • T kann keine Sperren freigegeben
• Abschwung
  • T freigeben können vorhandene Schlösser
  • T kann nicht gewinnen alle Sperren

Diese Methode stellt sicher Serialisierbarkeit if (wenn T von allen angewendet wird), sondern reduziert Parallelität und kann Probleme von Deadlocks oder unbestimmte Blockierung verursachen.

B2F Einige Änderungen sind:

• B2F konservativ oder statisch: T sollte block all jene, die den Zugang vor dem Start zu laufen haben. (No Deadlock)
• B2F streng: T setzt keine exklusive Sperre bis zum Ende. Kann Deadlocks verursachen.
• Konsequente B2F: T setzt keine Sperre bis Ende.

Deadlock Problem

Tritt auf, wenn zwei oder mehr Transaktionen warten, um eine Sperre durch eine andere Transaktion freizugeben. Der Manager der Datenbank sollte zu erkennen und zu brechen.

Es gibt drei Verfahren für die Verwaltung von Deadlocks:

• Timings von Sperren: Sperren warten Transaktionen nur warten, eine bestimmte Menge an Zeit. Wenn nach dieser Zeit kann sie nicht neu gestartet.
• Deadlock Prevention: ist ein Zeitstempel für jeden Geschäftsvorfall zugeordnet nach ihrer Startzeit. Wenn eine Transaktion zu einem bereits gesperrten Artikel sperren versucht, können Sie zwei Algorithmen:
  • Wait-sterben: wenn T ist älter als das Schloss zu halten, wenn nicht abgebrochen und neu gestartet.
  • Hurt-warten: Wenn T älter ist, abbrechen und neu starten der Transaktion, die die Sperre (die jungen, sondern behält seine Marke), wenn nicht zu erwarten.
• Blockierungserkennung: Erstellen Sie ein Diagramm, das die Abhängigkeiten zwischen Transaktionen und suchen Sie nach Zyklen in das sieht man. Wenn er sie findet, bricht einige Transaktionen zu brechen und versucht, diesen Vorgang zu machen so kostengünstig wie möglich.

Problem des Hungers

Eine Transaktion wird abgebrochen leidet Hunger, wenn mehrere Male und nie beendet die Ausführung. Die Lösung besteht darin, höhere Prioritäten der T abgebrochen mehrmals zuweisen revictimization zu vermeiden.

Unbestimmte blockierende Problem

Tritt ein, wenn der Manager nicht wählen, wird ein T, die darauf warten, eine Sperre einzurichten, weil es immer mehr Priorität vor.

Es kann auf zwei Arten gelöst werden:

• First come, first served.
• Erhöhte Priorität warten, der seit mehr gewartet haben höhere Priorität.

Failover

Der Manager sollte sicherstellen, dass die Transaktionen aller ihrer Tätigkeit und ihrer Wirkung dauerhaft in der Datenbank, oder dass keine Auswirkungen auf BD oder andere T. haben (Unteilbarkeit und Haltbarkeit).

Arten von Fehlern

• Lokale Fehler: Nur die T gescheitert.
  • Erwartete lokales Versagen
  • Unvorhergesehene lokales Versagen (bug oder Abbruch durch den Anwender)
  • Vertragsverletzung Verhängung von Concurrency Control
• Global Failure: T. betrifft alle
• Versagen des Systems (soft landing): Hardware-Defekt oder Netzwerk. Keine Beschädigung der Scheibe.
• Hardware-Fehler (Festplatte fällt): BD korrupten
• Physikalische Fehler: Naturkatastrophen, Feuer, Diebstahl ...

Erholung

Ziel ist es, wieder vermietet die BD in einem ordnungsgemäßen Zustand nach einem Ausfall. Der Manager stellt sicher, dass keine Transaktion verloren geht oder links in der mittleren Frist.

Einer der Mechanismen eingesetzt wird die Verwendung einer log-Datei, die die Einzelheiten der Transaktionen speichert

Wiederherstellen einer fehlgeschlagenen Transaktion

• Wenn der Fehler tritt auf, wenn T läuft, wird rückgängig gemacht. Zu diesem Zweck betreibt das Blog in umgekehrter Reihenfolge, zum Verhängnis jedes der Schreib-Operationen durch die Transaktion durchgeführt.
• Wenn T hat bereits bestätigt, erneuert T sein, das Lesen der Blogs, um von der ersten Schreib-Operation.

Melden Sie sich vorab

Ist zu verhindern, dass ein T COMMIT wird, bis alle Datensätze zeigen,

dass T ist nicht schwer zu vervollständigen. Einmal auf die Festplatte gebracht, damit die Änderungen durch T in der Datenbank permanent gemacht, so dass, wenn Fehler auftritt damals, können Sie das Protokoll abrufen.

Checkpoints

Es ist ein Zeichen in das Protokoll, das beinhaltet enthalten:

• Die Scheibe Schreib-Puffer-Blog.
• Die Festplatte schreiben über alle Änderungen an der Datenbank vorgenommen.

Diese Eingänge lassen Sie das System aus dem letzten Checkpoint anstatt von vorne beginnen zu erholen.

Planung erzielbare

Ein Zeitplan ist erstattungsfähig, wenn keine Transaktion T wird bestätigt, bevor eine Transaktion, die U of T Lesung bestätigt. Dadurch wird sichergestellt, dass, sobald ein T bestätigt wurde, wird nie brauchen, um es rückgängig zu machen.

Dies kann zu Cascading Rollbacks führen, wie eine unbestätigte T kann erfolgen, weil man von einem, der abgebrochen wurde gelesen haben.

Strikte Planung

Eine strenge Planung verhindert, dass Transaktionen Lesen oder Schreiben von Elementen anderer Transaktionen, die nicht bestätigt wurden oder abgebrochen wird.

Recovery-Strategien

Konfrontiert mit einem Ausfall Typ 5 oder 6, ist die einzige Lösung, um eine Backup-und Redo-Einträge aus dem Protokoll wieder herzustellen.

Fail-Typ 1 bis 4, wobei das Protokoll zu wiederholen oder rückgängig betroffenen Umsätze anwendbar.

Technik auf der Upgrade-Basis

Die T kann die BD Disk vor dem Anhalten zu ändern. Bei einem Fehler entsprechend wiederholen oder rückgängig machen den Stand der T zum Zeitpunkt des Fehlers.

Technik auf die verzögerte Aktualisierung der Grundlage

Die T nie ändert das BD-Laufwerk bis es bestätigt wird. Wenn der Fehler auftritt, bevor der Commit-Punkt, keine Notwendigkeit, irgendetwas zu tun. Andernfalls müssen Sie ihren Betrieb wieder aufzubauen.

Variation des Upgrades

Die T kann die BD Disk vor dem Anhalten zu ändern. Der Punkt ist nicht als bestätigt, bis die T speichert Ihre Änderungen auf die Festplatte. Im Falle des Scheiterns vor diesem Zeitpunkt ist der Betrieb wieder rückgängig gemacht, wenn es dann passiert nichts getan wird.

Transaction Isolation Levels

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL

Access-Modi:

• READ ONLY: verbietet Updates
• READ WRITE: Standard

Isolationspegel:

SQL

Data Query: SELECT

Columnas>

Tische> Liste> FROM Tabellen benötigt (auch zusammen)

Filas> CONDITIONS> WHERE-Bedingungen für Zeilenauswahl

GROUP BY-Spalten Agrupación>

HAVING Bedingung grupos> CONDITIONS> für die Auswahl der Gruppen von Zeilen

ORDER BY-Spalten ordenación>

Set Operations

UNION (U), INTERSECT (∩), mit Ausnahme von (-)

In Oracle, als Experten AUSSER MINUS. Der OP-Tisch müssen kompatibel sein. Nicht, um Duplikate mit UNION ALL zu entfernen, INTERSECT ALL, EXCEPT ALL.

Explicit gesetzt

v IN (...) zeigt an, ob der Wert v, um die Menge der Werte gehört.

v ANY (...): vergleichen v mit den Elementen der Menge, und liefert TRUE, wenn es für jeden von ihnen hält. Sie können auch einige (...)

ALL v (...) vergleicht v mit Elementen der Menge, und liefert TRUE, wenn es ihnen allen gerecht wird.

Nested Queries

EXISTS (S): Prüfen Sie, ob S nicht eine leere Tabelle

UNIQUE (S): TRUE zurück, wenn keine Zeilen in S wiederholt wurden

Views Online

Eine Unterabfrage in der FROM-Klausel einer anderen Abfrage. Beispiel:

SELECT X.nd, X.nombred, E.nss, E.nombre, E.apellido, E.salario

FROM Employee E, (SELECT nd, MAX (salary) AS FROM Employee GROUP BY max_sal nd) X = X.max_sal UND WO E.salario E.nd = X.nd;

Meetings

• INNER JOIN: Standardmäßig werden die Tische zusammen mit einem Join-Bedingung
• NATURAL JOIN: einen Equi-Join zwischen jedem Paar von Spalten mit demselben Namen in jeder Tabelle.
• LEFT | RIGHT | FULL [OUTER] JOIN: Outer-Join, dass Zeilen mit NULL oder keine Korrespondenz umfasst.

Einfügen, Ändern und Löschen von Daten

INSERT INTO

UPDATE SET

DELETE FROM WHERE

Der Programmierer muss sicherstellen, dass die Daten erfüllen die Integrität des Systems eingetragen, da sonst die Manager lehnen Anfragen, die nicht daran halten.

LDD

Schemes

Ein Schema ist eine Gruppe von Tabellen und andere Gegenstände.

CREATE SCHEMA esquema> name>

User AUTHORIZATION

Löschen eines Schemas:

DROP SCHEMA ;

Tabellen

Erstellen von Tabellen, und werden ihre Spalten und Einschränkungen.

CREATE TABLE (

VARCHAR (15) [NULL | NOT NULL] [DEFAULT ]

[PRIMARY KEY

[UNIQUE

[FOREIGN KEY Spalten () [ON DELETE SET CASCADE, ] [ON UPDATE ]]

[[CONSTRAINT ] CHECK ()]

Datentypen

• Numerisch
  • INTEGER / INT
  • SMALLINT
  • REAL
  • FLOAT
  • NUMERIC (p, e) oder DECIMAL (p, e), wobei p die Anzahl der Stellen e Maßstab.

In Oracle werden alle numerischen Typen NUMBER (p, e) zum Ausdruck gebracht

• Characters
  • CHAR (n)
  • VARCHAR (n)
• Bitstreams
  • BIT (n)
  • BIT VARYING (n)
• Vorübergehend
  • DATE
  • TIME
  • TIMESTAMP
  • INTERVAL
• Custom Domains
  • Sind mit CREATE DOMAIN, einschließlich Ihres Namens, Standardwerte und Einschränkungen geschaffen
  • Sind zerstört DROP DOMAIN

Ändern von Tabellen

• Add Spalte: ALTER TABLE ADD
• Spalte löschen: ALTER TABLE DROP
• Ändern Spalte: ALTER TABLE ALTER ;
• Add Constraint: ALTER TABLE ADD CONSTRAINT
• Entfernen Einschränkung: ALTER TABLE DROP CONSTRAINT
• Entfernen Tabellen: DROP TABLE

Views

Eine Ansicht ist eine abgeleitete Tabelle aus anderen Tabellen.

CREATE VIEW [()]

AS

Um sie zu entfernen:

DROP VIEW

Die Ansichten sind nicht körperlich, erstellt werden, wenn nicht der Manager erstellt werden bei der Anzeige, so dass Ihre Daten immer aktuell. Der Manager setzt die Anfragen an Äquivalent für ihre Anfragen an die Basistabelle zu sehen.

Doch die Aktualisierung der Ansicht, wenn es begrenzt ist, weil, wenn die Sicht mehr als eine Basistabelle oder Aggregatfunktionen verwenden, können Update-Operationen nicht eindeutig oder gar unmöglich.

WITH CHECK OPTION-Klausel sagt der Manager, dass die Updates auf die Ansicht durchgeführt muss die Übereinstimmung mit den Bedingungen der Freilassung zu überprüfen. ZB:. Ein Blick WITH CHECK OPTION zeigt Löhne unter 900 €, würde er nicht einfügen oder aktualisieren ein Gehalt größer als die Anzahl.

Der Manager kann auf zwei Arten umgehen: die Übersetzung der Abfrage in einer Tabelle anzuzeigen oder vorübergehende körperliche als Cache zu erstellen.

Indizes

Indizes sind Hilfs-Datenstruktur, die Suche auf ein oder mehrere Attribute effizient ermöglicht.

Indizes werden automatisch für die PRIMARY KEY-und UNIQUE-Schlüssel erstellt.

CREATE INDEX ON

DROP INDEX