випадках (зазвичай для цього використовуються індекси). У деяких реалізаціях СУБД активно використовуються можливості існуючих файлових систем, в інших робота проводиться аж до рівня пристроїв зовнішньої пам'яті. Але підкреслимо, що в розвинених СУБД користувачі в будь-якому випадку не зобов'язані знати, чи використовує СУБД файлову систему, і якщо використовує, то як організовані файли. Зокрема, СУБД підтримує власну систему іменування об'єктів БД.
Управління буферами оперативної пам'яті
СУБД зазвичай працюють з БД значного розміру; принаймні цей розмір зазвичай істотно більше доступного обсягу оперативної пам'яті. Зрозуміло, що якщо при зверненні до будь-якого елементу даних буде здійснюватися обмін із зовнішньою пам'яттю, то вся система буде працювати зі швидкістю пристрої зовнішньої пам'яті. Практично єдиним способом реального збільшення цієї швидкості є буферизація даних в оперативній пам'яті. При цьому, навіть якщо операційна система виробляє загальносистемну буферизацію (як у випадку ОС UNIX), цього недостатньо для цілей СУБД, яка має в своєму розпорядженні набагато більшою інформацією про корисність буферизації тієї чи іншої частини БД. Тому в розвинених СУБД підтримується власний набір буферів оперативної пам'яті з власною дисципліною заміни буферів.
Зауважимо, що існує окремий напрямок СУБД, яке орієнтоване на постійну присутність в оперативній пам'яті всієї БД. Цей напрямок грунтується на припущенні, що в майбутньому обсяг оперативної пам'яті комп'ютерів буде настільки великий, що дозволить не турбуватися про буферизації. Поки ці роботи знаходяться в стадії досліджень.
Управління транзакціями
Транзакція - це послідовність операцій над БД, розглянутих СУБД як єдине ціле. Або транзакція успішно виконується, і СУБД фіксує (COMMIT) зміни БД, вироблені цією транзакцією, в зовнішній пам'яті, або ні одне з цих змін ніяк не відбивається на стані БД. Поняття транзакції необхідне для підтримки логічної цілісності БД. Якщо згадати наш приклад інформаційної системи з файлами СПІВРОБІТНИКИ і ВІДДІЛИ, то єдиним способом не порушити цілісність БД при виконанні операції прийому на роботу нового співробітника є об'єднання елементарних операцій над файлами СПІВРОБІТНИКИ і ВІДДІЛИ в одну транзакцію. Таким чином, підтримка механізму транзакцій є обов'язковою умовою навіть однопользовательских СУБД (якщо, звичайно, така система заслуговує назви СУБД). Але поняття транзакції набагато важливіше в багатокористувацьких СУБД.
Те властивість, що кожна транзакція починається при цілісному стані БД і залишає цей стан цілісним після свого завершення, робить дуже зручним використання поняття транзакції як одиниці активності користувача по відношенню до БД. При відповідному управлінні паралельно виконуваних транзакцій з боку СУБД кожен з користувачів може в принципі відчувати себе єдиним користувачем СУБД (насправді, це дещо ідеалізоване уявлення, оскільки в деяких випадках користувачі багатокористувацьких СУБД можуть відчути присутність своїх колег).
З управлінням транзакціями в багатокористувацької СУБД пов'язані важливі поняття серіалізациі транзакцій і серіального плану виконання суміші транзакцій . Під сериализацией паралельно виконуються транзакцій розуміється такий порядок планування їх роботи, при якому сумарний ефект суміші транзакцій еквівалентний ефекту їх деякого послідовного виконання. Серіальний план виконання суміші транзакцій - це такий план, який призводить до серіалізациі транзакцій. Зрозуміло, що якщо вдається домогтися дійсно серіального виконання суміші транзакцій, то для кожного користувача, з ініціативи якого утворена транзакція, присутність інших транзакцій буде непомітно (якщо не вважати деякого уповільнення роботи в порівнянні з однокористувацький режимом).
Існує кілька базових алгоритмів серіалізациі транзакцій. У централізованих СУБД найбільш поширені алгоритми, засновані на синхронізаційних захопленнях об'єктів БД. При використанні будь-якого алгоритму серіалізациі можливі ситуації конфліктів між двома або більше транзакціями по доступу до об'єктів БД. У цьому випадку для підтримки серіалізациі необхідно виконати відкіт (ліквідувати всі зміни, вироблені в БД) однієї або більше транзакцій. Це один із випадків, коли користувач багатокористувацької СУБД може реально (і досить неприємно) відчути присутність в системі транзакцій інших користувачів.
Журналізація
Одним з основних вимог до СУБД є надійність зберігання даних у зовнішній пам'яті. Під надійністю зберігання розуміється те, що СУБД повинна бути в змозі відновити останній узгоджений стан БД після будь-якого апаратного або програмного збою. Зазвичай розглядаються два можливі види апаратних з...
