Bewertung des Datenbankmanagementsystems: 9 Komponenten
DBMS ist ein strukturiertes System mit einer Sammlung von Programmen, mit dem Benutzer eine Datenbank erstellen und verwalten können und Schnittstellen zu den verschiedenen Benutzern als Datenbankadministrator, Online-Benutzer, Anwendungsprogrammierer und naive Benutzer erstellen.
Die Hauptkomponenten des DBMS sind (Abb. 15.6).
1. Datenmanager
2. Disk Manager
3. Datenwörterbuch
4. Abfrageprozessor
5. Dateimanager
6. Compiler für Datendefinitionssprachen
7. Telekommunikationssystem
8. Datendateien
9. Zugangshilfen.
Komponente Nr. 1. Datenmanager:
Der Datenmanager ist die zentrale Softwarekomponente des DBMS. Es wird manchmal als Datenbanksteuersystem bezeichnet. Eine der Funktionen des Datenmanagers besteht darin, Vorgänge in den Benutzeranfragen zu konvertieren, die direkt über den Abfrageprozessor oder indirekt über ein Anwendungsprogramm von dem für die Schnittstelle mit dem Dateisystem zuständigen Benutzer stammen.
Darüber hinaus werden die Aufgaben der Durchsetzung von Einschränkungen zum Erhalt der Konsistenz und Integrität der Daten sowie deren Sicherheit auch vom Datenmanager übernommen. Die Synchronisation der gleichzeitigen Vorgänge, die von gleichzeitigen Benutzern ausgeführt werden, wird vom Datenmanager gesteuert. Es wird auch mit Sicherungs- und Wiederherstellungsvorgängen betraut.
Komponente Nr. 2: Abfrageprozessor:
Der Datenbankbenutzer ruft Daten ab, indem er eine Abfrage in der mit der Datenbank bereitgestellten Datenbearbeitungssprache formuliert. Der Abfrageprozessor wird verwendet, um die Abfrage des Online-Benutzers zu interpretieren und in eine effiziente Folge von Operationen in einer Form umzuwandeln, die an den Datenmanager zur Ausführung gesendet werden kann. Der Abfrageprozessor verwendet das Datenwörterbuch, um die Struktur des relevanten Teils der Datenbank zu finden, und verwendet diese Informationen zum Modifizieren der Abfrage und zum Erstellen eines optimalen Plans für den Zugriff auf die Datenbank.
Wir konzentrieren uns jetzt auf die gängige Methode der Verwendung der Datenbank in einem Anwendungsprogramm, das in einer Hochsprache (HLL) geschrieben ist, wie in Abb. 15.6 dargestellt. Die Datenmanipulationsanweisungen im Anwendungsprogramm werden in einer Vorkompilierungsphase durch einen Unterprogrammaufruf ersetzt, um das Laufzeitsystem aufzurufen.
Die Datenmanipulationsanweisungen werden anschließend getrennt in eine Folge optimierter Operationen in der Datenbank zusammengefasst, die vom Datenmanager ausgeführt werden können. Viele der von den Abfrageprozessoren verwendeten Optimierungsfunktionen werden auch beim Kompilieren der Anweisungen zur Datenmanipulation verwendet. Wenn während der Ausführung ein Subroutinenaufruf gefunden wird, der anstelle der Datenmanipulationsanweisungen eingefügt wurde, wird die Steuerung an das Laufzeitsystem übergeben.
Dieses System überträgt wiederum die Kontrolle auf die kompilierte Version der ursprünglichen Datenmanipulationsanweisungen. Die Datenmanipulationsoperationen werden vom Datenmanager ausgeführt. Der Datenmanager überträgt Daten zu oder von einem im Unterprogrammaufruf angegebenen Arbeitsbereich und die Steuerung kehrt zum Anwendungsprogramm zurück.
Für Online-Benutzer, die die Datenbank über eine Benutzeroberfläche (z. B. ein formularbasiertes oder menügesteuertes System) und ein unterstützendes Anwendungsprogramm, das in einer Hochsprache geschrieben ist, manipulieren. Die Interaktion ist indirekt. Eine Benutzeraktion, die eine Datenbankoperation erfordert, bewirkt, dass das Anwendungsprogramm den Dienst über sein Laufzeitsystem und den Datenmanager anfordert. Stapelbenutzer der Datenbank interagieren auch über ihr Anwendungsprogramm, ihr Laufzeitsystem und den Datenmanager mit der Datenbank.
Komponente # 3. Datenwörterbuch:
Informationen, die sich auf die Struktur und Verwendung der in der Datenbank enthaltenen Daten, der Metadaten, beziehen, werden in einem Datenwörterbuch verwaltet. Der Begriff Systemkatalog beschreibt auch diese Metadaten. Das Datenwörterbuch, das selbst eine Datenbank ist, dokumentiert die Daten. Jeder Datenbankbenutzer kann das Datenwörterbuch konsultieren, um zu erfahren, was die einzelnen Daten und die verschiedenen Synonyme der Datenfelder bedeuten.
In einem integrierten System (dh in einem System, in dem das Datenwörterbuch Teil des DBMS ist) speichert das Datenwörterbuch Informationen, die die externen konzeptionellen und internen Ebenen der Datenbank betreffen. Es enthält die Quelle jedes Datenfelds, die Häufigkeit seiner Verwendung und ein Prüfprotokoll bezüglich der Aktualisierungen, einschließlich des Wer und Wann jeder Aktualisierung. Derzeit sind Data Dictionary-Systeme als zusätzliche zum DBMS verfügbar. Es müssen noch Standards entwickelt werden, um die eine für Metadaten zu integrieren und die andere für Daten, die mit einer einheitlichen DDL / DML bearbeitet werden können.
Komponente Nr. 4. Festplattenmanager:
Der Festplattenmanager ist Teil des Betriebssystems des Hostcomputers, und alle physischen Eingabe- und Ausgabeoperationen werden von ihm ausgeführt. Der Plattenmanager überträgt den vom Dateimanager angeforderten Block oder die Seite, so dass dieser sich nicht mit den physikalischen Eigenschaften des zugrunde liegenden Speichermediums befassen muss.
Komponente Nr. 5. Dateimanager:
Die Verantwortung für die Struktur der Dateien und die Verwaltung des Dateibereichs liegt beim Dateimanager. Er ist auch dafür verantwortlich, den Block zu finden, der den erforderlichen Datensatz enthält, diesen Block vom Plattenmanager anzufordern und den erforderlichen Datensatz an den Datenmanager zu senden. Der Dateimanager kann unter Verwendung einer Schnittstelle zu dem vorhandenen Dateisubsystem implementiert werden, die vom Betriebssystem des Hostcomputers bereitgestellt wird, oder er kann ein Dateisubsystem enthalten, das speziell für das DBMS geschrieben wurde.
Komponente # 6. Compiler für Datendefinitionssprachen:
Der DDL-Computer (Data Definitions Language) konvertiert die Datendefinitionsanweisungen in eine Gruppe von Tabellen. Diese Tabellen enthalten die Metadaten zur Datenbank und liegen in einer Form vor, die von anderen Komponenten des DBMS verwendet werden kann.
Komponente # 7. Telekommunikationssystem:
On-Line-Benutzer eines Computersystems, ob remote oder lokal, kommunizieren mit ihm, indem sie Nachrichten über Kommunikationsleitungen senden und empfangen. Diese Nachrichten werden über ein unabhängiges Softwaresystem geleitet, das als Telekommunikationssystem oder Kommunikationssteuerungsprogramm bezeichnet wird. Beispiele für diese Programme sind CICS, IDMS-DC, TALK MASTER und IERCOMM.
Das Telekommunikationssystem ist nicht Teil des DBMS, aber das DBMS arbeitet eng mit dem System zusammen. Das Thema wird ausführlich in (CYPS 78) behandelt. Der Online-Benutzer kann mit der Datenbank direkt oder indirekt über eine Benutzeroberfläche (menügesteuert oder formularbasiert) und ein Anwendungsprogramm kommunizieren. Nachrichten vom Benutzer werden vom Telekommunikationssystem an das entsprechende Ziel weitergeleitet und die Antworten werden an den Benutzer zurückgesendet.
Komponente Nr. 8. Datendateien:
Datendateien enthalten den Datenteil der Datenbank.
Komponente Nr. 9. Zugriffshilfen:
Um die Leistung eines DBMS zu verbessern, werden normalerweise in einem Datenbanksystem eine Reihe von Zugriffshilfen in Form von Indizes bereitgestellt. Es werden Befehle zum Erstellen und Löschen zusätzlicher temporärer Indizes bereitgestellt.
