 |
|
Системы обработки транзакций OLTP и OLAP - технологий
Система оперативной обработки данных (ON LINE TRANSACTION PROCESSING) OLTP рассчитаны на быстрое обслуживание относительно простых запросов большого числа пользователей. Эти системы требуют защиты от несанкционированного доступа, от нарушения целостности данных, аппаратных и программированных сбоев.
Их характеризует малое время ожидания выполнения запросов.
Сфера применения √ это сфера платежей, учета, резервирования мест, банки и биржевые операции
Транзакция- это некоторое законченное с точки зрения пользователя действие над БД.
Системы аналитической обработки данных (ON LINE ANALIZIS PROCESSING) OLAP- это системы поддержки принятия решений, ориентированны на выполнение более сложных запросов, требующих статистической обработки исторических данных, накопленных за определенный промежуток времени. Аналитические системы включают:
1. средства обработки информации на основе методов искусственного интеллекта
2. средства графического представления данных.
Эти системы определяются большим объемом исторических данных, позволяя выделить из них содержательную информацию, т.е. получить знания из данных.
Требования к скорости и качеству анализу привело к появлению систем аналитической обработки (OLAP). Оперативность обработки достигается за счет применения мощной многопроцессорной техники, сложных методов анализа, специализированных хранилищ данных.
Приведенные классы систем (OLAP и OLTP), они основаны на использовании СУБД, но типы запросов сильно отличаются.
Обработка транзакций в OLTP системах
Транзакция - неделимая с позиции воздействия на БД последовательность операций манипулирования данными. Это может быть операция чтения, удаления, вставки и т.д.
Транзакция реализует некоторое осмысленное с точки зрения пользователя действие, например, перевод денег со счета, резервирования места, доставления нового служащего.
Транзакция должна обладать 4 основными свойствами:
1. атомарность, транзакция должна выполнятся как единая операция доступа к БД, она должна быть выполнена полностью или не выполнена вообще.
2. согласованность, гарантирует взаимную целостность данных.
3. изолированность, транзакции будут выполнятся изолированно в пользовательской системе.
4. долговечность, если транзакция выполнена успешно, то произведенные ею изменения в данных не будут потеряны ни при каких обстоятельствах.
Результатом выполнения транзакции может быть ее фиксация и откат.
Фиксация - это действие, обеспечивающее запись в БД всех изменений.
Откат-если нормальное завершение транзакции невозможно, БД возвращается в исходное состояние, все изменения аннулируются.
При откате и фиксации транзакции используется журнал транзакций, в котором сохраняются все изменения.
При выполнении любой операции, изменяющей базу данных СУБД автоматически сохраняет в журнал транзакций состояния модифицируемых строк до операции и после ее. Только после этого, изменения вносится в БД.
При откате СУБД по журналу транзакций восстанавливает те строки, которые были модифицированы.
Границы транзакции- это первая и последняя, входящая в неё операции. Предполагается, что транзакция начинается с 1-го SQL оператора, следующие операторы составляют тело транзакции и тело может разветвляется:
1. SQL оператором commit work
SQL оператором rollback
2. простым завершением оператора, вызвавшего транзакцию.
Точки сохранения-применяются в длинных транзакциях, т.е. в теле транзакции может быть определены точки, в которых сохраняется состояние БД.
Применение транзакции - это эффективный механизм организации многопользовательского доступа к БД .
Проблемы:
1. как избежать потери изменений в базе данных в ситуации, когда несколько программ читают одни и те же данные, изменяют их и записывают на прежнее место. В базе данных могут быть сохранены изменения от одной программы, результаты работы всех остальных будут потеряны.
2. исключить возможность чтения нефиксированных изменений, например, когда одна транзакция вносит изменения в базу данных они тут же считываются в других транзакциях, но затем другая транзакция прерывается оператором rollback.
Для устранения этого используют сериализацию (совместная отработка):
1. транзакция не может получить доступ к незафиксированным данным
2. результат совместного выполнения транзакций должен быть эквивалентен результату их последовательности выполнения.
В современном СУБД сериализация транзакций реализуется через механизм блокировок:на время выполнения транзакции 1 СУБД блокирует часть базы данных к которой транзакция 1 обращается. Блокировка сохраняется до момента фиксации транзакции 1, если в этот момент другая транзакции 2 обращается к блокированным данным, то транзакции 2 приостанавливается до момента завершения транзакции 1
Взаимоблокировка транзакций
Пусть транзакция т1 обновляет отношение - о1. Далее эта транзакция т1 пытается модифицировать отношение о2 , которая была ранее заблокирована транзакцией т2. Транзакция т1 переводится в состояния ожидания пока не снята блокировка с отношения о2; в тот же момент транзакция т2 пытается изменить данные отношения о1, ранее заблокирована транзакцией т1. СУБД вынуждена перевести в состояния ожидания и транзакцию т2 следовательно возникает ситуация взаимоблокировки транзакций.
Меры:
СУБД периодически проверяет блокировку и если есть взаимоблокировки, то одна из транзакции насильственно прерывается.
Средства восстановления после сбоев
Одно из основных требований к современным информационным системам является надежность хранения данных. СУБД должна уметь восстановить базу данных после любых аппаратных и программных сбоев. Для этого существует журнал транзакций. Принцип восстановления - результаты выполнения транзакции до сбоя должны быть восстановлены, результаты незафиксированные транзакцией должны быть удалены.
Если физически уничтожено содержимое внешней памяти, то для устранения этого реализуют дублированное хранение данных.