Mavzu: Relyatsion ma’lumotlar bazasini boshqarish tizimini tiklash ni (mbbt) qayd etish va tiklash

Kompyuter injiniringi AT-Servis yo’nalishi 3-kurs 1-guruh talabasi Arslonbekov Xurshidbekning Ma’lumotlarni tiklash fanidan 15.12.2022 kuni qoldirgan mavzusini uchun tayyorlagan qayta topshirish ishi.

Mavzu: Relyatsion ma’lumotlar bazasini boshqarish tizimini tiklash ni (MBBT) qayd etish va tiklash

Ma'lumotlar bazasi tizimlari, har qanday boshqa kompyuter tizimlari kabi, muvaffaqiyatsizlikka uchraydi, lekin ularda saqlangan ma'lumotlar kerak bo'lganda va mavjud bo'lishi kerak.
Ma'lumotlar bazasi ishlamay qolganda, u tez tiklanish uchun imkoniyatlarga ega bo'lishi kerak. Shuningdek, u atomiklikka ega bo'lishi kerak, ya'ni tranzaksiya muvaffaqiyatli yakunlangan va amalga oshirilgan (ta'sir doimiy ravishda ma'lumotlar bazasida qayd etilgan) yoki tranzaktsiya ma'lumotlar bazasiga ta'sir qilmasligi kerak.
Ikkalasi uchun ham avtomatik, ham avtomatik bo'lmagan usullar mavjud, ma'lumotlarni zaxiralash va har qanday nosozlik holatlarini tiklash. Tizimning ishdan chiqishi, tranzaksiya xatolari, viruslar, halokatli nosozliklar, noto'g'ri buyruqlar bajarilishi va boshqalar tufayli yo'qolgan ma'lumotlarni qayta tiklash uchun ishlatiladigan usullar ma'lumotlar bazasini tiklash usullaridir. Shunday qilib, ma'lumotlar yo'qotilishining oldini olish uchun kechiktirilgan yangilash va zudlik bilan yangilash yoki ma'lumotlarni zaxiralash asosida tiklash usullaridan foydalanish mumkin.
Qayta tiklash usullari ko'p jihatdan tizim jurnali deb nomlanuvchi maxsus fayl mavjudligiga bog'liq. Unda har bir tranzaksiyaning boshlanishi va tugashi hamda tranzaksiya davomida sodir bo'ladigan yangilanishlar haqida ma'lumotlar mavjud. Jurnal ma'lumotlar bazasi elementlarining qiymatlariga ta'sir qiluvchi barcha tranzaksiya operatsiyalarini kuzatib boradi. Ushbu ma'lumot tranzaksiya muvaffaqiyatsizligini tiklash uchun kerak.

Jurnal diskda saqlanadi start_transaction(T): Ushbu jurnal yozuvi T tranzaktsiyasi bajarilishini boshlaydi.

read_item(T, X): Ushbu jurnal yozuvi T tranzaktsiyasi ma'lumotlar bazasi elementi X qiymatini o'qiydi.
write_item(T, X, old_value, new_value): Ushbu jurnal yozuvi T tranzaktsiyasi X ma'lumotlar bazasi elementining qiymatini eski_qiymatdan yangi_qiymatga o'zgartirishini qayd etadi. Eski qiymat ba'zan X ning tasviridan oldingi a sifatida ma'lum va yangi qiymat X ning keyingi tasviri sifatida tanilgan.
commit(T): Ushbu jurnal yozuvi T tranzaktsiyasi ma'lumotlar bazasiga barcha kirishlarni muvaffaqiyatli yakunlaganligi va uning ta'siri ma'lumotlar bazasiga topshirilishi (doimiy qayd etilishi) mumkinligini yozadi.
abort(T): Bu T tranzaksiyasi bekor qilinganligini qayd qiladi.
Tekshirish punkti: Tekshirish punkti - bu barcha oldingi jurnallar tizimdan olib tashlanadigan va doimiy ravishda saqlash diskida saqlanadigan mexanizm.
Tekshirish punkti ma'lumotlar bazasi barqaror holatda bo'lgan va barcha tranzaktsiyalar amalga oshirilgan nuqtani e'lon qiladi.
T tranzaktsiyasi o'zining ma'lumotlar bazasiga kiradigan barcha operatsiyalari muvaffaqiyatli bajarilganda, ya'ni tranzaksiya to'xtatilmaydigan (tugallanmasdan tugatiladigan) nuqtaga yetganda o'zining bajarilish nuqtasiga etadi.
Amalga oshirilgandan so'ng, tranzaktsiya ma'lumotlar bazasida doimiy ravishda qayd etiladi. Majburiyat har doim jurnalga majburiyat yozuvini yozishni va jurnalni diskka yozishni o'z ichiga oladi. Tizim ishlamay qolganda, jurnalga start_transaction(T) yozuvini yozgan, lekin hali commit(T) yozuvini yozmagan barcha tranzaksiyalar T bo'yicha element qaytadan qidiriladi.
Qayta tiklash jarayonida ma'lumotlar bazasiga ta'sirini bekor qilish uchun ushbu tranzaktsiyalar orqaga qaytarilishi kerak bo'lishi mumkin.

Bekor qilish - Agar tranzaksiya buzilgan bo'lsa, tiklash menejeri tranzaktsiyalarni bekor qilishi mumkin, ya'ni tranzaksiya operatsiyalarini teskari.

Bu write_item (T, x, old_value, new_value) jurnali uchun tranzaktsiyani tekshirishni va ma'lumotlar bazasidagi x elementining qiymatini eski qiymatga o'rnatishni o'z ichiga oladi.
Favqulodda bo'lmagan tranzaksiya muvaffaqiyatsizliklarini tiklashning ikkita asosiy usuli mavjud: kechiktirilgan yangilanishlar va darhol yangilanishlar.
Kechiktirilgan yangilanish - Ushbu usul, tranzaktsiya o'z bajarilish nuqtasiga yetguncha diskdagi ma'lumotlar bazasini jismoniy yangilamaydi. Majburiyatga erishishdan oldin barcha tranzaksiya yangilanishlari mahalliy tranzaksiya ish maydonida qayd etiladi.
Agar tranzaksiya o'z majburiyatini bajarish nuqtasiga yetmasdan bajarilmasa, u ma'lumotlar bazasini hech qanday tarzda o'zgartirmagan bo'ladi, shuning uchun UNDO kerak emas.
Mahalliy tranzaksiya ish maydonida qayd etilgan operatsiyalarning ta'sirini QAYTA QILISH kerak bo'lishi mumkin, chunki ularning ta'siri hali ma'lumotlar bazasida yozilmagan bo'lishi mumkin.
Demak, kechiktirilgan yangilanish bekor qilmaslik/qayta tiklash algoritmi sifatida ham tanilgan
Darhol yangilash - Zudlik bilan yangilashda ma'lumotlar bazasi tranzaktsiyaning ba'zi operatsiyalari orqali tranzaksiya o'z bajarish nuqtasiga yetguncha yangilanishi mumkin.
Biroq, bu operatsiyalar ma'lumotlar bazasiga qo'llanilishidan oldin diskdagi jurnalga yozib qo'yiladi, bu esa tiklashni hali ham mumkin qiladi. Agar tranzaktsiya o'z bajarish nuqtasiga erisha olmasa, uning operatsiya ta'siri bekor qilinishi kerak, ya'ni tranzaksiya orqaga qaytarilishi kerak, shuning uchun biz bekor qilish va takrorlashni talab qilamiz. Ushbu usul bekor qilish/qayta tiklash algoritmi sifatida tanilgan.
Keshlash/Buferlash - yangilanadigan ma'lumotlar elementlarini o'z ichiga olgan ushbu diskdagi bir yoki bir nechta sahifalar asosiy xotira buferlariga keshlanadi va keyin diskga qayta yozishdan oldin xotirada yangilanadi. DBMS keshi deb ataladigan xotira ichidagi buferlar to'plami ushbu buferlarni saqlash uchun DBMS nazorati ostida saqlanadi. Buferda qaysi ma'lumotlar bazasi elementlari mavjudligini kuzatish uchun katalogdan foydalaniladi. Har bir bufer bilan iflos bit bog'langan, agar bufer o'zgartirilmagan bo'lsa, u 0, agar o'zgartirilsa, 1 bo'ladi.
Soya pagingi - Bu atomiklik va chidamlilikni ta'minlaydi. n ta yozuvdan iborat katalog tuziladi, bu yerda i-chi entry havoladagi i-ma'lumotlar bazasi sahifasiga ishora qiladi. Tranzaktsiya bajarila boshlaganda, joriy katalog soyali katalogga ko'chiriladi. Sahifani o'zgartirish kerak bo'lganda, soya sahifasi ajratiladi, unda o'zgarishlar kiritiladi va u bardoshli bo'lishga tayyor bo'lganda, asl nusxaga havola qilingan barcha sahifalar yangi almashtirish sahifasiga murojaat qilish uchun yangilanadi.
Orqaga qayta tiklash - "Orqaga qaytarish" va "Orqaga qaytarish" atamalari ham orqaga qayta tiklashga ishora qilishi mumkin. Agar ma'lumotlarning zaxira nusxasi mavjud bo'lmasa va oldingi o'zgarishlarni bekor qilish kerak bo'lsa, bu usul foydali bo'lishi mumkin. Orqaga qayta tiklash usuli bilan foydalanilmagan o'zgartirishlar o'chiriladi va ma'lumotlar bazasi avvalgi holatiga qaytariladi. Oldingi tortishish paytida qilingan barcha sozlashlar orqaga qayta tiklanish vaqtida teskari bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, u haqiqiy tranzaktsiyalarni qayta ishlaydi va ma'lumotlar bazasining noto'g'ri yangilanishini bekor qiladi.
Oldinga qayta tiklash - "Oldinga siljitish" va "REDO" qayta tiklashni anglatadi. Ma'lumotlar bazasini barcha o'zgarishlar tasdiqlangan holda yangilash kerak bo'lganda, bu oldinga tiklash usuli foydalidir.
Ushbu ma'lumotlar bazasidagi ba'zi muvaffaqiyatsiz tranzaktsiyalar ushbu o'zgarishlarni oldinga siljitish uchun ma'lumotlar bazasiga qo'llaniladi. Boshqacha qilib aytganda, ma'lumotlar bazasi saqlangan ma'lumotlar va ularning o'tmishdagi saqlashlari bilan hisoblangan haqiqiy tranzaktsiyalar yordamida tiklanadi.
Ba'zi zaxira texnikasi quyidagilardan iborat:

Ma'lumotlar bazasining to'liq zaxira nusxasi - Ma'lumotlar va ma'lumotlar bazasini o'z ichiga olgan ushbu to'liq ma'lumotlar bazasida butun ma'lumotlar bazasini tiklash uchun zarur bo'lgan Meta ma'lumotlari, shu jumladan to'liq matnli kataloglar oldindan belgilangan vaqt oralig'ida zaxiralanadi.

Differentsial zaxiralash - U faqat oxirgi to'liq ma'lumotlar bazasi zahiraviy nusxasidan keyin sodir bo'lgan ma'lumotlar o'zgarishlarini saqlaydi. Ma'lumotlar bazasi oxirgi to'liq zahira nusxasidan keyin bir necha marta o'zgarganda, differentsial zaxira o'zgartirilgan ma'lumotlarning eng so'nggi versiyasini saqlaydi. Buning uchun birinchi navbatda ma'lumotlar bazasining to'liq zaxira nusxasini tiklashimiz kerak.
Tranzaksiya jurnalining zaxira nusxasi - Bunda ma'lumotlar bazasida sodir bo'lgan barcha voqealar, masalan, har bir bajarilgan bayonotning yozuvi zaxiralanadi. Bu tranzaktsiyalar jurnali yozuvlarining zaxira nusxasi va ma'lumotlar bazasi bilan sodir bo'lgan barcha operatsiyalarni o'z ichiga oladi. Bu orqali ma'lumotlar bazasini ma'lum bir vaqtning o'zida tiklash mumkin. Agar ma'lumotlar fayllari yo'q qilinsa va hatto bitta tuzilgan tranzaksiya ham yo'qolmasa, tranzaktsiyalar jurnalidan zaxira nusxasini yaratish mumkin.