9.2.1 Страничная память

В наиболее простом и наиболее часто используемом случае страничной виртуальной памяти виртуальная память и физическая представляются состоящими из наборов блоков или страниц одинакового размера. Виртуальные адреса делятся на страницы (page), соответствующие единицы в физической памяти образуют страничные кадры (page frames), а в целом система поддержки страничной виртуальной памяти называется пейджингом (paging). Передача информации между памятью и диском всегда осуществляется целыми страницами. Страницы, в отличие от сегментов, имеют фиксированную длину, обычно являющуюся степенью числа 2, и не могут перекрываться.

Виртуальный адрес в страничной системе упорядоченная пара (p,d), где p - номер страницы в виртуальной памяти, а d - смещение в рамках страницы p, где размещается адресуемый элемент. Процесс может выполняться, если его текущая страница находится в оперативной памяти. Если текущей страницы в главной памяти нет, она должна быть переписана (подкачана) из внешней памяти. Поступившая страница может быть размещена в любой свободный страничный кадр. Система отображения виртуальных адресов в физические сводится к системе отображения виртуальных страниц в физические и представляет собой таблицу страниц.

Для преобразования адресного пространства каждого процесса используется одна или несколько таблиц страниц, которые обычно хранятся в оперативной памяти. Для ссылки на таблицу страниц используется специальный регистр процессора. Особенности хранения таблицы страниц описаны ниже. Интерпретация виртуального (логического) адреса показана на рис. 9.1

Data Definition Language (DDL)(язык описания данных) - это семейство компьютерных языков, используемых в компьютерных программах для описания структуры баз данных.

На текущий момент наиболее популярным языком DDL является SQL, используемый для получения и манипулирования данными в РСУБД, и сочетающий в себе элемены DDL и DML.

Функции языков DDL определяются первым словом в предложении (часто называемом запросом), которое почти всегда является глаголом. В случае с SQL эти глаголы - "create" ("создать"), "alter" ("изменить"), "drop" ("удалить"). Это превращает природу языка в ряд обязательных утверждений (команд) к базе данных.

Языки DDL могут существенно различаться у различных производителей СУБД. Существует стандарт SQL, установленный ANSI, но производители СУБД часто предлагают свои собственные "расширения" языка.

Data Manipulation Language (DML)(язык управления [манипулирования] данными) - это семейство компьютерных языков, используемых в компьютерных программах или пользователями баз данных для получения, вставки, удаления или изменения данных в базах данных.

На текущий момент наиболее популярным языком DML является SQL, используемый для получения и манипулирования данными в РСУБД. Другие формы DML использованы в IMS/DL1, базах данных CODASYL (таких как IDMS), и других.

Языки DML изначально использовались только компьютерными программами, но с появлением SQL стали также использоваться и людьми.

Функции языков DML определяются первым словом в предложении (часто называемом запросом), которое почти всегда является глаголом. В случае с SQL эти глаголы - "insert" ("вставить"), "update" ("обновить"), и "delete" ("удалить"). Это превращает природу языка в ряд обязательных утверждений (команд) к базе данных.

Языки DML могут существенно различаться у различных производителей СУБД. Существует стандарт SQL, установленный ANSI, но производители СУБД часто предлагают свои собственные "расширения" языка.

Языки DML разделяются в основном на два типа:

Procedural DMLs - описывают действия над данными.

Declarative DMLs - описывают сами данные.

Язык запросов SQL. Основан на реляционном исчислении с переменными-кортежами.

Язык имеет несколько стандартов

SQL1 - был принят в 1989 SQL2 - был принят в 1992 SQL3 - был принят в 1999

Исходное название - SEQUEL - Structured English Query Language

SQL нужен для выполнения операций над таблицами и над данными таблицы.

Как правило, SQL погружен в среду встроенного языка программирования СУБД

Paradox, FoxPro

не обладает функциями языка разработки. Он ориентирован на доступ к данным. В этом случае его называют встроенным SQL, то есть он включен в состав средств разработки программ.

SQL :

статический

динамический

При статическом использовании языка в тексте программы имеются вызовы функций языка SQL, которые жестко включаются в выполняемый модуль после компиляции.

При динамическом использовании языка SQL функций. Динамический метод используется в случае, когда в приложении заранее неизвестен вид SQL вызова.

DDL Data Definition Language (Язык определения данных)

Основные команды:

Создать таблицу

Удалить таблицу

Изменить таблицу

Создать представление

Изменить представление

Удалить представление

Создать индекс

Удалить индекс

Data Manipulation Language (Язык манипулирования данными)

Основные команды:

Создать строку

Вставить строку

Обновить строку

Data Query Language (Язык запросов к данным)

Основные команды:

1. Select

DCL Data Control Language (Язык управления данными)

Основная команда:

Контроль над возможностью доступа к данным внутри базы данных.

Команды DCL обычно используются для создания объектов, относящихся к управлению доступом пользователей к базе данных, а также для назначения пользователям соответствующих уровней привилегий доступа.

Некоторые команды:

Изменить пароль

Дать привилегию

Отменить привилегию

DAC - Data Administration Commands

Данные команды дают пользователю возможность выполнять анализ операций внутри базы данных.

TTC - Transaction Control Commands (Команды управления транзакциями)

Используются только с командами DML

Сохранить транзакцию

Отменить транзакцию

Создать точки внутри групп транзакций

SQL(ˈɛsˈkjuˈɛl или ˈsiːkwəl[источник не указан 34 дня]; англ. Structured Query Language — язык структурированных запросов) — универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных.

Вопреки существующим заблуждениям, SQL в его чистом (базовом) виде является информационно-логическим языком, а не языком программирования. Вместе с тем стандарт языка спецификацией SQL/PSM предусматривает возможность его процедурных расширений, с учётом которых язык уже вполне может рассматриваться в качестве языка программирования.

SQL основывается на реляционной алгебре.

Язык SQL делится на четыре части:

операторы определения данных (англ. Data Definition Language, DDL)

операторы манипуляции данными (англ. Data Manipulation Language, DML)

операторы определения доступа к данным (англ. Data Control Language, DCL)

операторы управления транзакциями (англ. Transaction Control Language, TCL)

Вопросы совместимости

Как и со многими стандартами в IT-индустрии, с языком SQL возникла проблема: когда-то многие производители использующего SQL программного обеспечения решили, что функционал в текущей на тот момент времени версии стандарта недостаточен и его желательно расширить. Это привело к тому, что у разных производителей систем управления баз данных (СУБД) в ходу разные диалекты SQL, в общем случае между собой несовместимые.

До 1996 года вопросами соответствия коммерческих реализаций SQL стандарту занимался в основном институт NIST, который и устанавливал уровень соответствия стандарту. Но позднее подразделение, занимавшееся СУБД, было расформировано, и на текущий момент все усилия по проверке СУБД на соответствие стандарту ложатся на её производителя.

Впервые понятие «уровня соответствия» было предложено в стандарте SQL-92. А именно, ANSI и NIST определяли четыре уровня соответствия реализации этому стандарту:

Entry (базовый)

Transitional (переходный) — проверку на соответствие этому уровню проводил только институт NIST

Intermediate (промежуточный)

Full (полный)

Легко можно понять, что каждый последующий уровень соответствия заведомо подразумевал соответствие предыдущему уровню. Далее, согласно данной лесенке стандартов любая СУБД, которая соответствовала уровню Entry, могла заявлять себя как «SQL-92 compliant», хотя на самом деле переносимость и соответствие стандарту ограничивалось набором возможностей, входящих в этот уровень.

Положение изменилось с введением стандарта SQL:1999. Отныне стандарт приобрёл модульную структуру — основная часть стандарта была вынесена в раздел «SQL/Foundation», все остальные были выведены в отдельные модули. Соответственно, остался только один уровень совместимости — Core, что означало поддержку этой основной части. Поддержка остальных возможностей оставлена на усмотрение производителей СУБД. Аналогичное положение имело место и с последующими версиями стандарта.

[править] Преимущества и недостатки

[править] Преимущества

[править] Независимость от конкретной СУБД

Несмотря на наличие диалектов и различий в синтаксисе, в большинстве своём тексты SQL-запросов, содержащие DDL и DML, могут быть достаточно легко перенесены из одной СУБД в другую. Существуют системы, разработчики которых изначально закладывались на применение по меньшей мере нескольких СУБД (например: система электронного документооборота Documentum может работать как с Oracle, так и с Microsoft SQL Server и IBM DB2). Естественно, что при применении некоторых специфичных для реализации возможностей такой переносимости добиться уже очень трудно.

[править] Наличие стандартов

Наличие стандартов и набора тестов для выявления совместимости и соответствия конкретной реализации SQL общепринятому стандарту только способствует «стабилизации» языка. Правда, стоит обратить внимание, что сам по себе стандарт местами чересчур формализован и раздут в размерах, например, Core-часть стандарта SQL:2003 представляет собой более 1300 страниц текста.

[править] Декларативность

С помощью SQL программист описывает только то, какие данные нужно извлечь или модифицировать. То, каким образом это сделать, решает СУБД непосредственно при обработке SQL-запроса. Однако не стоит думать, что это полностью универсальный принцип — программист описывает набор данных для выборки или модификации, однако ему при этом полезно представлять, как СУБД будет разбирать текст его запроса. Чем сложнее сконструирован запрос, тем больше он допускает вариантов написания, различных по скорости выполнения, но одинаковых по итоговому набору данных.

[править] Недостатки

[править] Несоответствие реляционной модели данных

Создатели реляционной модели данных Эдгар Кодд, Кристофер Дейт и их сторонники указывают на то, что SQL не является истинно реляционным языком. В частности они указывают на следующие проблемы SQL[3]:

Повторяющиеся строки

Неопределённые значения (nulls)

Явное указание порядка колонок слева направо

Колонки без имени и дублирующиеся имена колонок

Отсутствие поддержки свойства «=»

Использование указателей

Высокая избыточность

В опубликованном Кристофером Дейтом и Хью Дарвеном Третьем Манифесте[4] они излагают принципы СУБД следующего поколения и предлагают язык Tutorial D, который является подлинно реляционным.

Транза́кция(англ. transaction) — в информатике, группа последовательных операций, которая представляет собой логическую единицу работы с данными. Транзакция может быть выполнена либо целиком и успешно, соблюдая целостность данных и независимо от параллельно идущих других транзакций, либо не выполнена вообще и тогда она не должна произвести никакого эффекта. Транзакции обрабатываются транзакционными системами, в процессе работы которых создаётся история транзакций.

Различают последовательные (обычные), параллельные и распределённые транзакции. Распределённые транзакции подразумевают использование больше чем одной транзакционной системы и требуют намного более сложной логики (например, two-phase commit — двухфазный протокол фиксации транзакции). Также, в некоторых системах реализованы автономные транзакции, или под-транзакции, которые являются автономной частью родительской транзакции.