Einsatz und Realisierung von Datenbanken at TU München

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What is IDB?

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Was ist die Log Sequence Number(LSN)?

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Was ist das Write Ahead Log(WAL)-Prinzip?
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Was ist Serialisierbarkeit?

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Wann ist eine Historie rücksetzbar?

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Operationen auf Transaktions -Ebene

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Abschluss einer Transaktion

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Eigenschaften von Transaktionen: ACID

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Transaktionsbeginn und –ende relativ zu einem Systemabsturz

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Transaktionsverwaltung in SQL (Interaktion von DB-App mit DB)

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Fehlerbehandlung ( Recovery )

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Operationen auf Transaktionsebene

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Exemplary flashcards for Einsatz und Realisierung von Datenbanken at the TU München on StudySmarter:

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

What is IDB?
IDB: Intensionale Datenbasis

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Was ist die Log Sequence Number(LSN)?
Es ist eine Kennnummer zur eindeutigen Kennzeichnung eines jeden Logeintrags.

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Was ist das Write Ahead Log(WAL)-Prinzip?
Es ist das Prinzip, dass vor dem Committen einer jeden Relation alle Log-Einträge festgeschrieben werden. Vor der Auslagerung einer jeden Seite, müssen die Logs ebenfalls in das temporäre und das Log-Archiv ausgeschrieben werden.

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Was ist Serialisierbarkeit?
Wenn eine parallele Ausführung der Operationen gleich der seriellen Ausführung ist, dann ist die Historie serialisierbar.

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Wann ist eine Historie rücksetzbar?
Eine Historie muss so aussehen, dass eine Transaktion erst committen darf, wenn alle Transaktionen von der sie gelesen hat beendet sind.

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Operationen auf Transaktions -Ebene

Begin of transaction (BOT):
  • Beginn einer Befehlsfolge einer Transaktion

Commit:
  • Befehl zur Beendigung der Transaktion
  • Alle Änderungen der Datenbasis werden durch diesen Befehl festgeschrieben --> sie werden dauerhaft in die Datenbank eingebaut 

Abort:
  • Befehl zum Selbstabbruch der Transaktion
  • Das DB-System muss sicherstellen, dass die Datenbasis wieder in den Zustand zurückgesetzt wird, der vor Beginn der Transaktionsausführung existierte

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Abschluss einer Transaktion

Für den Abschluss einer Transaktion gibt es zwei Möglichkeiten:

  1. Den erfolgreichen Abschluss durch ein commit

  2. Den erfolglosen Abschluss durch ein abort

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Eigenschaften von Transaktionen: ACID

Atomicity (Atomarität) 

  • Alles oder nichts 


Consistency 

  • Konsistenter Zustand der DB -> k. Zustand 


Isolation

  • Jede Transaktion hat die DB „für sich allein“

  • Jedem Benutzer wird vorgegaukelt: Du bist alle auf diesem DB-System unterwegs (Mehrbenutzersynchronisation)


Durability (Dauerhaftigkeit)

  • Änderungen erfolgreicher Transaktionen dürfen nie verloren gehen





Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Transaktionsbeginn und –ende relativ zu einem Systemabsturz

Winner: Commit vor Absturz

Loser: Aktiv während Absturz

Nach Absturz:
  • Vollständige Zurücksetzung der Loser --> undo
  • Winner müssen vollständig erhalten bleiben. Wenn sie nicht in persistenter DB drin sind --> redo


--> Garantie der Dauerhaftigkeit (für Winner) und Atomarität (für Loser)

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Transaktionsverwaltung in SQL (Interaktion von DB-App mit DB)

  • man kann im Programm der App an bestimmten stellen einen commit oder rollback befehlen
    • commit: Ausführung ist nur dann "erfolgreich" und Änderungen werden festgeschrieben, wenn keine Konsistenzverletzung vorliegt
    • rollback: alle Änderungen sollen zurückgesetzt werden
      Anders als bei commit, muss DBMS die "erfolgreiche" Ausführung immer garantieren


Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Fehlerbehandlung ( Recovery )

1. Lokaler Fehler in einer noch nicht festgeschriebenen (committed) Transaktion (committed) Transaktion Wirkung muss zurückgesetzt werden 

  • nur eine von vielen tausend Transaktion ist betroffen

    • Bankautomat: Abbruch von Auszahlung

  • sollte schnell gehen

  • R1 Recovery



2. Fehler mit Hauptspeicherverlust

  • Absturz DB-Server (Hammer, Strom, ...)

  • Abgeschlossene TAs (Winner) müssen erhalten bleiben (R2-Recovery)

  • Noch nicht abgeschlossene TAs (Loser) müssen zurückgesetzt werden (R3-Recovery)


3. Fehler mit Hintergrundspeicherverlust

  • physische Kopie der DB ist weg (Platten kaputt)

    • RAID ist keine Garantie

      • RAID 5 sichert nur den Fall ab dass eine Platte kaputt geht, nicht zwei

      • Die Speicherarrays dienen nur dazu die Verfügbarkeit eines Systems zu erhöhen, nicht die Datensicherheit zu garantieren

  • R4-Recovery

Einsatz und Realisierung von Datenbanken

Operationen auf Transaktionsebene

  • begin of transaction (BOT)
  • commit
  • abort

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