Veri Tabanı Yönetim Sistemi (VTYS)-2

Veri Tanımlama Dili (VTD)

Veri tabanı tanımlarını VTYS'ye iletmek için kullanılan biçimsel dile Veri Tanımlama Dili (DDL: Data Definition Language) adı verilir.

Veri Tanımlama Dili kullanılarak oluşturulan veri tabanı tanımları, VTYS'nin Veri Tanımlama Dili Derleyicisi olarak adlandırılabilecek bir bileşeni tarafından çözümlenir, varsa eksik ve yanlışları bulunarak kullanıcıya iletilir.

Yanlışlardan arınmış veri tabanı tanımları VTYS tarafından uygun yapılara dönüştürülerek saklanır.

Veri tabanı tanımlarının VTYS tarafından derlenerek saklanması veri tabanı yaklaşımının temel özelliklerinden biridir.

Bu süreç sayesinde, veri tabanı tanımlarının yetkili kişiler tarafından bir kez yapılması, tanımların kalıcılığının sağlanması ve kullanıcıların bu tanımları kullanmaları ve bu tanımlara uygun işlem yapmaları sağlanmış olur.

Programlama dili kullanılarak gerçekleştirilen dosya tabanlı uygulamalarda, bilgisayar belleklerinde yalnız veri saklanır. Uygulama programlarında, veri üzerinde yapılacak işlemler yanında verinin tanımı da yer alır.

Veri tabanı yaklaşımında ise veri tanımlama ile veriler üzerindeki uygulama işlemleri birbirinden tamamen ayrılmıştır.

Veri tanımlama ve daha önce yapılmış tanımları değiştirme yetkisi yalnız Veri Tabanı Sorumlusu (Database Administrator) olarak adlandırılan ve veri tabanının tümünden sorumlu olan kişi ya da kişilere aittir.

Veri tabanı üzerinde işlem yapan, uygulamaları gerçekleştiren kullanıcıların ise veri tanımlama ya da mevcut tanımları değiştirme yetkisi yoktur.

VTD ile yapılan tanımlarda veri tabanı tanımları içinde yer alan en önemli tanımlar şunlardır:

Mantıksal düzeyde yapılan düzenlemeler oluşturulan yapılar ve her yapıda hangi verilerin yer aldığı.

Her verinin türü, uzunluğu, varsa varsayılan değeri ve diğer özellikleri.

Veriler arası ilişkiler ve her türlü kısıtlamalar.

Fiziksel veri yapıları ile ilgili tercihler ve parametreler.

Kullanıcı tanımları ve kullanıcıların hangi veriler üzerinde hangi işlemleri yapmaya yetkili olduklarına ilişkin tanımlar.

Veri tabanı tanımları veri sözlüğü (data dictionary) olarak da adlandırılır.

VTYS’nin fiziksel ortamında aşağıda belirtilen çeşitli veriler saklanır:

veri dosyaları

veri tabanı tanımlarının yer aldığı veri sözlüğü

veri dosyalarına ya da veri sözlüğüne erişim için kullanılan dizinler (indeksler)

veri değerlerine ve uygulamalara ilişkin istatistiksel veriler ve günlük dosyaları (logfiles)

  

Sorgu Dili ve Sorgu İşleyicisi

Veri tabanı uygulamaları için kullanılan en yaygın araç sorgu dilidir.

Kullanıcı, sorgu dili ile, gerçekleştirmek istediği işlemi yalın bir biçimde ifade eder.

Kullanıcının oluşturduğu sorguda, neyin yapılmasının istendiği yer alır; bunun nasıl yapılacağı ise yer almaz.

Yapısal Sorgu Dili (SQL)

IBM, deneysel bir ilişkisel veritabanı yönetim sistemi geliştirmek amacıyla System/R adlı bir proje başlatır.

Bu sistem için SEQUEL (Structured English Query Language) adında bir sorgu dili geliştirilmeye başlanmıştır.

1979’ da tamamlanan bu proje sırasında geliştirilen dilin adı SQL (Structured Query Language) olarak değiştirilmiştir.

ORACLE

System/R projesini izleyen bir grup mühendis, ilişkisel veritabanındaki potansiyeli görmüş ve Relational Software, Inc. adında bir şirket kurmuşlardır (1979)

Oracle adını verdikleri ilk ticari ilişkisel veri tabanı yönetim sistemini geliştirmişler ve SQL’i bu sistemde sorgu dili olarak kullanmışlardır.

Sorgu İşleyicisi

VTYS'nin, sorguların işlenmesi ile ilgili görevleri gerçekleştiren bileşenine Sorgu İşleyici (Query Processor) adı verilir.

Sorgu işleyicinin görevleri:

-Sorgunun sözdizimsel ve anlamsal özümlemesini yapmak.

-Kullanıcının verilen işlemi yapmaya yetkili olup olmadığını denetlemek.

-Sorguyu işletmek için kullanılabilecek algoritmaları (işletim senaryolarını) belirlemek ve “Query

-Optimizer” alt bileşeni yardımıyla en iyisini seçmek.

-Sorgunun işletimini gerçekleştirdikten sonra yanıtını oluşturup kullanıcıya iletmek.

  

Veri İşleme Dili (DML)

Veri tabanı üzerinde, veriyi değiştirme, silme ve güncelleme gibi sorgularla ifade edilemeyecek ya da sorgularla ifade edilmesi uygun olmayan işlemler de gerçekleştirilir.

Bu işlemler için Veri İşleme Dili (DML: Data Manipulation Language) olarak adlandırılan bir dil kullanılır.

Genişletilmiş Programlama Dili

Veri tabanı üzerindeki uygulamaları gerçekleştirmek için genişletilmiş bir dil oluşturulur.

Bu dilde hem veri tabanı işlemlerini gerçekleştiren DML komutları, hem de diğer işlemleri gerçekleştiren C# ve Visual Basic gibi genel amaçlı programlama dillerinden bir ya da birkaçı ile yazılmış taşıyıcı dil komutları yer alır.

Oluşturulan genişletilmiş dil (DML + taşıyıcı dil) ile hazırlanan uygulama programları, VTYS'nin bileşeni olan genişletilmiş derleyicilerle derlenerek saklanır ve gerektiğinde çalıştırılarak kullanılır.

Veri Tabanı Yöneticisi

Veri Tabanı Yöneticisi (Database Manager), kullanıcı isteklerini veri tabanı üzerinde gerçekleştiren ve çok kullanıcılı ortamdaki işletimsel sorunları çözümleyen yazılımlar bütünüdür.

VTYS’nin gerçekleştirdiği işlemlerin önemli bir bölümü bu katman tarafından gerçekleştirilmektedir.

Veri Tabanı Yöneticisinin birçok bileşeni vardır. Bunlardan en önemli iki tanesi şunlardır:

  Bellek Yöneticisi (Storage Manager)

       -Dosya Yöneticisi (File Manager)

       -Tampon Yöneticisi (Buffer Manager)

  Hareket Yöneticisi (Transaction Manager)

Bellek Yöneticisi

Veri Tabanı Yöneticisinin, verilerin ikincil
belleklerde saklanması ile ilgili işlevlerini yöneten kesimdir.

Bir VTYS'nin Bellek Yöneticisi olarak, VTYS'nin altında çalıştığı işletim sisteminin dosya sistemini kullanılabilir.

Ancak büyük boyutlu veri tabanlarını kurmak
ve işletmek için kullanılan VTYS'ler için verimlilik çok önemlidir ve gerek ana bellek, gerekse ikincil bellek yönetiminin VTYS tarafından gerçekleştirilmesinde yarar vardır.

Bellek Yöneticisi aşağıdaki iki bileşenden oluşur:

Dosya Yöneticisi (File Manager)

Verinin ikincil bellek dosyalarında saklanmasını sağlayan ve ana bellek ile ikincil bellek arasında verinin bloklar halinde aktarılmasını sağlayan yazılımlardır.

Tampon Yöneticisi (Buffer Manager)

Dosya yöneticisi aracığıyla ikincil bellekten getirilen veri bloklarını ana bellek sayfalarında saklayan, ana bellek sayfalarını yöneten ve gerektiğinde ana bellek sayfalarındaki veri bloklarının, dosya yöneticisi aracılığıyla ikincil belleklere yazılmasını sağlayan yazılımdır.

Hareket Yöneticisi

Veri Tabanı Yöneticisinin, veri tabanı yaklaşımının üstünlüklerinden faydalanmasını sağlayan kesimidir.

Veri tabanı yaklaşımının üstünlükleri arasında:

       Çok kullanıcılı ortamda çok çeşitli kullanıcı isteklerinin eşzamanlı gerçekleştirilmesi ve bu arada veri tabanı ve uygulama tutarlılıklarının korunması,

       Veri tabanı üzerinde yapılan işlemlerin yazılım, donanım ya da güç kaynağı ile ilgili bozukluklar nedeniyle yitirilmemesi         gibi avantajlar bulunmaktadır.

Bu avantajları gerçekleştirmek için 4 temel özellik sağlanmalıdır (ACID).

ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability)

Hareket Yöneticisinde belirtilen hareket (transaction), bir bütün oluşturan ve tutarlılık açısından veri tabanı üzerinde birlikte gerçekleştirilmesi gereken işlemler bütünüdür.

Tutarlılık açısından, bir hareketi oluşturan işlemlerin ya tümünün gerçekleştirilmesi, ya da hiçbirinin gerçekleştirilmemesi (o ana kadar yapılan tüm değişiklikler geri alınarak hareketin başlangıç zamanındaki duruma dönülmesi) gerekir. Buna hareketin Bölünemezlik (Atomicity) özelliği adı verilir.

Veri tabanında saklanan ilişkili verilerin belirli kurallar ve kısıtlamalar dahilinde tutarlılığının (Consistency) sağlanması gerekir.

Örneğin öğrencinin kişisel bilgilerinin yer aldığı bir tabloda bir öğrencinin numarası değiştiğinde, aynı öğrencinin not bilgilerinin saklandığı diğer tabloda eski bilgi yenisi ile güncellenmez ise veri tutarsızlığı oluşur.

Bütünlük Kısıtlamaları (Integrity Constraints) kullanılırsa, bu tip güncellemelerin uygulama programı üzerinden yapılmasına gerek olmadan, VTYS tarafından bu işlemler otomatik olarak yapabilir.

Veriler üzerinde değişikliğe neden olan (veri ekleyen, silen ya da verileri güncelleyen) hareketler birlikte işletildiğinde, henüz tamamlanmamış (ve belki de tamamlanmayarak geriye alınacak) bir hareket tarafından gerçekleştirilen değişiklik işlemleriyle oluşturulan veri değerlerinin diğer hareketler tarafından görülmemesi gerekir. Bu da hareketin İzolasyon (Isolation) özelliğidir.

Hareket tamamlandığında (commit) bu değişiklikler diğer hareketler tarafından görülebilir. 

Hareketler veri üzerinde karmaşık işlemler gerçekleştirebilir. Bu işlemlerin bütününü güvence altına almak için VTYS hatalara karşı dayanıklı olmalıdır.

Sunucuda meydana gelebilecek sistem sorunu, elektrik kesilmesi, işletim sisteminden ya da farklı yazılımlardan kaynaklanabilecek hata durumlarında VTYS'nin herhangi bir veri kaybı yaşanmamasını sağlaması da Dayanıklılık (Durability) özelliğidir.

bir sonraki dersimizde görüşmek üzere esen kalın... ebi

yararlanılan kaynaklar:
Yrd. Doç. D. Altan MESUT [web adresi]
Öğr. Gör. Dr. Sibel SOMYÜREK [web adresi]
Öğr. Gör. M. Mutlu YAPICI[WEB Adresi]