Was ist eine ACID-Datenbank? (Plus bei Bedarf) • BUOM

15. Juli 2021

Fast alle Unternehmen und Organisationen produzieren Daten, und Datenbanken sind strukturierte Sammlungen, die bei der Speicherung dieser Daten helfen. Es gibt verschiedene Arten von Datenbanken und Datenbankmanagement, einschließlich ACID-Datenbanken, die für eine zuverlässige Transaktionsverarbeitung konzipiert sind. Wenn Sie mehr über ACID-Datenbanken erfahren, können Sie berufliche Fähigkeiten für den Einsatz in der Wirtschaft entwickeln, insbesondere für eine Karriere als Informationstechnologie- oder Datenbankadministrator. In diesem Artikel schauen wir uns an, was eine ACID-Datenbank ist, wofür das Akronym steht, wann man eine ACID-Datenbank verwenden sollte und wie sie Unternehmen dabei helfen kann, Datenanforderungen einzuhalten und gleichzeitig ihre digitalen Vermögenswerte und ihren Ruf zu schützen.

Was ist eine ACID-Datenbank?

ACID-Datenbank ist ein Akronym für die Funktionen und Eigenschaften eines Datenbanksystems, das Informationen und Daten nach dem Prinzip der Atomizität, Konsistenz, Isolation und Zuverlässigkeit (ACID) optimiert, verwaltet und abruft. Bei Datenbanktransaktionen handelt es sich um Funktionen wie das Erstellen neuer Dokumente und Dateien oder das Aktualisieren der darin enthaltenen Informationen. ACID-Datenbanken tragen insbesondere dazu bei, sicherzustellen, dass Dokumente und Dateien nicht beschädigt werden oder verloren gehen. Dies stellt häufig eine zuverlässige und genaue Datenbank bereit, die dazu beiträgt, Informationen zu behalten, Mitarbeiter produktiver zu machen und Kunden vertrauensvoll mit Ihrem Unternehmen zu interagieren.

Hier finden Sie eine detaillierte Übersicht über die einzelnen ACID-Datenbankkomponenten und deren Bedeutung für die Datenbankverwaltung:

Atomizität

Atomare Transaktionen in einer Datenbankeinstellung bedeuten, dass der gesamte Prozess abgeschlossen werden muss, andernfalls kehrt die Datei, das Dokument, die Transaktion oder die Datenbank in ihren vorherigen Zustand zurück. Dies kann zum Schutz von Daten beitragen, insbesondere in Fällen wie einem Netzwerkfehler beim Übertragen oder Speichern eines Dokuments, einer Datei oder einer Datengruppe. Atomarität hilft dabei, Teilübertragungen oder Speicherungen zu verhindern, bei denen man nicht erkennen kann, wie weit der Prozess fortgeschritten ist, bevor er abgebrochen wurde. Stattdessen funktioniert es nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip – die gesamte Transaktion muss erfolgreich abgeschlossen werden, sonst passiert nichts.

Folge

Konsistenz in der Datenbankverwaltung bedeutet, dass die Integrität der Daten bei allen Änderungen unverändert bleiben muss, andernfalls wird die Transaktion gemäß den Datenvalidierungsregeln vollständig zurückgesetzt. Dies dient als Vorsichtsmaßnahme zum Schutz der Daten vor Zugriffsverletzungen oder Sicherheitsverletzungen. Sie erstellen und implementieren Parameter und Einschränkungen für die Datenbank, um deren Aktionen zu steuern, wenn böswillige oder böswillige Aktivitäten auftreten, sodass das System automatisch abbrechen und in seinen ursprünglichen gültigen Zustand zurückkehren kann. Sie können auch deklarative Einschränkungen anwenden, indem Sie System- oder Geschäftsregeln definieren, die eine systematische Bereitstellung für die Datenbank oder alle Programme und Anwendungen, die sie verwenden, auslösen.

Isolierung

Die Isolierung durch die Datenbankstruktur bedeutet, dass Transaktionen separat und nicht parallel zueinander erfolgen. Technisch gesehen ist jede Lese- oder Schreibfunktion unabhängig von anderen Lese- oder Schreibvorgängen einer anderen Transaktion. Selbst wenn Sie eine große Organisation haben, in der mehrere Mitarbeiter oder Kunden gleichzeitig auf die Datenbank zugreifen, führt das System eine globale Warteschlange oder Warteschlange von Transaktionen aus und stellt so sicher, dass jede Transaktion vollständig abgeschlossen ist, bevor die nächste beginnt, und behält dabei die Isolationsfunktion bei. Isolation kann manchmal Systeme verlangsamen, obwohl die zusätzliche Sicherheit und der Datenschutz dieses Problem normalerweise überwiegen.

Um eine Isolation zu erreichen, verwenden Sie eine gleitende Messskala für Systemberechtigungen, die auf einer optimistischen oder pessimistischen Klassifizierung von Transaktionen basiert:

  • Optimistische Transaktionen: Bei der optimistischen Klassifizierung wird davon ausgegangen, dass Transaktionen an verschiedenen Stellen in der Datenbank gelesen und geschrieben werden. Wenn beide ungewöhnlich mit derselben Stelle in der Datenbank interagieren, werden beide Transaktionen abgebrochen und erneut versucht.

  • Pessimistische Transaktionen. Die pessimistische Klassifizierung bietet viel weniger Freiheit, wenn erwartet wird, dass sich Transaktionen gegenseitig beeinflussen, und sperrt stattdessen die Ressource vollständig, anstatt es sofort erneut zu versuchen. Dies kann im Vergleich zur optimistischen Klassifizierung zu längeren Warteschlangen führen und dazu führen, dass das Dokument oder die Datei auf eine erneute Interaktion mit der Datenbank warten muss.

Ein Beispiel für Isolation ist eine E-Commerce-Site, auf der mehrere Transaktionen gleichzeitig stattfinden. Nehmen wir an, es sind noch 11 Einheiten eines bestimmten Produkts übrig und sechs Kunden möchten jeweils zwei Artikel kaufen. Je nachdem, welcher Kunde zuerst geklickt hat, kann er möglicherweise zwei seiner Artikel hinzufügen und kaufen, obwohl der letzte Kunde in der Schlange wahrscheinlich eine Meldung sehen wird, dass derzeit nur ein Artikel statt zwei verfügbar ist. Dies liegt daran, dass jede Transaktion isoliert durchgeführt wurde, was dazu beitrug, dass die Website 12 Produkte verkaufte, obwohl nur 11 auf Lager waren.

Haltbarkeit

Zuverlässigkeit bedeutet, dass das System sicherstellt, dass die von Ihnen an der Datenbank vorgenommenen Änderungen erfolgreich sind und die Dateien für immer bestehen bleiben und selbst katastrophale Ereignisse und Systemausfälle wie Dienstausfälle, Systemabstürze, schwerwiegende Sicherheitsverletzungen und andere Ausfälle überstehen. Änderungsprotokolle sorgen für Persistenz, wenn die Datenbank oder ein Teil davon neu gestartet wird. Im Geschäftsleben ist Haltbarkeit wichtig, weil sie dazu beiträgt, Unannehmlichkeiten für Kunden oder Benutzer zu vermeiden.

Tätigt ein Kunde beispielsweise einen Online-Einkauf auf einer E-Commerce-Website und erhält eine Empfangs- und Lieferbestätigung, vertraut er häufig dem Unternehmen und stellt sicher, dass das Unternehmen auch über Aufzeichnungen der Transaktion verfügt. Dauerhaftigkeit bedeutet, dass die Transaktion auch dann besteht und wiederhergestellt werden kann, wenn Ihr Datenbanksystem Mängel aufweist, ohne dass eine Aufzeichnung des Verkaufs vorliegt.

Wann werden ACID-Datenbanken benötigt?

Eine ACID-Datenbank benötigen Sie häufig dann, wenn Sie über große Datenmengen für Ihr Unternehmen, Ihre Organisation oder Ihr Unternehmen verfügen. Dies hilft Ihnen, die Integrität Ihrer geschützten Daten zu wahren, was für Ihren täglichen Betrieb und Ihre strategische Geschäftsanalyse wichtig ist. Da ACID-Datenbanken dazu beitragen, Daten vor Beschädigung zu schützen, können Sie sich auch die kostspielige Investition in die Reparatur gefährdeter Daten ersparen. Zu den weiteren Schwellenwerten, bei denen Sie möglicherweise eine ACID-Datenbank benötigen, gehören:

  • Wenn die Reihenfolge, in der Transaktionen und Aktionen angezeigt werden, wichtig ist

  • Bei potenziell ausstehenden Transaktionen können erhebliche direkte Kosten entstehen

  • Wenn die Möglichkeit besteht, dass mehrere Prozesse oder Benutzer gleichzeitig auf dieselben Daten zugreifen oder diese verwenden.

  • Wenn veraltete Daten dem Benutzer angezeigt werden, ist dies nicht akzeptabel

Was ist ACID-Compliance?

Bei der ACID-Konformität handelt es sich um den Vorgang, über eine Datenbank mit den vier Attributen Atomizität, Konsistenz, Isolation und Haltbarkeit zu verfügen. Wenn Sie mit einer Datenbank mit diesen Eigenschaften arbeiten, verfügen Sie über eine ACID-konforme Dokumenten- und Datenbankverwaltung. Im Geschäftsleben tragen ACID-kompatible Datenbanken dazu bei, Folgendes sicherzustellen:

  • Weniger Störungen für Benutzer: Im Falle eines Systemausfalls trägt die Langlebigkeit dazu bei, dass niemand ein größeres Problem bemerkt.

  • Sichere Transaktionen: Wenn Sie Geld von einem Konto auf ein anderes überweisen, sorgt eine ACID-konforme Datenbank dafür, dass kein Geld verloren geht, wenn die Einzahlungstransaktion fehlschlägt.

  • Gleichbleibende Genauigkeit: Wenn Sie Ihren Kontostand einsehen, spiegelt der Gesamtbetrag nur dann eine Geldüberweisung wider, wenn diese erfolgreich abgeschlossen wurde.

  • Kosteneinsparungen und Risikominderung: ACID-Attribute verhindern beispielsweise die doppelte Buchung von Zahlungen oder die Nichteinziehung von Geldern und reduzieren so das finanzielle Risiko sowohl für Kunden als auch für Unternehmen.

  • Genaue Aktualität: Beispielsweise bleiben Krankenakten auch dann auf dem neuesten Stand, wenn ein Arzt und eine Krankenschwester gleichzeitig auf die Patientenakte zugreifen, um Informationen aufzuzeichnen, anstatt Änderungen rückgängig zu machen, wenn keine Isolierung vorhanden war.

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