Bolivarian Republic Of VenezuelaMinistry Of People's Power For University EducationPolytechnic University Of The West Mariscal Sucre

Caracas .-

TRANSACCIONES

DEFINICIÓN:

Teacher :

Martín Hernández

Members:

López Miriam Exp. Nº: 13582945López Yenire Exp. Nº: 19288271

Nuñez Michael Exp. Nº: 16086679Computing 7121

English

May 2010 Caracas

Las transacciones fueron originalmente desarrolladas para ser utilizadas dentro de los sistemas de base de datos, donde se usaba para ayudar en el mantenimiento de los datos de las aplicaciones y que dependían de la consistencia de la información almacenada.

Las transacciones son mecanismos que ayudan a simplificar la construcción de sistemas confiables mediante procesos que proporcionan soporte uniforme para invocar y sincronizar operaciones como:

Operaciones de comparación de datos

Aseguramiento de la seriabilidad de las transacciones con otras

Atomicidad en su comportamiento

Recuperación de fallas.

Manejo de transacciones

Se considera el manejo de transacciones cuando un dispositivo móvil inicia una transacción hacia la base de datos o hacia un servidor fijo. La transacción puede ejecutarse en el servidor o en el dispositivo móvil.

PROPIEDADES DE LAS TRANSACCIONES

 Atomicidad

Una transacción es tratada como una unidad de operación. Por lo tanto todas las acciones de la transacción se llevan a cabo o ninguna de ellas se realiza. La atomicidad requiere que si una transacción se interrumpe por una falla, sus resultados parciales deben ser deshechos. Se efectúan todas las transacciones, pero en caso de fallas no se realiza ninguna. Una transacción debe concluir comprometida o abortada. En el caso del compromiso se instalan todas las actualizaciones y en el aborto se descartan todas las actualizaciones.

Consistencia

Una transacción es un programa correcto que lleva la base de datos de un estado consistente a otro con la misma característica. Gracias a esto, las transacciones no violan las reglas de integridad de una base de datos.

Aislamiento

Durante la ejecución de una transacción, esta no debe revelar sus resultados a otras transacciones concurrentes antes de su compromiso. Si varias transacciones se ejecutan concurrentemente, los resultados deben ser los mismos que si ellas se hubieran ejecutado en forma secuencial (Seriabilidad). La seriabilidad consiste en asegurarse que los cambios siguen un orden adecuado.

Durabilidad

Es la propiedad de las transacciones que asegura que una vez que una transacción realiza su compromiso, sus resultados son permanentes y no pueden ser borrados de la base de datos, se asegura que los resultados de una transacción sobrevivirán a fallas del sistema.

Estructura de las Transacciones.

La estructura de una transacción usualmente viene dada según el modelo de la transacción, estas pueden ser planas (simples) o anidadas.

Transacciones planas:

Consisten en una secuencia de operaciones primitivas encerradas entre las palabras clave BEGIN y END. Por ejemplo:

BEGIN _TRANSACTION Reservación .... END.

Transacciones Anidadas:

Consiste en tener transacciones que dependen de otras, estas transacciones están incluidas dentro de otras de un nivel superior y se las conoce como subtransacciones. La transacción de nivel superior puede producir hijos (subtransacciones) que hagan más fácil la programación del sistema y mejoras del desempeño.En las transacciones anidadas las operaciones de una transacción pueden ser así mismo otras transacciones. Por ejemplo:

BEGIN _TRANSACTION Reservación ..........

BEGIN _TRANSACTION Vuelo........END.( Vuelo )

......

BEGIN _TRANSACTION Hotel........END......

END.

Una transacción anidada dentro de otra conserva las mismas propiedades que las de su padre, esto implica, que puede contener así mismo transacciones dentro de ella. Existen restricciones obvias en una transacción anidada: debe empezar después que su padre y debe terminar antes que el. El compromiso de una subtransaccion es condicional al compromiso de su padre, si el padre de una o varias subtransacciones aborta, las subtransacciones hijas también serán abortadas. Las transacciones anidadas brindan un nivel mas alto de concurrencia entre transacciones. Ya que una transacción consiste de varias transacciones es posible tener mayor concurrencia dentro de una sola transacción.

Así también, es posible recuperarse de de fallas de forma independiente de cada subtransaccion. Esto limita el daño a una parte mas pequeña de la transacción, haciendo que el costo de la recuperación sea el menor.

Estados de una Transacción

Activa el estado inicial; la transacción permanece en este estado durante su ejecución. Parcialmente comprometida después de ejecutarse la última instrucción.

Fallida tras descubrir que no puede continuar la ejecución normal.

Abortada después de haber retrocedido la transacción y restablecido la base de datos a su estado anterior al comienzo de la transacción. Comprometida tras completarse con éxito.

La ejecución concurrente de transacciones mejora la productividad y la utilización del sistema, y también reduce el tiempo de espera de las transacciones. Reiniciar la transacción, pero sólo si la transacción se ha abortado a causa de algún error hardware o software que no lo haya provocado la lógica interna de la transacción.

Una transacción reiniciada se considera una nueva transacción.

Cancelar la transacción. Normalmente se hace esto si hay algún error interno lógico que sólo se puede corregir escribiendo de nuevo el programa de aplicación, o debido a una

entrada incorrecta o debido a que no se han encontrado los datos deseados en la base de datos.

Problemas de concurrencia

El propósito del control de concurrencia es mantener la consistencia de la BD cuando ésta es actualizada por múltiples usuarios. Existen casos en los que las transacciones ejecutadas aisladamente originan nuevos estados consistentes, sin embargo las mismas transacciones ejecutadas concurrentemente pueden originar efectos como pérdidas de operaciones y/o violación de restricciones de integridad; a continuación se ilustran algunos casos típicos de anomalías.

Planificación de Transacciones: Representan el orden cronológico en el que se ejecutan las instrucciones de diferentes transacciones concurrentes. Cualquier planificación válida debe constar de todas las instrucciones de la transacción y en el mismo orden. Ej:

Ti Tj

Leer(A) Leer (B) Escribir (B) Escribir(C) Leer(C)

Planificación Secuencial: se produce cuando las instrucciones de cada transacción están juntas y solo inician cuando terminan las de la transacción anterior. Ej.:

Ti Tj

Leer(A) Escribir (B) Leer(C) Leer (B) Escribir(C)

Ti Tj

Leer (B) Escribir (C) Leer (A) Escribir (B) Leer (C)

Concurrencia

En computación, la concurrencia es la propiedad de los sistemas que permiten que múltiples procesos sean ejecutados al mismo tiempo, y que potencialmente puedan interactuar entre sí.

Los procesos concurrentes pueden ser ejecutados realmente de forma simultánea, sólo cuando cada uno es ejecutado en diferentes procesadores. En cambio, la concurrencia es simulada si sólo existe un procesador encargado de ejecutar los procesos concurrentes, simulando la concurrencia, ocupándose de forma alternada en uno y otro proceso a pequeñísimos intervalos de tiempo. De esta manera simula que se están ejecutando a la vez.

Conflictos en la concurrencia

En los sistemas de tiempo compartido (aquellos con varios usuarios, procesos, tareas, trabajos que reparten el uso de CPU entre estos) se presentan muchos conflictos debido a que los procesos compiten por los recursos del sistema. Los programas concurrentes a diferencia de los programas secuenciales tienen una serie de conflictos muy particulares derivados de las características de la concurrencia:

Violación de la exclusión mutua: En ocasiones ciertas acciones que se realizan en un programa concurrente no proporcionan los resultados deseados. Esto se debe a que existe una parte del programa donde se realizan dichas acciones que constituye una región critica, es decir, es una parte del programa en la que se debe garantizar que si un proceso accede a la misma, ningún otro podrá acceder. Se necesita pues garantizar la exclusión mutua.

Bloqueo mutuo o deadlock: Un proceso se encuentra en estado de deadlock si esta esperando por un suceso que no ocurrirá nunca. Se puede producir en la comunicación de procesos y mas frecuentemente en la gestión de recursos.

Correctitud

En teoría de la computación, la corrección de un algoritmo, también llamada correctitud (como adaptación de la palabra inglesa correctnes), corresponde a una propiedad que distingue a un algoritmo de un procedimiento efectivo.

Un algoritmo es correcto, si:

1. Resuelve el problema computacional para el cual fue diseñado.

2. Para cada entrada, produce la salida deseada.

3. Termina en un tiempo de ejecución finito.

Si cualquiera de estos tres puntos no se cumple, entonces estamos hablando de un algoritmo incorrecto, que para efectos prácticos, carece de utilidad, al no ser más que un procedimiento efectivo, es decir, una secuencia ordenada y determinista de pasos.

Seriabilidad 

Consiste en asegurarse que los cambios siguen un orden adecuado. Con el fin de garantizar la seriabilidad de las transacciones se recomienda: Asignar un orden a los items a bloquear y requerir que todas las transacciones efectúen

los bloqueos respetando el orden.

Requerir que en una transacción todos los bloqueos precedan a todos los desbloqueos (teorema de ejecución en dos fases).

Algoritmos de control de concurrencia: Los algoritmos de control de concurrencia deben sincronizar la ejecución de transacciones concurrentes bajo el criterio de correctitud. La consistencia entre transacciones se garantiza mediante el aislamiento de las mismas.

Los algoritmos pesimistas sincronizan la ejecución concurrente de las transacciones en su etapa inicial de su ciclo de ejecución. El grupo de algoritmos pesimistas consiste de algoritmos basados en candados, algoritmos basados en ordenamiento por estampas de tiempo y algoritmos híbridos.

Los algoritmos optimistas retrasan la sincronización de las transacciones hasta su terminación. El grupo de los algoritmos optimistas se clasifican por basados en candados y basados en estampas de tiempo.

Algoritmo de bloqueo

También reciben el nombre de candado. En realidad, un bloqueo es una variable asociada con un ítem de la Base de Datos; utilizada para almacenar el estado de ese ítem con respecto a posibles operaciones que le puedan ser aplicadas. Usamos los bloqueos como un medio de sincronizar los accesos de transacciones concurrentes a los items de la Base de Datos.

ENGLISH

TRANSACTIONS

DEFINITION

The transactions were originally developed for use within the database systems, where it was used to assist in maintaining data and applications that depended on the consistency of the stored information.

Transactions are mechanisms that help simplify the construction of reliable systems through processes that provide uniform support for invoke and synchronize operations as:

Operations Data Comparison

Ensuring the serializability of transactions with other

Atomicity in behavior

Failover

Transaction Management

It considers the management of transactions when a mobile device initiates a transaction to the database or to a fixed server. The transaction can be executed on the server or mobile device.

PROPERTIES OF TRANSACTIONS

Atomicity

A transaction is treated as a unit operation. Thus all actions of the transaction are performed or none of them is performed. Atomicity requires that if a transaction is interrupted by a failure, its partial results must be undone. All transactions are made, but in case of failures do not perform. A transaction must conclude committed or aborted. In the case of commitment all updates are installed on abortion and all updates are discarded.

ConsistencyA transaction is a correct program that takes the database from a consistent state to

another with the same characteristic. Because of this, transactions do not violate the rules of integrity of a database.

IsolationDuring the execution of a transaction, it should not reveal their results to other

concurrent transactions before its commitment. If several transactions are executed concurrently, the results should be the same as if they had been executed sequentially (serializability). Serializability is to ensure that the changes follow a proper order.

Durability

It is the property of transactions ensures that once a transaction completes its commitment, its results are permanent and can not be deleted from the database, ensure that the results of a transaction survive system failures.

Transaction Structure

The structure of a transaction usually is given on the model of the transaction, they can be flat (simple) or nested.

• Transactions flat:

Consist of a sequence of primitive operations enclosed between the keywords

BEGIN y END. Por ejemplo:

BEGIN _TRANSACTION Reservación .... END.

• Nested Transactions:

It contains a dependent on other transactions; these transactions are included within other higher-level and are referred to as subtransactions. The top-level transaction can produce children (subtransactions) to make programming easier and improved system performance.Nested transactions in the operations of a transaction can be likewise other transactions. For example:

BEGIN _TRANSACTION Reservación ..........

BEGIN _TRANSACTION Vuelo........END.( Vuelo )

......

BEGIN _TRANSACTION Hotel........END......

END.

A nested inside another transaction retains the same properties as those of his father, this implies that it may contain and transactions within it. There are obvious restrictions in a nested transaction: should start after his father and must end before that. The commitment of subtransactions is conditional upon the commitment of his father if the father of one or more subtransactions aborts, the daughters will also be aborted subtransactions. Nested transactions offer a higher level of concurrency between transactions. Since a transaction consists of several transactions may be more competition within a single transaction.

Also, you can recover from failure independently of each subtransactions. This limits the damage to a smaller part of the transaction, making the cost of recovery is less.

Transaction Status

Enables: the initial state, the transaction remains in this state for its implementation. Partially committed after executing the last instruction.

Failed: after discovering they can not continue normal execution.

Aborted: receded after the transaction and the database restored to its previous state at the beginning of the transaction. Committed after a successful completion.

The concurrent execution of transactions improves productivity and system utilization, and also reduces the waiting time of transactions

Restart the transaction, but only if the transaction has been aborted because of some hardware or software error that has not caused the internal logic of the transaction.

A restarted transaction is considered a new transaction. Cancel the transaction. Usually done that if there is a logical internal error can be corrected only rewriting the application program, or because of an incorrect entry or because they have not found the desired data into the database.

Concurrency Problems

The purpose of concurrency control is to maintain the consistency of the database when it is updated by multiple users. There are cases in which transactions executed in isolation rise to new states consistent, however the same transactions executed concurrently can cause effects such as loss from operations and / or violation of integrity constraints, and then illustrates some typical cases of anomalies.

Transaction Transaction Transaction Transaction

READ

WRITE

READ

WRITE

READ

READ

PRINT

PRINT

Inconsistent output

READ

WRITE

WRITE

READ

READ

READ

WRITE

WRITE

Introduction of inconsistencies in the BD

Transaction Transaction

READ

READ

WRITE

WRITE

READ

READ

READPRINT

PRINT

WRITE

Operating loss Not reproduction of readings

Transaction Transaction

Transaction Planning: They represent the chronological order in which instructions are executed in different concurrent transactions. Any valid planning should include all instructions of the transaction and in the same order. Example

Ti Tj

Read (A) Read (B) Write (B) Write(C) Read (C)

Sequential Planning: This occurs when the instructions for each transaction are started together and only when they finish the previous transaction. Example:

Ti Tj

Read (A) Write (B) Read (C) Read (B) Write(C)

Ti Tj

Read (B) Write (C) Read (A) Write (B) Read (C)

Concurrence

In computing, concurrency is a property of systems that allow multiple processes to be executed at the same time, and that potentially interact with each other.Concurrent processes can be executed simultaneously really, only when each is run on different processors. Instead, concurrency is simulated if only one processor responsible for executing concurrent processes, simulating the crowd, seized alternately in either process very small time intervals. In this way simulates that are running at once.

Conflicts in the concurrence

In time-sharing systems (those with multiple users, processes, jobs, jobs that share the CPU utilization between these) presents many conflicts because the processes are competing for system resources. Concurrent programs unlike sequential programs have a very specific series of conflicts resulting from the characteristics of the concurrence:

Violation of mutual exclusion: Sometimes certain actions that are performed in a concurrent program does not provide the desired results. This is because there is a part of the program where such actions are performed is a critical region, ie is a part of the program in which we must guarantee that if a process accesses the same, no one else can access. Is therefore required to ensure mutual exclusion.

Deadlock or deadlock: A process is in a state of deadlock if it is waiting for an event that will never happen. May occur in the communication process and more frequently in resource management.

Correctness

In theory of computation, the correction of an algorithm, also called correctness (as an adaptation of the English word correctnes) corresponds to a property that distinguishes an algorithm of an effective procedure.

An algorithm is correct if:1. Solves the computational problem for which it was designed.2. For each entry, produces the desired output.3. Ends in a finite run time.

If any of these three points are not met, then we are talking about a wrong algorithm, which for practical purposes, useless, to be nothing more than an effective procedure, ie an orderly sequence of steps.

Serializability

Is to ensure that the changes follow a proper order.

In order to ensure serializability of transactions is recommended:

• Assign an order to block items and require that all transactions carried out in compliance with the order blocks.

• Require that a transaction all locks precede all unlocks (theorem implemented in two phases).

Concurrency control algorithms: The concurrency control algorithms to synchronize concurrent execution of transactions under the criterion of correctness. The consistency between transactions is ensured by isolating them.

Pessimistic algorithms synchronize the concurrent execution of transactions in its initial stage of its implementation cycle. The pessimistic group of algorithms consists of algorithms based on locks, computer-based algorithms for time stamps and hybrid algorithms.

Optimistic algorithms delay the timing of the transaction to completion. The groups of optimistic algorithms are classified based on locks and based on time stamps.

Locking algorithm.

They are known to lock. In fact, a lockout is a variable associated with an item from the database, used to store the state of that item with respect to possible operations that may be applied. We use locks as a means to synchronize concurrent access to transaction items in the database.

Concurrency Control

Algorithms

Pessimistic Optimistic

padlocks Timestamps Hybrids

Basic

Multi version

Conservatives

centralized 

primary copy 

distributed

padlocks  Timestamps