Motor de Banco de Dados

Um sistema de banco de dados é particionado em módulos que lidam com cada uma das responsabilidades do sistema. Os componentes funcionais podem ser divididos em:

• O gerenciador de armazenamento
• O componente processador de consultas
• O componente de gerenciamento de transações

Gerenciador de Armazenamento (Storage Manager)

Módulo de programa que provê a interface entre os dados de baixo nível armazenados no banco e os programas de aplicação e consultas submetidas ao sistema. O gerenciador de armazenamento é responsável por:

• Interação com o gerenciador de arquivos do sistema operacional
• Armazenamento, recuperação e atualização eficiente dos dados

Componentes do gerenciador de armazenamento:

Componente	Função
Gerenciador de autorização e integridade	Testa o cumprimento das restrições de integridade e verifica a autoridade dos usuários
Gerenciador de transações	Garante que o banco permaneça em estado consistente em caso de falhas; controla a execução de transações concorrentes
Gerenciador de arquivos	Gerencia a alocação de espaço em disco e as estruturas de dados usadas para representar informações
Gerenciador de buffer	Responsável por transferir dados do disco para a memória principal e por decidir quais dados manter em memória

Estruturas de dados implementadas pelo gerenciador de armazenamento:

Estrutura	Descrição
Arquivos de dados (data files)	Armazenam o próprio banco de dados
Dicionário de dados (data dictionary)	Armazena metadados sobre a estrutura do banco, em particular o schema
Índices (indices)	Fornecem acesso rápido a itens de dados por valor; um índice aponta para os itens que possuem um determinado valor

Processador de Consultas (Query Processor)

Componentes:

Componente	Função
Interpretador DDL	Interpreta instruções DDL e registra as definições no dicionário de dados
Compilador DML	Traduz instruções DML em um plano de avaliação de instruções de baixo nível que o motor de avaliação compreende; realiza otimização de consultas — escolhe o plano de menor custo entre as alternativas
Motor de avaliação de consultas	Executa as instruções de baixo nível geradas pelo compilador DML

Etapas do processamento de uma consulta:

Consulta SQL
     │
     ▼
1. Parsing e tradução
     │
     ▼
2. Otimização  ←── estatísticas do banco
     │
     ▼
3. Avaliação
     │
     ▼
   Resultado

Gerenciamento de Transações

Uma transação é uma coleção de operações que executa uma única função lógica em uma aplicação de banco de dados.

O componente de gerenciamento de transações garante que o banco permaneça em estado consistente (correto) apesar de:

• Falhas de sistema (quedas de energia, crashes de sistema operacional)
• Falhas de transação

O gerenciador de controle de concorrência (concurrency-control manager) controla a interação entre transações concorrentes para garantir a consistência do banco.