Из каких ключевых компонентов состоит архитектура реляционной СУБД?

Архитектура типичной реляционной СУБД включает следующие логические и физические компоненты:

1. Ядро СУБД (Database Engine)

   • SQL-парсер и оптимизатор запросов: Преобразует SQL-запрос в оптимальный план выполнения.
   • Диспетчер транзакций: Обеспечивает соблюдение принципов ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability).
   • Диспетчер блокировок (Lock Manager): Управляет параллельным доступом к данным, предотвращая конфликты.

2. Логическая структура данных

   • Схема (Schema): Метаданные, описывающие структуру БД.
   • Таблицы (Tables/Relations): Основные единицы хранения данных в виде строк и столбцов.
   • Индексы (Indexes): Структуры для ускорения поиска (B-деревья, хэш-индексы).
   • Представления (Views): Виртуальные таблицы, определённые запросом.
   • Ограничения целостности (Constraints): PRIMARY KEY, FOREIGN KEY, UNIQUE, CHECK.

3. Физическое хранилище (Storage Engine)

   • Управляет записью данных на диск: страницы (pages), файлы данных, журналы транзакций (WAL - Write-Ahead Logging).

4. Вспомогательные компоненты

   • Журнал транзакций (Transaction Log): Гарантирует долговечность (Durability) и позволяет выполнять откат (rollback) и восстановление (recovery).
   • Буферный кэш (Buffer Pool): Кэширует часто используемые страницы данных в оперативной памяти.
   • Хранимые процедуры и триггеры (Stored Procedures / Triggers): Логика, выполняемая на стороне БД.

Пример создания связанных таблиц:

-- Создание таблицы Users
CREATE TABLE Users (
    id INT PRIMARY KEY GENERATED ALWAYS AS IDENTITY,
    username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
    email VARCHAR(100) UNIQUE NOT NULL
);

-- Создание таблицы Orders со ссылкой на Users
CREATE TABLE Orders (
    order_id INT PRIMARY KEY GENERATED ALWAYS AS IDENTITY,
    user_id INT NOT NULL,
    amount DECIMAL(10,2),
    order_date TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    CONSTRAINT fk_user
        FOREIGN KEY(user_id)
        REFERENCES Users(id)
        ON DELETE CASCADE
);