トランザクション処理システム

トランザクション処理システム( TPS )は、トランザクション処理をサポートするソフトウェアシステム、またはソフトウェアとハ​​ードウェアの組み合わせです。

最初のトランザクション処理システムはIBMがアメリカン航空向けに開発したSABREで、1964年に運用が開始されました。 ^[1] 1日に最大83,000件のトランザクションを処理できるように設計されたこのシステムは、2台のIBM 7090コンピュータで動作していました。SABREは1972年にIBM System/360コンピュータに移行され、最初は航空会社制御プログラム（ACP）として、後にトランザクション処理機能（TPF）としてIBM製品になりました。航空会社に加えて、TPFは大手銀行、クレジットカード会社、ホテルチェーンでも使用されています。

Hewlett Packard Enterprise NonStopシステム（旧称Tandem NonStop）は、1976年に導入されたオンライントランザクション処理（OLTP）用に設計されたハードウェアおよびソフトウェアシステムです。 ^[2]このシステムは、極めて高いレベルの可用性とデータ整合性を提供します。

• IBMトランザクション処理機能(TPF) – 1960 年。他のほとんどのトランザクション処理システムとは異なり、TPF はIBM System zメインフレームでのトランザクション処理専用のオペレーティング システムです。元々はAirline Control Program (ACP)でした。
• IBM 情報管理システム(IMS) – 1966 年。広範なトランザクション処理機能を備えた統合階層型データベースおよび情報管理システム。OS /360 および後継機種で動作します。
• IBM 顧客情報管理システム(CICS) – 1969 年。高速で大量のオンライン処理向けに設計されたトランザクション マネージャーである CICS は、当初は標準のシステム データ セットを使用していましたが、現在はIBM Db2リレーショナル データベース システムに接続されています。OS /360 および後継機種、DOS/360 および後継機種、IBM AIX、VM、OS/2で動作します。メインフレーム以外のバージョンはTXSeriesと呼ばれます。
• Tuxedo – 1980 年代。AT &T Corporationが開発し、現在はOracle Corporationが所有するTransactions for Unix, Extended for Distributed Operations。Tuxedoはクロスプラットフォームの TPS です。
• UNIVACトランザクションインターフェースパッケージ（TIP）– 1970年代。UNIVAC 1100/2200シリーズコンピュータ用のトランザクション処理モニター。^[3]
• Burroughs Corporation は、GEMCOS (1976 年の Generalized Message Control System) を使用して、 MCPオペレーティング システムでトランザクション処理機能をサポートしました。2012 年現在、UNISYS ClearPath Enterprise Serversには、「非常に柔軟で高性能なメッセージおよびアプリケーション制御システム」である Transaction Server が含まれています。^[4]
• Digital Equipment Corporation (DEC) アプリケーション制御および管理システム (ACMS) – 1985 年。「VMS オペレーティング システム上でオンライン トランザクション処理 (OLTP) アプリケーションを作成および制御するための環境を提供します。」^{[5] [6]} VAX / VMSシステムで動作します。
• PDP-10 TOPS-10システム用のDigital Equipment Corporation (DEC) メッセージ制御システム (MCS-10) 。
• Honeywell Multicsトランザクション処理。特集（TP）– 1979年。^[7]
• Transaction Management eXecutive (TMX) は、NCR Tower 5000 シリーズ システム上で実行されるNCR Corporation独自のトランザクション処理システムです。このシステムは、1980 年代から 1990 年代にかけて主に金融機関で使用されていました。
• Hewlett Packard Enterprise NonStopシステム – 1976 年。NonStop は、トランザクション処理専用に設計されたハードウェアとソフトウェアの統合システムです。元々はTandem Computers製です。
• Transarc Encina – 1991年。^[8] Transarcは1994年にIBMに買収されました。Encinaは製品として廃止され、IBMのTXSeriesに組み込まれました。^[9] Encinaのサポートは2006年に廃止されました。

トランザクション処理は、バッチ処理、タイムシェアリング、リアルタイム処理などの他のコンピュータ処理モデルとは異なり、対照的である。^[10]

バッチ処理とは、コンピュータ上で一連のプログラム（ジョブ）を手動介入なしに実行することです。バッチと呼ばれる複数のトランザクションが収集され、同時に処理されます。各トランザクションの結果は、トランザクションが入力されているときにすぐには利用できません。^[1]時間遅延があります。

「リアルタイムシステムは、刺激や要求に対して、刺激を引き起こした条件に影響を及ぼすのに十分な速さで適切な応答を保証しようとします。」^[10]リアルタイム処理における各トランザクションは一意であり、トランザクションのグループの一部ではありません。

トランザクション処理システム (TPS) は、企業のデータ トランザクションを収集、保存、変更、および取得する情報システムです。トランザクション処理システムは、要求に対する予測可能な応答時間も提供しようとしますが、これはリアルタイム システムほど重要ではありません。トランザクション処理では、タイム シェアリングとしてユーザーが任意のプログラムを実行できるようにするのではなく、事前に定義された構造化されたトランザクションのみを許可します。各トランザクションは通常短く、各トランザクションの処理アクティビティは事前にプログラムされています。これは MIS モデルです。

トランザクション処理システムの評価においては、以下の機能が重要と考えられている。^[10]

応答時間が短い高速パフォーマンスが重要です。トランザクション処理システムは通常、一定期間内に処理できるトランザクションの数で評価されます。

システムは、ユーザーがトランザクションを入力している期間中は利用可能でなければなりません。多くの組織は TPS に大きく依存しており、故障すると業務が中断したり、ビジネスが停止したりします。

システムは、データを破損させることなく、ハードウェアまたはソフトウェアの問題に対処できなければなりません。複数のユーザーが同時に同じデータの変更を試みることから保護する必要があります。たとえば、2 つのオペレーターが飛行機の同じ座席を販売することはできません。

多くの場合、トランザクション処理システムのユーザーは、一般ユーザーです。システムは、一般ユーザーにとって理解しやすく、データ入力エラーを可能な限り防ぎ、エラーを簡単に修正できるものでなければなりません。

システムは、完全な交換を必要とするのではなく、増分コストで拡張できる必要があります。システムをシャットダウンせずに、ハードウェアおよびソフトウェア コンポーネントを追加、交換、または更新できる必要があります。

トランザクションはバッチ処理のように収集および処理できます。トランザクションは収集され、後で処理するのが便利または経済的であるときにバッチとして更新されます。歴史的には、リアルタイム処理を可能にする 情報技術がまだ存在していなかったため、これが最も一般的な方法でした。

これは、データの即時処理です。トランザクションの即時確認を提供します。データを変更するトランザクションを同時に実行する多数のユーザーが関与する場合があります。テクノロジの進歩 (データ転送速度の向上、システムの大規模化、ネットワーク帯域幅の増加など) により、リアルタイムの更新が可能になります。

データベースは、整理されたデータの集合です。データベースは、一般的なトランザクション処理アプリケーションのように、非構造化リクエストに対して高速な取得時間を提供します。

トランザクション処理用のデータベースは、階層構造、ネットワーク構造、またはリレーショナル構造を使用して構築できます。

• 階層構造: データを一連のレベルで整理します。上から下のような構造はノードとブランチで構成されます。各子ノードにはブランチがあり、上位レベルの親ノードにのみリンクされます。
• ネットワーク構造: ネットワーク構造も、ノードとブランチを使用してデータを整理します。階層構造とは異なり、各子ノードは複数の上位の親ノードにリンクできます。
• リレーショナル構造: リレーショナル データベースは、一連の関連テーブルにデータを整理します。これにより、テーブル間の関係が構築される際に柔軟性が得られます。

トランザクション処理システムで使用されるデータベース システムには、次の機能が望まれます。

• 適切なデータ配置: データベースは、多数の同時ユーザーからのデータのパターンにアクセスできるように設計する必要があります。
• 短いトランザクション: 短いトランザクションにより、迅速な処理が可能になります。これにより、同時実行が回避され、システムのペースが調整されます。
• リアルタイム バックアップ:サーバーの遅延を防ぐために、アクティビティが少ない時間帯にバックアップをスケジュールする必要があります。
• 高度な正規化: 冗長な情報が削減され、速度が向上し、同時実行性が向上します。これにより、バックアップも改善されます。
• 履歴データのアーカイブ: あまり使用されないデータは、他のデータベースまたはバックアップされたテーブル (ファイル) に移動されます。これにより、テーブルが小さくなり、バックアップ時間も短縮されます。
• 適切なハードウェア構成:ハードウェアは多数のユーザーを処理し、迅速な応答時間を提供できる必要があります。

ビジネス組織はトランザクション処理に大きく依存するようになったため、障害が発生するとビジネスの通常のルーチンが中断され、一定期間業務が停止する可能性があります。データの損失を防ぎ、中断を最小限に抑えるには、適切に設計されたバックアップおよびリカバリ手順が存在し、それに従う必要があります。リカバリ プロセスにより、システムがダウンしたときにシステムを再構築できます。

バックアップ手順には、Grandfather-Father-Sonと部分バックアップの 2 つの主な種類があります。

この手順では、毎日、毎週、毎月など、適切な間隔ですべてのデータの完全なバックアップを作成します。バックアップは複数世代保持されますが、多くの場合 3 世代であるため、その名前が付けられています。最新のバックアップが son、その前のバックアップが father、最も古いバックアップが grandfarter です。この方法は、磁気テープドライブを備えたバッチ トランザクション処理システムでよく使用されます。バッチ実行中にシステム障害が発生した場合は、son バックアップを復元してマスター ファイルを再度作成し、バッチを再開します。ただし、son バックアップが失敗したり、破損または破壊された場合は、前の世代のバックアップ (father) が使用されます。同様に、それも失敗した場合は、father の前の世代のバックアップ (grandfarter) が必要になります。もちろん、世代が古ければ古いほど、データが古くなる可能性があります。

部分バックアップ

部分バックアップには通常、変更されたレコードのみが含まれます。たとえば、完全バックアップを毎週実行し、部分バックアップを毎晩実行することができます。このスキームを使用したリカバリでは、最新の完全バックアップを復元し、次にすべての部分バックアップを復元して、最新のデータベースを作成します。このプロセスは、完全バックアップのみを実行する場合よりも高速ですが、リカバリ時間は長くなります。

• バッチ処理またはリアルタイム処理が可能
• 処理時間、リードタイム、注文サイクルタイムの短縮
• 在庫、人員、発注コストの削減
• 生産性と顧客満足度の向上

• サーバー（コンピューティング）
• オンライン取引処理
• 顧客統合システム
• データ ウェアハウス

• ゲルハルト・ヴァイクム、ゴットフリート・フォッセン、「トランザクション情報システム：同時実行制御と回復の理論、アルゴリズム、実践」、モーガン・カウフマン、2002年、ISBN 1-55860-508-8